线粒体DNA突变积累导致衰老

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生物通快讯：一项新研究结果支持一个倍受争议的推测，即老化是由于线粒体基因组中的错误的积累造成的。因为这种类型的错误在哺乳动物中经常发生，所以这些结果对人类可能有重要意义。 

细胞经常受到活性氧（ROS）的攻击，这些活性氧是由线粒体将食物转化为能量过程中所产生。位于细胞核中的DNA不大容易受到破坏。但是，线粒体基因组处在这些细胞能量工厂的里面，必然会受到ROS的攻击。而且，不像细胞核那样有很多DNA校正蛋白，线粒体缺乏错误修复资源，重担都落在了一种蛋白上，即DNA聚合酶-g。大概是由于这些原因，线粒体DNA比细胞核DNA更容易出错。

因为每个细胞都含有成百上千的线粒体，所以许多科学家推测：只有在包含同种突变的线粒体数目超过没有突变的线粒体数目时，这种突变才会导致问题出现。这样的事情也真的发生了。在来自老年人的细胞中，某种相同的突变有时会出现在大多数线粒体中。并且，其他的研究已经表明线粒体DNA中一个常见的突变能导致细胞萎缩。

研究者希望了解多重随机突变的积累是否同样会对细胞造成重大破坏。Karolinska Institute in Sweden 的Aleksandra Trifunovic及其同事通过遗传工程，用一种没有校正功能的DNA聚合酶基因替换掉小鼠正常的DNA聚合酶-g的基因，从而构建出一种能无选择性的保留各种线粒体DNA突变的小鼠。遗传改造加速这些突变的积累，使得小鼠能够积累更多的丢失或改变的DNA片断，这些错误均匀分布在线粒体基因组中。结果这种变异小鼠很快就会死亡，而且过早的出现一些衰老相关的状况，如体重减轻、骨质疏松症、贫血、生育力降低和心脏线粒体功能减低。研究结果发表在5月27日出版的Nature上。

“事实上，他们确定了衰老的一个原因”，国立环境与健康科学研究院（National Institute of Environmental Health Sciences in Research Triangle Park，生物通注）的生化学家Matthew Longley说。这一实验为“线粒体DNA随机突变的积累会诱导与老化相关的机能退化”这一观点提供了最好的证据。