美國最新研究:線粒體DNA入侵腦細胞,恐加速老化與壽命縮短?

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在我們的身體裡,原本被視為細胞能量工廠的線粒體,竟然也暗藏危險?最新的研究揭露,線粒體不僅負責供應能量,還會偷偷把它的DNA釋放到腦細胞的核心,並入侵我們的染色體!這一舉動或許是加速老化與壽命縮短的元凶之一,震驚了科學界。

來自美國哥倫比亞大學的研究團隊在《PLOS Biology》期刊中發表了這項重大發現,這些「叛逃」的線粒體DNA片段,被稱為「核線粒體片段」(NUMTs),科學家長期以來認為這是一種罕見現象,沒想到竟然在人的一生中多次發生,並且主要集中在腦部!更令人擔憂的是,NUMTs數量多的人,壽命竟然比那些較少的人還要短。

線粒體像病毒般的基因插入

線粒體擁有自己的DNA,它源自15億年前與我們的細胞祖先共生的古代細菌。而現在,它們的DNA有時會「跳」出線粒體,嵌入人類的染色體裡,這一過程與病毒的行為非常相似。

「線粒體DNA就像病毒一樣,利用基因組中的缺口插入自己,或者像那些在基因組中跳動的轉座子一樣,四處遊走。」密西根大學的遺傳學家萊恩·米爾斯指出。

這些插入的DNA片段被稱為NUMTs,事實上,幾百萬年來,它們一直在我們的染色體中累積,形成了如今數百條已經失去活性的片段,像遺留的基因化石一樣存在於我們的基因庫中。

然而,更令人驚訝的是,這些現象不僅僅存在於古代,它們如今仍在我們的細胞中發生!

NUMTs與大腦健康,導致壽命縮短?

哥倫比亞大學的行為醫學專家馬丁·皮卡德及其團隊進一步探討了NUMTs對人體健康的潛在影響。他們在超過1000位年長者的腦部樣本中發現,NUMTs主要出現在前額葉皮層等區域。這些插入物的數量與患者的壽命呈負相關:NUMTs越多,死亡的風險越大。

「這是首次表明,NUMTs可能具有功能性影響,並可能影響壽命。」皮卡德解釋道。這項發現強烈暗示,NUMTs的累積可能成為加速老化和功能衰退的元凶之一。

特別是對於神經元來說,NUMTs的威脅尤為顯著。當一個神經元受損時,通常無法自我修復,這使得累積的基因插入物對大腦的健康和功能有著深遠的影響。

壓力加速基因跳躍

那麼,究竟是什麼原因導致這些基因插入的發生呢?研究顯示,細胞中的壓力可能是主要因素之一。當皮卡德的團隊在實驗室中培養皮膚細胞並模擬老化過程時,他們發現這些細胞每個月會逐漸累積數個NUMTs,特別是在線粒體功能失調的情況下,NUMTs的累積速度會大幅加快,甚至達到正常情況下的四到五倍。

「這顯示壓力可以影響我們細胞的生物學,讓線粒體更容易釋放它們的DNA,這些DNA隨後會像病毒一樣『感染』細胞核中的基因組。」研究人員強調,這一發現揭示了壓力如何深刻影響細胞內部運作,從而對健康產生深遠影響。

未來的研究方向

這項研究雖然提供了令人震撼的發現,但也帶來了新的希望。透過深入研究NUMTs的累積機制,科學家未來有可能找到減緩或預防這一現象的方法,從而延緩老化並保護大腦健康。

同時,這項研究也強調了線粒體在細胞健康中扮演的多重角色。不僅是能源工廠,線粒體還是調控基因表現和影響基因組穩定性的「強大信號平台」。隨著對NUMTs和線粒體功能的深入了解,我們有望進一步揭示人體內這個「隱形殺手」的真實面貌。

隨著研究的深入,更多針對其他身體組織的調查也將展開,科學家們希望能全面掌握線粒體與細胞核之間的基因互動,從而揭開這兩個「古老室友」之間微妙關係的更多謎團。

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