如果要评选地球上最奇特的动物,裸鼹鼠绝对占据一席之地。
这种原产于非洲之角及肯尼亚地区的小型啮齿动物,外形算不上讨喜,却早已成为科学界的“超级明星”——它几乎不会患上癌症,对疼痛感知迟钝,能在缺氧环境中长时间存活。
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更令人惊叹的是,其寿命最长可达37岁,约为同体型啮齿动物的10倍,且基因组与人类的相似度,甚至高于它与小鼠的相似度。也正因为这些独特特质,裸鼹鼠成为了研究长寿与衰老机制的核心物种。
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通常来说,长寿动物往往拥有更高效的基因修复系统,但长期以来,科学家们对裸鼹鼠维持基因组稳定的分子机制,始终缺乏深入了解。
直到最近,《科学》杂志发表了一项来自同济大学的研究,终于揭开了其中的关键线索:裸鼹鼠的长寿,与一种名为CGAS的酶密切相关。
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CGAS主要存在于细胞的胞质溶胶中,核心功能是识别来自病原体的DNA或RNA,一旦检测到这些外来核酸,便会启动机体的免疫防御应答。除此之外,CGAS在细胞核中也有分布,而它在裸鼹鼠体内的作用,远比我们想象的更为特殊。
要弄清CGAS在裸鼹鼠长寿中扮演的角色,首先要了解DNA修复的重要性。细胞不断分裂过程中,DNA难免会受到损伤,其中DNA双链断裂是较为严重的一种损伤。
若不及时修复,会导致基因组不稳定,进而加速衰老,甚至诱发癌症。同源重组修复是修复DNA双链断裂的重要途径,如同一套精密的“修补工具”,任一环节出现问题,都会加快衰老进程。
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在小鼠和人类细胞中,CGAS的作用并不友好:它会抑制同源重组修复,削弱DNA修复能力,从而加剧基因组的不稳定性。但在裸鼹鼠身上,这一情况发生了彻底反转。
研究人员发现,裸鼹鼠的CGAS不仅没有抑制DNA修复,反而显著增强了同源重组修复的能力,而这一逆转的关键,就藏在CGAS的四个氨基酸中。
这四个特异氨基酸位于CGAS的C端结构域,它们的变异的使得裸鼹鼠的CGAS在DNA受损时,能在细胞核的染色质上停留更长时间。
停留时间的延长,让它能更好地与修复蛋白协同作用,加速重组酶被招募到DNA损伤位点,进而提升同源重组修复的效率。可以说,这四个氨基酸的变异,直接将CGAS从“DNA修复抑制者”转变为了“修复促进者”。
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进一步实验也证实了这一点:若在实验中去除裸鼹鼠的CGAS,其细胞内的DNA损伤会明显增加,这充分说明CGAS在保护基因组稳定、延缓衰老中发挥着关键作用。
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这种增强的DNA修复能力,是否真的能延缓衰老?研究给出了明确答案:裸鼹鼠的CGAS可减少应激诱导的细胞衰老,减缓器官老化。
在果蝇实验中,研究人员让果蝇表达携带裸鼹鼠四个氨基酸突变的人类CGAS,结果显示,这些果蝇的寿命,明显长于表达普通人类CGAS的果蝇。
更令人惊喜的是在老年小鼠身上的实验:当研究人员将裸鼹鼠的CGAS递送到老年小鼠体内后,小鼠毛发变白的速度明显减缓,体内炎症指标下降,多种组织中的细胞衰老标志物也显著减少,整体呈现出更年轻的状态。
值得注意的是,这些抗衰效果都依赖于那四个关键氨基酸——一旦将它们改回原始状态,所有抗衰效果都会随之消失。
这项研究不仅破解了裸鼹鼠长寿的一个重要秘密,更再次印证了“高效的DNA修复能延缓衰老”这一核心观点。
更令人兴奋的是,它为人类抗衰研究提供了全新思路:未来,我们或许可以通过调节CGAS,增强人体自身的DNA修复能力,从而实现延缓衰老的目标。
当然,从实验室研究到真正落地为人类抗衰疗法,还有很长的路要走。但不可否认的是,裸鼹鼠这种看似“奇特”的生物,用进化的奇迹,为我们揭开了生命衰老的深层答案,也为人类抗衰研究点亮了新的方向。
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