历史

第1372章 人类之未来(3 / 4)

从零开始

但是,这些基因到底从何而来?200年,陶茨和一名同事提出,孤儿基因也是复制产生的,只是接下来它的演化速度很快,以至于变得面目全非,跟原来的基因已经毫无相似之处了。而且他们确实找到了证据,似乎支持这一观点。他们证明,果蝇中孤儿基因的演化速度比非孤儿基因快了倍。

这样一来,孤儿基因就被塞进了“基因源于复制产生”的旧模型。然而,后来的研究指出,只有一小部分孤儿基因的起源可以用这种理论来解释。因此,尽管这个过程显然很重要,但它并不是孤儿基因故事的全部。“当时我们的想法上去是有道理的,”陶茨说。“因为另一种情况似乎太不可能发生了。”

还有另一个选择吗?唯一的其他可能就是,基因的确能够从零开始,从非编码dna的随机拼接组合中产生。这是一个长久以来一直被认为根本不现实的想法,因为从非编码dna到一个能产生有用蛋白的基因,跨度实在太大,可能性微乎其微。但是,大自然偏偏就不按常理出牌。几年前。人们逐渐找到了证据,酵母、稻米、小鼠和果蝇中都有“从头”产生的基因。到了2009年,爱尔兰都伯林大学的戴维诺尔斯(clysaght)证明。人类中有个孤儿基因还真是从零开始产生出来的。

他们发现,这个孤儿基因的dna序列与其他几种灵长目动物中已有的序列几乎一模一样,只不过后者是非编码dna。这意味着。这些基因必定形成于人类与黑猩猩在演化道路上分道扬镳之后。他们的研究还表明,这几个孤儿基因在多个人体组织中被转录成rna,进而被翻译成蛋白,不过这些基因的功能目前还不清楚。

20年,另一个团队报告说,又发现了60个从头形成的人类孤儿基因。麦克莱萨特觉得这个数字可能有点儿太高了——她相信,从零开始合成基因是一种罕见现象。

然而,另一些研究人员开始认为,这个现象或许普遍得令人吃惊。西班牙巴塞罗那市政基金医学研究所的ollriera)主持的一项研究,对270个灵长目孤儿基因进行了分析。发现仅有4能够用复制后快速演化的理论来解释)。相反,大约60%的基因似乎是全新的。“从头演化显然是一种强大的力量,随着时间不断产生出新的基因,”陶茨说,“来大多数孤儿基因都有可能是从头演化而来的。”

可是。这怎么可能?诺尔斯和麦克莱萨特发现,他们找到的那些孤儿基因,与已有的旧基因在位置上紧挨在一起,而且还略有重合,因此这些孤儿基因或许能够“借用”旧基因的开关。类似的,阿尔巴和托尔-里埃拉也发现。270个灵长目孤儿基因中有半数从“转座子”基因中获得了部分序列,那些转座子就像寄生物一样能够在基因组中跳来跳去。与此同时,人类基因组研究encode项目在20年初发表论文称,我们的dna中散落着成百上千万可能有用的短开关片断,而且一个开关能够搭配多个基因。

“人会生病,细菌也会,尽管细菌很微小,但是它们能被更微小的病毒——噬菌体所感染。”

珍妮咬断了嘴巴里面的巧克力棒。

“噬菌体就像个小小的注射器一般,把针头插入细菌,将自己的遗传物质强行注入到细菌体中,从而使细菌变成一个生物工厂,制造更多的噬菌体。”

凯瑟琳点点头:“病菌都是这么干的。”

“通常情况下,生病的细菌也就是被噬菌体感染的细菌最终会死亡,但也存在例外……”珍妮嘴角露出了笑意,但这种邪恶怪科学家的感觉是怎么回事……?

“一些彪悍的细菌可能驯化噬菌体,使噬菌体成为细菌的盟友。彪悍的细菌会将噬菌体的基因组整合到自身的基因组中,帮助它们抵抗恶劣环境或是抵抗抗生素,通俗地讲使之成为超级细菌。”

超级细菌什么的,凯瑟琳当然知道了,在2世纪的时候,这玩意儿却曾经也闹得沸沸扬扬了。

超级细菌因为抗生素无效,在印度等地引起了不小的波澜。

“噬菌体侵入细菌后,它们会以两种方式进行自我复制。第一种方式是野蛮暴力的,噬菌体侵入细菌后抢占资源,复制合成大量的新噬菌体,这个过程称为‘溶菌周期’。第二种方式是和平的,噬菌体dna渗透到细菌的基因组里,并且成为细菌基因组的一部分,当细菌繁殖的时候,它们随之同时繁殖。并且完全隐蔽地潜伏在细菌基因组中,产生与细菌数量一致的新噬菌体,这是一种完全隐蔽的复制模式,但是却很温和。”

