53
长生不老的科学秘密
衰老并不是生命中不可避免的事实 — — 许多动物已经找到了延迟死亡的方法. 他们的线索可以帮助我们所有人享受长而健康的生活. 例如,至少200年。 你能想象吗? 我对
在Moby Dick出版30年后,一群阿拉斯加捕鲸者试图控制自己的巨型出海. 他们的目标是一只雄性弓头鲸,是地球上第二大哺乳动物. 本物种以惊人的耐久性而出名:根据因纽特民间传说,这些鲸鱼活了"两条人命",也以牺牲其巨大力量而从鱼叉上释放出.
这些捕鲸者配备了最新的技术,特别是被击中穿透一层厚厚的鲸油后会起爆的“烟花炸弹”。 然而,这不足以打败鲸鱼。 3个长矛碎片击中他侧面,但是——同莫比·迪克一样——他逃脱了,只留下了表面的伤口.
鲸鱼又继续徘徊了120年,直到2007年才被一群捕鲸者最终抓住. 她甚至发现了鲸油所留下的长矛碎片.
根据各种估计,这些鲸鱼至少活了150年,可能长达210年. 鲸鱼除了皮肤略微硬化、脂肪过多和战伤外, 这反过来又对研究衰老的医生产生了极大的兴趣.
利物浦大学的João Pedro de Magalhaes说:「他们比人类活得长得多, 因此,必须自然保护他们免受老年疾病的影响。 通过研究这些鲸和其他极长寿命的生物,德·马加尔海斯和同僚们都希望我们能够找到同样能减缓人体腐烂并延缓死亡的新药物. Magalhaes说,“老龄化是一个谜,我们对它的生物过程知之甚少,它仍然是现代世界受苦受难和死亡的根源。” 如果我们能推迟一会儿 这将是人类前所未有的奇迹
哈佛大学的瓦迪姆·格拉迪舍夫同意他的观点. “这是一个关键的生物学问题,因为大多数慢性人类疾病都是由衰老引起的。” 他说,生物医学是针对癌症、阿尔茨海默症或糖尿病等特定疾病的。 “但是,如果你推迟衰老,你可以推迟与衰老有关的所有疾病。 “
各种因素与老龄化有关。 首先,环境:没有人能活在泡沫中,因此我们的DNA和其他分子工程慢慢被有害的化学物质或辐射所破坏. 虽然我们的细胞有修复工具,但最终破坏范围太广,导致突变,细胞会长出肿瘤.
我们还可以解决自己新陈代谢的问题:就像炉子需要定期清洁一样,我们的细胞会随着能量被燃烧而产生大量的废物. 废物会随着时间的推移而累积并会破坏重要的生物过程。 Gladyshev说,“损害的数量不断累积,尸体无法应付。”
最后,身体面临器官再生问题:每个染色体末端都有一捆DNA,称为调聚物,其行为就像鞋带上塑料小指针,可以防止它们扩散. 每次细胞分裂时,取出分解会变短,直到最终变短到细胞发生故障或死亡. 由于这一结果,我们变得容易受到各种疾病的伤害。
梅萨斯拉的梅纳杰里 所有这一切都指向了不可阻挡的力量将我们推倒在地上 — — 但有几行证据表明有刹车可以减缓这一过程. 例如,一种常见的糖尿病药物,即元霉素,可能会使小鼠的衰老稍缓. 简单地改变一个 环虫体内细胞新陈代谢的基因 就可以延长寿命; 虽然同样的改变 不太可能帮助更复杂的生物, 但所有这些暗示 衰老是相当容易控制的。 Magalhaes说:“老化是一个令人惊讶的塑料过程,
马加勒海斯和格拉迪舍夫等学者正在寻找其他候选人,他们以活生生的Methuselahs为向导(Methuselah是寿命最长的圣经人物). 仅在哺乳动物中,预期寿命就大相径庭,从寿命不超过6个月的矮人到寿命超过200年的弓头鲸. 由于某种原因,自然选择促使了某些生物发展出自己的生命灵力.
