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預(yù)期壽命是難解之題 科學(xué)能否讓青春永駐

預(yù)期壽命是難解之題 科學(xué)能否讓青春永駐

2012-03-27 15:33:29

  不久前,美國生物學(xué)家辛西婭·凱尼恩的實驗室里發(fā)生了意想不到的事:只有14天壽命的線蟲,存活了84天,竟然還在培養(yǎng)器皿里悠游自在地蠕動。讓這些線蟲擺脫死亡厄運的是它們身上罕見的基因——daf-2。根據(jù)辛西婭·凱尼恩推斷,daf-2基因也可能影響人類的壽命。想象一下,人類也能抵抗衰老,壽命延長到6倍。甚至……更多?

  衰老從細胞開始

  物理學(xué)家說,任何事物,無論是人類還是一塊石頭,最終都會分解消亡,這符合熱力學(xué)第二定律——在有限空間和時間內(nèi),一切和熱運動有關(guān)的物理、化學(xué)過程都不可逆。

  生物學(xué)家說,衰老從細胞開始。他們早就發(fā)現(xiàn)一件有趣的事實:每種細胞的壽命都有限度。即便是人工培養(yǎng)、在最好的條件中生存的細胞,一旦接近這個限度,衰老和死亡就是既定命運。例如人體的成纖維細胞,最多只能繁殖50代,之后,便無法逃脫死神的親吻。

  能夠進行分裂的細胞,在分裂之前都要先復(fù)制染色體,以保證形成的兩個細胞各自分到一套完整染色體,從而讓新產(chǎn)生的細胞能夠正確制造生命必須的物質(zhì),比如蛋白質(zhì)。但是由于DNA不能復(fù)制染色體最頂端部分——端粒,因此復(fù)制品比模版略短些。這通常不會引起問題,因為端粒只是一段假DNA鏈,大約含1000個無編碼意義的堿基對,它的功能是保持染色體兩端的穩(wěn)定性。

  然而,細胞每分裂一次,端粒就丟失一小段,約50~200堿基對。當(dāng)端粒消耗殆盡以后,染色體就會失去穩(wěn)定性,可能會粘在一起,還可能以異常的方式重新組合。這導(dǎo)致細胞無法正常生產(chǎn)生命物質(zhì),發(fā)生嚴重功能紊亂,趨向死亡。

  但有些細胞卻能獲得“永生”——生殖細胞和癌細胞。在它們內(nèi)部,會產(chǎn)生出一種活性物質(zhì)——端粒酶。端粒酶能修復(fù)細胞分裂時發(fā)生在端粒部位的損傷,使傷口彌合,從而避免了細胞衰老、死亡的趨勢。

  細胞新陳代謝產(chǎn)生的自由基也會加速細胞衰老。自由基是異?;顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F。它會氧化細胞中的物質(zhì),引起DNA損傷,損害細胞膜,使蛋白質(zhì)、核酸等大分子交聯(lián),從而影響細胞的正常功能。

  還有一些生物學(xué)家認為基因中存在著特定的程序,這個程序像時鐘一樣,生物總會按照這個時鐘的控制步入生命的每個階段——生長、發(fā)育、衰老和死亡。如果這個程序中的某個基因發(fā)生突變,那么生命的腳步也會發(fā)生改變,例如辛西婭·凱尼恩的線蟲,就是觸動了這個程序中的daf-2基因,才使它的生存時間,比預(yù)期壽命長了6倍。

  預(yù)期壽命是難解之題

  既然線蟲都有14天的預(yù)期壽命,那么,人究竟能活到多老?

  這個問題會讓生物學(xué)家們蹙起眉頭,因為衰老和死亡是一個錯綜復(fù)雜的過程,而探求這個過程,就像踏進了一座迷宮。至今,生物學(xué)家們還困在這個“迷宮”里,他們摸索、試探,有時候推開了一扇門,有時候又不得不退回來。

  如果非要有一個答案,愁眉苦臉的生物學(xué)家們會說,依照目前所掌握的生物學(xué)規(guī)律,有一些方法可以推算人類的預(yù)期壽命。但所依據(jù)的規(guī)律不同,結(jié)果也不同。

  在比較生物學(xué)領(lǐng)域,生物學(xué)家們對哺乳動物的壽命測算有兩種觀點:第一種認為,哺乳動物的壽命是生長期的5—7倍,據(jù)此來推算,人的生長期為20—25年,預(yù)計壽命可達100—175年;第二種認為,一般哺乳動物的壽命是性成熟期的8—10倍,人類的性成熟期為14—15年,壽命因此可達110—150年。

  在細胞生物學(xué)領(lǐng)域,生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn),人體的成纖維細胞在體外分裂50次左右,細胞的端粒就會耗盡,細胞不再分裂,最終死亡。于是,“50次”被視為細胞分裂的極限,而細胞的分裂周期約為2.4年——據(jù)此推算,人類預(yù)期壽命可能為120歲左右。

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