什么想法會(huì)改變我們對(duì)于周遭世界以及我們與世界的關(guān)系的理解呢?英國(guó)《新科學(xué)家》雜志最近刊發(fā)文章,羅列了諸多能夠真正改變世界面貌的科學(xué)進(jìn)展和科學(xué)想法,近距離向我們展示了哪些科學(xué)進(jìn)步會(huì)真正讓科學(xué)研究領(lǐng)域煥然一新,同時(shí)刷新了人們對(duì)于世界的認(rèn)知。 (服務(wù)器租用)

　　這些想法涵蓋生物學(xué)、生命和地球科學(xué)等10個(gè)領(lǐng)域,包括DNA(脫氧核糖核酸)折紙術(shù)、超級(jí)進(jìn)化、大腦地圖、拓?fù)浣^緣體等等。有些想法是天才的靈感一現(xiàn);有些想法還處于最基礎(chǔ)的萌芽階段,但卻可能會(huì)帶來(lái)巨大的突破;而還有些想法則糾正了人們以前對(duì)于世界的認(rèn)知。不管怎樣,所有這些想法都將改變科學(xué)發(fā)展的面貌,其帶來(lái)的影響也不可估量。

　　地球科學(xué)

　　從徹底從世界消失到未來(lái)會(huì)變成死海一片,與地球有關(guān)的科學(xué)從來(lái)不乏各種有關(guān)“世界末日”即將到來(lái)的寓言。

　　(1)Hangenburg事件(泥盆紀(jì)與石炭紀(jì)的分界線):重返地球遠(yuǎn)古的審判

　　生命發(fā)展的進(jìn)程中充斥著各種大動(dòng)蕩,繁榮多樣的一個(gè)紀(jì)元之后是大規(guī)模滅絕的另一個(gè)紀(jì)元。3.59億年前發(fā)生于泥盆紀(jì)晚期的大滅絕事件——Hangenburg事件,也是其中的插曲之一。

　　泥盆紀(jì)晚期是脊椎動(dòng)物出現(xiàn)的關(guān)鍵時(shí)期。那時(shí),很多原始生物滅絕;鯊魚(yú)和硬骨魚(yú)成為水域“霸主”;四足動(dòng)物最終進(jìn)化成恐龍和哺乳動(dòng)物,統(tǒng)治了陸地。

　　這是一個(gè)漸進(jìn)的變化,而變化的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于泥盆紀(jì)2500萬(wàn)年間此起彼伏的物種滅絕。不過(guò),現(xiàn)在看來(lái),與Hangenburg事件相比,這些滅絕都是“小菜一碟”,因?yàn)樵撌录�幾乎清除了所有典型的泥盆紀(jì)物種,為新的世界秩序鋪平了道路(《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》第107卷,第10131頁(yè))。

　　這次災(zāi)難的“罪魁禍?zhǔn)住笔鞘裁茨壳安⒉磺宄?但科學(xué)家對(duì)其重要性進(jìn)行了徹底的評(píng)估,結(jié)果表明,古生物化石可以成為新思維誕生的沃土。

　　(2)死海:氣候變化壓倒一切

　　雖然我們?yōu)闅夂蜃兓�給陸地生物(例如人類(lèi)自身)帶來(lái)的短期效應(yīng)而煩惱不已,但全球變暖已經(jīng)給世界的海洋系統(tǒng)帶來(lái)了更加隱秘的威脅。在幾百年的歲月中,因氣候變化而發(fā)生改變的大氣所排放的熱量會(huì)慢慢滲入海洋,而溫水溶解氧的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷水,因此,很多海洋魚(yú)類(lèi)和其他生物可能會(huì)因?yàn)槿毖醵�窒息死亡�?/P>

　　一些海洋里已經(jīng)出現(xiàn)了無(wú)氧的“死亡地帶”,包括位于墨西哥灣的一個(gè)上千平方公里的區(qū)域,計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果表明,在未來(lái)的2000年內(nèi),氣候變化將使這塊區(qū)域的總面積增加7倍。(《自然·地理科學(xué)》,第二卷,第105頁(yè))。

　　即使我們不關(guān)心魚(yú)類(lèi),那些魚(yú)因?yàn)槿毖醵�騰出來(lái)的空間也可能成為能夠排放氧化亞氮的細(xì)菌生存的“溫床”,氧化亞氮同樣是一種強(qiáng)大的溫室氣體。研究這種反饋過(guò)程可能發(fā)生的嚴(yán)重程度并制定出應(yīng)對(duì)策略將是氣候科學(xué)家們?cè)谖磥?lái)幾年的當(dāng)務(wù)之急。

　　(3)海洋觀測(cè):給海洋“通電”

　　地球上的海洋非常遼闊,未被開(kāi)墾的地方充滿了謎團(tuán)。海洋在氣候變化中到底扮演什么角色?地震如何在海底俯沖區(qū)內(nèi)發(fā)生?海底地震釋放出的能量為什么能夠占全球地震釋放能量的90%?海底和海底以下的生命是什么樣的?   (服務(wù)器租用)

