第一章 复活节岛和移植病人
我第一次想到基因开关这一概念时,正在阅读加州大学河滨分校斯蒂芬·斯宾德勒教授的一篇论文,该论文探讨了热量限制如何预防小鼠得癌症。这大概是我在2013年研读的第五百篇关于热量限制、禁食、生酮和长寿的论文,因为那时候我沉迷于研究如何让我的父母活到100岁且避免患上糖尿病、心脏病、阿尔茨海默病等现代疾病。我在论文中看到了老生常谈的几点建议:避免食用精加工食品,尤其是含大量糖分、脂肪和盐类的食品;经常运动;保持好睡眠;不要抽烟;不要过度饮酒。但是我也看到了很多我闻所未闻的信息潜藏在科学文献中,它们都无可争辩、令人信服。信不信由你,有确凿证据表明,你可能会偏爱某几种坚果,摄入过多的蛋白质可能会对身体造成损害(某些特定的动物性蛋白质比其他蛋白质要差得多),少食多餐并不理想,某些维生素(例如维生素E)会增加患癌风险,而千载难逢地抽一次雪茄可能真的会延年益寿!
看到这样的数据,我只想从细胞的角度更深入地了解人体的工作原理,以及保持年轻的方法。直到有一天,我终于找到了关键点。我的所有研究和我研读过的大量论文都直截了当地指向基因开关,它是机体中的一种单一机制,可以在开启某一细胞过程时关闭另一过程,反之亦然。从科学角度来讲,基因开关是一种名为mTOR的蛋白质复合物,这是雷帕霉素机制靶蛋白(mechanistic target of rapamycin)的简称(以前称为“哺乳动物雷帕霉素靶蛋白”)。我在本书的引言中提到过,雷帕霉素机制靶蛋白是几乎每个细胞(血细胞除外)都具有的开关,它可以激活细胞的自我清洁模式(自噬),从而消除体内可能引发癌症的有毒物质,也可以燃烧脂肪,使机体合成更多的蛋白质,储存尽可能多的能量(葡萄糖和脂肪),并生成更多细胞。(有时人体确实需要合成更多蛋白质,储存更多脂肪,并生成更多细胞,但不能永久停止细胞修复和自我清洁过程,具体见第九章。)如果上述物质的合成过程达到过高水平,可能就会引发疾病,然而现代的生活方式往往促进了合成过程。
清理废物和燃烧脂肪(自噬)
储存脂肪和生成肌肉(mTOR)
mTOR中的R代表雷帕霉素,这是一种细菌产生的化合物。为了全面了解雷帕霉素机制靶蛋白,并更深入地了解细胞开关的概念,我们来回顾一下它的发现历史。这个侦探故事始于一项强大的发明——电子显微镜。