细胞的不会自然细胞衰老死亡亡为什么不是生命体可以永生的原因之一

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为什么会衰老 解密人类不能永生之谜
【导读】虽然生老病死是人之常情,但在进化生物学家看来,衰老还真是一个不好解释的现象。为什么这么说呢?想想看,从一个简单的受精卵发育成你我他这么精巧复杂的身体,生命是自然界创造的多么伟大的奇迹啊!可是,自然界创造生命都轻松完成了,维护生命怎么反倒力不从心,任由生命衰老、死亡了呢?
衰老:生物非和自己过不去
除非意外死亡,大多数人在死之前,都要经过一段漫长的、白发苍苍、动作迟缓的衰老期。事实上,人的 一生就是从出生到死亡的衰老过程。
维护一件现成的作品,总比从无到有创造新的作品来得容易吧?所以大自然的这项工作似乎有&虎头蛇尾 &之嫌。进化生物学家是不相信大自然做事会如此毛糙的,所以他们要想方设法解释,衰老现象应该有其 合理的一面。
解密人类不能永生之谜
从生理上讲,衰老是一个器官老化的过程。人的器官用久了总要老化,就像机器用久了,零部件要磨损一 样。至于器官为什么会老化,可以从更微观的层面得到解释:器官的老化实际上是各种无法修复的分子和 细胞损伤长期累积的结果。比如说,我们的细胞每时每刻都在遭受破坏--DNA突变、蛋白质受损、细胞膜 氧化等等。当我们衰老的时候,身上的很多器官已经&伤痕累累&了。
于是,有人从进化的角度提出一个问题:人类的细胞为什么一定要衰老?为什么没有进化出永葆青春的本 领来呢?假如我们能够永远活着,&你好我好大家好&,大自然母亲就没必要白手起家创造新的生命了, 这从经济的角度看,岂不是更划算吗?生物一定要衰老,一定要毁灭自己,真让人匪夷所思。
生殖细胞可以永生
其实前面的问题提的不是十分确切,因为并非我们身上所有的细胞都必定会衰老。比如说,即便在你死之 后,你的极少数细胞也依然活着一&前提是你必须有孩子。每存活一个孩子,实际上你就有一个细胞(精 子或者卵细胞)逃脱了死亡的命运。只要你的孩子再生孩子,香火不断,那你的这些细胞就获得了某种形 式上的永生。
假如你是男性,那么你身上携带Y染色体的精子跟你100代之前的父系祖先或者100代之后的子孙携带Y染色 体的精子,在不考虑基因突变的情况下,是完全一样的。即使考虑基因突变,Y染色体上的重要基因也都 保留了下来。从某种意义上说,这个精子其实已经获得了永生。
解密人类不能永生之谜
不过对于大量的体细胞(非生殖细胞),不管愿意与否,它们的命运却注定要跟着我们一起完蛋。当我们 咽下最后一口气的时候,我们身上大多数体细胞依然还会存活好几分钟。在这期间,它们会想方设法从周 围获得氧气,当这点残留的氧气用完了,它们也就因缺氧而无可奈何地告别这个世界了。
如此看来,一个更确切的提法是:为什么进化没有让我们所有的体细胞都像精子和卯细胞那样,有机会永 生呢?
