伯豪生物转化医学服务平台
威斯腾促销
贝康招聘

TED演讲 | 诺奖得主:永生不老的科学

2018/01/16 来源:药明康德
分享: 
导读
我们发现了以前没听过的事:越是在长期压力之下,你的端粒就会越短,意味着,你越可能很早就罹患疾病,也可能最终会比较早死。
本文来源于药明康德微信公众号(ID:WuXiAppTecChina)。

我成为科学家并不让人意外。我在离这里很远的地方长大,我小时候非常有好奇心,对所有的生物都好奇。我以前会捡起有致命剧毒会螫人的水母,然后对它们唱歌。所以,开始我的职业生涯时,我非常好奇,想解开最根本的谜题,想知道构成生命的基础积木是什么,很幸运,我所在的社会很重视好奇心。

Now, it was no surprise I became a scientist. Growing up far away from here, as a little girl I was deadly curious about everything alive. I used to pick up lethally poisonous stinging jellyfish and sing to them. And so starting my career, I was deadly curious about fundamental mysteries of the most basic building blocks of life, and I was fortunate to live in a society where that curiosity was valued.

演讲实录

结束是从何开始的?对我来说,它开始于这个小家伙。这可爱的有机体,我认为它很可爱,它叫做四膜虫,是种单细胞生物。它也就是池塘浮渣。是的,我的职涯始于池塘浮渣。


我成为科学家并不让人意外。我在离这里很远的地方长大,我小时候非常有好奇心,对所有的生物都好奇。我以前会捡起有致命剧毒会螫人的水母,然后对它们唱歌。所以,开始我的职业生涯时,我非常好奇,想解开最根本的谜题,想知道构成生命的基础积木是什么,很幸运,我所在的社会很重视好奇心。


对我而言,研究四膜虫这池塘浮渣小生物是解开我最好奇的根本谜题的好方式:细胞内大量的DNA,也就是所谓的染色体。因为我对染色体的末端很好奇,也就是所谓的端粒。当我开始探索,我们只知道:它们协助保护染色体的末端。细胞分裂时,这点很重要。它相当重要,但我想要了解端粒是由什么组成的,为这个目的,我需要很多端粒。刚好这个可爱的小四膜虫有很多短线性的染色体。大约两万个,所以会有很多端粒。我发现端粒包括位在染色体最末端未编码的特殊DNA区段。

但,有一个问题。生命是从单细胞开始的。一个会变成两个,两个变成四个,四个变成八个,一路这样下去,形成了二十万兆个细胞,组成了成人的身体。有些细胞需要分裂数千次。事实上,即使我站在各位面前,我整个身体的细胞正疯狂地补充,让我能够持续站在你们面前。每当一个细胞分裂,它所有的DNA都会被复制,那些染色体中所有编码的DNA,因为那带有极重要的运作指示,让我们的细胞能处于良好的工作状态,这么一来我的心脏细胞才能保持稳定的心跳,我向各位保证,它们现在并没做到,而我的免疫细胞,能击退细菌和病毒,我们的头脑细胞能储存我们初吻的记忆,并在整个人生中持续学习。


但复制DNA的方式有个小毛病,仅是生命的事实之一。每当细胞分裂、DNA被复制,某些末端DNA会磨损缩短,一些端粒的DNA。可以用这方式来想:就像你的鞋带末端的保护套。它们能让鞋带或染色体不会被磨损,当尖端变得太短时,它就会脱落,而那被磨损掉的端粒就会发送一个讯号给细胞——“这DNA不再受到保护”。它发出讯号,是死亡的时候了。所以,故事结束。

抱歉,没那么快。故事不可能这样结束,因为生命还没从地球表面上消逝。所以我很好奇:如果这种损耗是无可避免的,大自然到底要如何确保我们能保持不让染色体受损?


