当医生宣布一个人死亡之后,他的身体可能仍然还生机勃勃——这个过程可能会持续两天。新的动物学实验也表明当动物的肺脏被除去之后48小时内,依然有大量的基因处于活跃状态。
人们在老鼠和斑马鱼中已经观察到这种生命现象,现在也有一些线索显示死去的人身上的基因也仍然处于活动状态。这个发现可能会涉及到器官移植的安全,而且也可以帮助病理学家更加准确的判断受害者的死亡时间,甚至可以将时间精确到分钟。
来自于西雅图华盛顿大学的Peter Noble、Alex Pozhitkov和他们的同事研究老鼠和斑马鱼死后器官中基因的活性。他们通过检测信使核糖核酸(mRNA)的数量进行研究。mRNA是一种细胞物质,用来传递遗传信息,让细胞生产特定产物比如蛋白质。它们的增加表明基因活性的提高。
Noble的小组在固定时间间隔内测量了死后四天内斑马鱼以及小鼠大脑和肝脏中mRNA的水平。然后,他们将测得的数据同刚刚死时的数据进行比较。
“数以百计发挥不同功能的基因在死后被激活,其中包括一些胎儿发育基因。”
正如你所想的那样,总的mRNA水平随着时间的推移会降低。然而可以看到,死亡之后,与548个斑马鱼基因和515个小鼠基因相关的mRNA会经历一到两个峰值。这意味着动物在死后依然有足够的能量和细胞功能让一些基因被激活并长期处于活跃状态。
Noble说:“这些基因通过高峰和低谷的方式循环而不是缓慢降低,也不像其他的分解的脱氧核糖核酸那样处于混乱状态。”
数以百计的具有不同功能的基因在死后立刻“苏醒”,其中包括胎儿发育基因(这种基因往往在人诞生之后就不再被表达)和已经发现的癌症相关基因。它们在死后24小时活性达到最大。
人类身上可能存在一个类似的过程。之前的研究已经表明:对于死于各种外伤、心脏病发作或窒息的人,各种基因(包括那些参与收缩心脏肌肉和伤口愈合的基因)在死亡之后十二小时活性会更高(参考:《国际法医科学》,doi.org/bj63)。
Noble说,动物死后一些与癌症相关的基因被激活,这种现象可能和减少人类器官移植者的癌症发病率有关联。例如,移植了一个新的肝脏的患者得癌症的几率很高。他们需要终生服用药物来抑制免疫系统对这个新器官的攻击。Noble说,如果捐献者肝脏中激活的癌症基因在其中发挥了作用的话,这个现象是非常值得研究的。
为什么这么多的基因在死亡后“苏醒”?众多基因变得活跃可能是为了实现相应的生理功能,即当机体受到严重损伤之后帮助机体康复和复活。例如,在死后一些细胞可能有足够的能量来启动基因参与炎症反应来对抗损伤——就像这个身体还活着时那样。
或者,迅速去除抑制其它基因活性的基因(例如那些参与胚胎发育的基因)从而允许通常沉默的基因在短时间内变得活跃。
对于法医科学家,知道基因活性在死后的不同时间点如何变化,对确定某人的死亡时间非常有用。测量mRNA的变化可以让我们确定死亡发生的时间,比如在几小时前,甚至可能是多少分钟前,而不是现在仅仅只能确定到某一天,从而帮助我们来重建死亡的始末。
英国哈德斯菲尔德大学的法医基因学家Graham Williams说,很高兴看到这一领域有这样的进展,不过,“在用于实际工作之前,还需要做大量具体的工作。”
这个研究也提出了关于我们如何定义死亡的重要问题——通常我们认为是心跳、大脑活动和呼吸都停止。如果基因能在人死后活跃48小时,是不是从技术上讲这个人其实还活着?Noble说:“显然地,死亡研究将为此提供新的生物学信息”。
我们死了以后会发生什么?那取决于我们在哪里结束生命。一个被冷冻后的尸体安放在棺材中可以经过数十年后才完全腐烂。但如果完全置于户外,整个躯体在仅仅几个月内就会消失。在死亡的几分钟里,二氧化碳开始在血液中集聚,导致细胞猛然爆裂,并且喷出能够分解组织的酶。在半个小时内,血液开始汇集于身体的最低点,同时身体开始变得苍白。之后,钙离子扩散进细胞后导致肌肉收缩,尸体开始僵硬。
三天之后,尸体开始腐烂,微生物开始进驻我们的内脏分解蛋白质,并且产生令人厌恶的臭味。它们产生的气体可以使身体膨胀,两周后尸体就会被瓦解掉。
我们的肉体被微生物和蛆虫快速消耗。数月或数年之后,细菌和真菌除去了胶原蛋白,最终只剩下骨头。
蝌蚪君编译自newscientist,译者 天狼,转载须授权