近期美国和加拿大生物学家从生物体内分离出一组基因,将这种基因植入卵细胞的测试表明,它们显然可以制约生物体新陈代谢乃至生命进程,因而被命名为生物钟基因。通过生物钟基因研究,科学家证实DNA长期控制细胞分裂最终导致自身机能损伤,从而使细胞处于昏睡状态造成生物体衰亡。

在生命科学研究中,人体衰老过程是最令人难以捉摸和破解的疑团之一。目前科学家对诱发衰老的原因仍存在很大分歧。

现行理论不下数种,各执一词众说纷纭。有些研究人员强调死亡是受先天遗传因素制约且无法逆转的生命过程,这种理论源于2种类似体形和基因构造的哺乳动物老鼠和蝙蝠寿命存在很大差异的解释。他们确信人体内存在一种预设的自毁机制。

然而科学家证实衰老系细胞长期不断分裂导致DNA机能损伤累积的结果。担负细胞分裂、复制并作简单修复工作的DNA最终元气大伤,这个过程与反复冲印照片最终导致原版底片清晰度失真的原理相若。

人体中诸多此类疲劳因素的汇集可能是导致衰老乃至死亡的根源。加拿大蒙特利尔市麦吉尔大学生物学家西格弗里德 · 赫基米(Siegfried Hekimi)指出:“用遗传学相关理论阐述衰老过程确实异常艰难。”研究人员至多只能将人体某些生理效应与特殊片断DNA双螺旋链构造功能相联系。

赫基米进行的研究工作正是基于这种构思。他领导的科研小组已经发现一类基因,它们似乎具有制约微生物体衰变的功能。

麦吉尔大学科研小组眼下采用一种遗传学上十分有用的微生物caenorhabditis elegans进行分析研究,因为其生殖行为与众不同而引人注目。这种线虫纲微生物属于雌雄同体类生物,既能产生精子又能产生卵子。由于它们不发生性交媾,所以遗传性征极易从传宗接代过程中查明。从某种意义上说,这些线状蠕虫是自然无性繁殖的产物。

赫基米采用雌雄同体微生物caenorhabditis elegans潜心研究一种称为生物钟-1号基因发挥的诸多效应,这种基因显然制约线虫体内数种生物的节律活动。将变异生物钟-1基因植入线虫卵细胞可以长期干扰细胞分裂、胚胎发育乃至某种生物功能,以致使线虫正常寿命延续一半时间。其后代再用正常基因取代变异基因,线虫各种正常功能和寿命又回复原状。

赫基米科研小组还利用链式序列比较技术研究了线虫DNA构造。他们将线虫DNA与其它包括人类等真核生物的基因结构作了对比研究。结果发现无论酵母菌,老鼠还是人类,其生物钟-1号基因构造都相同。

赫基米在接受美国《洞察》周刊记者采访时说:“生物体内生物钟-1号基因构造极其相似,这是一项意义重大的研究成果。”所有多细胞生物终身受多达50%以上的遗传信息约束,无论是低等线状蠕虫还是高等智人都无例外。因此有关线状蠕虫生命轮回的遗传学机理可以直接适用于人类。

虽然生物衰老机理研究获得某些进展,但是一些至关重要问题的仍有待查考。研究显示携带变异生物钟-1号基因雌雄同体微生物呈现较长生命周期和较缓慢新陈代谢现象。这两种生理效应间有联系吗?深入研究有可能揭示它们受各自遗传因素影响吗?赫基米指出:“现已查明生物体内至少还有3种其它基因——生物钟-2号,-3号和生长因子-1号也影响生命轮回,不过目前尚不清楚它们如何相互制约和影响生命活动的。

现在还无法确认细胞死亡是预设这一学说的可靠性。采用降低氧化作用方法以减缓细胞新陈代谢从而延长其寿命是可行的。麻省理工学院生物学家伦纳德 · 格尔恩特(Leonard Guarente)确认,摄食抗氧化营养食物也可以抑制新陈代谢负面影响并延长其生物体寿命。

对于人类来说更为休戚相关和具有切身利益的问题是,调节生物钟基因能否延长寿命。同时会不会改变人体健全的机能。存活时间延长但精神状态萎靡不振有必要吗?再则,在人口众多的现代社会中有必要延长寿命吗?

赫基米认为这确实是一个涉及伦理道德并令人担忧的社会问题。从研究现状来看,某些生存期较长的线状蠕虫比正常同类生物显现不太健康的外貌。它们确实生存时间更长,但显然境况不妙。生物体表现出这种特征应引以为戒,科学家认为,目前向人体植入变异生物钟基因企图延续生命的尝试为时尚早。

[Insight,1997年3月31日]