其实,不仅我们身上的某些生殖细胞能获得永生的机会,自然界中一些有着无性生殖本领的生物也能永葆 青春。
比方说,淡水水螅就具有超强的生存能力。它们不会衰老,随着年龄的增大,死亡率不会升高,繁殖能力 也不会下降。即使身体被切成几段,它们也可以从一小段身体开始,重新长出完整的身体来。
水螅能够永葆青春的奥秘在于:它身上的每一个细胞既是体细胞,也是生殖细胞。而对于我们大多数高等 动物,细胞的生殖功能和日常的生理功能是完全分开的。在长期的进化中,我们已经分化出了许多专职细 胞,如神经细胞、肌细胞等等。这种分工使我们的生存获得了巨大的优势。今天我们之所以能以高等动物 的目光傲视水螅这种低等生物,理由也就在这里。
解密人类不能永生之谜
高级动物的生殖细胞能够永生,低级动物身上具有生殖功能的体细胞也具有永生的本领。从现象上看,只 有那些具有生殖功能的细胞才有永葆青春的权利。而在高级动物身上,由于细胞的分工,体细胞已经丧失 了生殖功能,于是它们再也与永生无缘了。人的躯体绝大部分是由体细胞组成的,所以我们的衰老和死亡 也就不可避免了。
繁殖、保养不能两全
从生物体能量分配的角度看,衰老恐怕也是生物不可避免的过程。
生物体每天都要摄入一定的能量。这些能量一部分用于生长,一部分用于体力和脑力劳动输出,一部分用 于繁殖,还有一部分用于机体的维护,也就是希望自己延年益寿。
本来躯体是不应该衰老和死亡的,它在生命的每一个阶段,都会尽最大的努力活下去,然而在生存竞争的 强大压力下,为了保证物种的繁衍,生物体在分配能量时,首先必须考虑生长和繁殖,而非构建一具永生 的躯体。
解密人类不能永生之谜
比方说,家鼠的寿命最高可达4年之久,但野鼠畿活过1年就属万幸,因为后者生存在非常险恶的环境中。 从物种繁衍的角度看,假如一只野鼠放弃繁衍,而把精力和能量全部用于&保养&自己的身体,那是非常 不明智的行为!因为它即使&保养&得再好(理论上说,它就能活得更长久),但到不了1年,可能就会 遇到天敌被吃掉。一一天敌可不会因你致力于永生,志存高远,就放过你这个美食。
所以,为了不让自己绝种,野鼠在这短短的1年内,首要任务是尽快&找对象、结婚、生孩子&。而家鼠 呢?它们的生存环境稍微好一些,生孩子的任务不那么紧迫,它就会活得从容许多,在养育孩子的同时, 也会懂得适当地照顾自己,这样一来,它就比同龄的野鼠衰老得慢了。
总而言之,生物的身体必须在繁殖和机体的维护之间做出取舍。如果能量供应有限,机体只能在体细胞的 维护方面减少投入,把更多的能量用于制造和保护生殖细胞(精子或者卵子),这样一来,随着时间的流 逝,体细胞受到的损害越来越多,最终导致某些器官发生病变,衰老和死亡就不可避免了。而生殖细胞因 为任何时候都能优先得到&保养&,所以就不会衰老了。这也解释了为什么具有生殖功能的细胞才会&长 生不老&这一现象。
解密人类不能永生之谜
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作者:煎蛋网/放学回家
来源:煎蛋网/放学回家
关键词:永生,生物,细胞
大多数动植物最终都会死掉,但有些幸运的物种却能无视时间。
永生,更像是诅咒而不是祝颂――蒂索诺斯这才幡然醒悟。这个神话里的特洛伊王子如此俊俏,以致得到曙光女神厄俄斯的眷顾,她恳请宙斯赐予他永生,好让她和他长相厮守。
不过宙斯执文害意,蒂索诺斯死不了,但他会衰老。蒂索诺斯渐渐失去了自己姣好的容颜和青春的身体,厄俄斯很快就没了热乎劲。她最终把他独锁深闺,让他一个人呶呶不已。
