海弗里克放下了手上的本子,然后看着凯瑟琳。
“简单来说,细胞记忆由正反馈回路激活,反馈回路由内部信号组成,并可以不断地被自己激活,比如细胞分裂的时候。对合成生物学而言,我们可以再造简单的反馈回路,遗传反馈回路在接受信号的刺激后被激活,并不断持续下去,化学信号在回路中起重要作用。几年前,在实验室里,大卫.杜宾和凯若琳.阿霍.富兰克林就曾在酵母中合成一个遗传装置,使得酵母在有半rǔ糖的培养基条件中开始自我生长。”
相对于珍妮而言,海弗里克使用的属于更加专业。
不过还好,凯瑟琳现在似乎……也差不多能够听懂了。
“他们用基因工程技术在酵母中加入人造开关,当酵母细胞遇到半rǔ糖的时候,一段人造的遗传序列会与一种红sè荧光蛋白连接并启动一个正反馈回路。当正反馈回路被启动时会开始表达一种黄sè荧光蛋白,然后反过来再激活反馈回路,促使酵母永久地激活这个正反馈回路。”
“所以然后呢?”
“我们或许能够在没有修复蛋白或者更迭蛋白的情况下……达到我们的修复目的,而研究这个激活。仅仅只是一个开始而已。”
海弗里克说话很认真。
“事实上,我们无需知道酵母细胞是否遇到半rǔ糖,只要有合成的分子元件,就能开启反馈回路激活细胞完成我们设定的任务,有的时候甚至是一些复杂的多反馈回路的行为,这些都依赖于细胞生物学的发展。”
说白了,如果没有更迭蛋白在前方开路的话。这种研究也不会如此迅捷。
“几乎所有的细胞在半rǔ糖的环境下都会有些生物学行为被启动……不过在自然状态下,比如说人体的组织或是环境周围存在大量微生物,则细胞的反应各异。当辐shè或是致癌物损害了组织细胞中的DN。有些细胞会发生突变,产生更强的细胞应激反应来修复自身的DN。各种生物甚至是单细胞生物的细胞都有修复DN的能力,这有助我们了解癌症疾病的演化。因为当DN发生突变的时候可能会影响细胞导致细胞不受控制地不断复制——这是癌细胞的典型特征。”
海弗里克将数据给了凯瑟琳。
好吧……凯瑟琳当然完完全全看不转了。
“在实验进行的时候,我用合成的细胞记忆来观察有明显DN损伤的酵母细胞的记忆过程,并且研究它们与周围没发生突变的细胞的不同之处。我改造了酵母细胞中的人造遗传元件,原来在半rǔ糖环境下会激活的元件对半rǔ糖失活,只有当DN损伤——例如辐shè或是化学损伤——情况下才被激活,这个新的反馈回路被称为HUG1。当我把酵母放入MS——一种化学物质,可以导致DN损伤——时,人造的反馈回路被激活。然后,我再次看到类似先前的反应:当致癌物质接触酵母细胞后,红sè荧光出现很短一段时间。随后黄sè荧光出现好几天。并且,我在酵母细胞的子代中也发现有黄sè荧光。”
虽然海弗里克给凯瑟琳解释了一连串的名字,但是很遗憾,凯瑟琳还是有些听不懂。
“这意味着什么?”
凯瑟琳犹豫着问道。
“一个变化、改变,相当酷的改变。”
就算这个实验再怎么酷。可是对于我们局外人……有什么意义吗?
海弗里克似乎意识到了尊敬的凯瑟琳大小姐似乎听不转这些玩儿,他尴尬的笑了一下,然后继续说道:“这是一个相当漂亮相当酷的实验,但是真正更有趣的是研究细胞如何区分DN损伤类别的部分。因为记忆细胞是可以发出荧光的,因此我可以使用激活荧光的方法来筛选细胞,没有发光的细胞表明没有发生突变。发光的细胞表明已经发生突变。”
“不发光的细胞与没有突变的细胞差别不大,而有荧光的细胞生长缓慢并且有不同程度的突变。当细胞进入分裂期并且不断繁殖时,那么细胞群会一直保留一个低的突变率——即便没有致癌物的介入——细胞的DN拷贝数会发生错配。我们可以通过计算来分析随机突变,随机突变是指十亿分之一的细胞发生突变后表现出异常的行为。”
随着计算机的应用,现在的生物科学,也得到了长足的发展,计算机是科学发展的加速器,这句话一点都没错。
“我们发现,诱变物移除后即便酵母不断分裂直到多代以后,记着MS的荧光蛋白还保持低突变率。记忆着DN损伤的行为可以帮助细胞对未来的突变保持jǐng惕,激发应激反应修复突变DN,因此依旧保持着低突变率……”
海弗里克感慨了一句:“自然情况下,有毒物刺激的应答常常很难被检测到,只有人造的记忆细胞才可能被观察到——就好比我们的荧光,尤其是记忆细胞生长率十分低,它会逐渐被正常细胞所稀释,这能让我们更了解记忆的能力……但即便如此,生物学记忆功能远远超出了我们的想象。”
这个时候,凯瑟琳的大脑一片乱麻。
“紧接着,我们针对这样的情况,展开了……”
“——等等!”
