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死后基因會(huì)“蘇醒”

2016-12-21 10:24尤玫陽(yáng)
大科技·科學(xué)之謎 2016年11期
關(guān)鍵詞:生物體信使蘇醒

尤玫陽(yáng)

死亡之旅

當(dāng)我們死了會(huì)發(fā)生什么?嗯,這取決于我們到底在哪里。一具被冷藏并裝在棺材里的尸體,可能需要幾十年的時(shí)間才能被完全分解。但如果我們的尸體被擱置在荒郊野外,那么基本情況應(yīng)該是這樣的:

在死后幾分鐘內(nèi),二氧化碳開始在我們的血液中積累,導(dǎo)致細(xì)胞爆裂,噴出大量的酶類,它們將消化我們的身體組織。半小時(shí)內(nèi),血液開始往身體最低點(diǎn)匯集,而身體的其余部分變蒼白。與此同時(shí),體溫慢慢下降,尸體變得僵硬,因?yàn)殁}離子擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi),引起肌肉收縮。三天后,凈化活動(dòng)開始了,生活在我們腸道中的細(xì)菌分解蛋白質(zhì),產(chǎn)生令人厭惡的氣味,它們產(chǎn)生的氣體使尸體膨脹,但兩周后會(huì)崩潰。緊接著,我們的肉體被細(xì)菌和蛆蟲迅速消耗。最終,經(jīng)過數(shù)月或數(shù)年時(shí)間后,肉體消失殆盡,只有皚皚白骨留了下來,這些是沒有骨膠原(骨頭的構(gòu)造蛋白質(zhì))的骨頭,因?yàn)楣悄z原已經(jīng)被細(xì)菌和真菌吃掉了。

這是我們生物體被敲定臨床死亡之后所要面臨的各種情況,那么我們似乎漏掉了什么,不錯(cuò),就是我們的遺傳物質(zhì)。臨床死亡——心跳、大腦活動(dòng)和呼吸停止之后,我們的遺傳物質(zhì)(基因)會(huì)發(fā)生什么事?它們會(huì)和身體組織一樣隨著生物體的死亡而立刻“關(guān)機(jī)”嗎?

尸體中的活躍基因

科學(xué)家也很好奇。起初他們以為動(dòng)物死后基因就會(huì)很快關(guān)閉,但事情沒那么簡(jiǎn)單,因?yàn)橛醒芯空弑硎?,在分析人類死者的血液和肝臟組織時(shí)曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過一些活躍的基因。為了尋找更確切的答案,科學(xué)家決定用老鼠和魚類進(jìn)行研究,這是兩種常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。那么,想要分析生物體內(nèi)那么微小的基因是否死掉,該從何著手呢?

通過中學(xué)的生物知識(shí),我們知道,在活的細(xì)胞中,轉(zhuǎn)錄是基因表達(dá)的第一階段,這時(shí)基因會(huì)被讀取并復(fù)制為信使RNA。因此我們?nèi)绻诩?xì)胞內(nèi)觀察到信使RNA越多,說明基因就越活躍。

在死亡的老鼠和魚類體內(nèi),科學(xué)家驚喜地發(fā)現(xiàn),雖然整體信使RNA水平隨著時(shí)間推移而下降,但是,其中有548個(gè)斑馬魚基因和515個(gè)小鼠基因的信使RNA,在其主人死亡后出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)高峰。也就是說,這些基因在其主人死亡之后,非但沒有立刻罷工,反而像是蘇醒了一樣,開始變得活躍起來,它們被激活了一段時(shí)間后才會(huì)“關(guān)機(jī)”。它們就像從睡夢(mèng)中突然醒來的“睡美人”,跳了一場(chǎng)驚世絕舞后就遺憾“離世”了。

有些基因是從動(dòng)物死亡半個(gè)小時(shí)后開始從安靜變得“歡脫”的,而有些基因在動(dòng)物死亡1天甚至2天后才“蘇醒”。在這些活躍基因中,多數(shù)基因的作用是編碼蛋白質(zhì),這能說明些什么呢?我們知道,編碼蛋白質(zhì)這個(gè)過程需要能量,說明即使動(dòng)物已經(jīng)被判定為臨床死亡,可是它們體內(nèi)的能量仍可以供給一些基因,讓基因還能持續(xù)工作一段時(shí)間。

基因醒來的原因

那么,為什么有這么多的基因在主人死亡后醒來?研究人員猜測(cè),可能是由于許多基因在動(dòng)物一些生理過程中比較積極,比如主人遭受嚴(yán)重?fù)p傷時(shí),它們會(huì)參與傷口愈合、恢復(fù)機(jī)體功能的活動(dòng)。在主人死亡后,身體細(xì)胞還能獲得足夠的能量,“啟動(dòng)”能參與炎癥過程中的那些基因,以保護(hù)身體免受損害,就像主人身體還活著的時(shí)候它們所做的那樣,所以它們依然活躍在戰(zhàn)斗前線。

而另外一些醒來的基因,比如某些胎兒發(fā)育基因,這些基因本來是用于胚胎發(fā)育的,動(dòng)物出生之后它們就沒什么用了。研究人員認(rèn)為,可能是因?yàn)閯?dòng)物剛剛死亡不久時(shí)的細(xì)胞條件與胚胎時(shí)期的環(huán)境相似,使這些基因被騙了,以為它們又“天降大任”,連忙復(fù)蘇,準(zhǔn)備大干一番,想和胚胎發(fā)育時(shí)那樣參與細(xì)胞分化,可是發(fā)現(xiàn)原來并不是這么回事,最后它們也慢慢死去。此外,一些促進(jìn)癌癥的基因在動(dòng)物死后也表現(xiàn)得很活躍,科學(xué)家目前還無法解釋這個(gè)現(xiàn)象,不過可能正是因?yàn)檫@個(gè)原因,導(dǎo)致移植了死者器官的病人會(huì)面臨更高的癌癥風(fēng)險(xiǎn)。

可見,在生物體被認(rèn)為臨床死亡后,整個(gè)機(jī)體并沒有立即“關(guān)機(jī)”。而不同基因停止工作的時(shí)間不太一樣,或許在未來,基因這種隨時(shí)間而變化的活性,可以成為法醫(yī)判斷受害者死亡時(shí)間的一種新技術(shù)。

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