生物化学考研，生物化学考研真题

作者：卢克·奥尼尔

一项新的科学突破意味着你很快就会看起来和感觉上年轻20岁。

如果我说我能让你年轻20岁呢？我可以让你的皮肤看起来年轻20岁。你的肌肉力量会恢复到20年前的水平。你的视力和听力将会恢复，你可以扔掉那些眼镜和助听器。或者也许最重要的是，会有一种治疗方法来治疗你可能因为年龄增长而遭受的疾病。比如关节炎、阿尔茨海默病或心脏问题，这些问题会随着我们年龄的增长而增加。

这听起来可能像童话故事或科幻小说。或者就像电影《返老还童》中布拉德·皮特扮演的角色越来越年轻。然而，值得注意的是，科学家最近在老鼠身上实现了这一目标（幸运的老鼠！），尽管它们有四条腿和一条尾巴，但在许多方面与我们相似。我们都是哺乳动物。科学家们还逆转了实验室培养的人类细胞的衰老，这表明他们在老鼠身上取得的成就，也可能在人类身上取得。

这一突破是由哈佛医学院的科学家们取得的。他们描述了一种有效的衰老时钟，可以加速或逆转小鼠的衰老过程。这一发现在研究衰老的研究团体中引起了很大的兴奋。

科学家们长期以来一直想知道是什么让我们变老。为什么我们会变老一直是个谜。

有一种观点认为，随着年龄的增长，我们的DNA会受到更多的损伤。DNA是生命的配方，有点像做蛋糕的配方。所以，如果你破坏了食谱，比如去掉了一种成分，你就会得到一个味道不太好的蛋糕。如果你破坏了DNA配方，或者理论是这样的，你的身体就会受到轻微的损伤，这是在我们变老的时候发生的。你的皮肤出现皱纹，你的肌肉变得不那么灵活。

这项最新的研究表明，DNA并没有发生突变，而是被化学标记了。这有点像DNA上出现的脏污点，以某种方式改变了它，这导致了衰老。DNA的这一方面被称为表观遗传学。食谱被弄脏了，不能正常阅读。以类似的方式，DNA被染色，从而以某种方式促进衰老。这个过程随着我们年龄的增长而增加。

DNA的染色可能是由于磨损或暴露在环境中的化学物质或香烟烟雾，甚至阳光。我们知道这些东西会加速皮肤老化。这种机制被认为是DNA的化学染色。吸烟不仅会污染你的牙齿，还会污染你的DNA。有了这些知识，科学家们设法清理了DNA，逆转了正在造成的损害，将配方恢复到小鼠年轻时的状态。更新后的食谱又回到了制作完美蛋糕的状态，这意味着老鼠变得更年轻、更健康。

哈佛大学的科学家们首先能够通过改变DNA上的化学标记来改变DNA配方，从而加速小鼠的衰老。这导致皮毛变灰，视力变差，活动减少，身体更加虚弱。但随后，他们设法逆转了随着小鼠年龄增长而发生的DNA变化。

这包括将三种基因植入小鼠体内，有效地清理了DNA。这些基因有一个响亮的名字叫山中因子——以首次描述这种基因的日本科学家命名。

山中伸弥(Shinya Yamanaka)获得诺贝尔医学或生理学奖，因为他发现了一种基因，这种基因被植入细胞后，可以使细胞恢复到胚胎状态。这三种逆转衰老的基因被称为Oct3/4、Sox2和Klf4，它们被用来将生物钟调到更早的年龄。他们有效地将成年细胞的时钟拨回到更年轻的年龄。他们成功地将小鼠的年龄减半。

目前还不完全清楚这一切是如何运作的，但结果是令人信服的。还需要做更多的工作来弄清到底发生了什么。在老鼠身上恢复细胞活力非常好，但它对人类是否也有效呢？对人类来说，如果你40岁，你的身体可以变得像20岁一样。科学家们正朝着这个方向前进，该团队已经在猴子身上测试该系统。研究人员正在安装一个生物开关，使他们能够打开和关闭基因，就像打开和关闭衰老时钟一样。他们还在实验室中用人类神经和皮肤细胞测试该系统。

这项工作可能意味着许多疾病——包括慢性疾病，如心脏病、骨关节炎和神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病——可以通过逆转导致这些疾病的衰老过程来治疗。然而，据参与研究的科学家称，这将需要至少五年的时间，因为需要进行额外的研究。基因疗法治疗也必须是安全的，并且不会增加患癌症的风险，如果以DNA为目标，就会发生这种情况。

科学家们表示，眼病将是测试人类衰老逆转的第一个条件，因为基因疗法可以直接注射到眼睛中。在老鼠身上，他们能够恢复老年老鼠的视力，这本身就是一个惊人的结果。对于那些随着年龄增长而增加的眼部疾病，如老年性黄斑变性，这种方法是有用的，这是个好兆头。

但身体的任何器官，甚至整个身体，都可能成为目标。一个伦理问题是，这对我们这个物种可能意味着什么？如果你能不断的让时间倒流呢？你会永生吗？衰老的时钟有可能倒退多少次呢？也许是Niamh在爱尔兰神话《Tír na nÓg》中给了山中启发，但当他回到爱尔兰后，这些功能被关闭了，他迅速衰老。

这项研究是确定年龄意味着什么的另一个重要步骤。领导这项研究的科学家大卫·辛克莱说：“我们可以用它来使身体的某些部位恢复活力，并有望制造出具有革命性的药物。现在，当我看到一个老人时，我不会认为他们老了，我只是把他们看作一个需要重新启动系统的人。这不再是一个是否可能恢复活力的问题，而是一个何时恢复活力的问题。”

辛克莱善于说到做到，但他的数据表明他也能做到，考虑到正在取得的进展，他的步伐可能会更加灵活。我们急切地等待着下一步的结果，但与此同时，你可以通过不吸烟、不让自己暴露在太多的阳光下和健康的饮食来减缓衰老过程。

但是，如果具有山中因子的基因疗法成为现实，也许有一天你可以鱼与熊掌兼得。

卢克·奥尼尔(Luke O ‘Neill)

都柏林圣三一学院生物化学和免疫学院的生物化学教授

生物化学考研(生物化学考研参考)