凯瑟琳制止了想要继续说下去的海弗里克。
“让我理一理……你的意思……唔,大概就是说,我们的人体的干细胞大概有一种……呃……记忆功能?”
“不只是干细胞,是所有细胞,干细胞是我下面所要说的,我们将有可能通过这种细胞实现类似于修复蛋白功能的一种疗法。”
听到一半就听不懂了,接下来的一半,那肯定就是在听天书了。
“您可以这样理解……我们的细胞具有记忆能力,然后,这种神奇的生物学记忆功能,可以维持我们人类的健康。胚胎干细胞和诱导多功能干细胞能转化为任意种类的细胞,它们有潜力转化成需要的细胞,治愈病症。不过,它们也可能发生有害的变异。如果我们能够善用这种记忆、识别的能力的话,我们可以将一切都往好的上面发展。”
更迭蛋白和修复蛋白大概也有这样的能力,不过这只是凯瑟琳的猜测而已。
这一点,凯瑟琳倒是知道一些。
海弗里克在研究了更迭蛋白之后,就转而想要合成一种类似于修复蛋白或者更迭蛋白的存在。
因为这种修复蛋白的来源实在是太少了。
如果能够通过人工的方法进行合成的话,这将是一个伟大的改变。而“S蛋白”的出现,可以说就是一个创举。
但是在之后的实验,海弗里克则几乎没有进展。
而后来,海弗里克换了一个方法——为什么一定要追求一模一样?只要功能相同可就好了啊!
正是因为这样的改变,让海弗里克结合自己的老本行,开始了基因工程方面的研究。
编辑人类基因序列,从而修正干细胞中的基因突变——这种方法结合了干细胞治疗和基因修正。
而这,也是海弗里克正在研究的东西。
“在之前的实验中,我们结合基因编辑技术,对病人自身诱导干细胞的基因突变进行修正,修正了一个代谢xìng肝病患者细胞中的基因突变。”
重新调整人自身的细胞,治愈疾病,而不是靠器官移植或药物治疗亦或者其他的手术。
但也正如海弗里克之前所说,干细胞的变化,有可能是有利的,但也有可能是有害的。
可是,正因为有了记忆和识别能力,只要能够让细胞自己“分辨”出来,这就完完全全可以实用化。
“当然,诱导多功能干细胞也和主人的其它细胞一样,有相同的基因缺陷,所以在利用它们时先要去除这些缺陷。可是,移除可能做不到很jīng确;现有的基因编辑方法可能产生癌症或其它不良副作用。最近的基因编辑方法进展还不能用于干细胞。”
所以需要细胞记忆功能。
事实上,凯瑟琳身体也是一样的,更迭蛋白是基于凯瑟琳的身体本身来进行“修复”的,如果说凯瑟琳有基因缺陷而导致了兔唇之类的问题的话,那凯瑟琳的兔唇或许就是一辈子了——因为更迭蛋白根据从基因资料库得到的消息,会认为这才是“正常状态”。
凯瑟琳默默的感谢了一下自己的老爸老妈。
“诱导多功能干细胞的来源非常广泛,因此,我们的前景很大,甚至我们只需要一点点皮肤细胞,然后将其转变过来就可以了。在这样的研究中,或许疗程的时间会是修复蛋白的十倍到一百倍,但不可否认,只要我们能够修正变异的错误,我们总能够得到最后的产品……也就是,达到类似于修复蛋白的效果的新的疗法。”
这绝对将是一场革命。
毫无疑问的,凯瑟琳是这么认为的。
……
今天第四更,喵喵的,生物学好难……58xs8.com