“这么说来的话,人体内的线粒体,实际上很有可能就是一种类似的、被驯化的噬菌体……当然,或许是别的生命什么的。”

珍妮说了这么多。然后转过头向凯瑟琳:“更迭蛋白的存在,很有可能就是一种朊病毒,本质是蛋白质。但结果你身体驯化了,然后被转录为了dna而存储起来……”

说道更迭蛋白的时候,凯瑟琳还真有兴趣。

“想想。更迭蛋白是多么的奇特,能够无障碍的穿透人体的细胞——明明那是一个那么大的蛋白质体。而且,更迭蛋白竟然还能够读取人体的dna,然后对人体实现自我修复……如果将这个人体的dna换成别的什么东西的话,那又是一种什么样的情况呢?”

如果换成别的什么东西的话……

例如病毒?

的确,更迭蛋白能够作为多种催化剂使用。

因为更迭蛋白能够让人恢复健康,所以这是一种非常强大的存在。

但,如果更迭蛋白并不是一种为了人体的存在而存在,而是一种病毒的话,那又会如何呢?

首先。这种病毒能够入侵人体或者其他的什么生命的身体,然后这种病毒能够强制利用宿主的生命来维持自己的发展……

太可怕了。

但毫无疑问的,如果更迭蛋白真的是病毒的话,说不定就是这样。

“凯特,你上次和我提过的计划。我觉得非常可行。生命本身就能够对其他的生命进行整合,如果我们创造一种基本的dna程序,我们完完全全可以让这个程序来进行自我进化,我们只要给它提供最简单的模板……这就可以了……”

好吧,凯瑟琳头一次觉得畸变体的研究是多么的可爱。

凯瑟琳上次仅仅只是为了想办法转移珍妮的注意力而已。

但凯瑟琳绝对想不到,珍妮现在竟然还真的有了自己的想法……

“在细菌基因组里的噬菌体dna被称为原噬菌体。随着细菌被复制多次后。它们可能变异而产生新的噬菌体。原噬菌体就像寄生虫一样存活在细菌基因组中。有的时候,原噬菌体发生突变,无法再复制产生噬菌体,于是变成一种遗传化石标记,永远停留在细菌基因组中,标志着细菌曾感染过噬菌体,但噬菌体已经失活。”

“遗传化石标记被称为隐性前噬菌体,它们可能占据细菌基因组五分之一的比例。隐性前噬菌体的存在令人费解。细菌是出了名的小,基因组十分紧凑,但是为什么它们的基因组上还存在游荡的有害外来病毒dna?这是为什么呢?”

珍妮说的话,也是凯瑟琳的疑问。

很多人认为,人体身上有很多的冗余的dna,实际情况,应该和这差不多。

凯瑟琳原本的危机感,不知不觉被珍妮的一番话给带到了别的地方……

“我们将大肠杆菌中的9个隐性噬菌体全部找出,并且仔细地将这些噬菌体的dna从细菌基因组中剔除。从而,我们要验证是否有冗余的dna出现,但,结果令我们非常惊讶……”

“发生了什么事情?”

凯瑟琳立刻问道。

“我们发现,细菌的生存状况似乎变差了。当噬菌体的冗余dna被剔除后,正常条件下,细菌生长没有出现太多的异常,只是比有噬菌体dna菌株生长稍稍慢一点。但是,当遭遇一些恶劣环境时,没有噬菌体dna的细菌表现很糟糕。它们对抗生素的敏感性增强了400倍,它们在极咸或者酸性条件下很快死亡。甚至,它们几乎无法生成生物膜(一种它们自己分泌的用于保护菌体的薄膜)。”

珍妮摇摇头。

而凯瑟琳则是歪歪头。

这货怎么和游戏里面的被动技能有那么多相似感?

“在大部分情况下,被剔除噬菌体dna的细菌都变得很脆弱,这表明噬菌体dna可能是细菌基因组重要的部分。噬菌体dna不是死了的基因化石,而是细菌基因组的一部分。重要的一部分,它们对细菌的生存有着重要的意义,从某种程度上说,细菌把噬菌体dna驯化了,让噬菌体dna为细菌服务。”

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