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諾獎(jiǎng)得主:細(xì)胞的科學(xué)永遠(yuǎn)不會(huì)變老

諾獎(jiǎng)得主:細(xì)胞的科學(xué)永遠(yuǎn)不會(huì)變老

諾獎(jiǎng)得主:細(xì)胞的科學(xué)永遠(yuǎn)不會(huì)變老

詳情


編輯:南宮明月

來(lái)源:干細(xì)胞者說(shuō)

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越是在長(zhǎng)期壓力之下,你的端粒就會(huì)越短,意味著,你越可能很早就罹患疾病,也可能最終會(huì)比較早死。

演講人為伊麗莎白·布萊克本(Elizabeth H.Blackburn),美國(guó)加利福尼亞舊金山大學(xué)教授,2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者,憑借“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”這一成果,揭開(kāi)了人類(lèi)衰老和罹患癌癥等嚴(yán)重疾病的奧秘。 

演講內(nèi)容:

我研究死亡是從何開(kāi)始的?對(duì)我來(lái)說(shuō),它開(kāi)始于這個(gè)小家伙。這可愛(ài)的有機(jī)體,我認(rèn)為它很可愛(ài),它叫做四膜蟲(chóng),是種單細(xì)胞生物。它也就是池塘浮渣。是的,我的職業(yè)生涯始于池塘浮渣。

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我成為科學(xué)家并不讓人意外。我在離這里很遠(yuǎn)的地方長(zhǎng)大,我小時(shí)候非常有好奇心,對(duì)所有的生物都好奇。我以前會(huì)撿起有致命劇毒會(huì)螫人的水母,然后對(duì)它們唱歌。所以,開(kāi)始我的職業(yè)生涯時(shí),我非常好奇,想解開(kāi)最根本的謎題,想知道構(gòu)成生命的基礎(chǔ)積木是什么,很幸運(yùn),我所在的社會(huì)很重視好奇心。

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對(duì)我而言,研究四膜蟲(chóng)這池塘浮渣小生物是解開(kāi)我最好奇的根本謎題的好方式:細(xì)胞內(nèi)大量的DNA,也就是所謂的染色體。因?yàn)槲覍?duì)染色體的末端很好奇,也就是所謂的端粒。當(dāng)我開(kāi)始探索,我們只知道:端粒協(xié)助保護(hù)染色體的末端。細(xì)胞分裂時(shí),這點(diǎn)很重要。它相當(dāng)重要,但我想要了解端粒是由什么組成的,為這個(gè)目的,我需要很多端粒。剛好這個(gè)可愛(ài)的小四膜蟲(chóng)有很多短線性的染色體。大約兩萬(wàn)個(gè),所以會(huì)有很多端粒。我發(fā)現(xiàn):端粒包括位在染色體最末端未編碼的特殊DNA區(qū)段。


但,有一個(gè)問(wèn)題。生命是從單細(xì)胞開(kāi)始的。一個(gè)會(huì)變成兩個(gè),兩個(gè)變成四個(gè),四個(gè)變成八個(gè),一路這樣下去,形成了二十萬(wàn)兆個(gè)細(xì)胞,組成了成人的身體。有些細(xì)胞需要分裂數(shù)千次。

事實(shí)上,即使我站在各位面前,我整個(gè)身體的細(xì)胞正瘋狂地補(bǔ)充,讓我能夠持續(xù)站在你們面前。每當(dāng)一個(gè)細(xì)胞分裂,它所有的DNA都會(huì)被復(fù)制,那些染色體中所有編碼的DNA,因?yàn)槟菐в袠O重要的運(yùn)作指示,讓我們的細(xì)胞能處于良好的工作狀態(tài),這么一來(lái)我的心臟細(xì)胞才能保持穩(wěn)定的心跳,我向各位保證,它們現(xiàn)在并沒(méi)做到,而我的免疫細(xì)胞,能擊退細(xì)菌和病毒,我們的頭腦細(xì)胞能儲(chǔ)存我們初吻的記憶,并在整個(gè)人生中持續(xù)學(xué)習(xí)。
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但復(fù)制DNA的方式有個(gè)小毛病,僅是生命的事實(shí)之一。每當(dāng)細(xì)胞分裂伴隨著DNA被復(fù)制,某些末端DNA會(huì)磨損縮短。可以用這方式來(lái)想:就像你的鞋帶末端的保護(hù)套。它們能讓鞋帶或染色體不會(huì)被磨損,當(dāng)尖端變得太短時(shí),它就會(huì)脫落,而那被磨損掉的端粒就會(huì)發(fā)送一個(gè)訊號(hào)給細(xì)胞——“這DNA不再受到保護(hù)”。它發(fā)出訊號(hào),是死亡的時(shí)候了。所以,故事結(jié)束。


抱歉,沒(méi)那么快。故事不可能這樣結(jié)束,因?yàn)樯€沒(méi)從地球表面上消逝。所以我很好奇:如果這種損耗是無(wú)可避免的,大自然到底要如何確保我們能保持不讓染色體受損?

