王小
MC1R基因發(fā)生突變,會使人看起來平均老兩歲。未來,DNA修復或可延緩人類衰老
追求青春常駐幾乎是人類的一個永恒課題,王爾德筆下的道雷·格林將對青春的渴望走到了一個極端。如今,全世界多個實驗室都在致力于研究如何延緩人類衰老的機制。
4月底,一個多國聯(lián)合研究團隊通過對皮膚感知年齡遺傳因子的研究,首次從基因?qū)用娼沂玖?,為何有些人更顯老,而有些人卻能青春常駐。
中國科學院北京基因組研究所、荷蘭伊拉斯姆斯大學、英國聯(lián)合利華集團等多中心科研團隊合作進行了上述研究。在這個項目中,科學家共用了近十萬人次,反復評估了超過四千個人的面部高清照片,精確量化了每個人的感知年齡(即看起來的年輕年老的程度),并分析了近800萬個DNA位點和感知年齡的關系。
該研究首次確定了感知年齡和基因之間的聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)帶有MC1R基因特殊基因型的人看起來比其他同齡人平均年老兩歲。這一發(fā)現(xiàn)有望迅速提高我們對感知年齡的理解。今年4月28日,這一研究結(jié)果發(fā)布于Current Biology 雜志。
MC1R基因,是人類皮膚合成黑色素過程中的關鍵基因。所謂MC1R基因特殊基因型,是指MC1R基因的某個位點發(fā)生了突變。該研究的第一作者,北京基因組所研究員劉凡告訴《財經(jīng)》記者,研究發(fā)現(xiàn),“白種人群的MC1R基因有9個突變頻率較高,在該人群中能達到10%-20%;黃種人有2個突變頻率較高,有5%左右;在非洲人種,突變則很罕見”。
在MC1R基因序列上,任意一個位點的突變,都會直接阻礙正常黑色素的生成,從而導致色素相關表型變化,如人體皮膚會特別蒼白,頭發(fā)發(fā)紅,對紫外線的抵抗力變?nèi)醯取?/p>
MC1R編碼的蛋白在體細胞的細胞膜上像一道門,當這個門打開時,才會允許黑皮質(zhì)素進入細胞從而進一步合成黑色素,如果這個門壞了,正常的黑色素就難以產(chǎn)生。
當人體皮膚缺乏黑色素的天然保護時,則難以阻擋紫外線,紫外線長期作用于皮膚,會造成多種損傷,衰老就是其中之一,更有甚者還可能引發(fā)皮膚癌變。
此次研究以高加索白種人群為主,黑色素相對缺乏的白種人群,更易患皮膚癌。比如,從陽光照射不夠充足的英國移民到澳大利亞后,在這個陽光充沛的地區(qū),澳大利亞的白種人群的皮膚癌發(fā)病率,成為世界最高的,這與當?shù)刈贤饩€照射強度直接相關。
當人類走出非洲后,為了適應亞洲、歐洲的氣候環(huán)境,多個調(diào)節(jié)色素合成的基因發(fā)生突變,從而改變了皮膚、毛發(fā)等的顏色,以更有效地合成維生素D而適應環(huán)境的改變,可以說,MC1R的突變是這些突變中不太成功的,有較強的副作用。
普通細胞的雙螺旋DNA中有兩份同源的基因序列,如果一條序列發(fā)生位點突變,那么另一條正常的序列還可以工作。在MC1R基因序列中,如第一條的某個位點突變,而另一條序列在不同的位點也發(fā)生突變,則這兩個不同的突變以復合雜合子的結(jié)構(gòu),導致兩個同源的MC1R基因都無法正常工作。
不過,MC1R基因的黑色素合成功能只是其影響感知年齡的一小部分。劉凡分析,在這個研究中觀測到,MC1R基因?qū)Ω兄挲g的作用并不受皮膚顏色、紫外線傷害和日照暴露水平等因素的影響,說明MC1R還有其他機制起關鍵作用。
前期的動物實驗已證明,MC1R不僅參與生成黑色素這么簡單,還參與包括DNA修復、免疫調(diào)節(jié)和氧化傷害等細胞功能,這些都可能是導致感知年齡變化的原因。
其實,不僅這個聯(lián)合研究團隊,全世界有很多科研團隊都在為之努力,試圖從基因?qū)用鎭斫鉀Q衰老問題。比如,來自西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的Maria Blasco研究團隊,在實驗小鼠端粒酶基因治療,他們的研究表明,端粒酶基因治療在小鼠中可以減輕某些衰老相關疾病。端粒酶是由TERT基因編碼,可延長端粒。
這個研究方向從理論上一直被認為是可行的。因為,DNA鏈隨著時間推移,會受到各種破壞,如射線、氧化、免疫等,以及它自身的分裂、重組都會產(chǎn)生影響,導致DNA鏈從兩頭開始變短。延長端粒算是DNA修復的一種方式。
這些相關的研究成果在美容業(yè)有潛在的實用價值。不過,從實際效果看,至今人類還沒有發(fā)現(xiàn)一個延緩衰老行之有效的、又沒有副作用方法。
劉凡認為,未來最有希望的是,在DNA修復上有所突破。他的研究團隊將進一步擴大樣本,研究重點將放在研究黃種人群皮膚老化的遺傳因子。