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第12章 永生:死生有命,脱逃有术
一个子代细胞都能获得同样的遗传信息。在前面,我们曾讲过DNA的复制和编辑可以精确到只有不到百万分之一的累积错误。但是,沃森指出这一高效精确的基因组复制规则存在一个令人瞠目的例外:由于DNA聚合酶——一负责DNA复制的酶——采用的生化机制,染色体DNA的两端总是不能被准确复制。结果,细胞每一次复制DNA,组成DNA末端的端粒都会被截短约100个碱基。

    几年后,一个研究单细胞池塘原生动物革履虫的遗传学家伊丽莎白·布莱克本(ElizabettAGGC这个碱基序列重复1000次左右构成的。

    综合这些研究成果,引出一大谜团:如果革履虫这样的原生动物,它的复制机制并不能保证染色体的端粒复制无误,那它们怎么能年复一年地无限分裂呢?1984年,布莱克本的研究小组找出了答案,草履虫细胞有一种叫做端粒酶的特殊的酶,它的作用就是添加重复的DNA序列,重建端粒,弥补DNA复制机制通常的不足。

    20世纪70年代,苏联遗传学家奥洛文尼科夫(A,M.lovnikov)提出厂与细胞必死现象相关的端粒理论,该理论西方研究人员并不知晓。他指出,哺乳动物的正常细胞不同于草履虫细胞,它们不能重建端粒。因此,在细胞分裂的次数达到30、40抑或50次后,端粒磨损殆尽,不再能保护细胞染色体两端的要害部位。这以后,染色体之间彼此首尾融合,造成遗传混乱,细胞停止生长、最后死去。是端粒的瓦解拉响了闹铃,告知细胞它已经用光了分裂回数的定额。

    奥洛文尼科夫的推论终于被证实了。到20世纪90年代初期,许多实验室的研究成果揭示,人体细胞的端粒随细胞的反复生长和分裂渐次缩短。最后,由于端粒不足,细胞开始老化,然后出现危象,最后死亡。

    并非所有人体细胞都注定要经受端粒的瓦解,引起染色体融合。人体内至少有一族细胞逃过了这一劫,因而获得了永生——生殖细胞:精子和卵子。为了使基因代代相传、绵延不绝,生殖细胞必须确保自己的长盛不衰。这种不受时间、时代限制的传递,对于一个延续达数百万年之久的物种是很有必要的。

    生殖细胞是如何逃过瑞拉瓦解引发的这场危机的呢?与人体其他所有的细胞不同,生殖细胞有端粒酶的表达,弥补了DNA聚合酶造成的缺憾。在卵子受精后的短时间内,许多甚至是所有的早期胚胎细胞都拥有端粒酶。可是不久之后,在构成大多数组织的后代细胞中,端粒酶的产物就销声匿迹了,生殖细胞的后代除外。这种消失给许多后代细胞的增殖潜力施加了限制——成为阻止癌症发展的屏障。

    癌细胞复活了端粒酶,违逆了造化的神工。所有人体细胞,不论正常与否,都携有制造端粒酶的遗传信息。但是,早在胚胎发育时期,大多数正常细胞系拥有的这一信息已经被遏制了。采用某种未知的办法,癌细胞发掘出DNA中潜藏着的这个信息,再次用它来制造端粒酶。

    端粒酶基因是知善恶树上的苹果“绝大多数正常的人体细胞都不能拥有。一旦癌细胞得到了它,复活了端粒酶,癌细胞就能无限地重建和维护自己染色体的两端,确保自己拥有无限的复制能力。现在束缚癌细胞繁殖的障碍只剩下一个了——肿瘤患者的身体承受肿瘤细胞无限增殖的能力。

    有些肿瘤中,在正常细胞转变成癌细胞的多步进程中,端粒酶珊珊来迟——当演化中的癌前细胞群即将用光其分裂代数定额之时。细胞中出现端粒酶,取决于一种制约着端粒酶关键成分的基因。目下的研究正集中在搞清该基因是如何在正常细胞中罢工、在肿瘤细胞中亮相的。

    前面,我们已经了解了癌基因激活和肿瘤抑制基因失活是如何对癌细胞的对外关系——细胞与其周边环境的互动
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