對許多人來說,能夠青春永駐與健康到老是我們終其一生的夢想,但魚與熊掌似乎難以兼得,但拜今年諾貝爾醫學獎得主──三位美籍科學家之賜,讓「美夢成真」出現希望曙光!
眾所矚目的2009年諾貝爾醫學獎在十月上旬公佈,由三位美國籍科學家獲得,分別是女科學家伊莉莎白‧布雷克本(Elizabeth H. Blackburn,上圖中,路透),以及女科學家卡洛‧葛萊德(Carol W. Greider,上圖右,美聯)與休斯塔克(Jack W. Szostak,上圖左,美聯),而三位得主也創下諾貝爾獎舉辦迄今,第一次同時有兩位女科學家獲諾貝爾殊榮的創舉,三位科學家將共享1000萬瑞典克朗(新台幣約4580多萬)的獎金。
相較於2008年諾貝爾醫學獎是頒給發現愛滋病毒(HIV)的兩名法國科學家及發現人類乳突病毒(HPV)的德國科學家,今年諾貝爾得主則是因為合力發現染色體在進行細胞分裂時,其複製過程與老化間的關聯性而獲獎,研究成果也為往後的癌症治療與如何抗老化帶來突破性影響。
「他們解開了科學家長年來對細胞研究的疑問」台大醫學院微生物學科暨研究所教授鄧述諄表示,三位科學家的最大貢獻在於他們發現了染色體端粒(telomere)與端粒酶(telom-erase)是如何保護染色體的機制,從中找到影響細胞退化與否的關鍵。
端粒是細胞壽命長短的關鍵因子
長期投身染色體與端粒研究的鄧述諄指出,染色體的「端粒」是掌控人體細胞壽命長短的關鍵因子之一,但並非「唯一」。他解釋,我們人之所以會慢慢老化是因為細胞不斷在進行分裂,每次只要細胞一分裂,「端粒」就會跟著變短,當短到某個程度時,細胞就會宣告「壽終正寢」;然而,「端粒酶」則可促進染色體尾端變長,幫助染色體不被毀壞。
但,究竟什麼是「端粒」與「端粒酶」呢?中央研究院基因體研究中心研究員張大釗指出,「端粒」是一段存在於細胞染色體末端上的「特別DNA序列」,通常是富含鳥糞瞟呤(Guanine) 鹼基的序列。端粒主要功能是維持染色體完整性,由於細胞每次進行分裂複製時,會隨著細胞的分裂複製而導致端粒的長度減短,而細胞也會因此而跟著死亡。因此科學家才會認為「端粒」的長短和細胞壽命間存在很重要關聯性。
而「端粒酶」則是所謂的「酵素」,是一種特殊的蛋白質。張大釗說,其作用在於「端粒酶」可幫助延長端粒的長度,允許細胞持續增生。在一般正常細胞中,這樣的機制通常是被抑制或是受到很嚴謹的調控。當「端粒酶」的活性大幅增加時,有助於細胞端粒延長,也導致正常細胞的「凋亡機制」不被啟動,讓細胞達到「長生不老」的狀態。
研究成果有助於抗癌藥劑的研發
張大釗以坐火車的妙喻來比擬端粒與端粒←的關係。他說,「端粒」就如同車票一樣,每次我們搭車時,剪票員就會幫我們剪車票,每搭一次車,車票就會變短。而「端粒酶」則像是一張「免費搭車」的VIP卡,搭車時只要向剪票員出示「端粒酶」,他就不會剪掉我們的端粒車票,就可以持續搭車下去。
他表示,這樣的機轉也有助於抗癌藥物的研發,可幫助科學家發展出像是抑制端粒酶活性之類的藥劑,讓體內的癌細胞不被複製,讓抗癌成效更上一層樓。