这只是传说而已,但往往就是这样,事实比虚构还要酷炫。许多物种在技术层面就是真?永生。不像可怜的蒂索诺斯,它们连玻尿酸都不用打,就能保持弹弹弹。
一只张牙舞爪的美洲龙虾(美洲螯龙虾)
我们要讨论的是“生物学永生”(biological immortality),尽管许多生物学家宁愿我们别用这个词。
生物学永生机体会消亡,但它们看来不会衰老
“永生意味着你死不掉,这太蠢了。”德国基尔大学的Thomas Bosch说。
尽管这看起来自相矛盾,但生物学不死族是必然会死亡的。它们会被掠食者、疾病或诸如火山爆发等灾变杀死。但不同于人类,它们很少自然死亡。
换言之,生物学永生机体会消亡,但它们看来不会衰老,它们恰恰与蒂索诺斯的境况形同参辰。
刺果松就是一个适例,这些北美的树木简直老掉牙了,它们从5000年前就开始生长:那时候位于今土耳其境内的特洛伊城才刚刚建成。
一株落基山狐尾松(Pinus aristata)
刺果松看上去如此苍老
就外表而言,岁月把刺果松雕琢得如同蒂索诺斯一般。
“这些树垂垂老矣,”英国阿伯里斯特维斯的Howard Thomas说,“它们被闪电击中,被落雪压垮,枝零叶落。”
换句话说,刺果松看上去如此苍老,但细细查究,就能发现不一样的故事。
刺果松能存活几千年
一份2001年发表的调查显示,将年龄超过4700年的刺果松的划分和种子进行对比,发现其突变率并没有随着时间而明显增加。而且,老树的维管组织在功能上跟新树毫无二致。
历经上千年也能保持年轻和活性
老树饱经风霜,盘根错节,但从细胞水平上看,它们和特洛伊建城时一样保有青春。经过了这么多年,它们的组织一点也没有皱缩。
没有人知道刺果松此番个中缘由,它们如此长寿,你却总也研究不透。但Thomas认为可能其原因在于这些树有一种特殊的“分生组织”。
有一些根与芽分布有干细胞的源头,能产生新生组织。即使历经上千年也能保持年轻和活性。
“一旦你发生变异,事情就糟糕了,”Thomas说,“但比如培养,非突变细胞似乎要胜过破损的细胞。”
细胞在一株植物根部游弋
还有另一种可能的说法,比利时根特大学的Lieven De Veylder提出,其关键在于植物分生组织存在一小部分被称为“非活性中心”的细胞。
就算拥有分生组织的秘诀,大多数植物也没能打通任督二脉
在这里,细胞以极低的速率分裂,这可能也抑制了分生组织干细胞的分裂。这也似乎见效,因为细胞没分裂一次,就要伴生DNA的致命突变。“只有使亚群在一般情况下不发生分裂,才能使它们成为近乎完整的备份基因组。”De Veylder说。
2013年,他的团队从一株拟南芥中发现了一种控制非活性中心活性的蛋白质。类似蛋白质或可以帮助如刺果松这样的植物防治细胞衰老,允许它们再活个几千年。
然而,就算拥有分生组织的秘诀,大多数植物也没能打通任督二脉。因为它们生长得太快了。
一棵大盆地刺果松(Pinus longaeva)
(关于落基山狐尾松与大盆地刺果松的区别详见维基百科)
“细胞衰老甚于分生组织的行为,那你只能是一年生或两年生植物。”Thomas说。本质上说,像拟南芥的细胞活动和分裂得如此之快,它们的机体在分生组织修复受损组织之前就已经消耗殆尽了。
Ming是已被现有记录证明的最长寿的动物个体
相比而言,生物学不死族过的就是一种慢生活,那或许也是为什么动物们鲜有能熬过几个世纪的。有一个例外:营寄生生活的动物如珊瑚可以生存4000年以上。然而,珊瑚虫个体却只能存活数年。
