没有人喜欢变老的想法,但这似乎是生活中不可避免的一部分。大多数物种在成年期之前都会生长、发育和修复对身体的损伤。在此之后,身体自我修复能力降低,并慢慢开始积累损伤。
但这似乎不适用于龙虾。它们在异常漫长的一生中不断生长——已知最古老的捕获的龙虾重达 9 公斤以上,年龄估计在 120 到 140 岁之间。
龙虾不会因为年老而死。取而代之的是,它们最终会吃海鲜自助餐,或者在蜕皮过程中因筋疲力尽而死——在这个过程中,它们会因体型的增加而更换外壳。
我们的细胞有一个“生物钟”
要了解龙虾为何如此长寿,我们需要先了解衰老的过程。
我们是由含有 DNA 的细胞组成的——DNA 是指导我们的身体执行生命所必需的所有功能的遗传密码。线性 DNA 链被捆绑成称为“染色体”的结构。每条染色体都包含端粒,它们是 DNA 链末端的帽,以保护它们免受损伤。端粒就像鞋带末端的塑料尖端,可以防止它们磨损。如果没有端粒,DNA 可能会受损并可能改变遗传密码,从而影响细胞正常运作的能力。
UNSW Medicine & Health 白血病实验室分子机制负责人 Ashwin Unnikrishnan 博士说:“你需要能够保护你的基因和 DNA 中的信息。” “细胞已经通过添加这些称为端粒的特征来解决这个问题。这些本质上是重复的 DNA 单元,它们本身并不真正编码任何信息,但可以在保护染色体内的信息的同时被侵蚀。”
我们体内的每个细胞都有有限的寿命,必须通过分裂成两个“女儿”细胞来自我更新。在一个细胞分裂之前,它必须复制它的 DNA,这意味着有两个 DNA 副本可用——每个子细胞一个。每次复制细胞中的 DNA 时,端粒都会变短。
“每次细胞分裂时,端粒都会受到一点侵蚀。当它达到一定的临界短长度时,细胞就不能再分裂了,”Unnikrishnan 博士说。
端粒的长度是一个“生物钟”,它决定了一个细胞可以进行多少次分裂。最终,剩余的端粒太短,DNA容易受到损伤。此时细胞停止分裂,要么自我毁灭,要么变得不活跃。随着人类(和大多数其他物种)变老,我们的许多细胞都达到了这个阶段,这意味着我们的身体会分解并最终停止运作。
龙虾长寿的秘诀
由于许多细胞中存在一种称为“端粒酶”的酶,龙虾具有非凡的寿命。端粒酶恢复端粒的长度,增加细胞在死亡或变得不活跃之前可以进行的分裂次数。这使得细胞可以继续分裂,龙虾可以继续生长和修复它们的身体——因此它们的寿命很长。
人类仅在某些特殊细胞(例如干细胞)中具有活性端粒酶,这些细胞可以在很长一段时间内不断自我更新。我们体内的其他细胞,不包含被称为“永生酶”的细胞,在端粒耗尽之前寿命有限。
我们会很快看到基于端粒酶的疗法吗?
这将我们引向一个不可避免的问题:人类是否可以使用端粒酶来减慢我们的生物钟并延长寿命?好吧,不要很快就排队接受端粒酶治疗——端粒酶活性与癌症之间存在联系。
“我对这种策略持怀疑态度的主要原因是,[端粒酶]通常不会在大多数成年细胞中表达。但它经常在癌细胞中‘开启’ ……帮助维持癌症的‘不朽’,”Lindsay Wu 博士说, UNSW Medicine & Health 衰老研究实验室负责人。
与正常的成体细胞不同,癌细胞通常会激活端粒酶。端粒酶不断修复它们的 DNA,使它们能够多次分裂,而不受“生物钟”的控制。
在端粒酶可能被用于治疗环境之前,需要更好地了解端粒、衰老和癌症之间的复杂关系。现在,当我们在一天中第三次小睡并忘记我们把车钥匙忘在哪里时 ,龙虾会在海底嘲笑我们(再次)。