動物の体にある細胞の大半は、分裂できる回数に限りがあります。これには、染色体の末端に位置するテロメアと呼ばれる配列が深く関係しています。細胞分裂ではまずDNAが複製されます。DNAの複製はプライマーという断片配列を足がかりに行われますが、染色体の末端ではプライマー部分の配列は複製されないので、細胞分裂を繰り返すごとに末端は短くなっていきます。染色体の末端にはテロメアと呼ばれる繰り返し塩基配列ががあります。ヒトの場合は、TTAGGGという配列が約1万塩基繰り返されています。細胞が分裂すると染色体の末端のテロメア配列が少しずつ失われていきます。テロメアの長さは、細胞分裂の回数を測る尺度(分裂時計)として機能し、細胞の寿命を調節していると考えられています。ヒトではテロメアDNAが5000塩基くらいになると、細胞が寿命(分裂寿命)に達し、それ以上の分裂は起こりません。寿命に達しなくても、細胞がテロメアの長さで分裂時計の進行を感知することが老化につながっているとも言われています。環状のDNAを持つ細菌などは、末端が存在しないので分裂寿命はありません。ヒトの体においては、生殖細胞は細胞分裂を繰り返してもテロメアが短くならず、長いままのテロメア配列を子孫に伝達することができます。これは、生殖細胞ではテロメラーゼというテロメアDNAを維持する酵素の働きがあるからです。ヒトのテロメラーゼは発生初期には活性を持ちますが、ある時期から生殖細胞など一部の細胞を除いて働きが抑えられます。テロメラーゼ活性は細胞のがん化とも密接な関係があります。正常な細胞では、テロメアがある限界を超えて短くなると、がん抑制遺伝子が働いて、細胞分裂がストップします。ほとんどのがん細胞ではテロメラーゼが活性化されていて、細胞は無限分裂寿命を獲得し、増殖が留まらなくなっているのです。がん細胞はテロメアによる細胞の分裂と監視を逃れた状態にあるのです。固体の老化や細胞のがん化とテロメアの長さには密接な関係があるため、テロメラーゼを標的とした抗がん剤の開発や、細胞にテロメラーゼ活性を与えて老化を防ぐ研究などが進められています。