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從病毒學(xué)透視生命科學(xué)
魏偉佳
//agustinmoreno.com2016-04-11來源: 中國(guó)青年報(bào)
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  寨卡病毒、埃博拉病毒、H5N1病毒、SARS病毒、HIV病毒……這些名字你可能并不陌生。它們時(shí)不時(shí)出來刷一下存在感。你知道它是體積微小的非細(xì)胞生物,但你肯定還想了解更多。

  是先有病毒還是先有單細(xì)胞生物?按進(jìn)化論,生命是從低級(jí)到高級(jí),從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的進(jìn)化,只包含蛋白質(zhì)和核酸的病毒應(yīng)該先于單細(xì)胞生物出現(xiàn);但另一方面,病毒是嚴(yán)格的營(yíng)寄生生活的生物,如果沒有單細(xì)胞生物的存在,病毒怎么增殖?這是系統(tǒng)生物學(xué)研究的內(nèi)容,它可以告訴我們物種間的親緣關(guān)系和進(jìn)化軌跡。

  要報(bào)考生命科學(xué),你就躲不開這門病毒學(xué)。

  小小的病毒,大大的學(xué)問!案忻俺运幰恍瞧诤,不吃藥7天好?”入學(xué)體檢、有一項(xiàng)檢測(cè)是乙肝兩對(duì)半,那半個(gè)是怎么存在的?之所以要研究病毒,是因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致人類疾病,例如艾滋病、甲乙丙丁戊肝(分別由5種肝炎病毒導(dǎo)致)等,更有甚者,人乳頭瘤病毒還會(huì)導(dǎo)致宮頸癌。有了對(duì)病毒的研究我們才知道,普通感冒是病毒引起的,能對(duì)抗細(xì)菌的抗生素在病毒面前并不能施展拳腳。乙肝兩對(duì)半是指:乙肝表面抗原、乙肝表面抗體、乙肝e抗原、乙肝e抗體、乙肝核心抗體,少的那個(gè)乙肝核心抗原在病毒內(nèi)部,不易檢測(cè)到,所以才會(huì)有兩對(duì)半的說法。當(dāng)然不同疾病階段會(huì)有不同的指標(biāo),根據(jù)這5項(xiàng)檢測(cè)能完全確定疾病狀態(tài)。這屬于讓人興奮的病毒學(xué)。

  病毒的致病機(jī)理正逐漸為人所了解,這些基礎(chǔ)研究同時(shí)也促進(jìn)了其他學(xué)科的發(fā)展。為什么有瘋牛病出現(xiàn)的國(guó)家出產(chǎn)的牛肉會(huì)被禁止進(jìn)口?因?yàn)榀偱2∮呻貌《疽穑茐哪X組織中正常構(gòu)象的一種蛋白,導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病,如庫魯病。朊病毒具有極強(qiáng)的抗逆性,可以發(fā)生患病動(dòng)物與人之間的傳播,所以有瘋牛病的牛肉不能吃。對(duì)其研究離不開結(jié)構(gòu)生物學(xué)的手段,解析出蛋白質(zhì)大分子的結(jié)構(gòu),我們就能從根本上了解其作用方式,實(shí)現(xiàn)指哪兒打哪兒的目的。

  除了病毒天天在新聞里嚇唬大家,生物學(xué)其他領(lǐng)域也有很多大眾話題。

  比如,上個(gè)月的熱議話題:AlphaGo與李世石的人機(jī)大戰(zhàn)。人們討論著人類是否會(huì)被人工智能所超越。

  AlphaGo通過“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)行快速學(xué)習(xí),到底會(huì)不會(huì)完成人極為復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)才能完成的工作呢?對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的研究如火如荼,目前清楚工作機(jī)理的不多,例如視神經(jīng)——視桿細(xì)胞負(fù)責(zé)在光線黑暗時(shí)起作用,視錐細(xì)胞則感受色彩,在受到光刺激后產(chǎn)生脈沖電子,傳遞到大腦皮層產(chǎn)生光信號(hào),F(xiàn)在也已經(jīng)知道記憶存儲(chǔ)在海馬體,更深層次的研究還有待繼續(xù)開展,關(guān)于“我是誰”的問題,神經(jīng)生物學(xué)家也可以和哲學(xué)家一道展開深入的研究。

  能上天也得能落地,生物學(xué)不僅做這些基礎(chǔ)的研究,還能用來解決實(shí)際問題。

  從愛德華·詹納接種牛痘病毒預(yù)防天花開始,越來越多的疫苗進(jìn)入我們的生活和視野,比如狂犬病疫苗、破傷風(fēng)疫苗、宮頸癌疫苗、流感疫苗等等,這些免疫學(xué)會(huì)教你。有些病毒可作為疫苗,比如小時(shí)候吃的很甜的糖丸(脊髓灰質(zhì)炎疫苗)是減毒活疫苗,甲肝疫苗、一些流感疫苗是滅活的病毒疫苗。學(xué)了生物制藥,你還可以告訴周邊的人什么是有毒疫苗,什么是失效疫苗。

  日常生活中的塑料袋、一次性餐盒大部分是一次性塑料(聚對(duì)苯二甲酸乙酯,PET),這些難以降解的塑料會(huì)導(dǎo)致白色污染。近日,來自日本的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了可以“吃”塑料的特殊細(xì)菌,該發(fā)現(xiàn)或許可以為開發(fā)新方法處理全球每年產(chǎn)生的超過5000萬噸特殊類型的塑料垃圾提供思路。另一種思路是BluePHA生物塑料,利用“藍(lán)水生物技術(shù)”(基于海水的開放連續(xù)發(fā)酵過程的技術(shù))可以低成本地制造出高性能的可降解塑料——聚羥基脂肪酸酯(PHA)。這種天然存在于微生物體內(nèi)的高分子化合物,有望代替如今的不可降解塑料(PET),使其由“黑”變“綠”。這些都是用生物學(xué)手段來解決實(shí)際問題的例子。

  學(xué)習(xí)生物學(xué),你會(huì)知道除了孟德爾的“分離定律”和“自由定律”之外,還有摩爾根提出的“基因的連鎖和交換定律”。你會(huì)知道怎么算“遺傳圖譜” “物理圖譜”,你會(huì)知道界門綱目科屬種下的不同植物,你會(huì)知道原來實(shí)驗(yàn)室里可以種不同的食用真菌,還能接觸各種各樣有趣的實(shí)驗(yàn),動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、植物實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)……

  從病毒學(xué)窺探日新月異的生命科學(xué),“見微知著”,你不來接一下快要到來的生物世紀(jì)的接力棒嗎?

 

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