细胞学畅想——每周科那个幻89

作者:吕默默来源:蝌蚪五线谱发布时间:2017-10-18

如今的世界,科学家并不能根据你的基因图谱立马克隆一个复制人出来,所以大可放心。但是在未来就说不好了。

图1

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    1665年英国科学家胡克根据一位皇家学会院士的资料设计了一台负责的显微镜,并且从树皮上切了一片软木薄片放到这台显微镜上观察,他看到了植物细胞。这是人类历史上第一次对细胞结构的观测。从这天起,人类才算了解到生物的基本组成。将近400年后,人类发现了细胞的各种奥秘,开始创造人类的新纪元。本期我们就聊聊细胞学方面的科技新闻以及相关的科幻作品。

图2

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1、细胞内部时钟
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  美国科学家利用先进的荧光显微镜技术,首次对人体活细胞内细胞核的形状变化进行了动态研究,发现细胞核表现出快速波动性,这种“内部时钟信号”标志着人类首次找到表征细胞周期改变的物理特性,为理解生命物质构成和疾病成因提供新途径。
  之前的相关研究,只能将发育到生命周期某个点的细胞提取后进行研究,提取出来的细胞已经处于停止分裂即“死亡”状态,通过这类研究,科学家已经知道,在一个细胞生命周期中细胞核的形状和大小会发生巨大改变。但鉴于技术限制,无法对活细胞内细胞核的改变进行跟踪,因此细胞核的形状在细胞生命周期的各个时间段是否发生改变,一直无从知晓。
  观点:
  近年来各种电子显微镜有了长足发展,科学家可以观测到越来越多的细胞内的细节,也就更了解人类机体的运作方式。这不又发现了细胞内部的时钟被科学家发现了。这并不意外,如果数以万亿的细胞不能系统工作,人就不能称之为人了,有节律的细胞运作是肯定存在的。这一发现可以让科学家和医生更了解人体细胞的运作机制,对治疗疾病以及弄明白疾病如何产生都有着不可估量的作用。这么说来科技大佬扎克伯克做出的在本世纪消灭一些疾病的预言是有道理的。
  无论是现存的动物、植物或者人类,都有相当精巧的运作机制,但这一切有可能并不是自然进化的结果,而是早已经制订好的。如果您不信,请看获得了2000年度的世界科幻大奖“雨果奖”的《达尔文电波》。

图3

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2、基因也看脸?
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  据《自然》杂志网站近日报道,文特尔创办的一家公司宣布,他们的新研究认为,DNA数据会通过相貌和身体特征泄露匿名者的真实身份,再次引来其他科学家们的质疑和批评。但来自宾夕法尼亚大学和哥伦比亚大学等机构的知名科学家却质疑称,文特尔团队的研究夸大了基因识别人们身份的能力,会引起社会对基因隐私的不必要的恐慌。更有参与研究的内部人士表示,文特尔此举存在私人目的,他可能在利用自己的影响力,改变目前基因数据公开获取的现状,利用自己的基因数据库谋取利益。
  观点:
  笔者找到了这则新闻的全文,大意是说泄露基因了并不会影响你用iPhoneX刷脸,因为你的脸长什么样可能跟基因并没有太大关系。
  人类的基因编码是非常重要的存在,但人类大多数基因都相同,只有部分是不同的。所以如果不是单纯进行基因测序,并用来解锁需要此序列才能打开的门,泄露了个人基因其实无关紧要,至少在这个时代是这样。如今的世界,科学家并不能根据你的基因图谱立马克隆一个复制人出来,所以大可放心。但是在未来就说不好了。笔者推荐的是王晋康老师的《类人》。

