内源性古病毒新生驱动开启衰老“潘多拉魔盒”。中国科学院动物研究所供图
人类最古老的仇敌是谁?
若是谜底是病毒,或许会有良多人感应惊讶。然而请别思疑,病毒与人类之间的比武从未停行过。比武的战场就是我们的身体,病毒入侵此中,鼎力大举毁坏,对人类基因组不竭天时用与革新,使人类在病痛的困扰中挣扎以至灭亡。
但人类的一方也绝不是毫无防备,人系统统具有强大的防御力量,在博弈和战斗之后,出人意料的情况发作了——我们的基因组监控系统,会把那些整合到人类基因组中的病毒系列“俘虏”。那些本来属于仇敌的序列,就如许垂垂被人类细胞的遗传调控系统接收了,最末,人类与病毒协同进化。
2023年1月6日,中国科学院动物研究所刘光慧课题组、曲静课题组和中国科学院北京基因组研究所张维绮课题组,合做在《细胞》杂志(Cell)在线颁发了一篇研究论文。该研究初次发现了年轻的ERV亚家族在细胞衰老过程中被再度唤醒。论文提出了古病毒新生介导衰老法式化及传染性的理论,立异性地开展出阻断ERV古病毒新生及扩散,以实现延缓衰老的多维干涉战略。
内源性逆转录病毒(Endogenous Retrovirus, ERV),是数百万年前的远古逆转录病毒入侵后,被人类细胞俘获,颠末突变、缺失等变异,成为人类基因组中的“暗物量”暗藏下来的陈迹。它也被称为“古病毒化石”,占据了人类基因组序列的8%摆布,成为重要的基因记忆,与人类和平共处,协调共生。
机体衰老及各类衰老相关疾病发作开展的重要诱因,是人体的细胞衰老了。而决定细胞衰老历程的关键因素,是“表不雅遗传的法式化改动”。人类基因组躲藏着许多“老化”信号,那些衰老信息流,凡是遭到表不雅遗传的严密调控,因而处于缄默形态。但是,跟着个别年龄的增长,表不雅遗传的起头失序,那些“老化”信号就会逃离管控,进而激活细胞内的一系列衰老法式。
在那之前,ERV古病毒元件能否参与了衰老的法式化调控仍是未知的,那座人体之内的“死火山”,能否在衰老过程中逃脱宿主的监视而被再度唤醒?它的清醒与发作对细胞和组织的衰老有何影响?ERV古病毒的新生能否做为度量人类生物学年龄的标记物以及干涉衰老的分子靶标?那些关键科学问题,就是研究者们试图处理的。
团队成立了差别的衰老研究系统,包罗儿童早衰综合征、成年早衰综合征,以及小鼠、猴和人的心理性及病理性多器官衰老模子等,再通过多学科穿插手艺,停止了进一步研究。团队最末发现,衰老细胞中ERV的反转录产品,能够通过激活某种天然免疫通路,诱发细胞衰老和炎症。另一方面,衰老细胞释放的ERV病毒颗粒可通过旁排泄或体液介导的体例在器官、组织、细胞间有效传递并放大衰老信号,最末使得年轻微胞因受“传染”而老化。
深切的机造研究表白,ERV反转录产品在宿主细胞胞浆中呈现后,会激活初始细胞及被传染细胞中固有的病毒防御机造。那种本能的细胞抗病毒反响,本来是为了降低病毒的损害,然而,那些防御性机造却恰好促使了细胞早衰。
在对ERV古病毒停止深切研究之后,研究人员解析出了它的差别生命周期环节,最末,开发出了可以有效按捺ERV古病毒新生及肃清病毒颗粒的干涉战略,通过多维手艺手段阻断ERV的转录、反转录、病毒级联传染等多个环节,最末胜利延缓组织和机体衰老。
人类与衰老的匹敌,间接指向了生命对保存的巴望。不竭前进的科学,就是我们通向那些看起来高不可攀的目的的钥匙。谁能想得到,竟然在远古时代,病毒就已经跟人类如斯密不成分,以至成为人类衰老的关键密码,融入了人类“衰老及寿命调控法式”。
对人类基因组中古病毒的解码,可以帮忙我们对人类的衰老机造有更多领会,掌握更多老年疾病的诱因。那个新的解题思绪,或答应以帮忙我们挽救更多的生命,给防治老年疾病翻开一扇新的大门。
一些问题得到了谜底,但是研究者认为,将来,围绕着那个标的目的,还会有更多的科学问题呈现。好比“体液中ERV检测能否应用于衰老和老年疾病的评估和预警”,或者,“ERV古病毒序列在人类基因组中能否具有遗传多态性,能否与老年安康相关”,等等。
人类与病毒的斗争,看来又在另一种意义长进入了新的阶段。
中青报·中青网记者 张渺 来源:中国青年报
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