误打误撞得诺奖

来源 :大科技·科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pangzhu311
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  他让干细胞研究
  起死回生
  哺乳动物的发育是从受精卵开始的。受精卵一分二,二分四……这样不停分裂下去,就形成了早期胚胎。组成早期胚胎的细胞彼此毫无差别,我们称其为干细胞,因它们处于胚胎中,又称胚胎干细胞。到胚胎发育晚期,干细胞就开始朝专职化的方向发展:有的发育成神经细胞,有的发育成皮肤细胞……如此等等,这个过程叫干细胞的分化。所以,我们身上所有的专职细胞都是由胚胎干细胞分化来的,而胚胎干细胞则有发育成各种专职细胞的潜力。
  胚胎干细胞的这种能力一经发现,各国科学家不约而同产生一个想法:用人类的胚胎干细胞来治疗许多顽症。比方说,可以让胚胎干细胞发育成心肌细胞来治疗心脏病,或者发育成神经细胞,来治疗某些神经疾病。
  但这种想法触犯了人类的伦理底线,因为哪怕从早期胚胎上拿走一个细胞,这个胚胎就不能正常发育了,换句话说,整个胚胎就没用了。这相当于扼杀了一条幼小的生命。所以,许多国家纷纷出台禁令,禁止生物学家利用人类胚胎干细胞开展实验。一时间,干细胞研究陷入了死胡同。
  2006年,一个重大发现却让这项研究起死回生。这个发现宣称:我们可以通过人工的办法让那些已经分化的细胞“返老还童”,重新变回到干细胞,而这种干细胞功能上与胚胎干细胞极为相似(为区别起见,称为人工诱导多功能干细胞,简称iPS细胞);这样,我们以后只要取病人身上的一小块皮肤,通过人工的办法让皮肤细胞变成iPS细胞,再让iPS细胞发育成医生所需要的细胞,就可以用于治疗的目的。
  伦理禁区这样被巧妙地绕开了,一时国际科学界欢欣鼓舞。而为此做出杰出贡献的,却是一位当时名不见经传的日本科学家,叫山中伸弥。2012年,他终于荣膺诺贝尔生理及医学奖。
  失败的医生
  1962年,山中伸弥出生于日本大阪府。父亲是一位经营缝纫机零部件的小企业主。大概受了父亲的影响,山中从小就喜欢拆解家里的各种物件,不过他的动手能力却实在不敢恭维。有一次,他把家里祖传的钟拆开,但是最后却没有复原回去,为此被母亲打了一顿。
  在高中时,山中迷上了柔道。他的梦想是参加奥运会比赛。虽然他在学习上不上心,练起柔道来却很认真,手脚受了10多次骨折也乐在其中。许多人说他应该去上体校的附中,但他在柔道上并没有表现出特别的才能。
  高中三年一晃就要过去,这个成绩一般的学生面临着上什么大学,选择什么专业的问题。这时山中的父亲对他说:“你既然多次受伤,总该看见过医生是如何减轻病人痛苦的,那就学医吧,将来你自己当医生也好去帮助病人。”山中接受了父亲的提议,靠临时抱佛脚,终于考入了神户大学医学部。
  大学毕业后,山中去大阪医院实习,因为他本人曾多次骨折,所以选择的是整形外科。在实习期间,有两件事改变了他的志趣。第一件是,他痛苦地发现自己没有做手术的天分,别人做一个手术只要20分,而他则要花2个多小时。另一件是,有一次他看到一位女病人,全身关节变形,其苦万状,给他很大的触动;他觉得再优秀的医生也只能帮助少数病人,而要是医学研究中取得成果,推广开来,就可以帮助更多的人。所以,他后来的兴趣转向了基础医学研究上。
  失败的实验
  1993年,31岁的山中伸弥博士毕业之后,到美国加州格拉德斯通心血管疾病研究所做博士后。
  当时研究的热门是引起心脏病的罪魁祸首——一种我们现在俗称“坏胆固醇”的化学物质。山中所在的课题组目标是寻找一种新的降低坏胆固醇的方法。他们用转基因鼠做实验,经过一连串实验之后,发现老鼠肝脏中坏胆固醇降低了。但一天早上,饲养小鼠的技术员却跑来告诉山中:“山中,你的许多小鼠都怀孕了。”山中说:“你在跟我开玩笑吧,要知道那些小鼠都是雄的。”山中到老鼠房一看,果真看到很多雄鼠像怀了孕似的。原来这些小鼠得了肝癌,肝脏肿大撑大了肚皮。
  原想预防心脏病的,可引起的副作用却是患癌症,这项买卖可真不划算。大家对实验结果都很沮丧,唯有山中产生了好奇,他想弄明白到底是什么原因导致老鼠得肝癌的。好在实验室的负责人相当开明,允许山中偏离原先的课题方向去大胆探索。
