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长寿的科学秘密
(英语).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都享受健康长寿. 例如,至少200年。 你能想象吗? 没错
就在Moby Dick出版30年后,一群阿拉斯加捕鲸者试图从海洋中控制自己的巨人. 他们的目标是一只雄性格陵兰鲸鱼,是地球上第二大的哺乳动物. 本物种以其惊人的耐久性而闻名:根据伊努伊特民间传说,这些鲸鱼生活在"两个人的生命"中,也以牺牲其巨大力量而从鱼叉中释放出来.
这些捕鲸者配备了最新技术,特别是“喷嘴炸弹”,在击中打穿一层厚厚的鲸油时爆炸。 然而,这不足以打败鲸鱼。 3片长矛击中他的侧面,但是——与莫比·迪克一样——他逃脱,只留下了表面的伤口.
鲸鱼又继续徘徊了120年,直到2007年,一群捕鲸者终于抓住了他. 她甚至发现了鲸油中留下的长矛碎片.
根据各种估计,这些鲸鱼的寿命至少为150年,可能高达210年. 除了略微磨损的皮肤、多余的脂肪和战斗伤疤外,鲸鱼还显示出很长的寿命的有害影响。 这反过来又引起了研究衰老的医生的极大兴趣.
利物浦大学的João Pedro de Magalhaes说:“他们比人类长得多, 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,德马加尔海斯和同事希望我们能够找到同样会减缓人体腐烂和延缓死亡的新药物. Magalhaes说,“老龄化是一个谜,我们对它的生物过程了解较少,它仍然是现代世界痛苦和死亡的根源。” 如果我们能推迟一会儿 那对人来说就是一个前所未有的奇迹
哈佛大学的瓦迪姆·格拉迪舍夫同意他的看法. “这是一个至关重要的生物学问题,因为大多数人类慢性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组织的。 “但是,如果你延迟衰老,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:没有人能生活在气泡中,因此我们的DNA和其他分子工程被有害化学物质或辐射慢慢破坏. 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,细胞长成肿瘤.
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,我们的细胞在能量燃烧时会产生大量浪费. 废物随着时间推移而累积,并可能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:每个染色体的末端都有一组DNA,叫做调聚物,它们表现得像鞋带上的塑料提示,防止它们扩散. 每次细胞分裂时,调聚物变短,直到最终变短以致细胞发生故障或死亡. 由于这一结果,我们易受各种疾病的伤害。
Methuselah的梅纳杰里 所有这些都指向了一种不可阻挡的力量将我们推向死亡 — — 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,可能会在小鼠体内稍缓衰老. 而简单地改变一个在环虫体内参与细胞新陈代谢的基因可以延长更长的寿命;虽然同样的改变不太可能会帮助更复杂的生物,但都暗示老化是相当容易控制的. Magalhaes说,“老龄化是一个可以控制的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,他们以现实生活中的Methuselahs为领袖(Methuselah是最长寿的圣经人物). 仅在哺乳动物中,预期寿命就大不相同,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,自然选择促使某些生物发展出自己的生命灵体.
“Metformin将小鼠的寿命延长了一点, 但如果你观察不同的生物, 它们可能发展其他延长生命的机制,抵制癌症和其他与年龄有关的疾病。 所有这些都可以改善我们的健康。 或者,正如Gladyshev指出的,“自然不断改变预期寿命,唯一的问题是它是如何做到的。” 我们可以用这种技术延长人们的寿命吗? “
最有趣的生物是特殊的百年生物;特定的物种似乎可以活过,甚至近亲. 而且它们并不总是像弓头鲸那样伟大 裸鼠的外表与海报上宣传健康生活方式的婴儿不同, 此外,裸鼠鼠对癌症的抗药性极强——在实验室研究的数千只个体鼠鼠尚未确诊为单一癌症病例. 即使沐浴在强致癌物中,它们仍然能免疫癌症.
部分原因可能是它们的细胞在过于密集时停止生长 — — 这种机制可以阻止肿瘤的增殖并控制生长。 并且它似乎来源于一种被称为 酸的化学物质的特别"重"版本. 这种分子是笼盖周围森林的一部分,最初可能参与发展裸鼠皮的弹性,以方便挤压通过紧密的洞穴. 今天,它似乎是信号系统的一部分,它阻止细胞无节制地增殖. 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还研究了勃兰特的蝙蝠,一种生活在40多年的细小生物,尽管重量刚超过一立方体的精制糖. Gladyshev说:“考虑到其规模, 他发现了老鼠受体周围的不寻常突变,这些突变使得激素生长和胰岛素类生长因子得以实现——这些变化可以引导我们思考如何控制动物体内的新陈代谢,限制了通常随着年龄的增长而带来的破坏.
