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环境影响寿命,但“穷”不遗传

“艰苦环境会使穷人的DNA质量下降。”这是近日美国斯坦福大学发展研究中心通过对底特律地区的穷人,中下层阶级黑人、白人和墨西哥居民的染色体端粒进行研究得出的结论。

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研究发现,当人们处于恶劣环境,他们的DNA序列就会随着年龄增长而变短,这部分人的染色体端粒比生活在较好环境中的同龄人的端粒更短。


而在采访中,多位专家表示,生活环境的好坏会影响人的寿命,寿命也与细胞分裂、端粒缩短有关。但不能简单下定论,认为艰苦环境就会影响DNA质量。


端粒,生命的时钟


什么是端粒?“人最早都是从一个细胞演变而来,一个细胞变为两个细胞需要根据46条染色体进行复制。在细胞分裂复制的过程中,位于染色体两端的线头就是端粒。”中国科学院北京基因所技术研发中心常务副主任任鲁风说。


据了解,端粒是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA—蛋白质复合体,它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构,作用是保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。


同时,端粒也是排在线上的DNA,决定人体性状。它们决定人头发的直与曲,眼睛的蓝与黑,身高的长与短,甚至性格的暴躁和温和。“其实端粒也是DNA,只不过端粒是染色体头部和尾部重复的DNA。”任鲁风说。


“端粒和细胞老化有明显关系。”中国科学院北京基因所研究员胡松年告诉记者,关于端粒的长短与人的寿命相关性研究在上世纪已经得出结论,“特别是端粒酶的发现还曾获得诺贝尔奖”。


据介绍,端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用,而缩短的端粒其细胞复制能力受限,端粒酶却能延长缩短的端粒,从而增强体外细胞的增殖能力。


科学家们在寻找导致细胞死亡的基因时,发现端粒存在于染色体顶端。端粒本身没有任何密码功能,它就像一顶高帽子置于染色体头上。在新细胞中,细胞每分裂一次,染色体顶端的端粒就缩短一次,当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂。这时候细胞也就达到分裂极限并开始死亡。因此,端粒被科学家们视为“生命时钟”。


端粒酶的存在,就是把DNA 复制的缺陷填补起来,即通过把端粒修复延长,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使细胞分裂的次数得以增加。“在细胞分裂、复制的过程中,端粒越来越短,直到细胞死亡。但外界因素也会影响寿命,比如辐射、污染等。”任鲁风表示。


“端粒短遗传”说不严谨


“每个人的DNA,除了先天因素,还受周围环境影响。”胡松年表示,穷人、富人都存在自发的体细胞突变,即出生后细胞的每次分裂都会出现突变。同时人类本身存在修复系统,大部分的突变可以被修复,但也可能会出现一些影响机体正常功能的突变。


以肿瘤为例,胡松年解释说,一般来说体细胞突变不会遗传给下一代,但有肿瘤家族史的患者,患肿瘤的概率比一般人高。同时,端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制,在肿瘤中被重新激活,端粒酶可能参与恶性转化。


“恶劣的环境也会造成端粒的缩短,其中影响DNA突变多数来自于物理损伤,如紫外线或者是自身修复系统的损伤,会直接造成突变,易患肿瘤。端粒的长短与疾病之间可能都存在着关系。”胡松年表示,“但是在穷人中DNA质量下降这个结论有待探讨。”


“用大样本量研究穷人、富人的寿命与端粒长短之间的关系,证明穷人的平均寿命比富人短,理论上是与生活环境有关。但是,穷人端粒短会遗传这个观点我并不赞同。”胡松年说。


例如,如果克隆两个DNA一样的人,将二人放在不同的生活环境中,一个在美国发达城市,一个在非洲山村,20年后二人定会有不同。因为体力劳动者的细胞分裂次数会增多。


“只有生殖细胞(精子、卵子)的突变才会影响下一代。”胡松年认为,体细胞最终都会死亡,只有生殖细胞有延存至下一代的机会,“物种主要依靠生殖细胞延续和繁衍”。


遗传因素、环境因素都会影响人类寿命的长短。“但只是简单研究大样本量就得出艰苦环境会使穷人的DNA质量下降的做法是不严谨的。”胡松年提出,如要完善结论,还需长期的研究,同时还要改变研究对象的生活环境等因素。


“不同人种的端粒本身就会有差别,如果要做到有科学意义的研究,还需要长期跟踪。”任鲁风表示,人类30岁与20岁相比,无论受到什么条件影响端粒肯定都会缩短。“要对一个人或是一群人在不同条件下研究端粒缩短的速度才具有科学意义。”


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