核武器試驗(yàn)爆炸在空氣中留下了輻射微塵,，這些微塵在大氣層中的同位素成為測(cè)量人類細(xì)胞年齡和更新率的新方法的基礎(chǔ),。
推算人類細(xì)胞的年齡不是件簡(jiǎn)單的事,，因?yàn)樽鲞@類實(shí)驗(yàn)需要將特別的標(biāo)示物置入DNA，而對(duì)人類組織來(lái)說(shuō)這是不可行的,。Jonas Frisén是瑞典卡羅林斯研究所的干細(xì)胞研究員，他說(shuō)：“盡管這種方法確實(shí)很有問(wèn)題,，但我真的想知道人類大腦中不同區(qū)域的神經(jīng)的形成速度,。”“置入DNA的物質(zhì)肯定會(huì)成為誘變劑，因此只有等病人死亡之后才可能收集組織,。”
這讓Frisén倍感挫折,，他想到了另外一種方法，就是考古學(xué)家和古生物學(xué)家喜歡使用的“碳定年”法,。不幸的是,，14C的半衰期為5730年，這對(duì)估計(jì)陶瓷碎片或三葉蟲(chóng)的年代是有用的,，但對(duì)于研究肝臟細(xì)胞的更新率卻無(wú)幫助,。但Frisén卻發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到的救星：原子彈。在瘋狂的20世紀(jì)50年代末和60年代初,，原子彈在地球上頻繁地試爆,，直到1963簽署《部分禁止核試驗(yàn)條約》為止。這些試驗(yàn)都產(chǎn)生了大量的14C,，它們?cè)诘厍虻拇髿鈱又醒杆贁U(kuò)散并達(dá)到平衡,。從1963年開(kāi)始，當(dāng)同位素融入生物體內(nèi)或被海洋吸收后,，大氣中的14C水平開(kāi)始穩(wěn)定下降,，大約每隔11年就會(huì)減少一半,，這對(duì)活樣本的研究來(lái)說(shuō)非常有用。
Frisén假設(shè),，通過(guò)計(jì)算融入細(xì)胞基因組DNA的14C含量,，再將其與1963年以后大氣中的14C的含量進(jìn)行對(duì)比，以此可以估計(jì)細(xì)胞的產(chǎn)生日期,。Frisén用松樹(shù)年輪和馬組織進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),，證實(shí)了這一方法的可行性之后，F(xiàn)risén和同事又用該方法估算了人類細(xì)胞的平均年齡,，如骨骼肌肉的平均年齡為15.1年,。然后，他們將目標(biāo)轉(zhuǎn)向大腦,，希望對(duì)有爭(zhēng)議的大腦皮層的神經(jīng)形成問(wèn)題有所了解,。他們用熒光搜索到了皮層細(xì)胞，其分析顯示：盡管神經(jīng)膠質(zhì)相當(dāng)年輕,，神經(jīng)細(xì)胞仍然是其供體的年齡,，由此推測(cè)缺少重要的神經(jīng)形成。
使用這一方法的預(yù)測(cè)結(jié)果非常精確,，誤差可以控制在2年以內(nèi),。但Frisén表示技術(shù)水平仍需要迅速提高，他的研究小組還有一個(gè)雄心勃勃的計(jì)劃：“我們想建立大腦細(xì)胞運(yùn)轉(zhuǎn)的圖譜,，希望弄清楚這些地方的神經(jīng)細(xì)胞是否會(huì)更新,、以多大程度更新。”他們還想尋找細(xì)胞更新與各種組織疾病間的關(guān)系,。
注：本文根據(jù)2005年9月期的《自然－方法學(xué)》編輯,，如有誤，請(qǐng)以《自然－方法學(xué)》原文為準(zhǔn),。編譯：王丹紅
