节食保护DNA？

唐唐

限制卡路里摄入是否真能延长寿命？这是一个长久以来的科学争议。其实，很早之前就有学者认为，女性平均寿命之所以高于男性，可能与其少食有很大关系。科学网站上一则关于“5日节食有助于对抗疾病和延缓衰老”的新闻吸人眼球，让“节食能延长寿命”的观点再次活跃于公众视线。这则新闻的源头来自《科学转化医学》杂志上的一项研究，研究者们发现，一个月内连续5天限制卡路里的摄入量能带来以下好处：减少体重和总体脂、降低血压等，这有助于预防或治疗衰老相关的疾病，也支持了“少吃有助于健康”的观点。

延长3倍寿命

最为知名的间歇性禁食方法为5：2，在一周中正常进食5天，在剩下的2天里，将卡路里限制在500～600。另一种较为知名的方法是在一个月的大部分时间里，尽可能多地摄入自己想要的食物，然后连续5天每天将卡路里的摄入限制在700～1 100。节食期每日坚持同样的食物，包括炸土豆条、能量棒以及汤，这些食物存在鲜明的特点——不饱和脂肪含量高，碳水化合物和蛋白质含量低，两者结合可以刺激身体自行修复和燃烧储存的脂肪。采用这种饮食的啮齿类老鼠寿命更长，并且表现出其他积极的效应，如降低血糖和减少肿瘤。

最初，通过修改基因，研究团队构建出患有类似于人类老龄化疾病的小鼠。这类患病小鼠的DNA修复系统存在故障。对于人类而言，这一缺陷会导致早衰症，患病儿童通常只能存活12岁。伴随着衰老，他们的父母通常会满足他们的需求，包括饮食。

然而，当以食物为变量时，研究人员却发现：患病小鼠正常饮食时，它们只能够存活4～6个月；当患病小鼠每顿都减少30%的食量后，它们能够存活超1年时间。以限制食量的患病小鼠为研究模型发现，它们的神经系统、视网膜、运动机能快速退化过程会停止，肝脏、肾脏、骨骼、免疫系统和心血管系统都能够维持更为健康的状态。

意想不到的作用

衰老应归咎于嵌入我们基因组并逐渐导致其分崩离析的几位不速之客？年老体衰是因为可迁移的小基因序列在细胞核中越发频繁地乱窜，最终扰乱了我们DNA携带的信息？科学家早就提出过不同的假说，试图解释岁月如何侵蚀我们的细胞。例如位于染色体末端的DNA重复序列“端粒”的缩短，氧化分子破坏细胞组分的氧化应激作用，还有能改变基因表达的甲基化。在这幅色彩斑斓的拼图中，美国布朗大学的研究人员则添上了一个新的佐证：反转录转座子。什么是反转录转座子？每个人的基因组都拥有数千甚至数十万的反转录转座子，它们是在演化过程中合并自病毒基因组的基因序列，结构和长度相当多样，有的甚至多达9 000个碱基对，比已知最大的基因还要多。

通常情况下，这些反转录转座子并不招摇。事实上它们位于DNA的致密部分（组蛋白包覆率较高），也就是所谓的异染色质里：在清楚了解该部分在整个基因组中的组织和调控作用之前，研究人员曾长期误以为隐身其间的非编码DNA毫无用处，把它们称作“垃圾DNA”。但是随着时间的推移，这团致密的DNA会逐渐散开，从而唤醒沉睡的序列。被激活的反转录转座子就此开始“复制-粘贴”操作：它们基因序列的表达会先转录出一条信使RNA，再经后者逆转录，组建一个和原始反转录转座子相似的双链DNA。双链DNA最终会粘贴进基因组的在靶序列上，例如位于某个基因的中央。这可能导致基因突变甚至彻底扰乱基因组的运作。

反转录转座子插入细胞DNA的现象，会是衰老的真正根源吗？为了验证这一假说，研究人员借助转基因果蝇展开实验，这些果蝇体内维持异染色质结构的蛋白质的编码基因过度表达，阻止了压缩的DNA随着时间的流逝而舒展。研究人员发现，这些动物的细胞核里源自反转录转座子的RNA数量非常稀少，它们的预期寿命从大约40天提升到了60天！研究人员另外使用了一种叫拉米夫定的药品，能阻止反转录转座子的RNA转录成DNA后干扰基因组。结果再一次证实，果蝇的寿命得到了大大延长。

抗击衰老的进程

1956年美国生物学家丹汉·哈曼在解释衰老时强调氧化应激的作用。

1967年苏联科学家别尔德舍夫将衰老与DNA的甲基化现象挂钩。

1971年苏联科学家奥罗弗尼科夫指出衰老和端粒缩短之间存在关联。

2016年美国科学家斯蒂芬·希尔芬迪提出了反转录转座子假说。

尽管已经有多项研究在异染色质的解聚和细胞衰老之间建立起了关联，但这些着眼于反转录转座子的新研究走得更远。许多团队力图破解与衰老相关的机制，以寻求通过干预来延年益寿，尤其是提升生命质量的可能。这些关于反转录转座子的新研究很独到，并且顺应这一潮流。

端粒、氧化应激、甲基化、反转录转座子……哪一个才是衰老最根本的物理诱因？如何知晓这些机制各自的权重？抑或所有这些现象是一个整体……可能端粒、异染色质和氧化应激之间的关联，比我们所认为的更为微妙。科学家相信，10至15年后，这将不再涉及一个个独立的研究课题，而是一个整合的系统。

餐餐吃半饱

不管怎样，限制卡路里摄入和反转录转座子迁移程度下降之间的初步关联已在果蝇身上得到证实。若能反过来证实高脂高糖的饮食会加速这一现象将会更有意思了！但是，即使这些数据真实可靠，也无法想象人在一生中为了能延长数年寿命而餐餐只吃个半饱……不过法国里昂的研究团队还是从中发现了新的契机：能折叠异染色质从而抑制反转录转座子迁移的药品在将来可能很有前景。

美国研究人员同样展示了饮食对反转录转座子的影响。他们观察到，如果将果蝇每天摄入的卡路里减半，它们的反转录转座子在基因组内串门的现象要比那些正常喂养的果蝇更迟一些发生。这或许能让人更好地理解为何限制卡路里摄入能延长很多物种的寿命，有望为抗衰老指明新的途径。

但需要确定，这些动物延长的寿命是否处于足够健康的状态，否则这样的长寿就没有意义。尤其需要进一步验证眼下的假说，现在当务之急是观察反转录转座子迁移程度和衰老這两种现象之间的关联。目前没有任何证据表明它们之间有因果关系，也没有哪个机制能证实这一因果性。既说不清衰老是如何导致异染色质解聚的，也不明白为何会发生，长寿的秘密至今尚未破解。endprint