粒線體大掃除:UCLA與Caltech科學家學會清除細胞受損DNA

编辑者: Svitlana Velhush

粒線體是細胞內微小的發電廠,它們一方面提供能量,一方面又會在自己的DNA中累積突變,這些突變隨著時間推移會擾亂整個機體的功能。UCLA與Caltech的研究人員找到了一種方法,能有選擇性地只清除這種DNA中受損的副本,從而增強細胞自身的清理機制。

粒線體DNA中突變的累積被認為與帕金森氏症、阿茲海默症、心臟病變以及老年時整體的體力衰退有關。遺傳性的缺陷會引發嚴重的兒童疾病。科學家設定的目標並非逐一治療每一種疾病,而是降低細胞中受損粒線體DNA的比例,以減緩老化過程本身。

這項研究的核心是UCLA閔果(Ming Guo)實驗室與Caltech布魯斯·海伊(Bruce Hay)實驗室所建立的果蠅Drosophila模型。在這個模式生物中,研究人員成功啟動了自噬作用——即細胞「吞噬」並分解自身受損成分的過程。結果成功清除了高達95%的突變粒線體DNA。而啟動與抵抗帕金森氏症相關的途徑,也產生了類似的效果。

重要的是,清理過程本就存在於細胞之中,只是運作得不夠有效率。科學家僅僅是強化了它,並未添加任何外來物質。這使該方法有別於完全替換粒線體或直接編輯DNA的嘗試。然而,所有數據均來自果蠅,要將結果推及人類仍需進一步研究。

不妨把細胞想像成一間公寓,裡面的舊燈泡逐漸變暗、閃爍。與其更換整條線路,屋主選擇加強清潔工的工作,讓她自行找出並只丟棄故障的燈泡。實驗中啟動自噬作用的景象正是如此:只要稍加協助,細胞自己就能處理掉垃圾。

這項研究於2016年發表在《Nature Communications》上,並由美國國家衛生研究院、Kenneth Glenn Family Foundation與Ellison Medical Foundation資助。作者未申報任何利益衝突。未來的計畫是尋找能模擬這種效果的藥物,並在其他模型上進行驗證。

這項研究顯示,老化在一定程度上可視為細胞垃圾的逐漸累積,而這種累積原則上可以透過強化細胞自身的品質管控系統來加以控制。

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來源

  • New methods to combat cell damage that accumulates with age

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