Telomerer (i vitt) täcker ändarna av mänskliga kromosomer, skydda den genetiska informationen från skador. Bild med tillstånd av Human Genome Program Science fiction -klassikern "Blade Runner" från 1982 pulserar med dystopiska funderingar om det mänskliga tillståndet - plus att det är mycket citerbart. Det finns knappast en Rutger Hauer -linje i filmen som inte har samplats av en DJ eller använts som en MySpace -rubrik. I en scen, Hauer karaktär-en konstgjord människa med bara fyra års livslängd-konfronterar forskaren som skapade honom. Han ställer ett mycket mänskligt krav:"Jag vill ha mer liv."
Som ett lopp, vi lägger mycket tid på att fly från vår egen dödlighet. Trots allt, viljan att överleva är avgörande för vårt genetiska uppdrag att sprida arten. I våra mer ambitiösa stunder, vi vågar till och med drömma om odödlighet. "Gilgameshs epos, "den äldsta kända skrivna texten, utforskade detta ämne för mer än fyra årtusenden sedan. Varför dör vi? Tänk om vi kunde leva för alltid?
Även om de filosofiska aspekterna av dessa frågor sannolikt kommer att förbli en diskussionsfråga i framtiden, modern vetenskap har gjort häpnadsväckande framsteg i studien av telomerer . Upptäcktes 1938 av genetikern Hermann J. Müller, telomerer (grekiska för "slutdel") är i huvudsak skyddande lock som består av korta DNA -sekvenser på kromosomspetsarna. Kromosomerna de skyddar, i tur och ordning, innehåller DNA som bestämmer hela vår biologiska profil [källa:Huaire]. Genetikern Elizabeth Blackburn jämförde dem med de små plastlocken i ändarna på dina skosnören. Utan dem, snören börjar lossna.
Varje gång en cell delar sig, dock, telomererna blir kortare. Om de växer för kort, de når Hayflick -gräns , den punkt där de inte längre kan skydda kromosomerna från skador. I denna, de låter mindre som skosnören och mer som ett tänt ljus. Även nu, dina telomerer kan växa kortare för varje celldelning, brinner ner allt närmare punkten för att rinna ut.
Vi fruktar det oundvikliga mörkret - fundera över dess omätbara djup. Kan telomerforskning ha nyckeln till att inte bara avvärja döden, men besegrar det?
Den mullvaden kan vara mer än bara ett skönhetsmärke - det kan tyda på ett långt liv. En dermatologi -studie från 2007 som genomfördes vid King's College London indikerar att personer med fler mol ofta har längre telomerer. Gianfranco Calcagno/FilmMagic/Getty Images Adams bibliska karaktärer, Noa och Metuselah hade alla en livslängd på mer än 900 år. Rutger Hausers replikantkaraktär i "Blade Runner, "Roy Batty, nådde knappt sin fjärde födelsedag. I dag, den moderna människan har en livslängd på lite mindre än 80 år i vissa delar av den utvecklade världen [källa:NCHS].
Oavsett hur grundläggande din tro eller fantastiska din science fiction -fan är, du vet förmodligen bättre än att applicera för mycket hård vetenskap på något av dessa exempel. Ändå, baserat på vad vi vet om genetik, vi kan göra ett par vetenskapliga gissningar om varför Noah och vänner levde så länge.
Å ena sidan, Noah kan ha fötts med ganska långa telomerer, medan Batty drog det ordspråkliga kortaste strået. I verkligheten, vissa människor föds med längre telomerer än andra. Eftersom telomerer förkortas med varje celldelning, det lönar sig att börja i förväg. När du närmar dig gränsen för Hayflick, ålderdomens cellulära effekter börjar sätta sig på grund av celldöd och skada. Situationen kan till och med börja gå söderut i förväg.
Genetiker vid University of Utah fann att testpersoner med kortare telomerer hade åtta gånger större risk att dö av sjukdom och tre gånger större risk att dö av hjärtinfarkt [källa:Biever]. Epidemiologer från Harvard Medical School upptäckte också att kvinnor med kortare telomerer än genomsnittet har 12 gånger större risk att utveckla demekursers föregångare [källa:Scientific American Mind].
