广告

长生不老的秘诀

一位合成生物学专家解释了人们为何很快就能活到几百岁。

Google NewsGoogle News Preferred Source
Ed Regis, George Church

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

对永生的渴望至少可以追溯到古代。在过去的一百万年里,随着人类大脑的迅速增大,我们的祖先开始越来越多地思考死亡的必然性以及永生的救赎可能性。古代法老、女王和国王们用尽一切办法确保他们在未来世代中的遗迹得以延续。他们将自己被镌刻在传说、歌曲和诗篇中;他们将遗体保存在巨大的金字塔里。

广告

渴望如此的原因或许在于,人们已经活得足够长,并且具有高度的自我意识。我们这个物种独特的能力在于,能够根据过去的经验来记忆和预测未来的事件。在文字发明之前,甚至在此之后,可靠的预测都需要活人具备记忆。过了生育期的长者可以通过记住干旱、蝗灾和疾病等罕见现象的早期预警信号,为他们的部落增添价值。

在现代,我们的学习范畴甚至更广。它包括可能一直持续到我们 60 多岁的博士后研究和在职培训。就像我们古代的祖先一样,我们以更精良的形式保存我们集体知识中最重要的部分:科学出版物、书籍、音乐、视频、网站。尽管如此,当人们死亡时,他们的智慧——产生这些知识的记忆和思维过程——也随之消亡。

纵观历史,死亡与袭击、疾病和贫困联系在一起。现在,越来越普遍的死亡原因是衰老。随着国家财富的增加以及有毒物质和传染性病原体的暴露减少,衰老将成为大多数疾病、衰弱和死亡的原因。与此同时,将有更多的人活到 100 岁以上。因此,除了对死亡的恐惧,还有实际的原因促使我们探索延长健康寿命。

科学家们可以从最长寿的人群那里学到很多东西,其中许多人的 DNA 将在未来两年内被测序。延长寿命——尤其是延长生命中青春、充满活力的阶段——的努力,为基因组大规模工程技术——合成生物学——提供了明确的机会。([George Church 是这个新兴领域的领先研究者。] 治愈衰老可能需要彻底重写我们的基因组。

我们可以从生物圈中搜寻最佳的范例。在寿命方面,物种差异很大。一些成年蜉蝣仅能存活、跳舞和交配三个小时。而在另一极端,一些弓头鲸的样本,根据其体内刺入的鱼叉的年龄判断,似乎已超过 120 岁。已知最长寿的鱼是一条名叫Hanako的红色雌性锦鲤,据报道她在 7/7/77 这个令人难忘的日期活了 226 岁。硬壳蛤Arctica islandica 在几乎冰冻的水中(新陈代谢率非常低)可以活 400 多年(根据其外壳的年轮判断)。

但也许有可能完全避免衰老。在一篇被广泛引用的 1998 年的论文(“Mortality Patterns Suggest Lack of Senescence in Hydra”,发表在《实验老年学》杂志上[pdf])中,Daniel Martinez 声称水螅——一种看起来有点像仙人掌的小型水生动物——可能根本不经历衰老,并且在生物学上是永生的。更令人惊讶的是一种在动物界中似乎拥有闻所未闻的能力的生物:它会变年轻。这种能力属于Turritopsis nutricula,一种水母,它可以从有性成熟(水母)状态返回到年轻(水螅)状态。这种生物的整个种群可以反复且快速地这样做,从而逃避因衰老而导致的生物死亡,尽管该物种的成员仍然可能因捕食、意外和疾病而死亡。

这种由长寿、可能永生且拥有返老还童能力的奇特生物组成的动物园,促使我们考虑人类。与这些生物一样,我们也是由细胞组成的,而其中一些细胞也可能是永生的。

海拉细胞病例也暗示了细胞永生的可能性。Henrietta Lacks,一位患有宫颈癌的非裔美国妇女,于 1951 年 10 月 4 日在约翰霍普金斯医院去世,年仅 31 岁。出于研究目的,从她的宫颈取样了细胞。这些细胞被代号为 HeLa 细胞,使用她名字和姓氏的前两个字母。

在 Lacks 去世之前,霍普金斯的研究员 George Gey 发现 HeLa 细胞很容易在实验室的玻璃器皿中培养并无限期地存活。当其他研究人员索要样本时,细胞疯狂地复制、生长和增殖,以至于它们经常占据并摧毁它们接触到的任何种类的细胞系。原始 HeLa 细胞的后代至今仍然存活,距从 Henrietta Lacks 体内取出已过去 60 多年。HeLa 细胞在其染色体构成方面具有如此异常的生物学特性,以至于它们永远无法用于模拟永生的人类生命,但它们 nevertheless 指明了方向。

广告

最有可能使个体至少在某些方面永生的健康细胞是生殖细胞。通过卵子和精子产生的生殖系是我们唯一自然地在后代中延续的部分。生殖细胞是细胞存活的永远的冠军。我们可以追溯它们的 DNA,经过数十亿,甚至数万亿次的二元分裂,回溯到生命的黎明。

因此,克隆生殖细胞看起来是人类永生的一种可能途径。成熟动物的生殖细胞可以被重置为胚胎形态;这些就是著名的“胚胎干细胞”。这些胚胎细胞可以在实验室中发育成替换器官,或者被注入卵子中,在那里发育成可行的胚胎并真正地诞生。我们也可以冷冻这些细胞来保持它们的健康和年轻;当衰老的捐赠者需要修复受损的基因组时,就可以利用这些细胞。科学家们已经克隆了 20 多个物种,包括鲤鱼、老鼠、绵羊、猴子、牛、猫、狗和马。克隆有时被视为危险或不道德的,但许多新技术最初都被这样看待,然后被接受,最终被广泛接受——例如飞机,或体外受精。

广告

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章