蛤蜊Ming已被现有记录证明的最长寿的动物个体。生物学家在2006年从冰岛附近的海床挖掘出这只海洋圆蛤时,它已经507岁了,它当场就被杀死了。
一只像Ming那样的海洋圆蛤(冰岛北极蛤)
Ming死了,它本来是不会死的。在许多动物细胞中,携氧大分子在细胞膜上发生反应,生成的小分子会破坏细胞其他部分。
不是所有的动物都自带方便直观的年龄证明
但2012年的研究发现,海洋圆蛤的细胞拥有能耐受这种破坏的不寻常的细胞膜。Ming活得如此之久是因为它的细胞,就像狐尾松的细胞,代谢速率忽略不计。
Ming已被证明是最长寿的动物,它是一种软体动物,因此生物学家们可以从它外壳的生长纹路计算出它的年龄,就像植物学家数树的年轮那样。
不是所有的动物都自带这种方便直观的年龄证明,它们有一些比Ming还要老。
一只绿色的水螅(Hydra viridissima/H. viridis)
水螅是一种小型软体动物,与水母近亲。小型动物通常没有大型动物活得久,但一个生物学家就曾在实验室培养一只水螅超过4年。这对体长15mm左右的动物而言不可思议。
短短几年的寿命只是因为它们屈从于疾病等不可抗力
甚至,在这个为期4年的实验末期,水螅仍和寿命刚满一天时一样活力四射。水螅是生物学不死族的另一支。
水螅个体具体能活多久没人知道,或许短短几年的寿命只是因为它们屈从于疾病等不可抗力。或许水螅能活过皇阿玛也说不准。
几年前Bosch和他的团队关于水螅少有细胞衰老提出了一种解释,简单来说,这又涉及。
褐水螅群体(Hydra oligactis)
水螅弱弱的腔体携带了一组异常强大的,它们如此强大,以至于水螅发生点什么意外掉了半截什么的都能随时补上,这种能力也是水螅名字的由来,神话中勒拿九头蛇能斩首复生。
如果你搞定了FoxO,你也能活得像水螅一样久
真实世界里,水螅的复生能力甚于趴体上的小小把戏:关键时刻加个花。水螅不进行有性繁殖,而代之以出芽生殖。
它用三组不同的干细胞来复制多样的组织,最终形成完整功能的动物体,Bosch和他的团队发现三组共享一种蛋白质:叉头转录因子(FoxO)。他认为这是防止衰老的关键。
“如果你搞定了FoxO,你也能活得像水螅一样久。”他说。
FoxO蛋白质,嵌合在一些DNA上(底端)
至于FoxO是如何组织水螅尤其是其衰老的,至今也没有搞清楚原理。
即使100岁的人也不是生物学不死族
但我们了解到它起着一种整合不同分子信号的枢纽作用,包括细胞外部环境。“我们现在在研究这些外部环境的新号是如何与FoxO整合的。”Bosch说。
在整个动物世界,FoxO实际上可能是一种通用的抗衰老机理。人类携带某些版本的FoxO,那些活过100岁的人或许普遍存在另一些变体。
但即使100岁的人也不是生物学不死族,反正不是像水螅那样。再者,灯塔水母并不是水螅那样的生物学不死族,但它们已然不死。
灯塔水母可以返老还童
为了搞清楚为什么,首先最好了解一下灯塔水母复杂的生命周期。
当水母的精子和卵子结合到一起时,它们形成小小的实囊幼体,但幼体并不走寻常路,快乐地长大。而它通常找个坚硬的石头表面之类,然后一头撞上去,撞出软体的分支结构,即水螅体。
就像一只蝴蝶突然厌倦了飞翔,又钻回虫蛹
绝大多时候这些幼体自身分裂出微小的克隆体――就像水螅一样出芽生殖――但有些种属也特立独行。它分离出能的自由游弋的小型雄性或雌性水母,再长成成体,然后产生精子或卵子。总之就是爷怎么高兴怎么来,任性得一塌糊涂。
大多数水母可以在这个复杂的生命周期的大部分阶段逆转其生长态势,但一旦它们长成性成熟的成体,它们就失去了这种倒转乾坤的技能。
