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為什麼人類不能永生?

為什麼人類不能永生?



其實,我們都曾經死過一次……

「還記得那是一個2012年的寒冬,那股力量直接撕裂虛空而來,即將湮滅整個銀河系,正在上課打瞌睡的我,猛然間睜開眼。冷哼一聲,一指點出,那股力量便崩潰消失殆盡。要不是老夫隻手遮天,這方世界都不復存在!」


想學嗎?

為什麼人類不能永生?


好啦,言歸正傳,古往今來,無論是隻手遮天的一代帝王,還是庸庸碌碌的一介布衣,無論是叱吒風雲的武林高手,還是名不見經傳的芸芸眾生,終歸是一抔黃土,逃離不了死亡的命運。那麼,人類為何不能永生呢?


科研老司機將在這裡為您排憂解惑:說起不能永生的原因,這要從構成人體的最小功能單位——細胞說起。

為什麼人類不能永生?



在生命的維持過程中,細胞需要不斷地更新,即老的細胞不斷地凋亡,新的細胞不斷分裂出來以維持機體的功能。在細胞分裂中,最重要的一步是遺傳物質 DNA 的複製,雖然生物體有多種機制保證 DNA 在複製中和複製後產生的新 DNA 與原始 DNA 相同,但是在上億數量級的基本複製單位(人體有約30億個鹼基對)的情況下總是會有非常小的一部分發生改變,即 DNA 突變。隨著個人壽命的延續,細胞分裂的次數增多,小的突變不斷累積,最終導致即使是新產生的細胞仍然有功能缺陷存在,生命存在的基本條件不能滿足,只能死亡。而且,隨著年齡的增大,細胞分裂時更容易產生 DNA 突變。

真是應了一句話:「長江後浪推前浪,前浪死在沙灘上,後浪風光能幾時,轉眼還不是一樣。」

為什麼人類不能永生?



而且,科學家在尋找導致細胞死亡的原因時,發現一種叫端粒的存在於染色體頂端的結構。它們就像一頂帽子置於染色體頭上。在細胞分裂中,細胞每分裂一次,染色體頂端的端粒就縮短一次,當端粒不能再縮短時,細胞就無法繼續分裂了。這時候細胞也就到了普遍認為的分裂50次的極限(這個稱作海弗里克極限)並開始死亡。因此,端粒被科學家們視為「生命時鐘」。當時鐘走到盡頭,細胞就只有衰老和死亡,不再產生新細胞來替換執行原來的功能。


隨著人體的衰老,蛋白質代謝和能量代謝也會趨於紊亂:如果將人體比作一支軍隊,那麼蛋白質就是人體內生物功能最基礎的執行者——士兵,蛋白質穩態對細胞的基礎活動十分必要。蛋白質穩態失控的時候,機體會去處理,主要有兩套蛋白質分解系統用於蛋白質質量控制,分別是自噬—溶酶體系統和泛素—蛋白酶體系統,這兩個系統均起到降解損傷或有毒蛋白質的作用,來清除叛逃的「士兵」,但是它們的功能均隨著年齡增大而下降,隨著有毒蛋白質的積累,這些叛逃的「士兵」就要出來搗亂了,人體的各項機能也會隨之降低。

為什麼人類不能永生?



此外,細胞中的線粒體細胞是我們人體的能量工廠,是真核生物進行氧化代謝的部位。在氧化代謝過程中會形成大量的自由基,自由基對線粒體基因組的損傷很大,一旦線粒體功能異常了,機體的能量代謝體系就出現了問題。隨著人體的衰老,線粒體的功能也會隨之減弱。


隨著年齡的增長,人體 DNA 甲基化的累積、細胞信號的減弱等因素,都會使人離死神更近一步。人類的永生面臨著多水平、多層次、多角度的障礙,這些障礙許多都與衰老和疾病相關。雖然不能達到永生,但是人類對這些障礙的研究和了解有力地促進了人類的健康和長壽。相信隨著科技的發展,人類對自身的了解會更加深入,人們的生活會更加優質和富足。

作者系中科院精準基因組醫學重點實驗室研究人員


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