青春之泉往往就是死亡陷阱
《生命的催化剂》里关于衰老的一章,讨论了端粒酶的两面作用。
先是问题。细胞分裂时,DNA 聚合酶像一台老式铺轨车,必须夹在旧铁轨上才能工作。开到尽头时,车身占据的那一小段永远铺不上新轨。 每分裂一次就短一截。所以染色体两端进化出了端粒,像鞋带头那个塑料套(aglet),任它磨损,保护里面的基因。
补这个套的是端粒酶。1984 年圣诞节清晨,别人都在拆礼物,23 岁的研究生 Carol Greider 独自在暗房冲洗 X 光片,看到了一组像梯子一样延伸的条带。更意外的是:这个酶自带一段 RNA,用它当模板不断复制出 TTAGGG,像接龙一样把磨损的末端加长。 它不是纯蛋白质机器,是一台自带原件的复印机。
(选中的实验材料又是四膜虫:人类细胞只有 92 个端粒,这种毛茸茸的小虫子有 40,000 个。同一种小虫子先前还帮忙推翻了 "所有酶都是蛋白质"。)
然后是那个陷阱。如果把衰老简化成端粒变短,就很容易想到:补充端粒酶是否就能返老还童?这个前提本身却把问题说得太简单。原笔记记下一则“端粒酶激活胶囊”的商品评论,声称治好了母亲的老年痴呆,还夸味道不错。这样的评论不能作为疗效证据。但身体里还有另一类细胞疯狂地爱着端粒酶:癌细胞。
书中举了海拉细胞(HeLa)的例子。Henrietta Lacks 1951 年因癌症去世,她的肿瘤细胞却仍在传代。书中把这与端粒酶的持续活性联系起来。这些细胞,七十多年来在全球实验室里繁殖:Cech 算过,把它们首尾相连能绕地球三圈。那是一种吞噬宿主的永生。
在书中的解释里,限制端粒酶活性与细胞分裂次数,是约束细胞无限增殖的一部分;造血干细胞等则有不同需求。由此不能把整个衰老过程简单定义成防癌设计。
端粒维护不足与过度增殖都会带来问题。书中以先天性角化不良说明前一种情况,也讨论癌细胞如何利用端粒酶维持增殖。医学生 Franklin Huang 在黑色素瘤里找到的那个突变很小:不在 TERT 基因的内容里,而在它的启动开关上,仅仅一个字母的改变,就等于在端粒酶的油门上压了块砖头。
帮助细胞维持分裂能力的机制,也可能被肿瘤利用。 这一条不必留在生物学里:凡是"如果能一直保持某个状态就好了"的愿望,都值得先问一句,那个状态被谁保持时会变成灾难。
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- 所有的酶都是蛋白质,这条铁律错了
四膜虫被选中不是偶然:它繁殖快、好养活,而且拥有数以百计的 rRNA 基因副本,细胞里 RNA 密度极大,容易提纯。同一种小虫子后来还帮忙找到了端粒酶,见 青春之泉往往就是死亡陷阱。
- 生命的催化剂 RNA
所有的酶都是蛋白质,这条铁律错了:全书的转折点,也是作者自己的故事。 RNA 既是鸡也是蛋:生命起源那个死循环怎么被解开的。 生物学唯一的原则是:只要能用就行:物理学家在这里栽过跟头。 青春之泉往往就是死亡陷阱:端粒酶的细胞维护作用与肿瘤风险。 意外的对照组比预期的结果更有信息:RNA 干扰是怎么被撞见的。 假尿嘧啶:…