还记得那池塘浮渣小生物四膜虫吗?最疯狂的是,四膜虫细胞从来不会变老或死亡。他们的端粒并不会随时间而变短。有时甚至还会变长。还有某样东西在运作,相信我,那某样东西并不在任何教科书中。所以,我和杰出学生Carol Greider在实验室中合作──Carol和我共享这项研究赢得的诺贝尔奖──我们开始进行实验,我们发现细胞的确有其他的东西。是先前意想不到的酶,它能补充端粒,让端粒更长,我们将它命名为“端粒酶”。当我们移除池塘浮渣的端粒酶后,他们的端粒就会耗尽而死亡。所以要归功于丰富的端粒酶,我们的池塘浮渣才能永生不老。

那是我们人类能从池塘浮渣身上得到的一个非常有希望的讯息,因为结果发现,随着我们人类年纪增长,我们的端粒确实会变短,很惊人的是,那缩短现象让我们变老。一般来说,你的端粒越长,你的状况就会越好。是端粒过度减短的现象导致我们会感到及看到老化的特征。我的皮肤细胞开始死亡,我就会开始看到线条、皱纹。头发色素细胞死亡,你就会开始看到白发。免疫细胞死亡,你被攻击的风险就会提升。事实上,过去二十年所累积的研究清楚地指出,端粒损耗可能造成罹患心血管疾病、阿兹海默病、某些癌症,以及糖尿病等许多致死疾病的风险。

所以我们得要想想这一点。发生了什么事?这种损耗,我们看起来且感觉起来变老了。我们的端粒在损耗之战中败退得很快。至于觉得年轻时间比较长的人,结果发现是端粒能留比较久,比较长的时间,延长我们对于年轻的感觉,并减少我们随着每个生日过去而最害怕的那些风险。

好。似乎很简单。如果我的端粒和我感到变老及实际变老是有关联的,如果我能用端粒酶来复原端粒,那么若我想要反转老化的征兆和症状,就是要找个地方买像好市多(COSTCO)那样超大罐、A级、有机的端粒酶,对吧?好极了!问题解决。


很抱歉,没那么快。那为什么呢?因为人类遗传学教导我们,谈到我们的端粒酶时,我们人类是住在刀缘上的。简单来说,是的,增加端粒酶的确可以减少一些疾病的风险,但同时也会增加某些很糟糕的癌症的风险。所以,就算你能买到像好市多那样超大罐的端粒酶,有许多网站在营销这类可疑的产品,问题是你有可能增加罹患癌症的风险。我们不想要那样。

别担心,因为,虽然我觉得有点好笑,也许此刻很多人正想着,我宁可像池塘浮渣一样。

在这关于端粒以及维护端粒的真相中还是有我们人类可以学习之处。但我想先澄清一件事。重点并不是将人类寿命期间延长很多或是永生不死。重点是“健康期间”。健康期间,就是你人生中有多少年是没有疾病、很健康、有生产力、能够热情享受人生的。相对于健康期间的“疾病期间”,指的就是你人生中有多长时间觉得自己老、病、和垂死。所以,真正的问题变成是,如果我无法狂饮端粒酶,我是否能控制端粒酶的长度,进而控制我的福祉、我的健康,而没有癌症风险的坏处?可以吗?

所以,那是2000年。多年来,我很快乐地、分分钟钟地持续仔细观察着那些极微小的端粒,直到有一天,名叫Elissa Epel的心理学家走入了我的实验室。Elissa的专长在于严重慢性心理压力对于我们身、心健康的影响。她出现在我的实验室,很讽刺的是从实验室可以眺望停尸间的入口,而且──

她有个生死问题要问我。“有慢性压力的人,他们的端粒会发生什么事?”她这样问我。她一直在研究照护者,特别慢性病孩童的母亲,可能是肠病,可能是自闭症,任何你想得到的──这个族群很显然处在巨大且长期的心理压力之下。我不得不说,她的问题深深改变了我。一直以来,我从小分子结构的角度来思考端粒和控制端粒的基因。当Elissa问我关于照护者的问题时,我突然从全新的角度去看端粒。我超越了基因和染色体,看到我们所研究的真实人类的生活。我自己也是个母亲,在那一刻,我被这个影像震撼了:这些女子通常靠一己之力照顾孩子,有非常难处理的疾病的孩子,往往没有帮手。这类女子,很显而易见,经常看起来是耗尽了精力的模样。有没有可能她们的端粒也被损耗掉了呢?


