你能想象“活體機器人”能自我繁衍嗎?
這不是科幻作品中的場景,而是近期發生在佛蒙特大學實驗室顯微鏡下的事實。
雖然聽上去有些驚悚,但這或許是目前解決創傷、出生缺陷乃至攻克癌症和衰老的最前沿的方法之一。
一.“吃豆人”自我繁衍,實現兩大突破
圖中酷似“吃豆人”的,就是正在自我繁衍的 “活體機器人”。它在移動時會在“嘴巴”處蒐集遊離的細胞,當蒐集到的數量接近本體時,這部分就會從“嘴巴”處脫離,形成新的吃豆人。
“吃豆人”名為Xenobot,它由約3000個細胞構成,是有生命的“活體”;而它又能夠進行程式設計修改、定向移動,因此也是“機器人”。
在創造之初,Xenobot其實還不能叫做“吃豆人”,因為它還沒有“嘴巴”,無法實現自我繁衍。在過去的一年裡,研究團隊重新設計了它移動路線,又為它添加了“嘴巴”,才有了顯微鏡下“吃豆人”自我繁衍的景象。
“吃豆人”是再生醫學領域的重大突破,對解決創傷、出生缺陷乃至攻克癌症和衰老具有重要意義。尤其是在衰老領域,“吃豆人”突破性實現了“定向移動”和“自我繁衍”兩大目標。
如何把體外培養的細胞運輸至體內的特定部位,修復因衰老而受損的器官,一直是尚未解決的難題。“吃豆人”的“定向移動”讓定向運輸成為可能,“以我繁衍”則能讓遊離的細胞在到達指定位置後聚整合細胞集合。在“吃豆人”的幫助下,人類對衰老的研究或將更進一步。
二.對抗衰老,人類做了什麼?
目前,人類解決衰老的思路主要有兩種。一種是用狀態更好的細胞替換原有細胞,另一種是讓細胞的衰老指標(如端粒、線粒體、DNA修復能力等)恢復至年輕狀態。
前一種思路取得最著名的成果便是治療性克隆。透過誘導胚胎幹細胞分化成人體組織或器官的方式,科學家能夠在動物身上“培育出人體器官”,用於移植。胚胎幹細胞是人體內最年輕的細胞,需要在嬰兒出生時就進行分離,但很少有人會在出生時保留該細胞,實用意義不大。
克隆器官得到的人耳鼠
聳人聽聞的“換血”也是這種思路的延伸。據媒體報道,PayPal創始人彼得·蒂爾每個季度都會花費40000美元,從18歲年輕人身體中獲得鮮血,並與自身的血液交換。不過“換血”的成本高昂且安全性難以保障,同樣不是成熟的抗老方式。
治療性克隆與“換血”都是細胞替換思路的成果。治療性克隆即使解決了胚胎幹細胞的來源問題,移植器官的成功率也是一大問題。“換血”至今在原理上還存在爭議。如今,“吃豆人”實現了定向移動與自我繁衍,能夠將數量恰當的細胞定向運輸至體內,移植成功率將比直接移植器官上升不少,或將讓該抗老思路重新煥發光彩。
另一種抗老思路寄希望於讓細胞老化指標恢復年輕,如端粒和線粒體等。端粒被譽為“生命時鐘”,每次細胞分裂都會讓端粒縮短(即人的變老過程),當端粒消耗殆盡,細胞就會走向死亡;線粒體則指向能量的轉化效率,科學家認為,老年人運動狀態不如年輕人,原因就在於線粒體的衰退。
在該抗老思路的指導下,“艾木茵”類物質問世。2013年,哈佛醫學院實驗表明,該物質能夠維持線粒體穩態,使老年小鼠的運動能力恢復至年輕狀態,肌肉細胞強度也有所提升。2019年,M國貝勒醫學院研究進一步證實,它還具有維持端粒長度的功效。
該物質前景蔚然,曾引得李嘉誠投資兩千萬美金研發,中信證券也對該物質未來的市場規模做出了千億級的樂觀預估。哈佛實驗室該物質的供應商企業港基因,去年在浙江餘姚投資10億,建立了百噸級原料工廠,一舉降低了該物質的成本。成品“艾木茵”在京東僅需小四位數就能獲得,這讓它成為了受眾更廣、真正具有實用意義的抗老科研成果。
三.探索生命的秘密,人類或將戰勝衰老
科學家們在《美國國家科學院院刊》上寫道:“生命在表面之下,隱藏著出人意料的行為,這些尚待發現”。僅憑人類已有的常識,誰也不會想到會有能夠自我繁衍的“活體機器人”。生命還存在太多的未知與秘密等待人類探索,對抗衰老聽起來像天方夜譚,但卻已讓幾十萬人受益。
也有人對活體機器人技術表示恐懼。“吃豆人”由青蛙的心臟細胞和表皮細胞組成,他們認為人類的“造物”行為已經觸碰到了某種禁忌,將來必定會遭到反噬。人類已站在了“新世界”的大門前,門後的未來可能是繁榮的再生醫學,也可能是科技的兇猛反噬。
但面對未知的道路,唯一能確定的是,人類還不能停下探索的腳步。