灯塔水母违背了根本的规则,特别是,即使性成熟的成体也可以反转为未发育成熟的幼体,它们就样躲过了生死薄,实现了可能的永生,这就像一只蝴蝶突然厌倦了飞翔,又钻回虫蛹。
一只道恩灯塔水母(Turritopsis dohrnii/T. nutricula)
正如多数生物学不死机体的案例,灯塔水母的这个技能也是一个谜。看起来它们在蜕变中细胞过程涉及了一次异乎寻常的逆转。而这个过程就是毛虫向蝴蝶的蜕变。
水母与其他动物没多少共同点,这也是它们的无性繁殖的方式,以及它们的永生,在我们眼里如此奇特。
但即使在有性繁殖的动物里,生物学不死也不是闻所未闻
有两点特征或许可以联系起来,Bosch说。如果干细胞对于生物学不死的动物而言至关重要,那么动物出于自我克隆的目的就不得不携带这类强大的,这样一来就得以永生。
但另一方面,有性繁殖无疑是通往早夭的一张单程票。
“或许你可以辩称你需要大量的体力制造配子(精子或卵子),那会杀了动物本身。”Bosch说。雄性阔脚袋就是活生生的例子,这种类鼠有袋目疯狂交配直至精尽人亡。
但即使在有性繁殖的动物里,生物学不死也不是闻所未闻,美洲龙虾有话要说。
美洲龙虾(Homarus americanus)就是生物学不死一族
大多数动物当它们达到性成熟的时候或多或少会停止生长,但美洲龙虾可不会。并且,这样一只成年的龙虾一旦它们遭逢不测还能复生一只前肢来。
染色体越短,寿命越短
这些特征表明美洲龙虾保持着一种令人赞叹的复生的本领,即便是完全的成体。这就足以解释额为什么有些大型样本至少有个140岁了。
龙虾的长寿或许可以与它们的DNA行为联系起来。动物细胞内长染色体末端有特殊结构,叫作,用于保护DNA。
但当细胞分裂,染色体复制时,端粒就短一点点,因为复制过程无法顾及染色体最末端。
位于染色体末端的端粒(粉色)用于保护DNA
染色体端粒越短,寿命就越短。但美洲龙虾用一种端粒酶来维持端粒的长度,以避免其缩短。1998年一份研究报告指出,这种酶在它们寸寸肌肤中都找得到,想必是酶的作用,让美洲龙虾一口气上五楼不费劲。
染色体端粒酶帮助生长和扩散
换言之,美洲龙虾的细胞在常态下显然不会衰老,这使得美国龙虾生物学不死。
染色体末端端粒是[1]&&
(责任编辑:yixin.zhang)
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中国的市场的确存在很大的隐患,干细胞行业是个专业性要求较高的行业
个体化医疗是未来医学研究与应用的趋势,而个体化治疗的关键在基于生物分子标志物的诊疗策略
中国疫苗市场的巨大潜力,吸引了世界排名最领先的跨国疫苗制造巨头前来淘金。您当前位置:&>&&>& & 我们为什么不能永生 正文
我们为什么不能永生
日09:39:14 来源: 作者:佚名
摘要:衰老:生物非和自己过不去除非意外死亡,大多数人在死之前,都要经过一段漫长的、白发苍苍、动作迟缓的衰老期。事实上,人的一生就是从出生到死亡的衰老过程。虽
衰老:生物非和自己过不去
除非意外,大多数人在死之前,都要经过一段漫长的、白发苍苍、动作迟缓的衰老期。事实上,人的一生就是从出生到死亡的衰老过程。
虽然生老病死是人之常情,但在进化生物学家看来,衰老还真是一个不好解释的现象。为什么这么说呢?想想看,从一个简单的受精卵发育成你我他这么精巧复杂的身体,是界创造的多么伟大的啊!可是,自然界创造生命都轻松完成了,维护生命怎么反倒力不从心,任由生命衰老、死亡了呢?
