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尽管大多数普通人从未听说过phiX174,但这个简单的噬菌体(病

 菌心说 2022-11-23 发布于北京
尽管大多数普通人从未听说过phiX174,但这个简单的噬菌体(病毒)已经在历史上赢得了它的一席之地。phiX174是第一个被测序的DNA病毒,也是第一个自身的基因组被人工复制和激活的生物体。phiX174最早是在巴黎的下水道中被发现的,它的攻击目标是人体肠道内的细菌——大肠杆菌。一般人可能会想不明白,科学家为什么会把如此多的注意力集中在一个乍看起来如此不起眼的病毒身上,原因其实很简单:当你在分子水平上检查它的时候,它其实是相当独特的,类似的病毒并不多。

phiX174是由环状DNA染色体所组成的,它总共只有11个基因,被一个二十面体的蛋白质“外衣”所包裹着,有12个五角形的“锐刺”。虽然在电子显微镜下进行观察的时候,这个噬菌体看起来像是一朵美丽的鲜花,但是实际上它是一个冰冷的、几何状的东西。这个病毒比盐类晶体还难以存活,它的生命周期如下:这个噬菌体通过它的锐刺把自身的DNA注射到一个细菌细胞内,然后它就“劫持”这个细菌细胞的生化机制以创造出许多新的病毒。由此这个噬菌体的后代便从被支持的细胞中爆发性地繁衍起来,进而它们就能够继续感染更多的大肠杆菌。

在20世纪60年代,phiX174噬菌体就已经在实验室中被重新“创造”出来了,那时候,不但DNA测序技术还没有出现,甚至连这个噬菌体基因组的结构也没有被发现。这项工作是由生化学家阿瑟·科恩伯格所领导的斯坦福大学的一个研究团队完成的。他们能够取得这一成就的关键是,科恩伯格发现了DNA聚合酶和DNA连接酶,这两种酶对DNA复制起到了关键的作用。

1967年年底,科恩伯格使用DNA连接酶(一种能够把DNA连接成一个环状的酶)把phiX174 DNA的两端连接起来了,然后再利用DNA聚合酶对它进行复制,现在这个复制出来的DNA已经有能力去感染细菌了。利用这种方法,科恩伯格已经在复制phiX174基因组、传递phiX174基因组了。他用这样复制出来的DNA去感染大肠杆菌,并制造出多个病毒副本。

1967年12月14日,林登·约翰逊总统在史密森学会为纪念《大英百科全书》出版200周年而发表演讲,他激动的说到:“它将会是你、你的爸爸、甚至你的爷爷曾经读过的最重要的故事之一,这些人已经解开了一个生命的根本性秘密。这是一个真正了不起的成就。它在对抗疾病、为全人类构建更健康的生活等方面打开了一扇通向新发现的宽阔大门。它有可能是未来控制某些类型癌症的第一步——这些伟大的研究天才们这样说。”

约翰逊总统肯定已经仔细思考过政府可以“决定生命”这个问题了。在现代,一个国家已经拥有了那种在过去被认为只有大自然或者甚至是只有上帝才能拥有的权力。在这个意义上,约翰逊总统上面这番话就显得意味深长了。

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