梁晗格日

摘要：在科技逐漸發(fā)達的現(xiàn)代社會，現(xiàn)有科學技術(shù)逐漸無法滿足人們的需求，人們的目光開始聚焦在那些“天方夜譚”上，譬如長生不老。那么我們應(yīng)該從哪里入手？我覺得端粒酶是一個不錯的突破點。本文以端粒學說為基礎(chǔ)作出猜想；猜想端粒酶在正常細胞的作用途徑及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：端粒酶；人造器官；猜想

眾所周知，生物的生命活動離不開細胞。細胞的一舉一動關(guān)乎到生物整體的生命狀態(tài)。而我們?nèi)说纳厝慌c細胞密不可分。提到生命，很容易聯(lián)想到壽命。細胞有分裂，分化，生長發(fā)育，衰老和凋亡。這對應(yīng)著我們的出生，成長，衰老和死亡。當然，這是對于沒有出現(xiàn)意外的細胞和人來講。我們都知道，人終有生老病死。面對死亡，難免會害怕，這是人之常情。所以，自秦始皇起甚至可能無法考證的更早的人們就開始尋找長生不老藥。由“生物的生命活動離不開細胞”這句話可以推斷出：若要人不去衰老，就需要細胞不衰老。細胞怎樣才能不衰老呢？

一、《端粒學說》的提出

在20世紀30年代，繆勒（Muller）和麥克林托克（Meclintock）等人發(fā)現(xiàn)了端粒這種結(jié)構(gòu)的存在后，四膜蟲的端粒結(jié)構(gòu)在1987年首先被測定。到了1990年，凱文·哈里（CalvinHarley）推斷端粒與人體衰老有關(guān)。后來，人們逐漸通過實驗得出端粒與細胞衰老的的推論：人體成纖維細胞染色體在復制過程中的極限現(xiàn)象（即Hayflick極限，一般低于50～60次）和染色體端粒不斷縮短的現(xiàn)象，DNA每復制一次，端粒就縮短一截，人體成纖維細胞每年會縮短十幾個，說明染色體末端重復序列TTFAGGG（端粒）在細胞衰老過程中非特異的依賴DNA復制而丟失。當染色體長度短到一定程度是細胞的繁殖就不能再繼續(xù)進行，細胞分裂次數(shù)便達到了極限進而導致細胞核整個生物體的死亡。如果細胞要試圖維持其正常分裂，那么就必須組織端粒的進一步丟失，并且激活端粒酶。

二、外援端粒酶在正常細胞中無法作用的原因

根據(jù)端粒學說的相關(guān)內(nèi)容，端粒酶從外界導入正常細胞中并沒有發(fā)生預期的“延壽”影響。那么這是為什么呢？我猜想由于從外界導入的端粒酶會引起細胞發(fā)生排異反映，造成外援端粒酶被本體細胞的免疫機制所分解。被分解還有可能是因為端粒酶是由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成的，蛋白質(zhì)的肽鏈會在其他蛋白酶的作用下被水解。而且酶類物質(zhì)具有專一性，對特定細胞有作用的它們，被直接轉(zhuǎn)移到其他細胞里，不是其靶細胞，根本就不會起作用。

那么，端粒酶無法對正常細胞起作用嗎？顯然不是。端粒酶并非只存在于癌變的細胞中，舉個例子：受精卵和各種各樣的干細胞（如造血干細胞）中，端粒酶的含量也不少。而它們的共同特點，就是都會大量分裂來為生命體提供足夠數(shù)量的細胞，供生命體發(fā)育，通過換掉衰老凋亡或異常死亡的細胞來維持生命體的健康。

而受精卵及后續(xù)的胚胎和各種干細胞總會分裂到一定程度就是去分裂能力。是端粒酶搞的鬼嗎？按照端粒學說進行推斷，我認為是這樣。分裂到一定程度的這些細胞，可能會因為基因或其他因子的抑制而使端粒酶失活、數(shù)量減少。由此猜想端粒酶在生物器官形成之前就存在于細胞內(nèi)，如果把端粒酶定義為胞內(nèi)蛋白，細胞分化后就停止翻譯端粒酶的相應(yīng)序列了。