  经过一系列研究,山中初步猜测,转基因鼠患癌症的原因很可能是一个叫NAT1的基因控制合成的蛋白被改变失去了活性的缘故。为了验证这个猜想,山中需要研究先天DNA中就缺失NAT1基因的老鼠,看看它们是否也会得癌症。为了此目的,他需要基因敲除的老鼠,而培养这种老鼠则又需要老鼠的胚胎干细胞。山中不懂基因敲除术,为此向研究所里当时做胚胎干细胞的一位女科学家求助,并且还要亲自跟她学怎么做。这位女科学家后来说,很多人都曾请她帮过忙,但只有山中肯花时间跟她学习怎么操作。
  不过NAT1基因被敲除的老鼠一直都没有培养出来,原因是,小鼠的胚胎干细胞中NAT1基因一旦缺失,就不能继续发育成熟,它们只是不断地分裂,但不会分化为其他细胞。这让山中感到很沮丧。但他们也由此意外地发现,NAT1基因在胚胎干细胞分化过程中起着重要的作用。这又让山中对干细胞产生了浓厚的兴趣,转行研究胚胎干细胞。
  走向成功
  假如把山中之前的研究用“不顺利”三字来概括的话,那么他研究干细胞的早期,也一如既往地不顺利。尤其在刚回日本的头几年,由于工作刚起步,山中只能得到少量的经费,他不得不自己一个人养几百只小鼠,提交的论文也一再被拒,日子过得相当艰苦。由于不得志,山中得了抑郁症,几乎要放弃科研,回头做一名整形医生。
  正当他的事业陷入低谷之际,条件优越的奈良先端科学技术研究生院招聘他去建立一个做基因敲除小鼠的研究中心。千辛万苦脱了几层皮后,山中终于拥有了自己独立的实验室。
  当时科学界的主流认为,哺乳动物胚胎发育过程中细胞的分化是不可逆转的。虽然这个观点并非没有反例,但当时没引起大多数科学家的重视,而山中却独具慧眼,从这些为数不多的反例中看到了另一种可能:分化的专职细胞说不定可以逆转为干细胞。   从此,他把自己的奋斗目标锁定在研究怎么把分化的细胞逆转为干细胞。
  事实证明,他的这个选择非常大胆而富有远见。而且似乎这次天从人愿,他的研究生涯进入一马平川时期。经过一系列的摸索,2004年,他的实验室确定了24种基因可能参与专职细胞“返老还童”的过程,经过2年的筛选,最终确定其中最重要的只有4种基因(现在大家把这4种基因称为山中因子)。2006年,他们通过在老鼠的皮肤细胞中注入山中因子,成功将其转变为干细胞。这一结果在科学界一时引起轰动。2007年,他们用同样的办法把人的皮肤细胞转变为干细胞。
  这么短的时间内取得一系列重大突破,连山中自己都难以置信,他原以为这个过程会复杂得多,要二三十年之后才能见成果的。
  但即使山中做出这个轰动世界的发现之后,他的工作在日本国内也依然没有受到足够重视,实验室研究经费依然不足。为此,有一年山中通过参加马拉松赛的方式来募集科研经费。
  综观山中伸弥的科学生涯,好像他能取得今天举世瞩目的成就,纯属误打误撞。但试想一下,倘若他没有好奇心,老鼠得癌症就不会引起他的兴趣;倘若他没有凡事自己搞个明白的严谨作风,就不会亲自去学基因敲除术,从而也就失去了了解干细胞的机会;倘若他没有执着的精神,在最困难时期也许就放弃研究了;倘若他迷信权威,就不可能在干细胞研究领域另辟蹊径,后来者居上。
  所以,正是好奇、严谨、执着、不迷信权威这一系列优秀的品质,使山中伸弥成为我们这个时代最伟大的科学家之一。
  心理测试答案
  你是冲动的人吗?
  A.你是个理性谨慎的人,很少会不考虑清楚就行动,而且你习惯于隐藏自己的欲望和情绪,你总是从安全和实际的角度去考虑问题,即便是遇到自己感兴趣的事,你也会先观察再行动;
  B.你是个性情中人,爱憎分明,不会刻意压抑自己的情感,有时难免会被情绪左右,显得不理智和孩子气,但这也正是你的魅力所在,真实的性格反而让朋友们都喜欢和你在一起;
  C.你是个比较冷漠的人,缺少激情,很少真的对什么事情动情或者在意,你在思想上也比较保守,拒绝挑战,而且对生活也没有抱太高的期望,所以你很少做什么冲动的事;
  D.实际上,你并不是一个容易冲动的人,平日里还会给人以平和冷静的形象,但是你比较偏执,对于自己认定的事情,很少让步,也偶尔会因此失去理智,而且你冲动起来往往不计后果。
其他文献
近期以来,非洲又爆发了大规模的埃博拉病毒,造成了数千人感染,近千人死亡,并且有越过非洲向世界蔓延的趋势。神秘的埃博拉病毒究竟为何如此神出鬼没?又为何如此凶残,人类竟然束手无策?很多读者对此非常关心,本期读者点题就为大家揭开埃博拉的神秘面纱。  恐怖的埃博拉——死亡率和症状  对许多中国人来说,埃博拉(英文名Ebola)是一种非常陌生的病毒,它似乎离我们很遥远,而且,事实上它也是感染人数最少的病毒。
