“生物鐘”走得越慢,活得越久
目前已經確定,線蟲體內的約19000個基因中,延長壽命的基因有10種以上。
找到的長壽基因大致可以分為三組。
1.控制生物鐘
我們的日常生活是通過各種各樣的生物鐘控制的,早上自然醒、晚上想睡覺都是生物鐘的一環。其實還有很多種生物鐘,如激素的分泌,自主神經的調整,等等。
線蟲也同樣有生物鐘,如果線蟲的某一個基因受到損傷,整個生物鐘都會變慢。不僅動作變得遲緩,生長速度也會遲緩。生長速度遲緩,壽命自然會延長。我們將這種基因叫做“clock1基因”。
clock1基因受損傷的線蟲身上出現了有趣的變化。排糞,也就是排大便的節奏變慢了。通過顯微鏡觀察,再用秒表記錄下線蟲的排糞間隔。野生的線蟲一般是60秒排一次大便,但是,clock1基因受損傷的線蟲時隔80~90秒才排便一次。也就是排糞間隔延長到1.5倍,所以,壽命也相應延長1.5倍(延長20~30天)。
無論是野生的線蟲,還是clock1基因受損傷的線蟲,它們一生總的排便次數是不變的,都是3萬次左右。所以,通過排便次數我們可以看到,clock1基因受損傷的線蟲的消化—吸收—排泄這條線的生物鐘變慢了。
那么,我們假設人一生的總排便次數也是3萬次,每天排便一次,差不多能活到80歲,這個數字和現在日本人的平均壽命非常接近。那么,也許人類也可以通過延遲生物鐘,將壽命延長1.5倍。
我們的研究團隊也在人體中找到了和clock1基因非常相似的基因。而且,這種基因同樣存在于老鼠體內。將人體、老鼠、線蟲中找到的基因加以比較,發現它們的構造非常相似,可以說這是一種超越物種的長壽基因。
將人和老鼠體內的clock1基因注入線蟲體內,會發生怎樣的變化呢?之后我們做了這樣一個實驗。
實驗對象是clock1基因受損,壽命延長1.5倍,進入長壽模式的線蟲。線蟲的生長以及運動速度都非常緩慢。然后,向線蟲體內注入人體和老鼠的正常clock1基因,之后發現,注入clock1基因的線蟲的壽命與野生線蟲幾乎一樣。由此我們可以清晰地認識到clock1基因和壽命長短的關系。
以上這種從外部引入基因,被引入的基因像自身內部的基因一樣發揮作用的狀態叫做“轉基因”,轉基因現象在線蟲體內同樣發生了。人類與線蟲之間,外形自不必說了,身體的功能和進化的過程也存在巨大的差異,但是,就在這樣兩種差異度巨大的生物中,我們確認存在同樣的基因,在廣闊的自然界,這種情況一定還會發生無數次。