自然重磅科学新闻称剑桥科学家改写生命遗传密码,是怎么回事?许多报道这一重大成就的新闻都搞错了,需要纠正一下 。昨天的特大科学新闻,肯定是Nature公布的人类改写大肠杆菌基因组的新闻,这一重大成就由剑桥科学家完成 。一时之间,全新人工生命的新闻标题满天飞,还不知道一贯喜欢耸人听闻的许多营销号自媒体要写出什么东西来恐吓大众,顺便大赚广告费呢 。
图示:大肠杆菌基因组大约由400万对碱基构成,您可以把碱基想象成字母,它们只有四种,记为AGCT 。
但我先声明一下,这项成就虽然重大,但实际上对我们的日常生活并无影响,合成基因组学的科学家并没有制造出什么怪物来,也不是为了制造怪物来进行的这项实验 。他们的重大进步主要体现在现在他们初步摆脱了完全照抄的窘境,而是能够创造性的抄袭了 。
是的,人工合成基因组听起来很高大上,但本质很简单,就是照抄,这事儿要是发生在人类社会的文坛或其它什么领域,那就是无耻的抄袭,但大自然不会抗议,而且抄袭基因组目前还是一件很有难度的事情,相当于八百度近视上了考场,没戴眼镜,还居然准确的抄袭了前后左右同学的答案,这就不得不让人佩服 。
【自然重磅科学新闻称剑桥科学家改写生命遗传密码,是怎么回事?】要理解这次科学研究的意义,可以看看我编的这个段子,用来警告那些抄袭的同学,就算是抄也请动动脑子 。某大学高数期末考试时,某视力超好的学渣幸运地坐到了学霸身边,而监考老师不负责任,只管玩手机,于是学渣同学抄得那叫一个酣畅淋漓意犹未尽,在和学霸一起交卷走出考场后,这位还沉浸在抄袭的爽感中的学渣,情不自禁地问了学霸同学一个深刻而严肃的问题:
为啥你答最后一道大题的时候,先写了一大堆,然后又画了一个框将它们框起来,中间还画了一个大X?这道题要这么答吗,好奇怪呀!
图示:如何正确的抄袭 。
随着基因科学家对生物基因组的结构和组成了解程度的加深,他们已经能够准确地判断基因组各段基因序列的起点和终点,这就给了科学家创造性抄袭的可能,啥意思呢?这就好像某人抄袭别人的作文,但又担心被计算机查重系统简单识破,于是就采用同义词替换大法,将作文中的某些词汇进行替换,比如金乌都替换成太阳,玉兔替换成月亮 。虽然词汇变了,但意思可没变!
这次基因组合成科学家干的就是这样的事情 。
图示:遗传密码一共有64种,就像64个词一样,生物体就用这64个词来书写遗传蓝图 。这64个词中,61个用来代表某种氨基酸,还有3个用来代表蛋白质翻译的停止 。
由于生物遗传密码中具有同义词现象,比如丝氨酸这种氨基酸,在遗传密码上就有六个同义词,另外代表蛋白质合成终止的遗传密码也有三种之多 。所以,这次科学家在人工合成大肠杆菌的基因组时,尝试了一下同义词替换大法,将代表丝氨酸的两种密码给替换成其它密码,同时将一种终止密码也替换成其它终止密码 。据统计,一共替换了18218个地方,经过同义词大法替换的大肠杆菌基因组,只包含61种遗传密码,而不是通常的64种遗传密码,相当于只用了61个词就写出了大肠杆菌的基因组,意思和从前完全一样 。
这样的研究一方面这可以检验对大肠杆菌基因组的理解是否正确,如果科学家犯下小学生造句那样的错误:请用果然一词造句,“我吃了水果然后喝了饮料 。”那么同义词替换的结果就会把句子变得完全不通,对应基因来说,就将让基因的功能消失,代表着彻底的失败 。这次的成功,表明科学家已经对大肠杆菌的基因组真的有了更加深刻的理解 。
图示:蛋白质翻译过程,红线上是遗传密码 。蓝色的是核糖体,绿色的是运输氨基酸的转运tRNA,它拥有反密码子可以识别遗传密码 。
而节约下来的这三个词,在未来有可能被基因科学家改变它们的含义,从而将新的氨基酸引入蛋白质中,毕竟现在只用20种氨基酸来构造蛋白质,实在太少了 。到那时候,科学家的确可以创造出真正的新生命,但目前还早得很呢 。
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