随着年龄的增长，我们的外貌会发生变化，头发会变白，皱纹会浮现。我们也会更容易患病。其中一个原因是端粒变短了。端粒是染色体末端的保护帽，染色体是遗传物质的载体。
每次细胞分裂，端粒就会变短，直到达到临界长度，它们所保护的基因可能会受到损害。然后细胞停止分裂，组织衰老。
因此，端粒的长度被视为一个人生理年龄的标志。端粒缩短会增加罹患老年痴呆症、癌症等与年龄有关的疾病以及心血管疾病的风险。
在心肌细胞中，端粒长度与心脏功能密切相关。例如，心肌细胞端粒较短的人更容易患心力衰竭。然而，目前尚不清楚端粒较短是心力衰竭的原因还是结果。
汉诺威医学院(MHH)分子与转化治疗策略研究所分子生物学家 Christian Bär 教授领导的研究人员希望解决这个“先有鸡还是先有蛋”的问题，现在他们在这方面取得了重大进展。
他们开发了一种新的分子工具，可以生产出具有不同、精确定义的端粒长度的干细胞，然后比较由此产生的心肌细胞的适应程度。该研究结果发表在《细胞与分子生命科学》杂志上。
端粒长度的控制元件
“在这项研究中，我们使用了人类诱导性多能干细胞，即所谓的被重新编程回原始状态的体细胞，”Bär 教授解释道。研究人员使用 CRISPR 基因剪刀编辑了这些“恢复活力”的 hiPS 细胞，这些细胞现在可以再次发育成任何人体组织。然而，他们并没有从 hiPS 细胞中移除 DNA，而是插入了一个可以专门关闭特定基因读取的控制元件。
这种分子工具可以调节端粒酶的产生，端粒酶是一种酶，可以在端粒末端添加新的 DNA，从而使端粒变长。这样一来，细胞就能保持分裂能力，不会衰老。
在成人中，端粒酶通常处于关闭状态，仅在少数微环境(例如骨髓中的造血干细胞)中活跃。借助改良的基因剪刀，研究人员能够生成所谓的人类 CRISPR 干扰干细胞 (CRISPR ihiPSC)，其端粒缩短程度精确定义，进而发育为具有相应更短或更长端粒的心肌细胞。
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