期刊
弗雷德·杜比采摘了2磅草莓,他用草莓做蛋糕配料了;  约书亚·李奇莱采摘了5磅草莓,他把草莓放到冰箱里冷藏了;  皮特·怀特白采摘了4磅草莓,他把草莓拿到市场上卖掉了;  汤姆·哈丁采摘了3磅草莓,他把草莓送给了邻居;  威尔·曼恩采摘了1磅草莓,他把草莓在晚饭时吃掉了。
期刊
答:方舟反应炉是电影《钢铁侠》中钢铁侠的动力来源,简单地说,《钢铁侠》中的方舟反应炉是一个小型的粒子加速器,这个装置在现实中有一定的根据,但是却又是高于现实的,因为带有一些想象的成分。如果按照电影中的描述来制造这样一个反应炉,这恐怕是办不到的。  根据现在的科技水平,在实验室制造简单的粒子加速器并不是困难的事情,但是要制造电影中的方舟反应炉,这或许不是简单的事情。首先,大多数在粒子加速器中被制造出
期刊
哪些物质能使人有体味?体味能被人闻到吗?  大科技读者 杨鑫  答:体味是人散发出来的特殊的天然气味,体味分很多种,比如我们熟悉的汗味等等,这些主要是由人体分泌的物质经过反应之后产生的气味,如汗液之所以有臭味,是由于细菌把分泌出来的汗液分解成脂肪酸和氨气;而脚气则是由于脚底的汗液被细菌分解成具有臭味的物质异戊酸。而有些体味则是人与生俱来的,是每个人身上特有的,这种体味由一种“主要组织基因相容性复合
期刊
太空微重力环境对人体有很大影响,例如会让宇航员的肌肉疏松、钙流失等。如今科学家发现,这种环境对于胚胎的影响要大得多。  胎儿是由胚胎干细胞分裂发育而来,干细胞转变成了肌肉、骨骼和皮肤等。但是在微重力环境中,科学家发现有64%的干细胞会出现一些异常的变化,而这些变化往往是有害的,例如会产生出偷取骨骼钙质的蛋白质,会产生出损害DNA的氧化物,还会产生出干扰免疫系统和细胞分裂的其他物质。这种胚胎发育下去
期刊
我们常说“小池塘养不了大鱼”,这话也适用于陆上。在隔绝、孤立的小岛上,哺乳动物生存不易,是很容易被灭绝的。  1986年,泰国在热带雨林地区修建了一座水库。水库蓄水之后,原先的平地被淹没了,高地则耸出水面,形成100多座孤岛。一位澳大利亚生态学家选择了其中最小的16座岛屿,面积从0.3~56.3公顷不等,进行跟踪调查,观察岛上小型哺乳动物灭绝的过程。  他发现,5年之后,面积小于10公顷的9座岛上
期刊
坐飞机比起坐车——不论汽车还是火车——要舒服得多。原因是飞机要比火车、汽车平稳。当然,飞机偶尔也会有颠簸,那是当它遇到空气中湍流的时候。湍流是因为飞机上方与下方的空气流速不一致产生的,如果流速一致,就不会形成湍流。  那么,全球气候变暖会对未来的飞机飞行带来什么影响呢?  最近,一位英国科学家利用气候模型对此做了模拟。他发现,当空气中二氧化碳的浓度增加之后,湍流更容易形成,强度也会增加。比如说,如
期刊
周末到了,四个朋友(名叫山姆、诺敏、乔治和查理)相约去钓鱼。他们的运气不错,每个人回家的时候,都收获了许多的鱼。请你根据以下信息,确定这四位朋友的全名,他们各自钓到的最大的那条鱼的种类和重量(分别是48、49、50、52磅)。  1.山姆不姓哈蒙;  2.查理的那条大鱼不是四个中最轻的那个,他不姓莱曼;  3.钓到50磅大鱼的那个人的鱼不是翻车鱼;  4.姓华纳的人没有钓到那条49磅的鲑鱼;  5
期刊
地球上的水有多少?如果把地球上所有江河湖海、冰川雪域的水集中起来,变成水球,猜猜这水球有多大?科学家计算的结果是:它的直径是1376千米,比冥王星的那颗大卫星——卡戎都大。虽然水球已经很大了,但是如果与地球摆在一起,地球像个乒乓球的话,这水球就像个绿豆粒。而剥去水层的海洋完全暴露出来后,那片片黄沙就让地球由蓝色基调变成了黄色基调。猛一看,地球就像是一个黄色沙球雕出的浮雕,浮雕画面是一幅世界地图。
期刊
5加黄色等于多少,这种题目你能回答吗?当然不能,但对于那些有通感本领、能把颜色和数字相互转换的人就不一样了,他们随口会告诉你“5+黄色=7”!这种通感的本领据认为是大脑中与数字识别有关的脑区和与颜色识别有关的脑区错接在一起的结果。  一位美国心理学家最近招募了3位据称身怀此绝技的志愿者来做了一次数学测验。当他要3位志愿者在纸上写下“5+黄色=?”时,——当然题中的“黄色”是具体的黄颜色,而不是“黄
期刊