2 熔炉
斯科特·开利和马克·开利是一对同卵双胞胎,他们于1996年加入了美国的太空项目。斯科特在太空中生活了一年,马克则待在地球上。NASA的科学家们对这对双胞胎的基因组进行了大量研究,包括斯科特进入太空之前、之中、之后。斯科特从太空返回地球后,比马克高了两英寸(5.08厘米),这是由于在零重力环境下,椎间盘会拉伸开,他还有钙质流失、骨密度降低的问题,即使大量运动也无法完全抵消零重力带来的这些影响。大多数科学家认为高水平的太空射线、压力以及饮食摄入限制会导致DNA损伤,大大提升斯科特罹患癌症、器官损伤的风险。但结果出人意料,太空生活的确改变了斯科特的DNA,却不是以科学家们早前预想的方式。
端粒(telomere)是染色体两端高度重复的一部分DNA序列,在细胞分裂时能够对中间的DNA序列起到保护作用,随着细胞的每一次分裂,端粒就会变短一些,当端粒被完全耗尽时,细胞就会停止分裂,并进入细胞凋亡。科学家预想的是斯科特的端粒可能会在太空射线和压力之下变短,但实际上,他的端粒却变长了。而且斯科特回到地球一年之后,他的端粒长度也降低到了他兄弟的同等水平上。
环境压力可以带来甲基化,这一过程能够改变基因的形态和功能。科学家们曾预测斯科特的DNA甲基化水平会更高,当然你可能已经猜到了,他的甲基化水平实际上比他在地球上的兄弟还要低,而且回到地球一年之后也回到了他兄弟的同等水平,后一个研究结果也进一步证实了环境确实能对DNA产生影响。
新陈代谢
所有生物都利用ATP供能。植物通过光合作用生成ATP,他们在叶绿体中将光、水和二氧化碳加工成ATP。动物则必须摄入食物,然后将食物分解为丙酮酸盐,在有氧环境下通过克雷伯氏循环在线粒体中生成ATP、水和二氧化碳,加入氧不足,丙酮酸就会在细胞溶质内发酵,生成少量ATP和乳酸,乳酸可以被看作这一过程中产生的废弃产物。
衰老的7种主要机制