几个世代就可以选择出最优良的基因。罗斯依然在培育长寿的果蝇,意味着依然还有许多尚未找出的衰老基因库,而要找出这些基因,必须先了解衰老基因如何运作。
艾默瑞大学医学院的华勒斯博士(Dr·haallace)曾展示细胞老化的幻灯片。24岁时的细胞在幻灯片上不但紧绷,而且展现了完好的色带。33岁时,色带依然清楚,但边线已经开始模糊了。随着年岁增加,色带开始松坠退化,在最后一张94岁的幻灯片中,可以看到原先的色带已经完全消失,只剩下一片朦胧。这些幻灯片展现了年岁如何侵蚀了包含在拉线作的DNA。我们以16569个碱基的粒线体基因组展开生命,但随着我们老化,细胞分裂,总有错误、省略和删除。而由于失去的DNA不能取代,因此人到了观岁,就几乎没有任何基因组能保持原封不动了。
众所周知,复印过多遍的文件很难阅读,人类的衰老也有着相同的道理,细胞在经过多次复制之后便很难准确地识别它的基因,这也导致了和年龄有关的疾病的发生,如:
乳腺癌、骨质疏松症、老年痴呆症等。
就象被弄污的复印件,劣质的基因在复制过程中会出现错误,也就是说,衰老的细胞丧失了精确复制自身的能力,就如同癌细胞不能停止繁殖一样。衰老曾被认为是由于细胞停止分裂所造成,新的研究发现衰老是由于细胞的再造过程中失去质量控制所致。
一项受试者包括一个7岁、一个9岁、两个37岁、三个90岁以上人,以及两个分别为8岁和9岁的患有早衰疾病的孩子的研究,通过DNA显微排列技术,科学家发现在较老的人体细胞中有1%的基因已经发生了改变。而一种罕见的基因失调导致早衰孩子的过早衰老。如果接下来的研究可以确认这一组基因确实影响人的衰老,也许阻止这种基因作用的药物将被研究出来,而人类将不会对衰老有过多的担心。
失去DNA是另一种更普遍的退化过程——氧化——的迹象。每一个人体细胞每天都使用约一兆分子的氧气,但并非所有的氧气都是好的。含有自由基这种未配对电子的氧气,是人体内最活泼也最具破坏性的毒素。由于自由基多带一个负电,因此会胡乱把自己依附在多种不同的分子上,它们攻击DNA、蛋白质和脂质,造成皮肤上的老人斑,也破坏细胞的修复和再生。
氧气和金属结合时,称作生锈,而当由氧气生成的自由基攻击人体细胞时,就称作老化。我们赖以维生的呼吸,其实也使我们的身体生锈,因此等于屠杀自己。我们年轻健康的时候,细胞能够修复和取代自由基所造成的破坏,但当氧气攻击修复和取代的机制时,我们的细胞新陈代谢和造成突变的DNA(包括导致癌症者)就容易受损。
氧化的老化理论可以预言:促进自由基产生和破坏的基因,会加速老化,而阻止自由基或增进细胞保护自己能力的基因,就能延长寿命。学者已经在一种非常不可能的生物身上测试这种理论:一种小虫。
这种以细菌为食的圆虫只有一毫米长,是雌雄同体,亦即可以自行授精,只活九天。
它的基因至少有四成和人类相同,而它短暂的生命也可以极度压缩的形式,反映出人类的寿命。这种虫在衰老的过程中,最先是丧失生殖力,接着动作逐渐延缓,保证自己不受氧化伤害的能力也衰退,DNA中累积了错误和改变,尤其是在拉线体DNA上,接着死亡到来。如果细心培育,可以产生一群超级小虫,能够有五倍于一般的寿命,相当于人类活到350年左右。这是借着结合数种和衰老有关的不同基因而达到的。
第一个延长寿命的突变,在名为“年龄一”(ge-1)的基因中发现。这个基因的突变异种寿命是正常圆虫的两倍,而且在年轻时期和其他国立一样健康活泼,繁殖力强。
这种变种老化时,不论丧失行动能力的速度或是粗线体DNA突变的累积,都比其他的虫慢得多。
科学家想要了解,这些虫得以长寿是否因“年龄一”基因们免受自由基之害,因此让这些虫暴露在高密度的氧气或是制造自由基的化学物质中。变种虫的确在几方面表现得比一般虫子更强健,他们更能抵抗自由基、热度及紫外线(制造自由基)。变种的细胞促进两种酵素的最:过氧化氨酶和过氧化物歧化酶(sUperokidedisrnutase,即S3D),而这两种酵素能够把有毒的自由基转为较温和的分子。因此,拥有“年龄一”
基因的虫,的确更能抗氧化。
另一种变异也减缓了这种虫的生理时钟。拥有这种称作“时钟”基因的虫,发育较一般的虫慢,生活的步调也较慢。他们的一切都放慢速度:胚胎的发育延迟了,细胞的分化得花更长的时间,动作和游泳步调侵吞吞,甚至排便也放慢了速度,死亡亦然。他们的寿命增加了一半以上,仿佛这些虫生活在时间减缓的另一个世界。对于这种延长的寿命,一种可能的解释是基因减少了自由基的累积,或是增加了分解毒素的酷素累积。
甚至正常的虫对生命的步调,都