En annan möjlighet är att Noahs och Battys telomerer helt enkelt förkortades i olika takt. Telomerer krymper inte signifikant hos friska människor i årtionden på grund av ett enzym som kallas telomeras , som delvis reparerar och förlänger dem efter varje förkortning.
Telomeras förekommer oftast i stamceller, liksom i celler som delar sig ofta (t.ex. de som deltar i immunfunktioner). Telomerasproduktionen går i stort sett vilande i de flesta vuxna celler, men vissa faktorer kan öka produktionen. En studie utförd av California's Preventive Medicine Research Institute såg att telomerasproduktionen ökade med 29 procent av 24 patienter som bytte från en stillasittande livsstil till en som definierades av träning, hälsosam kost och stresshantering. Var Noah en hälsanöt? Var Batty bara stressad?
Som du kan tänka dig, telomeras har väckt stort intresse. Om detta värdefulla enzym kan avvärja telomerförkortning, då kan det inte också tillåta oss att förhindra döden - eller till och med vända effekterna av åldrande?
När Dolly de klonade fåren dog i för tidig ålder av 6, forskare upptäckte ovanligt korta telomerer i hennes celler. Stephen Ferry/Getty Images News/Getty Images Om vi inte har lärt oss något annat från legend och fantasi, det är att strävan efter odödlighet i allmänhet inte blir som vi hoppas. Oavsett om det handlar om galen vetenskap eller mörkt trolldom, att leva för alltid kommer ofta med sin andel komplikationer.
Än så länge, studier tyder på att mer telomerasproduktion kan resultera i längre livslängd och ökad immunfunktion. I teorin, ordentlig pyssel kan förhindra åldrande eller till och med vrida klockan, effektivt skapa celler som aldrig når Hayflick -gränsen. Dock, odödliga celler är knappast en ungdomskälla. Till exempel, havsfåglar som kallas Leach's storm petrel upplever faktiskt telomertillväxt när de blir äldre - en oförklarlig anomali i djurriket [källa:Yeoman]. Arten har verkligen ett långt liv för en liten fågel (upp till 36 år), men de dör fortfarande.
På mänsklig front, åtminstone en människa hade odödliga celler - och de hittades i en tumör. År 1951, Henrietta Lacks gick in för en rutinmässig biopsi i Baltimore, Md. Medan en del av hennes tumörceller gick till ett laboratorium för diagnos, en annan skickades, utan hennes tillstånd, till forskare vid Johns Hopkins University Medical School [källa:Highfield]. Lacks dog av livmoderhalscancer 1951, men hennes celler lever vidare i laboratorier runt om i världen. Kallade HeLa -celler, de delar sig på obestämd tid. Innan denna upptäckt, celler som används i laboratorier hade alltid en hållbarhet kopplad till telomerförkortning.
Varför hittades dessa odödliga celler i en dödlig tumör? Medan telomerasproduktionen minskar nästan helt i friska vuxna celler, det ökar i cancerceller. Faktiskt, 90 procent av humana tumörer uppvisar mer telomerasaktivitet. Kom ihåg, cancer är i huvudsak okontrollerad cellulär replikation. Eftersom äldre celler troligen blir cancerframkallande, Telomerkrympning kan faktiskt ha utvecklats som ett sätt att undertrycka tumörtillväxt [källa:Biever].
Som du kan förvänta dig, dessa fakta komplicerar tanken på att öka telomerasproduktionen för att stoppa åldrandet. Faktiskt, vissa forskare föreslår minskad telomerasproduktion som ett sätt att bekämpa cancer. År 2009, forskare vid Stanford University School of Medicine identifierade ett protein som kallas TCAB1 som styr rörelsen av telomeras. Genom att blockera dess uttryck i cancerceller, läkare kan kanske låta naturen ta sin kurs på dessa out-of-control-celler.
Vetenskapligt sett det rider mycket på telomerforskning, från åldrande och förebyggande av cancer till kloningens framtid. Forskare över hela världen fortsätter att utveckla sin forskning, även om deras egna telomerer stadigt slits.
Utforska länkarna på nästa sida för att lära dig ännu mer om genetik.
