动物的细胞中携带着“突变时钟”，它决定了它们的DNA接收突变的速度。新的研究发现，在不同的物种中，一旦发生一定数量的突变，动物往往会死亡。

事实证明，在像人类这样的长寿哺乳动物中，这些突变时钟比老鼠这样的短命哺乳动物慢，这意味着人类比老鼠更晚达到突变阈值数量。研究人员说，这一发现可以帮助解开生物学中一个长期存在的谜团。

这个谜团被称为皮托悖论，它描述了一种自上世纪70年代以来一直无法解释的令人困惑的现象。当时，科学家们知道，随着时间的推移，动物细胞的DNA中会积累突变，而且随着突变数量的增加，这些细胞癌变的风险也会增加。理论上，这表明，世界上最长寿和最大的动物应该面临最高的癌症风险，因为随着时间的推移和有机体中细胞总数的增加，携带致癌突变的机会增加。

但奇怪的是，大型、长寿的动物与小型、短命的动物患癌症的几率相似——这就是皮托悖论。现在，在4月13日发表在《自然》(Nature)杂志上的一项新研究中，科学家们为这个谜题提供了部分可能的解决方案:他们发现，寿命短的哺乳动物和寿命长的哺乳动物在寿命中都积累了类似数量的基因突变，但寿命长的动物的突变速度要慢得多。

英国维康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的工作人员、该研究的第一作者亚历克斯·卡根(Alex Cagan)说，在不同物种中，寿命和突变率之间的关系如此紧密，“我真的很惊讶”。研究结果有助于解释皮托悖论的一个方面，它表明，寿命长并不会增加动物患致癌突变的风险。然而，作者并没有发现动物的体重和它们的突变时钟之间有很强的联系，所以他们的结果并没有解决为什么大型动物没有很高的癌症发病率的问题。

研究结果确实支持了动物衰老的理论，至少部分原因是随着时间的推移，它们的细胞中产生了突变——尽管研究并没有揭示突变是如何促进衰老过程的，卡根说。

为了了解不同哺乳动物的突变时钟有多快，研究小组分析了16个物种的遗传物质:人类、黑白疣猴、猫、牛、狗、雪貂、长颈鹿、海豚、马、狮子、老鼠、裸鼹鼠、兔子、大鼠、环尾狐猴和老虎。在这些物种中，人类寿命最长，大约80岁;小鼠和大鼠的寿命最短，大约在3到4年之间。

研究人员从“隐窝”中收集了这些物种的DNA，隐窝是小肠和结肠内壁上发现的微小褶皱。每个隐窝中的细胞都是从一个干细胞演化而来的，这意味着它们都是那个干细胞的克隆体。过去的研究表明，至少在人类中，隐窝细胞随着年龄的增长以恒定的速度接受突变。

研究人员总共分析了16个物种的200多个隐窝组织样本;卡根指出，每个样本都含有几百个细胞。

“对非常小的细胞群(例如在一个隐窝中发现的细胞群)进行基因组测序的能力是相当新的，所以这项研究在20年前不可能轻易完成。”哈佛医学院助理教授、麻省综合医院系统生物学中心首席研究员卡米拉·纳克瑟罗娃说，198彩除了有时时彩，分分彩，11选5时时彩定位胆技巧，江苏快三，还有新上线的瑞士分分彩，只有你想的到的我们都有。，她没有参与这项研究。

研究小组确定了每个样本中存在的DNA突变的总数，并通过考虑每个动物的年龄，他们能够估算出这些突变在生物体的生命周期中出现的速度。在一些物种中，包括狗、老鼠和猫，研究小组有足够的样本来比较不同年龄个体的突变总数——例如，一只1岁的老鼠和一只2岁的老鼠——以再次检查它们的突变率估计的准确性。

通过分析，作者发现，就像人类一样，其他哺乳动物的隐窝细胞也以恒定的速度逐年发生突变。但令人惊讶的是，这种突变率在不同物种之间差异巨大。人类的隐窝每年积累的新突变数量最少，只有47个，而老鼠的隐窝每年积累的新突变数量最多，高达796个。

