Tuesday, December 04, 2007

點指兵兵

  有一個遊戲,香港的小孩子一般都懂。一群人分成兩組互鬥,一組是兵,另一組是賊。誰人做兵?誰人做賊?先是人人伸出手,拇指豎直向上,一個小孩握成拳頭,套在另一小孩的拇指上,一個接一個,連成一條直柱;然後從上向下數,口念「點指兵兵,點著誰人做大兵;點指賊賊,點著誰人做大賊」。分組之後,可開始玩耍。在地鐵車廂中,站滿了人,大家圍著扶手鋼管,一人一隻手牢牢握著,由上而下,不下六七隻手。我有一個頑皮的想法,何不玩「點指兵兵」的遊戲?

  在細胞當中,被細胞核保護的遺傳物質叫DNA。DNA包含了極多的「藍圖」(又叫做基因〔Gene〕),憑之可以造出蛋白質。每一分藍圖代表了一個蛋白質。當細胞須要製造某一個蛋白質(例如胰島素)的時候,細胞會從胰島素的藍圖,「影印」一分副本,叫mRNA。之後,mRNA從細胞核進入細胞質;細胞質之中的核糖體,根據藍圖,能將胰島素製造出來。所以,簡單來說,從DNA到蛋白質,其中涉及的工序,包括轉錄一部分DNA,做成mRNA;然後從mRNA,再轉譯成為蛋白質。問題是,如何劃分「兵賊」?細胞憑的是什麼,以決定須要轉錄哪一些基因?這便觸及一個最基礎性的細胞管理工具,叫轉錄因子(Transcription Factor)。它負責點指兵兵,決定選擇影印哪一些基因。

  一個細胞中,有很多種類的轉錄因子,例如刺激細胞增生的「雌激素轉錄因子」、令免疫細胞亢進的NF kappa B等。基本上,因應個別環境的情況,某些轉錄因子能促進細胞增生,而另一些則能命令細胞自滅。

  有一個轉錄因子叫叉頭(Forkhead)。「叉頭」這稱謂,起源於一個果蠅的實驗。在此實驗中,去了果蠅這個轉錄因子後,它的頭會變得像一把叉,故稱「叉頭」。「叉頭」主宰很多重要的細胞反應,其中一項,是幫助細胞應付有害的氧自由基。怎樣做?方法是去點指兵兵,在眾多基因中,先點出一些可以中和氧自由基的生物催化蛋白質(酶),例如「超氧歧化酶」,之後將其「影印」,再促成。

  一旦「叉頭」不能發揮作用,細胞會被氧自由基「燒」傷,從而開始衰老。什麼東西能廢掉「叉頭」?答案是一個叫AKT的蛋白質。它會在「叉頭」上貼上一個磷酸的標記,令細胞中的垃圾處理系統(又叫蛋白酶體〔Proteasome〕),將「叉頭」像垃圾般燒毀。那麼,又是什麼東西令AKT起動在先?是胰島素。因此,若經常吃得太多和太甜,會間接削弱細胞的自保能力(Proc. Natl. Acad. Sci. U SA Vol.104 pp.15899-15904)。

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