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基因中的康復(fù)動力

發(fā)布日期：1/25/2018 11:06:57 AM 瀏覽次數(shù)：8349

隨著年齡的增長，身體慢慢變差，肌肉開始萎縮，骨骼也越來越細(xì)，皮膚漸漸失去彈性，傷口復(fù)原變得越來越緩慢，組織不能像年輕時那樣迅速再生。芝加哥伊利諾大學(xué)的研究者羅伯特.考斯塔（Robert Costa）相信他已經(jīng)知道了這是為什么：這是因?yàn)槲覀兊腇oxM1B基因退休了。

12月24日的Proceedings of the National Academy of Sciences中的一篇文章里，考斯塔的研究小組指出位于人體12號染色體上的一個名為FoxM1B的基因在組織自我康復(fù)和自我自修補(bǔ)中起了關(guān)鍵作用。

如果這個基因有缺陷或者僅僅是不負(fù)重荷（就像我們在因?yàn)槟挲g的老化和導(dǎo)致未老先衰的遺傳紊亂中看到的那樣），DNA不能進(jìn)行復(fù)制，細(xì)胞不能正常地分裂和增殖。其結(jié)果是引發(fā)了一系列與年齡相關(guān)的基因活動變化。

自從考斯塔在1993年發(fā)現(xiàn)Fox基因整個家族后，他一直致力于研究FoxM1B基因。此后的研究顯示Fox基因家族在從昆蟲到哺乳動物中都存在，與包括增殖、成熟和死亡在內(nèi)的整個生命過程相關(guān)。

Fox是Forkhead Box的縮寫，是指引起果蠅雙重頭部結(jié)構(gòu)的一種基因突變。

去年Costa研究小組得到了一個關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)，他們對小鼠中對FoxM1B進(jìn)行研究，以觀察這個基因?qū)Ω闻K部分切除后再生的影響。肝臟是哺乳動物中少數(shù)幾個能完全再生的器官之一，而且是唯一一個能從成熟細(xì)胞再生的器官（其他如血液等都是從不成熟細(xì)胞形成新組織的）。該實(shí)驗(yàn)顯示肝的再生速度與年輕小鼠的肝再生速度一致，這一發(fā)現(xiàn)使考斯塔推斷FoxM1B基因是“年輕之泉基因”。

在新的研究中，考斯塔的團(tuán)隊開始弄清FoxM1B基因是如何指揮細(xì)胞中繁忙的分子運(yùn)輸從而使它重生的。研究小組運(yùn)用遺傳工程技術(shù)培養(yǎng)出了肝細(xì)胞中不含F(xiàn)oxM1B基因的小鼠。研究小組測量了這些小鼠的肝的再生速度并與FoxM1B基因完好無損的小鼠的再生速度相比較，發(fā)現(xiàn)缺少FoxM1B基因的小鼠再生速度比較慢。

細(xì)胞分裂需要兩個基本的步驟：首先是細(xì)胞內(nèi)的遺傳指揮部——DNA的復(fù)制，然后才是稱為減數(shù)分裂的過程，在這個過程中復(fù)制了的DNA被分到兩個新的子細(xì)胞中去。

FoxM1B基因就像一個交通警一樣控制著每一步�？妓顾f：“如果細(xì)胞缺少了FoxM1B基因，他們的DNA將常常無法自我復(fù)制，他們將無法分裂�！�

DNA復(fù)制失敗主要是因?yàn)橐粋€稱為p21Cip1的蛋白的連環(huán)相撞�？妓顾f,FoxM1B基因可能會釋放一種能夠消化p21Cip1蛋白的酶，從而阻止它在細(xì)胞內(nèi)的積累�？妓顾€說，當(dāng)p21Cip1蛋白積聚時，它導(dǎo)致一系列分子事件，就像推倒了多米諾骨牌。結(jié)果阻止了DNA的復(fù)制并且給與老年疾病相關(guān)的基因開了綠燈。

考斯塔說：“我們從他人以往的研究中知道在老化過程中p21Cip1蛋白的不正常累積，引發(fā)了許多主要存在于中老年人中的疾病，像Alzheimer''''s和癌癥�！�

考斯塔小組還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxM1B基因控制著一個在減數(shù)分裂中幫助把細(xì)胞拉開的酶，這一過程是細(xì)胞分裂的最后一步。

“這些是研究過清楚地說明FoxM1B基因與組織修補(bǔ)失敗之間的聯(lián)系�！� 考斯塔說，“在老年人中，當(dāng)FoxM1B基因徹底失效時，我們就能夠看到效果�！�

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