衰老和癌症的终结?科学家揭开了“永生”酶端粒酶的结构
制造药物就像在分子水平上撬开一把锁。有两种方法可以进行。你可以随机尝试成千上万个不同的钥匙，希望能找到一个合适的。制药行业一直在这么做——有时会筛选数十万种化合物，看看它们是否与某种酶或蛋白质相互作用。但不幸的是，它并不总是有效的-有更多药物分子形状从宇宙形成到现在已经过去了好几秒。
或者，像一个安全撬开器一样，你可以用x光检查你想要打开的锁，然后根据你得到的照片计算出钥匙的可能形状。这对于发现药物更有效，因为在研究人员进入实验室寻找最佳化合物之前，你可以使用计算机模型来识别有前景的化合物。现在有一项研究，发表在自然，展示了一种重要的抗衰老酶的详细图像端粒酶这让我们有希望很快减缓衰老并治愈疾病癌症．
每个生物体都把自己的DNA打包成染色体。在大肠杆菌这样的简单细菌中，这是一个单一的小圆圈。更复杂的生物体有更多的DNA和多条线性染色体(22对加上性染色体)。它们的出现可能是因为它们提供了进化优势但它们也有一个缺点。
在每条染色体的末端都有一个保护帽，叫做a端粒．然而，大多数人细胞不能复制它们——这意味着每次它们分裂时，它们的端粒就会变短。当端粒过短时，细胞就会进入一种叫做“衰老”的有毒状态。如果这些衰老细胞如果不被免疫系统清除，它们就会开始损害它们所在组织的功能。几千年来，人类一直在感知组织功能的逐渐退化，却不知道是什么原因造成的。我们简单地称之为衰老。
端粒酶是一种特殊的端粒修复酶，分为两部分，能够将DNA添加到染色体尖端。第一部分是一种叫做TERT的蛋白质，它负责复制。第二种成分被称为TR，是一种作为模板的小段RNA。它们一起形成端粒酶，在染色体末端上下移动，复制模板。在底部，一个人类的端粒大约有3000份DNA序列“TTAGGG”——由端粒酶建立和维持。但遗憾的是，TERT的产生在人类组织中受到抑制，除了精子、卵子和一些免疫细胞。
衰老与癌症
生物体以这种方式调节它们的端粒维护，因为它们在走生物走钢丝。一方面，他们需要通过细胞分裂来补充在日常生活中失去的细胞。然而，任何具有无限分裂能力的细胞都是肿瘤的种子。事实证明，大多数人类癌症都有活跃的端粒酶和比周围细胞更短的端粒。
这表明，它们来自的细胞正常分裂，但随后发生了突变，使TERT重新启动。癌症和衰老是同一枚硬币的两面，而端粒酶，总的来说，正在翻转。抑制端粒酶，就能治疗癌症，激活它就能防止衰老。至少理论上是这样。
这项新研究背后的研究人员不仅能够获得酶的一部分结构，而且能够获得整个分子工作时的结构。这是一项涉及使用低温电子显微镜-一种利用电子束(而不是光)从不同角度拍摄单个分子的数千张详细图像并将它们计算结合的技术。
科学家们去年获得了诺贝尔奖，在开发这种方法之前，有必要蛋白质结晶想象他们。这通常需要数千次尝试和多年的尝试，如果它真的有效的话。
青春长生不老药?
TERT本身是一种大分子，虽然它被证明可以延长寿命，当它被引入使用基因疗法的正常小鼠这在技术上具有挑战性，困难重重。能够激活产生这种酶的药物要好得多，更容易运送，制造成本也更低。
我们已经知道了一些抑制和激活端粒酶的化合物，它们是通过繁琐的药物随机筛选过程发现的。遗憾的是，它们的效率并不高。
一些最具挑衅性的研究涉及化合物TA-65(环黄芪醇)，这是一种天然产物，在实验中可以延长端粒，并在早期显示出益处黄斑变性(失明)。因此，TA65已经在互联网上出售，并引发了至少一个(随后驳回了)的诉讼导致一名使用者患上癌症．这个悲伤的故事说明了一个重要的公共卫生信息，最好概括为“不要在家里尝试，伙计们”。
然而，到目前为止，我们所知道的端粒酶抑制剂在各种方面都有真正的临床益处癌症特别是与其他药物联合使用。然而，所需的剂量相对较高。
这项新研究非常有希望，因为通过了解端粒酶的结构，我们可以使用计算机模型来确定最有希望的激活剂和抑制剂，然后对它们进行测试，以发现哪些最有效。这是一个比随机尝试不同分子看它们是否有效要快得多的过程。
我们能走多远?至于癌症，就很难说了。身体很容易对癌症药物产生抗药性，包括端粒酶抑制剂。在没有癌症的情况下，延缓衰老的前景比较容易估计。在小鼠中，删除衰老细胞或端粒酶给药（基因治疗)这两种方法都能将寿命延长20%左右——尽管它们是效率低下的技术。也许在某一时刻，其他老化机制，如受损蛋白质的积累，开始发挥作用。
但是，如果我们确实通过端粒酶激活来阻止衰老细胞引起的衰老，我们就可以开始投入所有的努力来解决这些额外的衰老过程。我们有充分的理由乐观地认为，我们很快就会比现在活得更长寿、更健康。
