生物老年学：布里斯托尔的堆肥如何催生了衰老科学

只需改变一个基因，线虫的寿命就会增加十倍。图片来源：Heiti Paves/Shutterstock.com

化妆品和保健行业充斥着宣称具有抗衰老功效的产品，很难分辨哪些产品物有所值，哪些只是昂贵的保湿霜。这个品牌经常因为不科学地宣称保持在不该存放水晶蛋的地方，或者像西兰花。

然而，衰老及其预防得到了一些合法科学的支持——事实上，它甚至有自己的名字。“生物老年学是衰老研究的生物学方面，被称为老年学，”作者安德鲁·斯蒂尔说，他写道永葆青春：永葆青春的新科学在发给 IFLScience 的电子邮件中，老年学涵盖了从健康到随着年龄增长而发生变化的社会因素等各方面的内容，而生物学方面则关注于理解并可能治疗衰老过程的细胞和分子基础。”

正如斯蒂尔在书中所解释的那样，这门科学的出现有一个意想不到的英雄，他是 1951 年从一堆堆肥中被挖出来的。诺贝尔奖得主悉尼·布伦纳正在寻找一种模型物种，这种模型物种可能会为神经发育提供一些易于理解的见解。答案是一种线虫，一种蠕虫。布伦纳在剑桥的花园里挖出了一种线虫，但他进行了试镜，以找到最适合他研究的模型样本。他最终选定了一种布里斯托株，秀丽隐杆线虫，更为人所知（如果这个有什么可以作为依据的）秀丽隐杆线虫。

其中一个原因是秀丽隐杆线虫Steele 写道：“在衰老研究中，这种微生物如此有用，是因为它们的寿命不长。‘正常’菌株秀丽隐杆线虫，即 N2，在大约两周的时间内生长、繁殖并死亡，这使得实验比在人类身上进行要快得多 - 你可以在两周内得到结果，而不是等待五十年，直到你的实验对象开始死亡！？

由于生命周期如此之短，科学家们开始将斯蒂尔所说的“化学火枪”发射到蠕虫的 DNA 中，以查看它如何影响寿命，或者是否影响寿命，但早期的研究有点不尽如人意。最终，这些基因筛选发现了基因组中一些改变蠕虫寿命的相关区域。

出于显而易见的原因，第一个被命名为 age-1，并且发现的变体增加了斯蒂尔说，“经过几十年的不断探索，我们发现了一种美妙的对称性：目前线虫寿命最长的基因是同一个 age-1 基因的另一种突变，它使线虫的寿命延长了十倍——1000%！——这是一个特别显著的增加，因为导致这一变化的只是线虫基因密码中的一个字母的交换。”

尽管我们之间存在差异，但这种“模式生物”与人类有着共同的祖先，因此，它们的基因结构中发现的一些特征在我们自己的基因结构中得到了保留。这意味着从老年蠕虫身上学到的经验教训确实对人类生物学产生了重大影响。

“age-1 基因是‘胰岛素信号通路’的一部分，是细胞检测体内胰岛素水平的机制，”斯蒂尔继续说道。“我们还发现，在活到特殊年龄的人类中，胰岛素信号基因也发生了突变，通常是在一种名为 FOXO3 的基因中，这种基因的特定变体通常出现在活到 100 岁或以上的人群中。”

“遗憾的是，这些变异似乎无法像线虫那样将人类的寿命增加 10 倍！然而，人类的一些单基因突变可以延长寿命 —— 并且可以说，这在很大程度上要归功于来自秀丽隐杆线虫我们甚至想象过你可以拥有一个？？首先。？