维护一件现成的作品,总比从无到有创造新的作品来得容易吧?所以大自然的这项似乎有&虎头蛇尾&之嫌。进化生物学家是不相信大自然做事会如此毛糙的,所以他们要想方设法解释,衰老现象应该有其合理的一面。
从生理上讲,衰老是一个器官老化的过程。人的器官用久了总要老化,就像机器用久了,零部件要磨损一样。至于器官为什么会老化,可以从更微观的层面得到解释:器官的老化实际上是各种无法修复的分子和细胞损伤长期累积的结果。比如说,我们的细胞每时每刻都在遭受破坏--DNA突变、蛋白质受损、细胞膜氧化等等。当我们衰老的时候,身上的很多器官已经&伤痕累累&了。
于是,有人从进化的角度提出一个问题:人类的细胞为什么一定要衰老?为什么没有进化出永葆的本领来呢?假如我们能够永远活着,&你好我好大家好&,大自然就没必要创造新的生命了,这从的角度看,岂不是更划算吗?生物一定要衰老,一定要毁灭自己,真让人匪夷所思。
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其实前面的问题提的不是十分确切,因为并非我们身上所有的细胞都必定会衰老。比如说,即便在你死之后,你的极少数细胞也依然活着一&前提是你必须有孩子。每存活一个孩子,实际上你就有一个细胞(精子或者卵细胞)逃脱了死亡的命运。只要你的孩子再生孩子,香火不断,那你的这些细胞就获得了某种形式上的永生。
假如你是男性,那么你身上携带Y染色体的精子跟你100代之前的父系祖先或者100代之后的子孙携带Y染色体的精子,在不考虑基因突变的情况下,是完全一样的。即使考虑基因突变,Y染色体上的重要基因也都保留了下来。从某种意义上说,这个精子其实已经获得了永生。
不过对于大量的体细胞(非生殖细胞),不管愿意与否,它们的命运却注定要跟着我们一起完蛋。当我们咽下最后一口气的时候,我们身上大多数体细胞依然还会存活好几分钟。在这期间,它们会想方设法从周围获得氧气,当这点残留的氧气用完了,它们也就因缺氧而无可奈何地告别这个世界了。
如此看来,一个更确切的提法是:为什么进化没有让我们所有的体细胞都像精子和卯细胞那样,有机会永生呢?
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这只是传说而已,但往往就是这样,事实比虚构还要酷炫。许多物种在技术层面就是真·永生。不像可怜的蒂索诺斯,它们连玻尿酸都不用打,就能保持弹弹弹。
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尽管这看起来自相矛盾,但生物学不死族是必然会死亡的。它们会被掠食者、疾病或诸如火山爆发等灾变杀死。但不同于人类,它们很少自然死亡。
换言之,生物学永生机体会消亡,但它们看来不会衰老,它们恰恰与蒂索诺斯的境况形同参辰。
刺果松就是一个适例,这些北美的树木简直老掉牙了,它们从5000年前就开始生长:那时候位于今土耳其境内的特洛伊城才刚刚建成。
一株落基山狐尾松(Pinus aristata)
刺果松看上去如此苍老
就外表而言,岁月把刺果松雕琢得如同蒂索诺斯一般。
“这些树垂垂老矣,”英国阿伯里斯特维斯的Howard Thomas说,“它们被闪电击中,被落雪压垮,枝零叶落。”
换句话说,刺果松看上去如此苍老,但细细查究,就能发现不一样的故事。
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2013年,他的团队从一株拟南芥中发现了一种控制非活性中心活性的蛋白质。类似蛋白质或可以帮助如刺果松这样的植物防治细胞衰老,允许它们再活个几千年。
然而,就算拥有分生组织的秘诀,大多数植物也没能打通任督二脉。因为它们生长得太快了。
一棵大盆地刺果松(Pinus longaeva)
(关于落基山狐尾松与大盆地刺果松的区别详见维基百科)
“细胞衰老甚于分生组织的行为,那你只能是一年生或两年生植物。”Thomas说。本质上说,像拟南芥的细胞活动和分裂得如此之快,它们的机体在分生组织修复受损组织之前就已经消耗殆尽了。