“Metformin将小鼠的寿命延长了一点, 但是如果你看不同的生物, 他们可能发展出其他延长生命的机制,抵抗癌症和其他与年龄有关的疾病。 每一个都能够改善我们的健康状况。 或者,正如Gladyshev所指出,“自然不断改变预期寿命,唯一的问题是它是如何做到的。” 我们能否以这种力学为指导,从而延长人们的寿命? “
最有趣的生物是特殊的百年生物;特定的物种似乎可以活得超过,甚至最近的亲属. 而且它们并不总是像弓头鲸那样雄伟. 有着皱纹和无毛的皮肤,裸体的鼠标看起来与海报上宣传健康生活方式的婴儿完全不相上下——但活到30年,远远超出普通鼠标能承受的2-3年. 此外,裸鼠鼠对癌症的抗药性极强——实验室研究的上千只个体鼠鼠尚未确诊为一例癌症. 即使在被强致癌物所沐浴时,它们仍能免疫出癌症.
部分原因可能是它们的细胞在过于密集时停止生长 — — 这种机制阻止了肿瘤的增殖并控制了生长。 而它似乎来源于一种被称作"al酸"(hyaluronic acid)的化学物质的特殊"重"版本. 这种分子是笼口周围森林的一部分,最初可能参与开发出裸鼠皮的弹性,以方便挤出紧凑的地洞. 今天,它似乎是一个信号系统的一部分,它阻止了细胞无节制地相乘. 换句话说,即使突变允许肿瘤形成, 酮也停止了进一步发展.
Gladyshev也研究了勃兰特的蝙蝠,尽管体重刚刚超过一立方体的精制糖,但这个小生物活了40多年之久。 Gladyshev说,“考虑到其规模,这个案件是最极端的。” 他发现老鼠受体周围有不寻常的突变能使激素生长和胰岛素等生长因子——这些变化可以引导我们思考如何控制动物的代谢,限制了通常随着年龄而来的损害.
鲸鱼记录员会透露这种暗示吗? 鲸鱼的庞大体长为20米,体重可达100吨,对马加尔海斯和格拉地谢夫等生物学家构成了一些独特的挑战. 例如,如果它的细胞以和老鼠细胞相同的速率燃烧能量,过热会把周围的水煮沸,因此进化在鲸鱼体内发展出缓慢的代谢和较低的体温.
如此巨大的身体也让你面临巨大的癌症风险, 得益于简单的数学:你的细胞越多, 发展出有害突变的可能性就越大。 (事实上,一项研究甚至发现高人比矮人更可能患上癌症,正因为如此). 如果你活得更久,问题就更严重了, 你会经历“更多的细胞分裂, 所以癌症的可能性会上升很多。” 加利福尼亚大学里弗赛德分校的Leonard Nunney说, 他研究癌症的进化。
任何生物都能永生吗?
- 弓头鲸可以活到两个世纪以上,成为最古老的哺乳动物. 但是,你如何将这与其他类型的生物进行比较? 对寿命可达4700年的松树种子进行的研究显示,没有任何特定的细胞突变可以随着时间的推移表现出来.
- 珊瑚等殖民动物可以活到4000多岁. 但单个多发性病不会持续数年以上.
- 矿山的软体动物被认为是最古老的单独动物. 2006年,生物学家从冰岛附近的沿海水域取出这个大洋百岁生物时,已有507岁.
马加尔海斯试图通过对等进入鲸鱼基因组来找到这些机制, 更多。 他最初用织物实验. 他最终找到了一支已经与因纽特猎人建立了联系的队伍. 为了保存其传统,北极周边的土著社会每年捕获并杀死数量有限的弓头鲸. 虽然起初怀疑外出者,但猎人最终同意帮助科学家从猎物中取出部分组织.
即使在收集出材料后,该组也面临着建立基因序列的非凡任务. 由于数据量巨大,任务类似于将"摩比迪克"(Moby Dicks)的上百或上千份拷贝进行切分,然后将单个序列进行有意义的排列.