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還記得那池塘浮渣小生物四膜蟲(chóng)嗎?最瘋狂的是,四膜蟲(chóng)細(xì)胞從來(lái)不會(huì)變老或死亡。他們的端粒并不會(huì)隨時(shí)間而變短。有時(shí)甚至還會(huì)變長(zhǎng)。還有某樣?xùn)|西在運(yùn)作,相信我,那某樣?xùn)|西并不在任何教科書(shū)中。所以,我和杰出學(xué)生Carol Greider在實(shí)驗(yàn)室中合作──Carol和我共享這項(xiàng)研究贏得的諾貝爾獎(jiǎng)──我們開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的確有其他的東西。是先前意想不到的酶,能補(bǔ)充端粒,讓端粒更長(zhǎng),我們將它命名為“端粒酶”。當(dāng)我們移除池塘浮渣的端粒酶后,他們的端粒就會(huì)耗盡而死亡。所以要?dú)w功于豐富的端粒酶,我們的池塘浮渣才能永生不老。

那是我們?nèi)祟?lèi)能從池塘浮渣身上得到的一個(gè)非常有希望的訊息,因?yàn)榻Y(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著我們?nèi)祟?lèi)年紀(jì)增長(zhǎng),我們的端粒確實(shí)會(huì)變短,很驚人的是,那縮短現(xiàn)象讓我們變老。一般來(lái)說(shuō),你的端粒越長(zhǎng),你的狀況就會(huì)越好。端粒過(guò)度減短的現(xiàn)象導(dǎo)致我們會(huì)感到和看到老化的特征。我的皮膚細(xì)胞開(kāi)始死亡,我就會(huì)開(kāi)始看到線條、皺紋。頭發(fā)色素細(xì)胞死亡,你就會(huì)開(kāi)始看到白發(fā)。免疫細(xì)胞死亡,你被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)提升。事實(shí)上,過(guò)去二十年所累積的研究清楚地指出,端粒損耗可能造成罹患心血管疾病、阿茲海默病、某些癌癥,以及糖尿病等許多致死疾病的風(fēng)險(xiǎn)

所以我們得要想想這一點(diǎn)。發(fā)生了什么事?這種損耗,我們看起來(lái)且感覺(jué)起來(lái)變老了。我們的端粒在損耗之戰(zhàn)中敗退得很快。至于覺(jué)得年輕時(shí)間比較長(zhǎng)的人,結(jié)果發(fā)現(xiàn)是端粒能留比較久,比較長(zhǎng)的時(shí)間,延長(zhǎng)我們對(duì)于年輕的感覺(jué),并減少我們隨著每個(gè)生日過(guò)去而最害怕的那些風(fēng)險(xiǎn)。

好。似乎很簡(jiǎn)單。如果我的端粒和我感到變老及實(shí)際變老是有關(guān)聯(lián)的,如果我能用端粒酶來(lái)復(fù)原端粒,那么若我想要反轉(zhuǎn)老化的征兆和癥狀,就是要找個(gè)地方買(mǎi)超大罐、A級(jí)、有機(jī)的端粒酶,對(duì)吧?好極了!問(wèn)題解決。

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很抱歉,沒(méi)那么快。那為什么呢?因?yàn)槿祟?lèi)遺傳學(xué)教導(dǎo)我們,談到我們的端粒酶時(shí),我們?nèi)祟?lèi)是住在刀緣上的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),是的,增加端粒酶的確可以減少一些疾病的風(fēng)險(xiǎn),但同時(shí)也會(huì)增加某些很糟糕的癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。所以,就算你能買(mǎi)到像好市多那樣超大罐的端粒酶,有許多網(wǎng)站在營(yíng)銷(xiāo)這類(lèi)可疑的產(chǎn)品,問(wèn)題是你有可能增加罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。我們不想要那樣。


別擔(dān)心,因?yàn)?,雖然我覺(jué)得有點(diǎn)好笑,也許此刻很多人正想著,我寧可像池塘浮渣一樣。


關(guān)于端粒以及維護(hù)端粒的真相中,但我想先澄清一件事。重點(diǎn)并不是將人類(lèi)壽命期間延長(zhǎng)很多或是永生不死,重點(diǎn)是“健康期間”。健康期間,指的是你人生中有多少年是沒(méi)有疾病、很健康、有生產(chǎn)力、能夠熱情享受人生的。疾病期間,指的就是你人生中有多長(zhǎng)時(shí)間覺(jué)得自己老、病、和垂死。所以,真正的問(wèn)題變成是,如果我無(wú)法狂飲端粒酶,我是否能控制端粒酶的長(zhǎng)度,進(jìn)而控制我的福祉、我的健康,而沒(méi)有癌癥風(fēng)險(xiǎn)的壞處?可以嗎?


