▲图示端粒酶，以及染色体末端的端粒。
未来的某一天，人类真的可以永葆青春吗？近日，就职于美国亚利桑那州立大学分子科学学院的Julian Chen教授的研究团队对端粒酶催化循环的一个关键步骤的新发现，为了解端粒酶的调控和极限，扭转端粒缩短和细胞老化的情况，从而延长人类寿命，改善老年人的健康带来了希望。
早在半个世纪前，Leonard Hayflick就证明人类细胞的复制寿命是有限的。这种细胞寿命的“Hayflick极限”与染色体末端的DNA重复序列有直接的关系。这些DNA重复序列，也就是“端粒”，可以保护染色体的末端避免不必要的DNA重组，维持基因组的稳定。
但端粒DNA也会随着细胞分裂逐渐缩短，直至最终无法保护染色体末端。端粒酶则可以通过以自身的RNA为模板反复合成DNA构建模块，将“GGTTAG”序列加到染色体末端，延长端粒的长度。然而，端粒酶的活性不足以完全恢复失去的端粒DNA重复序列，也不能阻止细胞老化。
成体干细胞可以修复受损的组织，并更新老化的器官。而端粒的逐渐萎缩，会对成体干细胞复制能力产生负面影响，导致愈合时间增加，组织器官也因细胞数量不足而退化。
Julian Chen教授发现的这一关键步骤，限制了端粒酶在染色体末端添加DNA重复序列的能力。
“端粒酶有一个内置的制动系统，以确保精确合成端粒DNA序列，然而这也限制了端粒酶的整体活性。找到一种正确释放端粒酶制动系统的方法，有可能恢复成体干细胞丢失的端粒，甚至逆转细胞衰老。”Chen教授说。
虽然增加端粒酶活性可以使衰老的细胞恢复年轻，治疗早衰类的疾病，但也有可能会对人体造成伤害，因为癌细胞也利用端粒酶来维持其异常和破坏性的生长。因此，我们必须精确调控端粒酶的功能，在返老还童和癌症风险增加之间求得最佳的结果。
人体体细胞的端粒酶缺乏降低了癌症风险，所以我们需要选择性地在成体干细胞中精确地增加端粒酶活性，这样才能抵抗衰老而不增加癌症风险。这项研究揭示了端粒酶催化循环的关键步骤可以作为一个重要的新药物靶点，接下来可以进行小分子药物筛选或设计治疗相关疾病。
科界原创
编译：花花 审稿：三水 编辑：张梦
来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180227142114.htm