Ming是已被现有记录证明的最长寿的动物个体
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蛤蜊Ming已被现有记录证明的最长寿的动物个体。生物学家在2006年从冰岛附近的海床挖掘出这只海洋圆蛤时,它已经507岁了,它当场就被杀死了。
一只像Ming那样的海洋圆蛤(冰岛北极蛤)
Ming死了,它本来是不会死的。在许多动物细胞中,携氧大分子在细胞膜上发生反应,生成的小分子会破坏细胞其他部分。
不是所有的动物都自带方便直观的年龄证明
但2012年的研究发现,海洋圆蛤的细胞拥有能耐受这种破坏的不寻常的细胞膜。Ming活得如此之久是因为它的细胞,就像狐尾松的细胞,代谢速率忽略不计。
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水螅是一种小型软体动物,与水母近亲。小型动物通常没有大型动物活得久,但一个生物学家就曾在实验室培养一只水螅超过4年。这对体长15mm左右的动物而言不可思议。
短短几年的寿命只是因为它们屈从于疾病等不可抗力
甚至,在这个为期4年的实验末期,水螅仍和寿命刚满一天时一样活力四射。水螅是生物学不死族的另一支。
水螅个体具体能活多久没人知道,或许短短几年的寿命只是因为它们屈从于疾病等不可抗力。或许水螅能活过皇阿玛也说不准。
几年前Bosch和他的团队关于水螅少有细胞衰老提出了一种解释,简单来说,这又涉及干细胞。
褐水螅群体(Hydra oligactis)
水螅弱弱的腔体携带了一组异常强大的干细胞,它们如此强大,以至于水螅发生点什么意外掉了半截什么的都能随时补上,这种能力也是水螅名字的由来,神话中勒拿九头蛇能斩首复生。
如果你搞定了FoxO,你也能活得像水螅一样久
真实世界里,水螅的复生能力甚于趴体上的小小把戏:关键时刻加个花。水螅不进行有性繁殖,而代之以出芽生殖。
它用三组不同的干细胞来复制多样的组织,最终形成完整功能的动物体,Bosch和他的团队发现三组干细胞共享一种蛋白质:叉头转录因子(FoxO)。他认为这是防止衰老的关键。
“如果你搞定了FoxO,你也能活得像水螅一样久。”他说。
FoxO蛋白质,嵌合在一些DNA上(底端)
至于FoxO是如何组织水螅尤其是其干细胞衰老的,至今也没有搞清楚原理。
即使100岁的人也不是生物学不死族
但我们了解到它起着一种整合不同分子信号的枢纽作用,包括细胞外部环境。“我们现在在研究这些外部环境的新号是如何与FoxO整合的。”Bosch说。
在整个动物世界,FoxO实际上可能是一种通用的抗衰老机理。人类携带某些版本的FoxO,那些活过100岁的人或许普遍存在另一些变体。
但即使100岁的人也不是生物学不死族,反正不是像水螅那样。再者,灯塔水母并不是水螅那样的生物学不死族,但它们已然不死。
灯塔水母可以返老还童
为了搞清楚为什么,首先最好了解一下灯塔水母复杂的生命周期。
当水母的精子和卵子结合到一起时,它们形成小小的实囊幼体,但幼体并不走寻常路,快乐地长大。而它通常找个坚硬的石头表面之类,然后一头撞上去,撞出软体的分支结构,即水螅体。
就像一只蝴蝶突然厌倦了飞翔,又钻回虫蛹
绝大多时候这些幼体自身分裂出微小的克隆体——就像水螅一样出芽生殖——但有些种属也特立独行。它分离出能的自由游弋的小型雄性或雌性水母,再长成成体,然后产生精子或卵子。总之就是爷怎么高兴怎么来,任性得一塌糊涂。
大多数水母可以在这个复杂的生命周期的大部分阶段逆转其生长态势,但一旦它们长成性成熟的成体,它们就失去了这种倒转乾坤的技能。
灯塔水母违背了根本的规则,特别是,即使性成熟的成体也可以反转为未发育成熟的幼体,它们就样躲过了生死薄,实现了可能的永生,这就像一只蝴蝶突然厌倦了飞翔,又钻回虫蛹。
一只道恩灯塔水母(Turritopsis dohrnii/T. nutricula)