所以,那是2000年。多年來(lái),我很快樂(lè)地、分分鐘鐘地持續(xù)仔細(xì)觀察著那些極微小的端粒,直到有一天,名叫Elissa Epel的心理學(xué)家走入了我的實(shí)驗(yàn)室。Elissa的專(zhuān)長(zhǎng)在于嚴(yán)重慢性心理壓力對(duì)于我們身、心健康的影響。她出現(xiàn)在我的實(shí)驗(yàn)室,很諷刺的是從實(shí)驗(yàn)室可以眺望停尸間的入口,而且──


她有個(gè)生死問(wèn)題要問(wèn)我?!?/span>有慢性壓力的人,他們的端粒會(huì)發(fā)生什么事?”她這樣問(wèn)我。她一直在研究照護(hù)者,特別慢性病孩童的母親,可能是腸病,可能是自閉癥,任何你想得到的──這個(gè)族群很顯然處在巨大且長(zhǎng)期的心理壓力之下。我不得不說(shuō),她的問(wèn)題深深改變了我。


一直以來(lái),我從小分子結(jié)構(gòu)的角度來(lái)思考端粒和控制端粒的基因。當(dāng)Elissa問(wèn)我關(guān)于照護(hù)者的問(wèn)題時(shí),我突然從全新的角度去看端粒。我超越了基因和染色體,看到我們所研究的真實(shí)人類(lèi)的生活。我自己也是個(gè)母親,在那一刻,我被這個(gè)影像震撼了:這些女子通??恳患褐φ疹櫤⒆樱蟹浅ky處理的疾病的孩子,往往沒(méi)有幫手。這類(lèi)女子,很顯而易見(jiàn),經(jīng)??雌饋?lái)是耗盡了精力的模樣。有沒(méi)有可能她們的端粒也被損耗掉了呢?

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我們共同的好奇心促使我們加倍努力。Elissa為我們的第一項(xiàng)研究選了一群照護(hù)母親,我們想要問(wèn):她們的端粒長(zhǎng)度和她們照顧有慢性疾病孩童多少年有什么關(guān)聯(lián)?所以,經(jīng)過(guò)了四年,所有結(jié)果都出來(lái)的那一天,Elissa看著我們的第一張數(shù)據(jù)散布圖,真的是倒吸了一口氣,因?yàn)閿?shù)據(jù)的確呈現(xiàn)出了模式,且正是我們最怕存在的斜線。就在那里,呈現(xiàn)在那一頁(yè)上。母親在照護(hù)情境中的時(shí)間越久、越多年,不論她幾歲,她的端粒都會(huì)比較短。而且,她若越是感受到她所處的情境有很大的壓力,她的端粒酶就會(huì)越少,她的端粒也就會(huì)越短。


所以我們發(fā)現(xiàn)了以前沒(méi)聽(tīng)過(guò)的事:越是在長(zhǎng)期壓力之下,端粒就會(huì)越短,意味著,你越可能很早就罹患疾病,也可能最終會(huì)比較早死。我們的發(fā)現(xiàn)意味著,人一生經(jīng)歷的事件、以及我們對(duì)這些事件的反應(yīng)方式,能夠改變你的端粒的維護(hù)狀況。所以端粒長(zhǎng)度并不只是把年齡換算成年數(shù)。Elissa一開(kāi)始到我實(shí)驗(yàn)室問(wèn)的問(wèn)題,的確是個(gè)生死的問(wèn)題。
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幸運(yùn)的是,在那些數(shù)據(jù)中也藏有希望。我們注意到,有些母親雖然多年來(lái)都一直很細(xì)心照顧她們的孩子,卻仍然能維持著她們的端粒。仔細(xì)研究這些女性,發(fā)現(xiàn)她們對(duì)壓力的恢復(fù)力很強(qiáng)。她們能夠以某種方式,不一天到晚視她們所經(jīng)歷的情況為威脅,而視為是挑戰(zhàn),這就導(dǎo)出了對(duì)于我們所有人都非常重要的洞見(jiàn):我們能夠控制我們老化的方式,且一路控制到我們的細(xì)胞


