有一群特别的基因,在生物体处於艰困的时期,会协助身体的防卫,这群基因能够增进个体的健康和寿命。如果想要延年益寿、减少老年病痛,关键就在於
善用长寿基因的力量,可以改变人类典型的生命曲线。人们不一定会随年岁的增加而停止成长和失去活力,即使已经70岁、90岁或甚至超过100岁,仍然可以感觉像是只有50岁。
从一辆车的里程表和车型,你大略可猜出这辆车的车况,岁月风霜和经常驾驶,难免会造成磨损。表面上看,这个比喻似乎也可用於人类的老化过程,不过机器与生物却有一个重要的差别:生物能够因应环境变化,利用能量来保护和修復自己,因此生物系统的衰老并非不可动摇。
科学家一度认為老化不只是身体的磨损,基因程式也会加以驱动:一旦个体成熟了,「老化基因」就会开始带动身体走向坟墓。不过这个观念已给推翻了,现在旧智慧再度受到重视,老化其实只是身体正常维修机制渐渐衰弱,最后身体磨损的结果。逻辑是这样的:演化天择没有理由留下已超过繁殖年龄的生物体。
然而我们和其他研究人员却发现,有一群基因与个体应付环境压力(像是酷热天气,或食物、饮水稀少时)有关。它们可以维持个体天然保护和修復活性,不论年龄。这些基因强化了生物的生存功能,使得个体度过危机的机会增加;当这些基因长期保持活性,也能大幅增进个体的健康和延长寿命。简而言之,它们恰好是老化基因的相反面:它们代表了长寿基因。
我们大约在15年前开始探讨长寿基因的概念。我们的想法是,演化应该会偏向使用一个共通的调节系统,来调节生物体对压力的反应。如果我们能找到一个或一些主导的基因(因此也主控了生物体的寿命),或许就能将它们转化成对抗疾病和衰老的武器。
最近科学家发现了许多基因,取的名字像是密码一般:daf-2、pit-1、amp-1、clk-1和p66Shc,它们会影响实验动物的抗压能力和寿命,显示可能与生物体在逆境下生存的基本机制有关(参见第28页〈延年益寿的基因作用途径〉)。但我们实验室将研究焦点集中在名為SIR2的基因,在所有测试过的生物体内,从酵母菌到人类,都有SIR2基因的各式版本。而且我们将酵母菌、线虫和果蝇等各种生物体内加入额外的SIR2基因后,牠们的寿命都增长了。我们的实验室正在测试这个基因对较大动物(像是小鼠),是否也有类似的效应。
在首先鑑定出来的长寿基因中,SIR2研究得最详尽,因此在这裡我们将著眼於它的作用机制。它显示了基因调控的生存机制是如何延长寿命、促进健康,而且有越来越多的证据显示,SIR2可能就是这套机制的中枢调控者。
保护基因组
我们会发现SIR2是一个长寿基因,最初是因為想探究让烘焙用的酵母菌变老的原因,是否有一个基因控制了这种简单的生物的老化过程?当时许多人认為我们想从了解酵母菌寿命,来得知有关人类寿命资讯的想法有些荒谬。酵母菌的老化,是计算母细胞在死去前分裂形成子细胞的次数,一个酵母菌的寿命极限大约是分裂20次。
作者贾伦堤开始研究时,先筛选寿命特别长的酵母菌落,希望能从中找出让它们长寿的基因。当时发现有一个菌落带有突变的SIR4基因。SIR4基因所製造的蛋白质,会与Sir2酵素和其