正如多数生物学不死机体的案例,灯塔水母的这个技能也是一个谜。看起来它们在蜕变中细胞过程涉及了一次异乎寻常的逆转。而这个过程就是毛虫向蝴蝶的蜕变。
水母与其他动物没多少共同点,这也是它们的无性繁殖的方式,以及它们的永生,在我们眼里如此奇特。
但即使在有性繁殖的动物里,生物学不死也不是闻所未闻
有两点特征或许可以联系起来,Bosch说。如果干细胞对于生物学不死的动物而言至关重要,那么动物出于自我克隆的目的就不得不携带这类强大的干细胞,这样一来就得以永生。
但另一方面,有性繁殖无疑是通往早夭的一张单程票。
“或许你可以辩称你需要大量的体力制造配子(精子或卵子),那会杀了动物本身。”Bosch说。雄性阔脚袋鼩就是活生生的例子,这种类鼠有袋目疯狂交配直至精尽人亡。
但即使在有性繁殖的动物里,生物学不死也不是闻所未闻,美洲龙虾有话要说。
美洲龙虾(Homarus americanus)就是生物学不死一族
大多数动物当它们达到性成熟的时候或多或少会停止生长,但美洲龙虾可不会。并且,这样一只成年的龙虾一旦它们遭逢不测还能复生一只前肢来。
染色体端粒越短,寿命越短
这些特征表明美洲龙虾保持着一种令人赞叹的复生的本领,即便是完全的成体。这就足以解释额为什么有些大型样本至少有个140岁了。
龙虾的长寿或许可以与它们的DNA行为联系起来。动物细胞内长染色体末端有特殊结构,叫作端粒,用于保护DNA。
但当细胞分裂,染色体复制时,端粒就短一点点,因为复制过程无法顾及染色体最末端。
位于染色体末端的端粒(粉色)用于保护DNA
染色体端粒越短,寿命就越短。但美洲龙虾用一种端粒酶来维持端粒的长度,以避免其缩短。1998年一份研究报告指出,这种酶在它们寸寸肌肤中都找得到,想必是酶的作用,让美洲龙虾一口气上五楼不费劲。
染色体端粒酶帮助肿瘤生长和扩散
换言之,美洲龙虾的细胞在常态下显然不会衰老,这使得美国龙虾生物学不死。
染色体末端端粒是使任何生物体延缓衰老的有效途径。但实际上鲜有证据表明这个机制被采用过,不管是不死的植物还是永生的低等动物如水母。Bosch说它或许是高等动物独有。
当然,哺乳动物也携带有染色体端粒酶,在人类身上,它们活跃在海拉细胞中:第一类已被证实的永生的人类细胞。
但在这个案例中,永生反而让人感觉闷闷的。海拉细胞如此命名是因为它们取自于——未经本人同意——Henrietta Lacks,她因子宫癌死于1951年。
染色体端粒酶帮助肿瘤生长和扩散,这或许是哺乳动物只能在少数类型的细胞中才用得上它们的缘故。海拉癌细胞或许是不死的,但它们的出现却夺走了Henrietta Lacks的生命。
海拉细胞是人类细胞,并且是生物学不死的
我们的“种系”细胞,形成精子和卵细胞,不会衰老
癌细胞不是人体内发现的唯一永生的细胞。我们的“种系”细胞也不会衰老。它们形成精子和卵细胞,它们如此攸关生命而足以抵挡衰老,所以小baby出生的时候很幼很嫩。
容我赘述一下小baby这个概念:是不是所有的新生儿都很幼嫩?不是,多利羊就不是。
多利羊,和一只无名的手
多利羊由成年羊的乳腺细胞克隆而来,它们扛不住衰老,所以它出生的时候满脸沧桑,多利羊刚出生时,体内细胞的端粒酶实在太短了,以至于它衰老得比那些不经克隆的同龄的羊只快得多,最终它在大好韶华的6岁的年纪就因为肺病而一命呜呼。
人们在同个体死亡的争斗中,也许是稍感宽心的
“对于人类等生物体而言,永恒之种就是,我们有一个重置时钟的机制。”Thomas说。
对于这一点,或许你不会感到惊喜,永恒之种就是我们的生殖细胞,染色体端粒酶或是一个关键,但这不是故事的全部。这意味着对抗衰老将是一条漫漫征途,不管护肤霜的广告说得多好听。
人们在同个体死亡的争斗中,也许是稍感宽心的。我们个体衰亡了,但因为我们的生殖细胞的特性,我们的种系并不会衰亡。从这个角度而言,人类生生不息直至永生。
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