生命雖止，基因不死

從對死亡的研究可能得到大量生命的信息

———Peter Noble

撰文：Mitch Leslie

翻譯：郭思瑤

審校：卓思琪

一項新研究顯示，雖然這隻老鼠已經死了，但它的基因可能仍然發揮著功能。

死亡真的意味著我們存在的終止嗎？從柏拉圖到美國搖滾樂隊 Blue ?yster Cult，偉大的思想家們都探討過這個問題。如今一項新的研究結果發現了死後生命的延續——至少在基因方面仍在延續：動物死亡後基因仍保持開啟狀態。利用這一死後活動，研究者可使捐贈者的器官在移植過程中更好地維持功能，還能夠為推算兇殺案受害者死亡時間提供更準確的方法。

當然這項工作的研究者——華盛頓大學西雅圖分校的微生物學家 Peter Noble 及其同事並不是想要探究殭屍潛入地球、吮食粗心之人的大腦這些「大事件」，而是想要測試他們所開發的一種檢測基因活動的新方法。他們的研究早就轉向了死後（兩年前他們發表了一篇有關死後器官中存在大量微生物的文章），他們決定將他們的新方法用到死後樣品上，Noble 說：「這是一項好奇心驅使的實驗，想看看當人死後會發生什麼。」

雖然之前有科學家通過分析屍體中血液與肝臟組織觀察到人死後的少量基因的活動，但是 Noble 和同事的研究中卻系統地評估了超過1000個基因。他們檢測的基因是從最近死亡的小鼠和斑馬魚的組織中獲得的，並分別對這兩個物種屍體的基因變化分別持續追蹤了2天和4天。

起初，研究人員假設動物死後不久基因的運作會關閉，就像沒了汽油的汽車配件一樣無法運轉。而他們卻發現了許多基因卻是開足了馬力在運轉。但這些基因大部分只在動物死後前24個小時增強了活動，然後逐漸停止。但在魚類中一些基因能在死後4天內保持活躍狀態。

這些在死後任運轉的基因有許多是在緊急情況下十分有用，比如引起炎症反應的基因、啟動免疫系統的基因、緩和外界壓力的基因。

還有其他基因則更令人驚奇。

「讓人驚得掉下巴的是，發育相關的基因竟在死後開啟。」 Noble 說。這些基因通常是幫助胚胎塑形的，但是人出生之後則不需要它們了。研究人員說，這種死後基因蘇醒可能解釋是剛死亡的屍體中，細胞環境與胚胎中的環境類似。

該研究還發現有些能夠促進癌症進程的基因也會在死後變得更加活躍。Noble 表示，這個結果可以解釋為什麼移植剛過世者的器官會有較高的患癌風險。

「這是一項少有的研究。」 俄勒岡州太平洋大學的分子藥理學家 Ashim Malhotra說。他此前沒有參與這項研究。「理解人死後器官發生了什麼非常重要，特別對於器官移植來說。這支團隊測量基因活動的方法可以用於『預測移植質量的診斷』。」

研究者在 bioRxiv 上發表的另一文章中，Noble 和兩個同事論證了測量基因活動的另一個可能的用途——即對死亡時間的準確估計。

這些結果讓夏曼納德大學的法醫科學家 David Carter 印象深刻，他說道：「死亡時間對許多犯罪案件的調查意義重大，但遺憾的是我們並不擅長做這個。」

目前死亡時間估計經常依賴於屍體以外的證據，比如受害者手機上最後一通電話或短訊。

但現在，Noble 和他的同事以及 Carter 表示，一個有潛力死亡調查協助技術已然建成。

不過，不管是哪個基因在死亡後開啟，都不會 讓小鼠或斑馬魚收益（或者你對謀殺小鼠者深惡痛疾？）。這些研究人員觀察到的基因活動模式，可能代表了維持器官功能的複雜基因交互網路停止工作時的狀態。比如有些基因可能會開啟（因為平時使它們沉默的基因關閉了）。根據這些變化，實驗研究也許能夠對這些基因網路得出更多的了解，Noble說道——

「而這項研究的標題即是——我們可能從死亡中得到大量生命的信息」

來源：http://www.sciencemag.org/news/2016/06/undead-genes-come-alive-days-after-life-ends

論文信息

【題目】Tracing the dynamics of gene transcripts after organismal death

【作者】Alex E. Pozhitkov, Rafik Neme, Tomislav Domazet-Lo?o, Brian G. Leroux, Shivani Soni, Diethard Tautz, Peter A. Noble

【刊期】Open Biology7.1 (2017)

【日期】Published 25 January 2017.

【doi】10.1098/rsob.160267

【摘要】In life, genetic and epigenetic networks precisely coordinate the expression of genes—but in death, it is not known if gene expression diminishes gradually or abruptly stops or if specific genes and pathways are involved. We studied this by identifying mRNA transcripts that apparently increase in relative abundance after death, assessing their functions, and comparing their abundance profiles through postmortem time in two species, mouse and zebrafish. We found mRNA transcript profiles of 1063 genes became significantly more abundant after death of healthy adult animals in a time series spanning up to 96 h postmortem. Ordination plots revealed non-random patterns in the profiles by time. While most of these transcript levels increased within 0.5 h postmortem, some increased only at 24 and 48 h postmortem. Functional characterization of the most abundant transcripts revealed the following categories: stress, immunity, inflammation, apoptosis, transport, development, epigenetic regulation and cancer. The data suggest a step-wise shutdown occurs in organismal death that is manifested by the apparent increase of certain transcripts with various abundance maxima and durations.

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