「抗老化」已成顯學,學界也有愈來愈多人認為「老化」可以治療。美國研究團隊透過酵母菌實驗發現細胞壽命可以延長82%,這對於日後研究如何延緩人類細胞老化頗具啟發意義,科學家未來也許有能力調整胞老化的過程,降低疾病潛在發生率。這項研究成果已發表於國際知名期刊《科學》(Science)。
美國加州大學聖地牙哥分校(University of California San Diego)團隊利用酵母菌進行這項研究,因為酵母菌天生的基因迴路(genetic circuit)引發的老化狀態與過程,類似於人類的細胞運作。酵母菌是單細胞微生物,常用於製作麵包。
報告指,這項研究提出了概念驗證(proof-of-concept),也許能成為「合成基因迴路」設計的基礎,更為複雜的生物體可藉此有效延壽。
人類的細胞有如一座迷你工廠,人體生存所需的所有重要程序都在細胞內執行。細胞內的化學反應可能製造有毒的廢物,隨著年齡增長,這些廢料逐漸在體內累積,會損害DNA與其他細胞成分。人體對此的因應之道是在有毒廢物造成任何損害之前讓這些細胞停止運作。
研究人員觀察,酵母菌的老化機制透過某個「基因開關」運作:一方是引發細胞製造蛋白質的物質分裂,最後導致細胞核衰亡;另一方則是修復細胞內負責產生能量的物質粒線體,粒線體終將衰亡。會以何種方式老化是隨機發生的,而且會造成細胞凋亡。
在一般的細胞裡,上述兩種機制彼此阻斷,其中一種發生之後,就會讓另一種機制消滅。研究團隊開發一種新的基因迴路,允許酵母細胞內這兩種老化機制經常切換,以防止細胞以正常速度老化。實驗室的酵母菌存活期比未經調整的酵母菌長了82%。
研究報告第一作者郝南(Nan Hao,譯音)任職加大聖地牙哥分校合成生物學研究所。他指出,這項研究是首度運用合成生物學(synthetic biology)與基因工程原理,並以合理方式重新設計基因迴路、重新安排老化過程,以求有效延長壽命。
研究團隊未來計畫把這項研究複製於不同類型的人類細胞,例如幹細胞、神經細胞。不同的細胞,老化方式也不一樣。以此達到永生不死不太可能,但也許有可能延長壽命。