死後所發生的事：死而復活的基因
■你想過死後會發生什麼事情嗎？是像在半路拋錨的汽車，在引擎停止運轉之後，轟隆一陣就停在半路上再也無法動嗎？大部分人的臆測可能都會和拋錨故障的汽車相去不遠，但最近一篇由美國西雅圖華盛頓大學，Peter Noble博士帶領的研究團隊，卻發現事情沒有這麼單純。
撰文｜駱宛琳
不單是人類，地球上的動物都可以視作極其複雜的生物體。要讓一個生物體能夠正常運作，要靠生物體內各個不同的系統、生理機制之間協調合作。而各系統間要合作無間，是繁不勝數的生理機轉藉由調控數以千計的基因，讓它們在恰當的時間、恰當的細胞組織內表現，而且表現量還得恰到好處。只有這麼多的「剛剛好」都被精準調控了，生物體的恆定性才能夠穩定地日以繼夜運作下去。
自然演化長長的時間裡，讓生物體內各基因可以「天時、地利、基因和」的找到最恰當的平衡點，而穩穩當當的架構起生物體內恆定性。但是，當個體一旦衰亡死去，生物體內這個複雜的網路脈絡又會如何發展呢？Noble博士覺得藉由研究個體死亡之後，生物體內恆定性自然、逐步瓦解的「命運」，或許可以提供一個有趣的視角來幫助我們了解，生物內層層疊疊的調控機制是如何被架構出來的。於是，他們選定用斑馬魚與老鼠來進行實驗。
研究人員利用人工方式讓斑馬魚與小鼠在失溫下死亡之後，再將實驗動物放回其飼養環境，然後研究死亡後不同時間點的基因表達是不是有什麼不同。研究人員首先注意到，在死亡之後，有些特定功能的基因反而會被重新活化。大部分被活化的基因都在實驗斑馬魚與實驗小鼠死後半小時之內，這或許可看作一層又一層的調控機制逐步失調所造成的。但令人驚訝的是，有些基因在更後面的時間點被再次啟動。以小鼠為例，在小鼠死亡二十四小時與四十八小時的時候，都有特定的基因在這些特定的時間點被再次啟動。而且，分別以小鼠與斑馬魚為模型所得到的實驗結果都相當類似，可見這些「死後才又復生」的基因不是被隨機被選中，而是有些生理環境的特徵讓這些基因能夠重新被活化。
那又是哪些基因呢？被活化的基因有些跟細胞在遭遇生存壓力時會被啟動的機轉有關，有些跟細胞凋亡有關，另一大類則是免疫反應、發炎反應相關。生物個體死亡之後，體內環境的營響與氧含量都因而匱乏，而這已足夠啟動一些跟生存壓力有關的基因活化，也自然會讓多數的細胞走向細胞凋亡。死後的個體或許更像個微生物培養缸，想想與生物體共生的細菌可謂多如繁星。因而，在生物體失去原本平衡好好的調控機制之後，可能因為「還活著」的細胞偵測到這些微生物，也可能因為原本「抑制」體內免疫反應對這些微生物展開攻擊的調控機制被先一步瓦解，使得發炎反應與免疫反應相關的基因，在個體死後可以被大量表現。但這些基因都不太讓人意外。
真正讓研究人員與科學界吃驚的是，許多跟胚胎時調控發育的基因，還有在癌細胞上被大量表現的基因，也被活化了！這或許在個體死後的體內環境，跟生命之始胚胎早期的環境很類似，因此才讓這些基因被再次重新啟動。而死後被活化的「癌症相關基因」也讓人極感興趣。一直以來，接受器官移植的病人，得到癌症的機率比一般人要高。雖然，有很多其他複雜的病況必須得一併考慮，但會不會也因為在個體死後，這些癌症相關的基因又被啟動而有關呢？
但，Noble博士的研究也引發兩極論戰，而最主要被挑戰的觀點都在實驗分析上。在實務操作上，要比較哪些基因被大量表現，通常都會用某個在各類不同細胞都被常態表現，而且表現量相對穩定的RNA來當作基礎點，再將各個基因所表現的RNA量與之相較。但這常用的方法，在當細胞內大部分的RNA都被降解之後是不是還適用呢？雖然疑慮的聲音不斷，Noble博士則認為，如果單純因為某些基因產物比較不穩定而出現這些結果，那麼「死後復生」的基因在表現時間點上，應該要相當統一。但相反的，每個基因在個體死後被大量表現的時間點都不一樣，顯示這些被重新活化的基因，並不是只是因為基因產物「比較穩定」。而且，像是只有在胚胎早期才被活化的那些基因，在成熟個體上一般可是被長期抑制的，但卻在個體死後又被重新活化了。在Noble博士的研究被正反兩面廣泛討論的同時，也提供科學界一些思考新角度！
原始論文：Alexander E Pozhitkov, Rafik Neme, Tomislav Domazet-Loso, Brian Leroux, Shivani Soni, Diethard Tautz, Peter Anthony Noble. Thanatotranscriptome: genes actively expressed after organismal death. bioRxiv 058305; doi: http://dx.doi.org/10.1101/058305
參考資料：Mitch Leslie. ‘Undead’ genes come alive days after life ends. Science. Jun 22 2106.
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作者：駱宛琳 美國聖路易華盛頓大學（Washington University in St. Louis）免疫學博士，從事T細胞發育與活化相關的訊息傳導研究。