鲸鱼记录员会透露这种暗示吗? 鲸鱼的庞大体型 — — 长达20米,重达数百吨 — — 提出了一些独特的问题,马加勒海斯和格拉迪舍夫等生物学家都对此感兴趣. 例如,如果它的细胞以与小鼠细胞相同的速度燃烧能量,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新陈代谢和较低的体温.
如此巨大的身体也使你面临巨大的癌症风险,多亏了简单的数学:你拥有的细胞越多,发展有害突变的机会就越大. (事实上,一项研究甚至发现,高人因此患癌症的可能性略高于矮人). 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, 所以癌症的发病概率会上升很多。” 加州大学里弗赛德分校的Leonard Nunney说, 他研究了癌症的进化。
能有生物长生不老吗?
- 弓头鲸的寿命可以超过两个世纪,使其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4,700年的松树种子的研究显示,没有具体细胞突变能够随着时间的推移表现出来.
- 珊瑚等殖民动物可以生存4000多年. 但个别的多病性疾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沿海水域提取该水时,这个海洋百年纪已有507岁.
马加尔海斯试图通过对等进入鲸鱼的基因组 来找到这些机理,还有更多。 最初他用织物实验. 他最终找到了一个已经与因纽特猎人建立了联系的团队. 为了保存其传统,北极周边的土著社会每年捕捉并杀死数量有限的弓头鲸. 虽然起初对外来者有怀疑,但猎人最终同意帮助科学家从猎物中夺取部分组织.
即使在收集材料后,该组也面临着建立基因序列的非凡任务. 由于数据量巨大,任务类似于切碎了数以百计或数以千计的Moby Dicks拷贝,然后将单个序列按有意义的顺序排列.
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. 这个基因以编码分子工具而著称,这些工具可以补补受损基因组的小补丁. 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,该基因参与细胞扩散. 它编码了一个蛋白质,它起到一种连接分子机器的夹子作用,导致DNA复制. 格陵兰鲸鱼与这个基因的遗址翻了一番,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"三角斑鲸"进行了自己的研究;不仅通过研究基因,而且通过研究它们的活性. 如果你看到某些基因特别活跃,你知道它们也可以在衰老中发挥重要作用. 科学家发现胰岛素信号系统的变化类型与他在勃兰特的蝙蝠中注意到的相同. “也许这就是细胞的新陈代谢变化的方式,不知何故它们变得长寿。” 然而,这些调查结果需要认真分析。” 科学家认为,研究结果导致“长寿标志”,因此可用于进一步研究。
这些发现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·柯林斯(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。 “
超越这一门槛,我们可以发现许多可能的方法来改善我们的治疗. Gladyshev说,我们可以看到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,将新陈代谢变化与这些变化是否类似那些允许鲸鱼存活那么长的情况进行比较会很有趣。 从这个意义上讲,弓头鲸可以成为我们漫长快乐生活的指南.
此外,这些长寿生物可以激发更激进的治疗. 第一步,De Magalhaes说, 将生长人体组织 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进老鼠体内 看看它们是否活得更久。
经过这些初步试验,下一个障碍将是找到一种方法,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,在大缸中生长合适的蛋白质,这些蛋白质会自我清洁,供人类使用,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;我们可以借用已经生产了数百万年的弓头鲸的基因突变. 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,最困难的部分是前面。 虽然我们在进化论上有着相对密切的联系,但是对于鲸鱼或裸鼠来说,什么是有效的,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,在这个过程中,独特的决定来自每个生物体的独特情况。 在这样做时,他欢迎采取新的办法寻找性质的解决办法。 我认为癌症生物学家们开始意识到, 纳入进化思想将是一个卓有成效的努力。
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",德马加尔海斯说. 想想120年前的医学状况,当时今天的一些弓头鲸仍然非常年轻. 然后,威胁生命的感染是一个惯常的事实。 今天,抗生素正在成功地进行治疗。
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。 "我们不只是延长破旧时期,"他说. 我们希望70岁的孩子有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。