我们共同的好奇心促使我们加倍努力。Elissa为我们的第一项研究选了一群照护母亲,我们想要问:她们的端粒长度和她们照顾有慢性疾病孩童多少年有什么关联?所以,经过了四年,所有结果都出来的那一天,Elissa看着我们的第一张数据散布图,真的是倒吸了一口气,因为数据的确呈现出了模式,且正是我们最怕存在的斜线。就在那里,呈现在那一页上。母亲在照护情境中的时间越久、越多年,不论她几岁,她的端粒都会比较短。而且,她若越是感受到她所处的情境有很大的压力,她的端粒酶就会越少,她的端粒也就会越短。

所以我们发现了以前没听过的事:越是在长期压力之下,你的端粒就会越短,意味着,你越可能很早就罹患疾病,也可能最终会比较早死。我们的发现意味着,人一生经历的事件、以及我们对这些事件的反应方式,能够改变你的端粒的维护状况。所以端粒长度并不只是把年龄换算成年数。Elissa一开始到我实验室问的问题,的确是个生死的问题。


幸运的是,在那些数据中也藏有希望。我们注意到,有些母亲虽然多年来都一直很细心照顾她们的孩子,却仍然能维持着她们的端粒。仔细研究这些女性,发现她们对压力的恢复力很强。她们能够以某种方式,不一天到晚视她们所经历的情况为威胁,而视为是挑战,这就导出了对于我们所有人都非常重要的洞见:我们能够控制我们老化的方式且一路控制到我们的细胞。

我们一开始的好奇心变成是有感染力的。数以千计来自不同领域的科学家把他们的专长加到了端粒的研究当中,大量的发现涌入。有超过一万份科学论文,且还在增加中。所以,有许多研究很快就确认了我们最初的发现,是的,长期压力对于端粒有害。现在,许多研究指出,我们对于这种老化的过程所能掌控的程度,远超过任何人过去的想象。举几个例子:加州大学洛杉矶分校的一篇研究,对象是关于长期照顾失忆亲戚的人,该研究探究了这些照护者的端粒维护能力,发现他们如果连续两个月每天进行某种形式的冥想,即使只有短短十二分钟,也能改善这项能力。态度很重要。如果你是个习惯性负面思考的人,你通常遇到有压力的情境时会产生威胁性的压力反应,意思是说,如果你的老板想见你,你自动会想:“我要被开除了。”你的血管会收缩,你的压力贺尔蒙皮质醇会升高,且一直维持很高,随着时间过去,一直持续很高的皮质醇其实就会减弱你的端粒酶。这对你的端粒不好。

另一方面,如果你通常视很有压力的事情为要对付的挑战,那么,血液就会流向你的心脏和大脑,你就会经历到短暂但让人精力充沛的皮质醇增强。托那「放马过来吧」习惯的福,你的端粒就会好好的。所以,这一切告诉我们什么?你的端粒好好的。你真的有力量可以改变你自己的端粒会发生什么事。


但我们的好奇心变得越来越强烈,因为我们开始纳闷,我们身外的因素如何呢?它们能否影响我们的端粒维护呢?要知道,我们人类是极为社交的动物。有没有可能我们的端粒也很社交呢?而结果十分惊人。早至孩童时期,情绪忽视、接触暴力、霸凌、及种族主义,都会影响你的端粒,且影响是长期的。你们能想象在战区内的孩子,寿命会受到什么样的影响?无法信任邻居的人,在邻坊中没有安全感的人,很一致地,都有比较短的端粒。所以你住哪里,对于端粒也很重要。反过来说,紧密连接的小区、长期的婚姻、甚至一生的友谊,都能改善端粒的维护。

所以,这一切告诉我们什么?它告诉我们,我有力量可以影响我自己的端粒,我也有力量可以影响你的端粒。端粒科学告诉我们,我们是多么紧密连接在一起。

但我仍然好奇。我确实纳闷,我们所有人会留给下一代什么遗产?我们是否会投资给接下来的年轻男、女,透过显微镜盯着下一个小生物、下一坨池塘浮渣,对我们现今仍未知的问题感到好奇?那可能是个好问题,能够影响全世界。也许你对你自己很好奇。现在你知道如何保护你的端粒了,你是否会好奇,未来数十年你将会做些什么来维持好健康?现在你知道你能够影响他人的端粒了,你是否会好奇,你将会如何造成不同?现在你知道好奇的力量可以改变世界了,你要如何确保世界会为了我们之后的世代而投资在好奇心上?

谢谢。


▲Elizabeth Blackburn博士是分子生物学家,是端粒和端粒酶研究领域的先驱,并因在该领域的贡献获得2009年诺贝尔生理学或医学奖。

本网站所有注明“来源:生物探索”的文字、图片和音视频资料,版权均属于生物探索所有,其他平台转载需得到授权。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(editor@biodiscover.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。