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不久前,各国媒体都以明显的关注突出报道了一条新闻:
美国加利福尼亚大学的麦克尔·罗兹博士发现了“保持年轻
”的遗传基因,人们由此留下了人类永葆青春已成为现实的
印象。那么这一发现的意义是什么,对于人类衰老研究的现
状又如何呢?
麦克尔·罗兹博士在他进行的实验中活化了果蝇的某种
遗传基因,这使果蝇的寿命延长了三倍,达到130天。博士认
为,这是由于随着年龄增加而受到损伤的细胞得到修复,从
而延长了寿命,而细胞的修复者便是这种遗传基因。如果能
搞清楚这种遗传基因是怎样修复损伤细胞的,把这种机理应
用于人类细胞的修复也就成为可能。这一发现能让人类从远
古就有的梦想———长生不老成为现实吗?
医学研究告诉我们,人的年龄超过30岁衰老就开始了,
痴呆、白发、白内障、骨质疏松、循环系统损害、高血压等
都是衰老的症候。把疾患和意外事故包括在内,人类的平均
寿命约为80岁。科学家认为,如果人类若能避免上述疾患和
意外事故,人类寿命的上限应当是130岁。那么人为什么会衰
老,以至走向死亡呢?有研究者对导致细胞衰老的原因提出
了“程序假说”和“错误积累假说”。
人类的细胞并不能无限制地重复分裂,在分裂50至60次
后便会停止分裂。细胞不再继续分裂的机体组织,便呈现出
衰老和机能低下的状态。控制细胞分裂次数的时钟是位于染
色体两端的一种特殊构造,(端粒)随着细胞分裂而变短。
由于重复分裂而使染色体上这种特殊构造缩短到一定长度的
细胞,从此停止了分裂。这就是“程序假说”。
细胞分裂的时候,DNA被复制,但是由于紫外线、活性氧、
有害物质的损害,DNA会发生异常变化,于是DNA在复制过程
中就会产生错误。随着错误的积累,生成了异常蛋白质,细
胞机能变得低下,于是细胞便不能继续分裂,细胞呈现了衰
老迹象。这就是所谓“错误积累假说”。
一
如果弄清了导致衰老和左右寿命的机制,就有可能实现
“长生不老”的梦想。那么截止到目前,科学家都想到了哪
些办法来实现这一梦想呢?
细胞的分裂次数是有限的,但是这是指正常的细胞,癌
细胞就可以无限制地重复分裂。1950年医学家采自一例子宫
颈癌肿的癌细胞,直到今天仍在重复分裂。癌细胞不会衰老
的原因成为不让正常细胞衰老的重要研究线索。
科学家曾经指出,在上面提到的子宫颈癌细胞中,似乎
存在延长染色体端粒的酶。最近,这一见解被确认。如果利
用这种酶阻止细胞衰老,那么细胞避免死亡就成为可能。19
98年1月,美国得克萨斯大学达拉斯分校与一个老年人团体合
作做了一个实验,将制成的这种端粒酶导入遗传基因,成功
地使人的细胞在正常的分裂次数上增加了20次。端粒酶在其
中发挥作用的细胞有癌细胞和生殖细胞。为什么在正常人体
细胞中这种酶不发挥作用呢?在正常的人体细胞中,制造这
种酶的遗传基因处在完全的“关闭”状态,而在癌细胞和生
殖细胞中能够发现这种酶的存在,所以细胞分裂在无限制地
进行。如果能够活化人体细胞中产生端粒酶的遗传基因,让
人体细胞像癌细胞那样无限地分裂下去,延长人的寿命就有
可能了。
二
利用遗传基因制造的端粒酶可以增加人体细胞的分裂次
数,可是这只是在延长细胞的寿命,还不能实现“长生不老
”,而且无法阻止由于细胞反复分裂,在DNA复制中“错误的
积累”。就算染色体端粒能够大幅度延长,但由于错误在DN
A复制中的积累,正常人体细胞在“癌细胞化”的同时,细胞
分裂还是会停止。
在衰老异常发展中有一种早老症候群———从20岁开始
皮肤和毛发等便迅速衰老,其原因仍在于制造端粒酶的遗传
基因。细胞在分裂的时候,DNA双螺旋结构以其一根长链为“
模子”进行DNA复制。在DNA修复损伤的时候,“拆解”DNA的
双螺旋结构是必要的,制造端粒酶的遗传基因在解开DNA螺旋
结构上起作用。像制造端粒酶并从事DNA复制和修改错误的一
类遗传基因,若与延长细胞寿命的端粒酶良好结合,我们也
许能期待向“长生不老”的目标接近一步。
三
前面已经谈到,科学家并没能让果蝇避免死亡,在果蝇
的寿命延长到通常寿命的约三倍之后,果蝇的翅膀会磨损,
腿脚会折断,终难免一死。也就是说,必须将细胞的“长生
不老”与个体的“长生不老”分别研究。由于与衰老和寿命
有关的遗传基因种类有所不同,科学家认为,若干种遗传基
因都与人类的衰老具有复杂的关联。把在动物身上获得的发
现,如何联系到人类的“长生不老”还有待时日。
目前十分引人瞩目的端粒控制着分裂细胞的寿命,可是
不发生分裂的神经细胞和心肌细胞等却关系着个体的寿命,
今后研究如何控制不发生分裂的细胞的寿命,或能使我们在
实现“长生不老”的目标上有所突破。
(摘自2000年1月10日《科技日报》,作者:吕萍萍)
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