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“此外,你一定也听说过,每一种细胞的复制寿命都有一定的限度。”明奇博士继续介绍道,“我们曾经改进过细胞培养实验,但是效果并不明显,在人工培养条件下,哪怕利用最好的培养方法都无法改变这个既定的命运,比如:人体的成纤维细胞,最多只能繁殖50代,到那时,该细胞将必然走向死亡。其他物种,如鼠的成纤维细胞只能分裂19代,陆龟的成纤维细胞分裂110代”
“明奇博士,您不会是想要把我的细胞拿去培养吧,哈哈!”
“你说对了,我正有此意!”明奇博士双眼冒着光回答道。
“那您可得多培养几代啊,这样就意味着我可以多活几年!”原晧宸打趣道。
很快,明奇博士就心满意足地给原晧宸抽好了血,并留取了少许组织细胞,这个过程就像普通的体检一样。
“但是,并不是所有的细胞生物都受细胞分裂次数的制约。”原晧宸提出疑问道,“像细菌、原虫等单细胞生物,它们一直依靠细胞分裂繁衍后代,生生不息,亿万年从不中止,似乎并不存在细胞衰老问题。而且,在高等生物中,也有例外的情况,例如:生殖细胞和癌细胞。”
生殖细胞分裂次数不受制约的现象很奇特也很好理解。请设想一下,你父母的生殖细胞结合诞生了你,你是一个全新的个体。也就是说,在你诞生的时候,你父母的生殖细胞的生命时钟,已经准确地拨回到零的状态,从而避免你的寿命注定要比你的父母短个二三十年的悲剧发生。
至于癌细胞,好像也有一种神奇的机制,帮助它摆脱最终衰老的厄运。生物学家在培养中发现,癌变后的细胞,能够无限期繁殖,一代接一代,完全不会像正常细胞那样趋向衰老。临床医学中,也正因为癌细胞永生不死,放肆地分裂,所以才使得癌症患者最终丧命。
“这便是生命奇妙的地方!!”明奇博士感慨道,“生命的微观世界简直和宇宙的宏观世界一样伟大!”
“日中而昃、月盈而亏,个人的生长状况也是如此,由弱小到成熟,最后再走向衰老。那么,人类的寿命究竟应该有多长呢?”
明奇博士果然熟悉中国文化,引经据典头头是道,这也是原晧宸对其颇有好感的地方。
“从自然界范畴来说,虽然我们看到的物质是永恒不灭的,但绝大多数的事物都有自己的寿命。放射元素有半衰期,生物有生老病死,就连社会也会有跌宕起伏。我相信,随着科学技术的发展,分子设计和基因设计将成为可能,人类在将来或许会拥有改造自身的能力,衰老和疾病将被征服。也许利用基因技术,会让未来的人类变得思维更强大,肌肉更雄健,反应更敏”原晧宸一边前瞻着人类的未来,一边浮想联翩起来。
“晧宸君,你还真敢想,以我们现在的科学水平来说,能够对抗衰老,延长人类的寿命就已经很了不起了!”明奇博士说道。
“那么,细胞在持续地,人体为什么还会衰老?”原晧宸继续问道。
“当人类老去的时候,头发慢慢花白,皮肤出现褶皱,肌肉逐渐松弛,骨骼变得脆弱……身体的各个部分都在悄然发生着变化。衰老是一个极其复杂的过程。这种复杂性导致目前至少有300种衰老理论。”明奇博士认真地说着,“我以为,衰老和进化有关!”
第290章 关于衰老
“进化!?”原晧宸觉得有些疑惑,“您认为衰老是生物进化的的结果?”
“可以这么说!”明奇博士回答道。
“进化难道不是一个物种不断筛选优化的过程吗?”原晧宸反问。
明奇博士扶了扶他的厚框眼镜,用特有的低沉腔调回答道:“衰老在生物医学上被定性为一个渐进的、广义的功能受损现象,包括环境对身体的压力增加,身体变得脆弱、生育能力下降以及疾病和死亡风险的增大。衰老显然是一个负面的生物学现象,当我们用进化论的视角看这件事的时候,便会产生这样的疑问,为什么身体的衰老现象在漫长的进化过程中,没有被自然选择更有效的排除掉呢?”