结果得出了一系列结论,可为未来的医学铺平道路。 特别令人感兴趣的是,研究人员看到了一种名为ERCC1的基因的变化. 这个基因以编码能补补被破坏基因组的小补丁的分子工具而出名. 弓头鲸的一次突变似乎更进一步,可能防止导致癌症的有害突变的积累.
科学家还发现了PCNA基因的变化,该基因参与了细胞扩散. 它编码了一种蛋白质,它起到一种将分子机器连接起来的夹子作用,导致DNA复制. 格陵兰鲸鱼已经与这个基因翻了一番,它们的突变似乎有助于与参与DNA修复的工具的其他部分相互作用. 科学家们假设这个变化 可能引发细胞生长 而不会造成多年的损害 鉴于其他重要的适应性,这可以帮助鲸鱼减少细胞压力,而这反过来又可以导致哺乳动物长寿.
在大西洋的另一边,在哈佛,格拉迪舍夫最近对弓头鲸的"三角斑"进行了自己的研究;不仅研究了基因,而且研究了它们的活性. 如果你看到某些基因特别活泼,你知道它们也可以在衰老中起重要作用. 科学家在胰岛素信号系统中发现了与他所注意到的勃兰特蝙蝠的相同类型的变化. “也许这就是细胞的新陈代谢调子如何改变,不知何故它们变得长寿。” 然而,这些调查结果需要认真分析。” 该科学家认为,结果导致“长寿标志”,因此可用于进一步研究。
这些调查结果引起了医学界重要人物的注意. 美国国家卫生研究所所长弗朗西斯·科林斯(Francis Collins)印象深刻,写道格拉迪舍夫的作品使我们“到了健康和长寿的新发现的门槛。 “
超越这个门槛,我们可以发现许多可能的方法来改善我们的治疗. Gladyshev说,我们可以看看某种饮食或运动是否能帮助我们的身体发展出类似于鲸鱼的寿命. 例如,有些人认为,禁食或“卡路里限制”会减缓衰老过程,比较代谢变化会很有趣,看看它们是否与允许鲸鱼活得那么长的类似。 从这个意义上讲,弓头鲸可以成为我们漫长而幸福生活的向导.
此外,这些长生生物还可以激发出更激进的治疗. 第一步,德马加尔海斯说, 将生长人体组织 与突变 在弓头鲸,勃兰特蝙蝠和裸鼠鼠。 他说:「如果我们改变人类蛋白质, 我想把弓头鲸的基因放入老鼠体内,看看它们是否活得更长。
在这些初步试验之后,下一个障碍是找到一种方法,在极其复杂的人体中创造同样的变化,也许用模仿遗传效应的药物。 在某些情况下,你可以转基因地修改酵母等生物,以生长出大花瓶中的合适的蛋白质,这些蛋白质会自取其用,或者找到模仿这些效应的药物. 将来,基因疗法甚至可以让我们纠正活人的DNA;我们可以从已经生产了上百万年的弓头鲸身上借取基因突变. 鉴于最近在基因疗法方面取得的进展,“没有理由认为这是不可能的。 “
显然,所有最困难的事情都在前面。 虽然我们在进化学方面有着相对密切的关系,但对于鲸鱼或裸鼠来说,什么是可行的,对于人体来说可能作用有限,或者根本不起作用. “你总能找到不同生物抑制癌症的不同方法, 对癌症的自然反应是通过“愉快过程”形成的,其中独特的决定来自每个生物体的独特情况。 在这样做时,他欢迎寻找自然解决办法的新办法。 “我认为癌症生物学家正在开始认识到,纳入进化思想将取得成果。 “
但不要失去希望。 "历史充满了专家的言论,他们认为有些事情是不可能的,最后是错的"德·马加勒斯说. 想想120年前的医学状况, 然后,威胁生命的感染是一个惯常的事实。 今天,抗生素正在得到成功的治疗。
最后,德马加尔海斯认为老龄化是终极疾病——一种可以自行治愈的疾病. "我们不只是延长破损期,"他说. 我们希望70岁的孩子能有50岁的孩子的健康, 也许在2120年,我们将展望过去,对实现这一目标的第一步感到惊讶。
资料来源:hi-news.ru。