“考虑到人类和老鼠基因组之间巨大的整体相似性，这种差异是惊人的，”纳瑟洛夫和哈佛医学院和马萨诸塞总医院的博士后亚历山大·戈雷利克在《自然》杂志对该研究的附带评论中写道。

总的来说，每个物种的突变率与其寿命呈负相关，这意味着随着动物寿命的增加，每年的新突变率下降。这最终意味着“动物生命结束时的突变总数在不同物种之间大致相似，”纳克瑟洛娃和戈雷利克指出。

卡根说，这项新研究并没有暗示为什么长寿动物的突变时钟比寿命短的动物慢。尽管如此，2021年10月发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项早期研究提供了一种解释。

在这项研究中，科学家们从小鼠、豚鼠、盲鼠、裸鼠和人类的肺部取样成纤维细胞(一种结缔组织中发现的细胞)，然后将这些细胞暴露于一种突变原或一种破坏DNA的化学物质中。“我们的推理是，来自长寿物种的细胞可能比来自短命物种的细胞更好地应对突变原，”阿尔伯特·爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)遗传学系主任、《科学进展》(Science Advances)报告的资深作者简·维吉格(Jan Vijg)说。

这就是他们的发现。“寿命短的老鼠体内的细胞迅速积累了大量突变，而在寿命很长的裸鼹鼠或人体内，相同剂量的突变原甚至不会引起任何突变，”Vijg说，他没有参与《自然》杂志的新研究。这表明长寿的动物可能比短命的动物更擅长修复DNA损伤和防止突变，这可能部分解释了为什么它们积累突变的速度较慢。

Vijg说，今天刚刚在百度搜素198彩注册，发现现在开户可以找总代申请198198彩网址注册彩金，真的假的呢？，最近两项研究的一个局限性是，它们都只包括一种细胞类型——肠隐窝细胞或肺成纤维细胞。也就是说，对其他细胞类型的分析可能会得出类似的结果，他说。“我希望这些发现能推广到大多数其他体细胞，”即不是卵子或精子的细胞，纳克瑟洛娃表示同意。

卡根和他的团队现在正在对其他组织类型进行这样的研究。他说，与此同时，他们正在超越哺乳动物，研究广泛的脊椎动物和无脊椎动物，看看在整个动物王国是否存在同样的关系。例如，198彩票平台开了几年，198彩带玩团队如何登陆，他说，该团队最近获得了一只被冲上英国海岸的极其罕见的格陵兰鲨鱼的组织样本，该鲨鱼在死亡时可能已经100岁左右。据《生活科学》杂志此前报道，科学家估计，这个物种至少可以活272年。

自私的细胞?

卡根说，在这项研究中，卡根的团队希望揭示突变的稳定积累实际上是如何导致衰老的——假设确实如此。在这方面，该团队提出了一种理论。

他们认为，随着时间的推移，所有体细胞都发生了突变，其中一些细胞会在正常情况下调节细胞行为的关键基因上发生突变。该理论认为，这些受损细胞的工作能力变得更差，但能够比它们的邻居更有效地繁殖。卡根说，当这些细胞接管身体组织时，最终会导致器官系统失灵，导致疾病和死亡。

因此，“并不是每个细胞都停止工作，因为它积累了很多突变，”他说。相反，特定细胞的问题突变导致这些细胞失控，接管组织，排挤所有更健康、功能更好的细胞。因此，每个物种的突变时钟很可能决定了这些流氓细胞接管的速度，这样，“要过一辈子，这些功能低下的细胞的克隆扩张才会严重破坏组织，使动物无法继续工作。”

纳瑟洛夫和戈雷利克在评论中写道，这种流氓细胞可以被描述为“自私的”，因为它们会扩散到对周围细胞的损害。纳克瑟洛夫告诉《生活科学》杂志，有来自动物研究的证据表明，这种自私的细胞可以出现在造血系统——制造血液的身体系统——并通过促进慢性炎症来驱动疾病。

“可能是其他器官的自私克隆导致了疾病和衰老……但我认为这在很大程度上是假设的，”她说。