理论教育 海弗利克极限体验:一场终极冒险

海弗利克极限体验:一场终极冒险

时间:2023-07-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:数年之后,伦纳德·海弗利克开始怀疑卡雷尔的永生断言可能有问题。后来这个数字区间就被称为细胞分裂的海弗利克极限。20世纪70年代,科学界渐渐知晓了海弗利克极限存在的原因。海弗利克和穆尔黑德首先观察两个原始细胞群,当“年老”细胞群死亡时,他们便转而观察混合细胞群。参考阅读//No. 19 双螺旋模型,第42页No. 54 肿瘤干细胞假说,第112页海弗利克极限为人类正常细胞群的分裂能力设定了一个基本上限。

海弗利克极限体验:一场终极冒险

为何死亡从细胞开始

人类是必然会死亡的,但20世纪早期的许多科学家都确信人类个体的细胞不会死亡。1912年,亚历克西·卡雷尔将从鸡胚中取出的心脏细胞放在试验室里进行培养,并声称这些细胞培养物不会死亡。直到1946年(卡雷尔去世之后),这个名为“永生”的细胞试验便终止了,而这些细胞培养物也随之被丢弃了。

数年之后,伦纳德·海弗利克开始怀疑卡雷尔的永生断言可能有问题。培养细胞是海弗利克研究工作的一部分,通常来讲这些细胞会很快停止生长和增殖。1961年,海弗利克和他的同事保罗·穆尔黑德证明了一个事实:健康的人类体细胞的分裂次数为40到60次。后来这个数字区间就被称为细胞分裂的海弗利克极限。

20世纪70年代,科学界渐渐知晓了海弗利克极限存在的原因。细胞分裂时会复制其基因组中的DNA,但构成DNA链的分子难以完成这项任务。它的作用类似于拉链上的拉头:它将DNA分子的两条链连接在一起,但DNA链的末端位于分子本身的下方,所以DNA分子的两条链没法连接在一起。阿列克谢·奥罗弗尼克夫(Alexey Olovnikov)提出,这种现象意味着一条DNA链每被复制一次就会略微缩短一些。

到了20世纪80年代,伊丽莎白·布莱克本和卡罗尔·格雷德发现了一种特殊的酶,即端粒酶。它会帮助重建DNA链被截短的一端。在1998年进行的一项研究中,安德烈亚·博德纳尔及其同事发现:如果人类体细胞被设计出产生端粒酶的功能,那么它们终将超越海弗利克极限而实现永生。即便如此,也鲜有科学家将端粒酶视为神奇的“不老泉”。

大多数细胞会分裂和复制,但并不会无限期地持续下去。

海弗利克和穆尔黑德确信细胞培养物不会永远分裂繁殖下去,但他们所研究的细胞培养物有可能会因为试验室技术上出现问题而不断死亡。为了排除上述可能性,他们从已经分裂过多次的“年老”细胞群和只分裂过寥寥几次的“年轻”细胞群这两类细胞群中分别取一些结合在一起,制造出了新的混合细胞群。海弗利克和穆尔黑德首先观察两个原始细胞群,当“年老”细胞群死亡时,他们便转而观察混合细胞群。当该细胞群中的“年老”细胞也死亡时,“年轻”细胞仍然在茁壮地生长。试验室技术没有问题,细胞培养物生长到足够年老的时候确实会自然衰亡。(www.daowen.com)

参考阅读//

No. 19 双螺旋模型,第42页

No. 54 肿瘤干细胞假说,第112页

海弗利克极限为人类正常细胞群的分裂能力设定了一个基本上限。

但包括某些癌细胞在内的少数细胞,似乎已经找到了避开这个极值的方法。

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