當我們逐漸長大到慢慢變老,我們或多或少都會對死亡產生恐懼,人到底為什麼會死亡呢?我們能永葆青春或者是延緩衰老嗎?這一切都與一樣東西息息相關那就是——端粒體。
人是由數以億計的細胞和微生物組成的超級聚合體,人要死亡,組成人的細胞就要大部死亡,細胞死亡有兩種方式,一種是提前編碼,好讓其在規定時刻死亡,另外就是對細胞進行破壞,使其喪失存活能力。 前者的死亡叫「凋亡」,而後者的死亡叫「死亡」。
端粒體,它位於DNA的兩端,就負責在DNA複製時消耗自己,當端粒體消耗殆盡時,細胞複製的DNA就會減少,為何DNA複製就會消耗端粒體?其實,這只是為了彌補DNA聚合酶在複製時會存在某種複製缺陷,會讓DNA末端減少那麼一點。隨著年齡的增長細胞每分裂一次,我們就會失去一小部分端粒,它會變得越來越短,染色體也變得不穩定,直到最後由於它過短了,無法分裂了,生命就死亡了。
既然端粒體這麼重要,為何在人體中的端粒體卻一直被消耗,從來不補充?其實DNA存在的目的就是複製、存活,其中DNA將一部分複製品用來繼續複製,而另一部分複製品則主要用來獲取資源。這直接體現在生殖系統中,細胞存在活性極強的端粒酶(恢復端粒體的酶),而在體細胞中則不存在端粒酶,且體細胞已高度分化,只有在組織受傷時才進行複製修復處理。端粒酶的缺失令體細胞在人的一生中只能分裂約50次,然後整體衰亡,人也就死亡了。當然如果每個細胞都存在端粒酶的話,那麼人體就會變成一整個癌細胞,細胞將會不受控制地繁殖。
生活中,人們要比其實際年齡顯得更年輕一些,而且運動會使我們越來越年輕,運動科學教授發現,高水平體育活動的人群機體的端粒要比靜坐人群機體的端粒高出9年的生物老化優勢,要比中等活動人群的端粒高出7年的生物老化優勢;為了變得更加活躍,女性每天應當參加30分鐘的慢跑(男性每天40分鐘),持續每周五天。同時,人身上的痣的數量與染色體末端的端粒體長度之間也存在關聯。身上痣數超過100的人,其端粒體比身上痣數少於25顆的人,多出相當於6-7歲年齡差的長度。一個人身上的痣越多,衰老進程就越慢,在人均30顆痣的基礎上,每增加25顆痣,看上去就會比實際年齡年輕2-3歲。
1998年《Nature》上有一篇標題為「Extension of Life-Span by Introduction of Telomerase into Normal Human Cells」的文章說他們把端粒酶的相關基因導入到人的體細胞內,發現細胞的壽命大大延長了。
大體是說,端粒酶延緩染色體端粒縮短、延長端粒從而延長壽命,2009年諾貝爾生理或醫學獎的伊莉莎白布萊克本博士(Elizabeth Blackburn)接受記者採訪時表示,使用端粒酶來限制染色體端粒受到的損害,預期能夠找到減緩細胞老化和延長壽命的方法,而布萊克本博士主持的相關實驗,已經取得了令人震驚的成功。作為索爾克生物研究所的負責人,諾獎大咖布萊克本博士認為「人類壽命最長將達到150歲,而且120歲將成為常態」。 通過檢測端粒的長度以及端粒酶的活性,已經可以評估、跟蹤細胞衰老的程度及進展,進而指導展開精準的抗衰幹預或者相關疾病的超早期發現。人的體細胞每次有絲分裂,如果沒有端粒酶的活化,就會丟失50-200bp長度的端粒,當丟失數千個核苷酸時,細胞就會停止分裂而衰老。
現在的研究方向就是將端粒酶基因導入正常細胞,細胞壽命將大大延長。活化的端粒酶在端粒體中,讓端粒DNA序列延長,從而影響大大延長細胞的壽命,就現在的科技技術來看已可以基本實現了。