三、猜想如何使端粒酶在正常細胞中保持活性并起作用

外援端粒酶不能直接在細胞中保持活性并發(fā)揮作用。若要起作用，在這樣的情況下，可以做出如下假設(shè)：

假設(shè)1，如果端粒酶不能發(fā)揮作用的原因是免疫機制，那么可以利用器官移植時常用的手段：抑制免疫。通過使用免疫抑制劑或其他方式，讓端粒酶在正常細胞中保持活性。

假設(shè)2，如果端粒酶不能發(fā)揮作用的原因是被其他蛋白酶水解。

假設(shè)3，如果端粒酶不能發(fā)揮作用的原因是其專一性，那么有一個勝過前兩種方法而難度極大的手段：激活其端粒酶表達基因，通過本體細胞自身轉(zhuǎn)錄、翻譯出屬于它自己的端粒酶。這樣不僅可以避免排異反映和抑制免疫帶來的負面影響，也更有可能在本體細胞上發(fā)生作用。

四、猜想端粒酶合成基因的表達

人類作為高等動物，在分子水平上，不易表現(xiàn)出全能性。因為高度分化的體細胞在基因選擇性表達的過程中，細胞質(zhì)和成了一些抑制細胞全性型表達的特殊蛋白質(zhì)。也就是高中生物中所學的“選擇性表達”。由于這種“選擇性表達”，分化后的細胞表現(xiàn)出來的就不是全能性。而我們知道，分化后在正常情況下基因是完整的。我們不妨從激活細胞的端粒酶基因的表達入手，從基因工程的角度來看，是可以實現(xiàn)的。

五、猜想端粒酶在人造器官方面的應(yīng)用

在人造器官移植到人體的時候，人體的免疫系統(tǒng)會自發(fā)的抵抗“外來物”。而要讓人造器官在人力中立足，就需要讓免疫系統(tǒng)這支“禁衛(wèi)軍”暫時失效以逐漸讓人體適應(yīng)這一新的“龐然大物”。

六、猜想端粒酶在其他方面的應(yīng)用前景

如果端粒酶的作用被這樣應(yīng)用，那么應(yīng)用的范圍將不僅僅是人造器官那么簡單了。譬如美容，人們可以在可控范圍內(nèi)，激活面部皮膚的端粒酶表達基因，面部細胞老化將得以解決。這是從微觀上講。那么宏觀呢？可以通過改造細胞的基因表達，讓新陳代謝周而復始。這樣，生命的永恒，也許真的不是夢。

七、可能引發(fā)的倫理問題

在以上猜想得到驗證甚至實現(xiàn)之后，我們要考慮的，還有一系列的道德倫理問題。先從當今世界的人口說說吧，我們賴以生存的家園--地球，它的容量有限。人口過多已經(jīng)是眼前的燃眉之急，如果我們應(yīng)用了這項技術(shù)，而新生兒繼續(xù)不斷出生，那豈不是真正意義上的“人口大爆炸”？暫且不提外星移民的事情，地球上的沙漠、海底、高原等地，遠要比外太空的環(huán)境要溫和得多，這些地方上不能讓我們?nèi)ゾ幼?，何來外星移民之談？從龐大的生物圈講，生物的新生和死亡也是一種新陳代謝。但如果實現(xiàn)以上猜想，勢必會打破這樣的平衡。我們應(yīng)該怎樣面對這些問題？這樣深刻的疑問，需要長期的思考。

參考文獻

[1] 初彥輝等.端粒、端粒酶在腫瘤、細胞衰老中的研究[J].中國醫(yī)療前沿月刊，2009，4（1）.

[2] 蘇宏鑫等，高中生物培優(yōu)助學[M].浙江大學出版社，2013.8