增加端粒酶助您緩解壓力

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似乎人類在其生命歷程中一直飽受壓力之苦。起初是獅子、老虎和熊,然後是手持尖銳金屬物體的其他人,現在是最後期限、交通堵塞和破產。壓力,即使是我們今天許多人所承受的那種壓力,對身體也是有害的。它可能導致抑鬱、焦慮、對疾病的敏感性增加,甚至可能縮短您的預期壽命。這些都不是好事,其中許多都與細胞衰老和死亡有關。

但我們的身體會盡力克服這些負面影響。一種新的方法是什麼?額外的端粒酶。但有一種對抗細胞衰老的方法,那就是透過一種叫做端粒酶的東西。但這有意義嗎?這是一個好問題。

Beery 等人。“慢性壓力提高大鼠端粒酶活性”《生物學快報》,2013 年。


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(旁註:諾貝爾獎得主伊麗莎白·布萊克本是本文的作者之一!不足為奇,端粒完全是她的專業領域!)

要了解端粒酶,您必須先了解端粒。當細胞複製時,它們內部的 DNA 首先複製(在 S 期期間)。然後 DNA 形成染色單體,染色單體形成 X 形對,並在複製過程中被拉開,一半 DNA 進入每個新細胞。但在那段時間,當 DNA 正在複製並形成染色單體時,就存在端粒。

端粒是您真實 DNA 末端的隨機 DNA 序列。它們形成一個令人難以置信的保護帽,因此,儘管它們可能“說”的是胡話,但它們意義重大。執行 DNA 複製的酶無法到達 DNA 的最末端,它們必須在到達末端之前停止。如果您的 DNA 在需要結束的地方結束,而沒有任何其他東西在那裡,那麼每次發生複製時,您都會丟失一些 DNA。一些您重要的、編碼的 DNA。如果您每次細胞複製都丟失一點基因組……那麼我們誰也不會在這裡。所以您有端粒,即無意義的 DNA 鏈,每次 DNA 複製時,它們都會略微縮短。

(您可以在末端看到它們。來源

當然,您也不想丟失您的端粒,因為那樣您就會開始丟失常規 DNA。事實上,端粒變短是衰老的跡象。因此,實際上存在一些酶可以幫助維持和延長您的端粒,稱為端粒酶。端粒酶可以為我們省去很多麻煩,延長我們的端粒並保護我們的細胞免於衰老(當細胞變得太老而無法分裂時)。端粒酶缺陷可能與許多問題有關,包括早衰和嚴重免疫缺陷。因此,高水平的端粒酶具有保護作用,可以延長細胞的壽命。

這可能對壓力有意義。我們知道壓力會導致各種型別的細胞死亡,端粒酶能有所幫助嗎?這促使這項研究的作者詢問壓力。我們知道壓力會增加細胞衰老和死亡的跡象。我們也知道端粒酶通常會增加,以延長端粒,大概是為了防止細胞衰老和死亡。那麼,當您感到壓力時,端粒酶會發生什麼變化呢?

為了檢驗這一點,這項研究的作者選取了大鼠,並讓它們暴露於慢性壓力之下(我喜歡稱之為大鼠版的學術界)。大鼠永遠不知道它們每天會遇到什麼。有時它們必須游泳,有時它們的籠子是傾斜的。有時它們整夜都在聽搖滾音樂,有時它們必須聞到捕食者的氣味(在本例中是狐狸的氣味,我可憐任何必須處理這種東西的人。它永遠不會從任何東西上消失。永遠)。這種不可預測的壓力對大鼠來說是很難的(更不用說對那些必須進行所有更換工作的人來說也很難,而且通常是在非常奇怪的時間)。受壓的大鼠沒有它們放鬆的對照組增重那麼多,並且在高架十字迷宮、曠場和明暗箱中表現出高水平的焦慮。

您可以在上面看到曠場、高架十字迷宮和明暗箱的測量結果(從左到右)。這些都是大鼠的焦慮測量指標,它們利用了大鼠天生厭惡強光和開闊空間的習性。大鼠越焦慮,它在曠場中間、高架迷宮的開放臂上或箱子的明亮部分花費的時間就越少。您可以看到,受壓的大鼠比它們相關的同類焦慮得多。

這些行為影響與端粒酶活性的增加相關。大鼠表現出的壓力行為越多,它們擁有的端粒酶活性就越高。

現在,這並不意味著壓力直接導致端粒酶活性,或者端粒酶活性導致壓力。

但這可能意味著,增加的端粒酶活性是細胞應對壓力困難的一種方式,增加端粒酶活性以保護 DNA 免受過度破壞,並保護細胞免於衰老。這僅僅意味著,當他們給動物施加壓力時,端粒酶活性會增加。正如評論中指出的那樣,許多事情都會增加端粒酶活性,而且由於壓力仍然與細胞衰老跡象和細胞死亡有關,因此這些端粒酶活性的增加是否有意義尚不清楚。看看在壓力之前增加端粒酶活性是否可以保護動物免受壓力的影響(例如,壓力對神經發生的影響,壓力會導致神經發生顯著減少),這將很有趣。這將是證明端粒酶在壓力影響中起有意義作用的方法。但就目前而言,這是端粒和端粒酶的另一個作用。保護您的端粒以幫助您緩解壓力。因此,雖然壓力和端粒酶增加這兩件事是同時發生的,但它們一起是否“有意義”則不太確定。

Beery, A., Lin, J., Biddle, J., Francis, D., Blackburn, E., & Epel, E. (2012)。慢性壓力提高大鼠端粒酶活性。《生物學快報》,8(6), 1063-1066。DOI:10.1098/rsbl.2012.0747

編輯(2013 年 3 月 26 日):正如人們在評論中指出的那樣,壓力和端粒酶活性之間沒有確定的聯絡。此處僅顯示兩者同時發生,並且暗示此處的端粒酶活性可能是有意義的,這太過推測了。我已經更改了標題並編輯了帖子的部分內容以反映這一點。整個帖子的更正內容以斜體顯示。

Scicurious has a PhD in Physiology from a Southern institution. She has a Bachelor of Arts in Philosophy and a Bachelor of Science in Biology from another respected Southern institution. She is currently a post-doctoral researcher at a celebrated institution that is very fancy and somewhere else. Her professional interests are in neurophysiology and psychiatric disorders. She recently obtained her PhD and is pursuing her love of science and writing at the same time. She often blogs in the third person. For more information about Scicurious and to view her recent award and activities, please see her CV ( http://scientopia.org/blogs/scicurious/a-scicurious-cv/)

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