图4

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3、给自己治疗
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  《自然·生物技术》最近刊登了一项用全新方法培育干细胞的突破性研究。美国科学家建立了包含一亿种抗体的抗体库,并筛选出能替代转录因子的抗体,模拟自然发育过程,将普通成体细胞重新编程为诱导多能干细胞(iPSCs)。
  现今普遍使用的多能干细胞诱导程序由科学家在10年前研发,这种名叫“OSKM”的方法,需要向成体细胞DNA内插入能分别编码转录因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc的4种基因。加入这4种基因后,成体细胞会编码生成转录因子,诱导成体细胞编程为多能干细胞。
  观点:
  抛开这则看起来很高端的新闻不说,单说诱导干细胞技术,科学家已经进行了相当多的研究。去年有科学家甚至用第三人的诱导干细胞为一位日本男性制作了视觉细胞,并恢复了光感。这项技术倒退50年简直就是魔法一般的存在,着实令人不可思议。
  克隆技术可以用一个成熟个体的体细胞制造出来一个一模一样的人出来,如今诱导干细胞技术已经可以把成熟的个体细胞,诱导成为万能细胞,得以利用。虽然这项技术仍然在研究当中,远没有投入临床大规模推广,但在未来,器官再生医学肯定会有长足的发展。
  笔者推荐的是罗伯特索耶的著名科幻小说《计算中的上帝》,也许人类的癌细胞是连接与其他外星人细胞的一种粘合细胞,在未来将起到非常大的作用。

图5

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4、生物钟
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  瑞典卡罗琳医学院2日宣布,将2017年诺贝尔生理学或医学奖授予三名美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬,以表彰他们在研究生物钟运行的分子机制方面的成就。诺贝尔生理学或医学奖评选委员会秘书托马斯·佩尔曼在卡罗琳医学院“诺贝尔大厅”举行的新闻发布会上,宣布了获奖者名单并介绍了获奖原因。
  评奖委员会说,人们过去知道包括人类在内的许多生物都有内在的生物钟,但是对生物钟的工作原理长期不清楚,这一直是科学家探索的课题。今年获奖者的研究成果解释了许多动植物和人类是如何让生物节律适应随地球自转而来的昼夜变换的。
  观点:
  小时候父母、老师就教育我们一定要早睡早起,课堂上才会有更好的精神学习,个头因此才会长高。但是大多数时候都被当成了耳旁风,但今年的诺奖着实狠狠的打了我们的脸,这是有科学道理的!
  这次诺奖果蝇也是立了功的,科学家从果蝇身上分离出一个能够控制生物节律的基因,它可以编码出来一种在夜间集聚、在白天分解的蛋白质,这种蛋白质在细胞中的数量变化影响生物节律的昼夜变化。其后几位科学家还发现了其他蛋白质,熬夜的人身体不好,终于有了依据!
  笔者推荐的是南希·克雷斯的《西班牙乞丐》,作者设定科学家居然把人类睡觉的基因给敲掉了,从此不用睡觉。

图6

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5、治愈1型糖尿病
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  “异种移植治疗Ⅰ型糖尿病,基本实现了与人体胰岛移植相近的疗效。团队计划再经过两年努力,通过和多家医院合作,达到每年完成1万例糖尿病治疗的目标。”近日,长沙,湖南省医学会组织专家,对2013年湖南省卫生厅批准的《新生猪胰岛移植治疗Ⅰ型糖尿病小样本临床研究》进行的评审会上,中南大学湘雅三医院教授、湖南省异种移植工程技术研究中心主任王维说。这意味着,异种移植有望进入临床,惠及千万普通患者。
  观点:
  糖尿病其实并不可怕,简单来说人身体中分泌胰岛素的细胞失去作用了,导致糖分不能被分解吸收,引起的一些列人体变化。有朋友说了,糖分不吸收,这多好,不怕长胖了,但糖分是人类活着的基础。1型糖尿病基本失去了分泌胰岛素的功能,没有能量来源,人是活不久的。
  另一方面,糖尿病带来的并发症才是令医生和病人头疼的,引起神经病变,心血管的疾病,导致失明,肢体溃烂,令病人痛不欲生。如今中国的科学家利用猪胰岛移植来治愈1型糖尿病,已经有了成果,给中国超过1亿的患者和潜在患者带来的福音。
  人类的疾病还要从源头来找,比如从细胞水平或者基因尺度去解决。笔者推荐的是《侏罗纪公园》系列电影,影片中科学家从远古蚊子吸取恐龙的血液中提取了恐龙基因,重造了恐龙。笔者有个疑问,既然影片中的基因技术如此发达了,为啥不先解决了人类的疾病呢?
  本期就到这里,我们下期再见。

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