我們一開(kāi)始的好奇心變成是有感染力的。數(shù)以千計(jì)來(lái)自不同領(lǐng)域的科學(xué)家把他們的專(zhuān)長(zhǎng)加到了端粒的研究當(dāng)中,大量的發(fā)現(xiàn)涌入。有超過(guò)一萬(wàn)份科學(xué)論文,且還在增加中。所以,有許多研究很快就確認(rèn)了我們最初的發(fā)現(xiàn),是的,長(zhǎng)期壓力對(duì)于端粒有害?,F(xiàn)在,許多研究指出,我們對(duì)于這種老化的過(guò)程所能掌控的程度,遠(yuǎn)超過(guò)任何人過(guò)去的想象。


舉幾個(gè)例子:加州大學(xué)洛杉磯分校的一篇研究,對(duì)象是關(guān)于長(zhǎng)期照顧失憶親戚的人,該研究探究了這些照護(hù)者的端粒維護(hù)能力,發(fā)現(xiàn)他們?nèi)绻B續(xù)兩個(gè)月每天進(jìn)行某種形式的冥想,即使只有短短十二分鐘,也能改善這項(xiàng)能力。態(tài)度很重要。如果你是個(gè)習(xí)慣性負(fù)面思考的人,你通常遇到有壓力的情境時(shí)會(huì)產(chǎn)生威脅性的壓力反應(yīng)。意思是說(shuō),如果你的老板想見(jiàn)你,你自動(dòng)會(huì)想:“我要被開(kāi)除了?!蹦愕难軙?huì)收縮,你的壓力賀爾蒙皮質(zhì)醇會(huì)升高,且一直維持很高,隨著時(shí)間過(guò)去,一直持續(xù)很高的皮質(zhì)醇其實(shí)就會(huì)減弱你的端粒酶。這對(duì)你的端粒不好。


另一方面,如果你通常視很有壓力的事情為要對(duì)付的挑戰(zhàn),那么,血液就會(huì)流向你的心臟和大腦,你就會(huì)經(jīng)歷到短暫但讓人精力充沛的皮質(zhì)醇增強(qiáng),你的端粒就會(huì)好好的。所以,這一切告訴我們什么?你的端粒好好的。你真的有力量可以改變你自己的端粒會(huì)發(fā)生什么事。

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但我們的好奇心變得越來(lái)越強(qiáng)烈,因?yàn)槲覀冮_(kāi)始納悶,我們身外的因素如何呢?它們能否影響我們的端粒維護(hù)呢?要知道,我們?nèi)祟?lèi)是極為社交的動(dòng)物。有沒(méi)有可能我們的端粒也很社交呢?而結(jié)果十分驚人。早至孩童時(shí)期,情緒忽視、接觸暴力、霸凌、及種族主義,都會(huì)影響你的端粒,且影響是長(zhǎng)期的。你們能想象在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的孩子,壽命會(huì)受到什么樣的影響?無(wú)法信任鄰居的人,在鄰坊中沒(méi)有安全感的人,很一致地,都有比較短的端粒。所以你住哪里,對(duì)于端粒也很重要。反過(guò)來(lái)說(shuō),緊密連接的小區(qū)、長(zhǎng)期的婚姻、甚至一生的友誼,都能改善端粒的維護(hù)。


所以,這一切告訴我們什么?它告訴我們,我有力量可以影響我自己的端粒,我也有力量可以影響你的端粒。端??茖W(xué)告訴我們,我們是多么緊密連接在一起。


但我仍然好奇。我確實(shí)納悶,我們所有人會(huì)留給下一代什么遺產(chǎn)?我們是否會(huì)投資給接下來(lái)的年輕男、女,透過(guò)顯微鏡盯著下一個(gè)小生物、下一坨池塘浮渣,對(duì)我們現(xiàn)今仍未知的問(wèn)題感到好奇?那可能是個(gè)好問(wèn)題,能夠影響全世界。也許你對(duì)你自己很好奇?,F(xiàn)在你知道如何保護(hù)你的端粒了,你是否會(huì)好奇,未來(lái)數(shù)十年你將會(huì)做些什么來(lái)維持好健康?現(xiàn)在你知道你能夠影響他人的端粒了,你是否會(huì)好奇,你將會(huì)如何造成不同?現(xiàn)在你知道好奇的力量可以改變世界了,你要如何確保世界會(huì)為了我們之后的世代而投資在好奇心上?


謝謝。

TED演講視頻原版獻(xiàn)上

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▲Elizabeth Blackburn博士

演講者:Elizabeth Blackburn

簡(jiǎn)   介Elizabeth Blackburn是分子生物學(xué)家,是端粒和端粒酶研究領(lǐng)域的先驅(qū),并因在該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)獲得2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。



文章來(lái)源

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/oXCxKpe6epbjht7aJfM_rg
[2]干細(xì)胞者說(shuō)


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