明奇博士瞪大眼睛望了原晧宸一眼,但是原晧宸不想回答这个问题,便点头示意明奇博士继续说下去。
“这个问题在生物学界已经有过不少的讨论。有一个重要的现象,关于野生动物种群的调查表明,野生动物个体中,很少有能够存活到年龄衰老退化的时候。对于大多数的野生动物种群来说,外在环境死亡的风险,比如恶劣的环境、其他猛兽的捕食、饥饿与疾病、寒冷酷热等情况,导致的死亡现象总是发生在它们“衰老”之前。简而言之,动物们还没变老就已经死了!”
“这意味着,自然选择并没有淘汰衰老这个基因的机会!或者,衰老在自然界中也许不能算是一个显著的死亡因素。又或者,自然界不需专门在高等生物的基因中编排延缓衰老的过程。即使它可能有益,但是,自然选择通常不会“看到”衰老的副作用。而且,即使在漫长的进化过程中,不死基因或者长寿基因曾经在某些个体中出现过,但是,因为这些基因并没有给野生物种的生活带来好处,所以它们并没有因为最终的优胜劣汰而保留下来。”
“反观我们自己,人类在这个领域就更是独树一帜的了!当完善的社会体系出现之后。人类种群,其实已经基本消灭或者削弱了,物竞天择,优胜劣汰的自然法则。这个很容易理解,社会福利体系会保证绝大多数的人类群体得以顺利的存活下来。”
原晧宸若有所思地点头说:“随着科学技术的发展,人类社会的生产力极大提高,人类已经成为地球上一个特立独行的总群。对我们来说,基本的生存不会存在障碍,即使部分掌握更多资源的人口具备更优质的生活条件,但是他们在进化的道路上也未必会比其他人走得更远!”
“所以,人类种群想要依赖自然进化提高生存寿命是不可能实现的!”明奇博士严肃认真地说道,“所以,我们只能想办法延缓机体的衰老步伐,或者如你所说的,通过基因技术来改变人类的寿命!”
“但是,这些都很难!”原晧宸说。
“确实,我有特别了解过端粒损耗理论。”原晧宸答道,“端粒就像一种【时间延迟】的保险丝,我们的细胞经过一定数目的分裂以后就被用完,当端粒变的太短时,就无法继续分裂了。学者们认为,当细胞探测到这种情况的时候,就会启动衰老、停止生长或开始凋亡。”
细胞分裂过程中,为什么会逐渐衰老,而癌细胞和性细胞又为什么不会衰老,其中机理究竟是怎么一回事呢?
一个细胞在分裂之前,都要首先复制染色体,结果形成的两个子细胞,各自都分到一套完整染色体。端粒学说认为,刚受精的胚细胞染色体中,其端部都有一段称之为假dna的长链,大约含1000个无编码意义的碱基对,这些假dna片段,就是生物学家口中的端粒,具有保护功能,可以使染色体的端部保持稳定。
如果没有了端粒,染色体就会失去其稳定性,容易粘在一起,甚至还可能以异常结合的方式重新组合,从而导致细胞的老化。由于dna复制方法的特定形式,使它无法将染色体最顶端部分复制出来,因此复制品比起模版来要略微短些。
这在细胞的早起分裂过程中,通常都不会引起什么问题。但是,以后细胞每经历一次分裂,这些假dna的长链就会失去一小片段,约50碱基对左右。当这些保护性碱基全部失去后,细胞就会发生严重的功能紊乱,最终趋向于死亡。该理论认为,这就是每种细胞都有一定寿命界限的原因。
那么癌细胞和生殖细胞为什么会不受分裂次数限制而“永生”呢?
端粒学说认为,癌细胞和生殖细胞内,能够产生出一种酶,名叫端粒酶。这种端粒酶能修复细胞分裂时发生在染色体端部的某种损伤,使伤口得以弥合,每次分裂之后,都能重建端粒,因此避免了细胞老化的趋势,并得以“永生”。
“你对端粒的比喻十分恰当,但是,生物学角度还有许多问题无法用端粒学说解释。所以,端粒的长度缩短是否为衰老的原因,我们还在做更加深入的研究。”明奇博士补充道。
“希望你们能够尽快攻克衰老的难题,让人类的寿命能够大幅的提升。”原晧宸微笑着回答。
“我也希望能够尽快攻克这些难题,不然我的生命也快要走到尽头了!霍霍霍~”
明奇