每次细胞分裂，其染色体末端都会被削短，直到最终死亡。
但有些细胞——包括一些癌细胞——却是永生的。
你身体里的细胞每分裂一次，时钟就嘀嗒一次：一个普通的身体细胞能复制的次数是有限的，达到上限后就会死亡。将婴儿的皮肤细胞放在培养皿中，它们会分裂大约一百次，然后培养物就会枯竭。一个 60 岁的人的皮肤细胞只能分裂不超过 20 次。生物学家称之为细胞衰老。
但是什么机制驱动着这个时钟呢？细胞如何能计算自己的分裂次数并知道何时停止分裂成两个？生物学家认为他们可能已经在细胞染色体的末端找到了这个时钟。现在，他们认为他们知道当人体细胞能够忽略甚至停止这个时钟时会发生什么：似乎细胞会癌变。
就像鞋带末端的塑料头可以防止鞋带散开一样，一种叫做端粒的特殊结构保护着染色体的末端，使其不会断裂或相互缠绕。冷泉港实验室的细胞生物学家 Carol Greider 解释说，如果你弄断了染色体，其末端会与其他染色体融合。但正常的染色体不会这样做。染色体的末端有特殊之处，可以防止它们降解和融合。那就是端粒。
与染色体其他部分一样，端粒只是由核苷酸组成的链——遗传密码的字母——盘绕成 DNA 双螺旋。然而，在端粒中，相同的核苷酸序列会重复一遍又一遍，成千上万次。人类端粒的序列是胸腺嘧啶-胸腺嘧啶-腺嘌呤-鸟嘌呤-鸟嘌呤-鸟嘌呤，即 TTAGGG。这个序列不像基因那样编码蛋白质。但 Greider 说，每次正常的身体细胞分裂时，其端粒都会变短一些，每次会丢失 50 到 100 个 T、A 和 G。这就是时钟的滴答声——尽管没有人真正知道端粒时钟如何控制细胞分裂。Greider 说，可能有一些东西能感知端粒的长度，当它达到一定长度时，就会发出‘停止分裂’的信号。
然而，有些细胞找到了战胜时钟的方法。早在 1985 年，Greider 和 Elizabeth Blackburn（当时是 Greider 的导师）在单细胞原生动物绿浓球菌中发现了一种不寻常的酶。研究人员称这种酶为端粒酶，它在每次生物体分裂时都会向端粒添加核苷酸，替换掉丢失的核苷酸。因此，端粒永远不会变短，停止分裂的信号也永远不会发出。每次绿浓球菌细胞都是永生的，也就是说，除非有外力杀死它，否则它不会死亡。
我们都知道，我们身体里的细胞通常是会死的，而 Greider 和其他端粒研究人员迄今为止研究过的细胞都不产生端粒酶。为什么？答案似乎在于我们与单细胞生物的区别。在后者中，细胞永生等同于生存。但如果像我们这样的多细胞动物没有细胞分裂的制动器，我们会有更多的人死于癌症。因此，进化可能选择了端粒缩短作为这两者之间较小的邪恶——作为一种编程细胞死亡的方式，以防止不受控制的细胞生长在个体有机会繁殖之前就杀死它们。
如果端粒的缩短导致细胞死亡，Greider 和其他科学家开始想，癌细胞是否会以某种方式规避这种机制？最近，她和加拿大安大略省麦克马斯特大学的一组研究人员（由 Calvin Harley 和 Silvia Bacchetti 领导）研究了这种可能性。
研究人员取了数百万个细胞，并在每个细胞中植入了一个癌基因。然后他们观察细胞分裂。他们发现癌细胞通过两种方式延长了生命。大多数细胞最终还是会死亡，但它们在死亡之前比同类型的正常细胞多分裂了 20 到 40 次。当研究人员分析这些细胞时，他们没有发现端粒酶的迹象；他们还注意到，每次分裂时，核苷酸仍然会从端粒末端脱落。然而，不知何故，这些癌细胞阻止了停止信号，并继续以比正常细胞短得多的端粒进行分裂——直到最终它们也屈服于染色体末端的磨损。
然而，少数癌细胞做得更彻底，避免了细胞死亡：它们变得永生。Greider 说，要让癌细胞永生，还需要第二个事件，某种未知的突变。大约每 1000 万个细胞中，就有一个会碰巧变得永生。永生癌细胞的存在已经有一段时间了。最危险的细胞，那些离开生长中的肿瘤去建立新肿瘤的细胞，通常是永生细胞。Greider 和她的同事认为他们现在发现的是细胞永生机制的一个线索。当该团队检查实验中的永生细胞时，他们发现了端粒，这些端粒可以在无限次分裂中维持其长度——并且他们发现了端粒酶。
显然，人类仍然有能力制造端粒酶；事实上，它可能在需要能够反复分裂但仍能将完整端粒传递给下一代的卵子和精子细胞中是必不可少的。Greider 说，有可能一些端粒酶有一天会在需要不断再生的组织中被发现，例如胃壁。但她的团队的发现表明，可能在某些健康细胞中起着重要作用的同一种酶，在癌细胞中可能起着有害的作用。此外，这些结果指向了端粒研究的一个实际目标：一种可以禁用永生癌细胞中端粒酶的药物，从而或许可以控制它们的转移倾向。
然而，与生物医学研究中的情况一样，实际应用还有很长的路要走。Greider 和她的同事们还没有进行能够一劳永逸地证明端粒酶对于永生是必不可少的实验。她说，我们需要获取永生细胞，使其端粒酶失活，观察端粒变短，并观察细胞的寿命是否缩短。然后我们就能得到我们问题的直接答案。
