我們被基因掌控的壽命

吳麗

人們總是渴望長壽。為此，諸如多做運動、合理飲食、作息規(guī)律、保持輕松心態(tài)等長壽秘訣被反復提起。雖然這些生活方式確實能使我們身體健康、延年益壽，但科學研究發(fā)現(xiàn)，真正控制人類以及所有動物壽命的，是我們身體內基因的各種調節(jié)作用。

DNA甲基化與壽命

甲基是甲烷分子失去一個氫原子后形成的基團，由碳和氫元素組成，對于動物身體有著重要的作用。但動物體內自身不能合成甲基，需要從一些富含甲基的物質中吸收，這類富含甲基的物質被稱為“甲基供體”，比如甜菜堿、蛋氨酸、膽堿、葉酸、維生素B12，等等。

甲基進入動物體內后，能夠結合在DNA上某些特定部位，這個結合過程叫甲基化，DNA甲基化并沒有改變基因序列，但它調控了基因的表達。

DNA甲基化水平會隨年齡增長而下降。2012年發(fā)表在《美國科學院院刊》的研究顯示，103歲的個體上的DNA甲基化程度低于新生兒，而且減少的數量不是一個小數目，百歲以上的人的甲基化位點比嬰兒甚至要少50萬個。這意味著，觀察一種動物的DNA甲基化程度，就能在一定程度上推斷出動物的壽命。

澳大利亞聯(lián)邦科學研究組織分子生物學家本杰明·梅恩從比較基因甲基化的位置和數量入手，可以更準確地估算不同物種的壽命。梅恩從全球基因組數據庫中找到了252種脊椎動物的基因組，然后通過比較不同壽命的動物的基因甲基化位點和數量的差異，找到了一些影響脊椎動物的壽命的基因。這些基因對壽命的影響程度是不同的，梅恩根據不同的影響因子進行了各種模擬測算，最終找到了預測結果最可靠的公式。

梅恩用這個公式對一些物種的壽命進行了估算，比如，他估計最近滅絕的物種平塔島巨龜的壽命為120歲，而于2012年去世的該物種的最后一名成員龍瑟姆·喬治，享年112歲。目前發(fā)現(xiàn)的世界上壽命最長的哺乳動物——露脊鯨，預估壽命是268歲，這個預測比現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的該物種最老的個體多了57歲，但深海中極可能存在年齡更長的露脊鯨。

在另一項研究中，研究者比較了一對3歲同卵雙胞胎和另一對50歲同卵雙胞胎的基因狀況。他們發(fā)現(xiàn)，3歲的同卵雙胞胎之間的甲基化和組蛋白修飾程度基本一致，而50歲的同卵雙胞胎之間甲基化、組蛋白修飾和基因表達上具有很大的差別。這說明，通過檢測不同個體DNA甲基化程度，生物學家們未來可以預測某個個體的壽命。

在體內肆虐的“殺手”

你知道嗎？就在你閱讀這篇文章的時候，你的體內就有無數個“殺手”在攻擊著你的細胞，你的壽命也在一點點地被偷走，這個冷酷的“殺手”就是自由基。

顧名思義，自由基是一類自由的離子基團，比如超氧化物離子等。它之所以自由，是因為它有一個不配對的電子，會到處搶奪其他物質的一個電子，使自己形成穩(wěn)定的物質。其實自由基本來是有伴侶的，在生物體中，它的伴侶就是氫離子。當生物進行呼吸作用時，氧氣被分解成氧離子，這些氧離子會與線粒體膜附近的氫離子結合，但“僧多粥少”，不是所有的氧離子都能找到命定的伴侶，于是“單身”的氧離子最后變成了自由基，踏上了“強取豪奪”的道路。

自由基并不挑剔，它會搶奪DNA、蛋白質和糖類等所有遇到的物質的電子，破壞這些物質原本穩(wěn)定的結構，最終損害了生物的健康，甚至會縮短壽命。

由此，我們知道了自由基是在呼吸過程中產生的，如果呼吸作用和新陳代謝減弱，生物會更加長壽嗎？有些事實驗證了這個觀點，低溫的深海中生存著許多長壽動物，比如507歲的北極圓蛤、392歲的格陵蘭鯊魚。美國阿拉巴馬大學伯明翰分校的史蒂文·奧斯塔德博士認為，低溫環(huán)境降低了生物新陳代謝的速率，從而減緩了自由基的產生和細胞的分裂過程，因此生物更加長壽。

壽命程序的其他“編程者”

染色體和基因決定了生物的所有性狀，壽命自然也受到它們的控制，科學家們找到了一些壽命的“編程者”，比如染色體上的端粒。端粒是位于染色體末端的結構，細胞分裂時，染色體也會復制分裂，每次分裂后末端的端粒都會縮短，當端粒短到一個極限時細胞就會死亡，當人體大部分細胞死亡時，人們也在逐漸衰老并最終死亡。

還有一些科學家在尋找著“長壽基因”。英國東英吉利大學和瑞典烏普薩拉大學的研究人員在線蟲身上找到了一種名叫DAF-2的基因，研究人員認為這個基因與衰老過程有關。當研究人員“關閉”線蟲的DAF-2基因后，線蟲壽命得以翻倍，其后代也更健康。

隨著基因測序技術的普及，科學家在人類身上也找到了“長壽基因”。新西蘭基因研究中心的科學家對新西蘭100名百歲以上老人進行了基因測序，找到了兩類有利于長壽的基因APOE和FOXO3A。APOE能加快血脂代謝，降低人們的血脂，而FOXO3A則能延長細胞分裂周期，減少細胞分裂的次數，修復DNA損傷，還有防止細胞癌變的作用。還有一組叫做SIRT的基因，許多科學家均認同它具有DNA修復功能，是當之無愧的長壽基因。