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弓头鲸(*Balaena mysticetus*)的寿命可超过200年,这在一定程度上要归功于一种高效的DNA修复蛋白。
弓头鲸体重达8万公斤,体表包裹着近半米厚的鲸脂,还有一头撞碎北极冰层的习性——乍看之下,它似乎并非健康长寿的“天然代言人”。
但这种鲸类最令人惊叹的特征之一,正是其超长寿命:弓头鲸(*Balaena mysticetus*)有时能存活200多年,这让人类引以为傲的百岁老人也相形见绌。如今,一项针对弓头鲸细胞的研究揭示了其得以存活数世纪而不患癌症或其他衰老相关疾病的原因之一:一种受低温激活的蛋白,可帮助修复受损的DNA[1]。
“所有人都知道弓头鲸寿命极长,但没人清楚原因,”中国上海同济大学的分子生物学家毛志勇(音译)表示(他未参与该研究),“这项研究告诉我们,通过改善DNA修复以提升基因组稳定性,是实现这种极端长寿的有效策略。”
他补充道,这项于10月29日发表在《自然》(*Nature*)杂志上的研究成果,若进一步深入探索,或许还能为延长人类寿命提供新方向——当将弓头鲸的这种蛋白在人类细胞中表达时,人类细胞的DNA修复能力得到了提升。
研究对象“不好伺候”
为探寻长寿的奥秘,研究人员常会将目光投向各类寿命异常漫长的动物,从蝙蝠、海狸到大象均在列。例如,10月初,毛志勇及其团队发表的研究[2]指出,裸鼹鼠(一种啮齿动物)的寿命可超过30年(对啮齿类而言已是非凡成就),其体内同样含有一种功能增强的DNA修复蛋白。
然而,弓头鲸却是个“特别难对付”的研究对象。作为地球上体型最大的动物之一,在实验室中饲养哪怕几头都是天方夜谭;加之它属于濒危物种,在野外对其开展研究也面临重重挑战。
不过,每年秋季,美国阿拉斯加州北部的因纽特伊努皮克人(Iñupiaq Inuit)村落会获得弓头鲸的捕猎许可。捕猎者会特意留存少量组织样本,而与该研究合著者、美国纽约罗切斯特大学(University of Rochester)衰老研究领域生物学家薇拉·戈尔布诺娃(Vera Gorbunova)合作的学生们,则会长途跋涉前往北方取回样本。“那里没有快递服务,”戈尔布诺娃说,“连公路都没有。”
“修复大师”蛋白
研究团队将组织样本带回实验室,并培育出部分弓头鲸细胞。鉴于弓头鲸的长寿特性,团队推测其细胞可能更难发生癌变。但结果却与之相反:与人类细胞相比,弓头鲸细胞只需更少的致癌突变,就能发展成恶性细胞。
什么是衰老?即便该领域研究者也尚无定论
但研究发现,这类突变在弓头鲸体内发生的概率本身就更低:与人类细胞相比,弓头鲸细胞修复受损DNA的能力更强,突变率也更低。
戈尔布诺娃及其团队发现,这一切都源于一种名为CIRPB的蛋白——它能修复断裂的DNA,且在低温环境(如弓头鲸栖息的冰冷海域)中会被激活。在实验室培养的人类细胞中表达CIRPB后,细胞的DNA修复能力得到改善;而当在黑腹果蝇(*Drosophila*)体内表达这种蛋白时,与普通果蝇相比,这些果蝇的寿命更长,且对能引发DNA突变的辐射也具有更强的抵抗力。
要完全明确CIRPB对人类是否有益,还需进一步研究其作用机制。但毛志勇表示,总体而言,该研究结果凸显了DNA修复在延长寿命和预防癌症中的重要性。
“这项研究最令人振奋的启示在于,人类的DNA修复能力仍有提升空间,”戈尔布诺娃说,“我们能让自己的DNA修复系统变得更好。”
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