　　缺乏數(shù)據(jù)是解決上述問(wèn)題和其他問(wèn)題的“攔路虎”,但一個(gè)新項(xiàng)目應(yīng)該可以改變這種狀況�？茖W(xué)家們的海洋觀測(cè)行動(dòng)摒棄了以往基于船只遠(yuǎn)征帶回?cái)?shù)據(jù)的傳統(tǒng)做法,而采用了給海洋“通電”的新方案,通過(guò)傳感器組成的網(wǎng)絡(luò),將美國(guó)沿海區(qū)域、遠(yuǎn)至太平洋和大西洋的海洋表面和海底串聯(lián)起來(lái),傳感器收集到的科學(xué)和視頻數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)不僅發(fā)送到實(shí)驗(yàn)室,還發(fā)送給學(xué)校和家庭。

　　這項(xiàng)工作自從去年開(kāi)始一直在有條不紊地進(jìn)行。接下來(lái),與海洋的實(shí)時(shí)互動(dòng)將成為我們探索地球最后邊界的突破口。

　　(4)地球工程:更多干預(yù)是解決地球疾病的辦法?

　　根據(jù)英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的定義,地球工程指的是“通過(guò)故意大規(guī)模地改變地球的環(huán)境,來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化”。它包括兩個(gè)方面:一是將進(jìn)入大氣層的太陽(yáng)光反射回太空;二是消除空氣中的二氧化碳并將二氧化碳儲(chǔ)存到地下。

　　關(guān)于第一個(gè)方面,將能夠反射太陽(yáng)光的硫鹽酸氣溶膠注入上層大氣中是一個(gè)相對(duì)便宜、簡(jiǎn)單、快捷的選擇,火山爆發(fā)事件已經(jīng)證明這種辦法很有效。但如果不同時(shí)大幅減少二氧化碳的排放,這樣的項(xiàng)目就必須無(wú)休止地進(jìn)行下去,因?yàn)橐坏╉?xiàng)目暫停,地球的溫度就會(huì)急劇上升。它也會(huì)干擾給幾十億人亞洲人帶來(lái)雨水、給亞洲農(nóng)田帶來(lái)“甘露”的季風(fēng)。這些未知的因素使國(guó)際之間難以就這些措施達(dá)成協(xié)議。

　　相比較而言,二氧化碳捕獲和存儲(chǔ)技術(shù)(CSS)在政治上的分歧似乎微乎其微。但這些技術(shù)與注入氣溶膠技術(shù)相比還不成熟,而且也比較昂貴,其好處可能需要更長(zhǎng)時(shí)間才能顯現(xiàn)。

　　牛津大學(xué)扎伊爾德商學(xué)院科學(xué)、創(chuàng)新和社會(huì)研究所主任史蒂夫·雷納表示,這種二分法是地球工程問(wèn)題的核心。地球工程的可能性代表著科學(xué)與自然關(guān)系的一個(gè)全新領(lǐng)域,但我們也應(yīng)該謹(jǐn)慎行事,牢記之前忽視核能、忽視轉(zhuǎn)基因作物帶來(lái)的危害。

　　(5)地球掃描:地球下面是什么?

　　相比于地球內(nèi)部,我們對(duì)外太空的了解更多。但地質(zhì)學(xué)家現(xiàn)在可以聽(tīng)到整個(gè)地球最微小的震動(dòng)發(fā)出的隆隆聲。分析這些震動(dòng)的速度和強(qiáng)度可以夯實(shí)我們對(duì)地底的了解。

　　例如在北美洲開(kāi)展的USArray(臺(tái)陣)項(xiàng)目就是其中一個(gè)雄心勃勃的計(jì)劃,旨在探測(cè)北美大陸的結(jié)構(gòu)、變形及演化過(guò)程。滾動(dòng)臺(tái)陣由400個(gè)寬頻帶地震臺(tái)站組成,以從西向東滾動(dòng)的方式掃過(guò)整個(gè)北美大陸內(nèi)部,它揭示了黃石國(guó)家公園地下的超級(jí)火山如何從地底1000公里深處的熾熱地幔中獲取熱量。還有其他項(xiàng)目展示了印度大陸如何支撐起整個(gè)喜馬拉雅山脈。

　　2011年,科學(xué)家們將登上日本一艘名為“地球號(hào)”的深海鉆井船,他們希望通過(guò)鉆開(kāi)一塊薄的大洋地殼到達(dá)地球的地幔。如果該計(jì)劃取得成功,我們將首次直接探測(cè)到巖石如何在地幔中循環(huán)并同地幔混合在一起,以及地幔這口翻騰的大鍋如何讓板塊形成并最終形成地球表面的。所有這些都是與我們這個(gè)未知星球有關(guān)的重要問(wèn)題。

生態(tài)學(xué)

　　如果你認(rèn)為進(jìn)化僅僅關(guān)注的是個(gè)人將其基因遺傳給后代以便為織起一個(gè)穩(wěn)固的生命之網(wǎng)和財(cái)富之網(wǎng)而做好準(zhǔn)備的話,那你就大錯(cuò)特錯(cuò)了。

　　(6)生物造成的氣候變化:地球的進(jìn)化

　　在大約10億年前到5億年前時(shí),地球歷史上經(jīng)歷過(guò)一段奇異旅程。在這段旅程的最開(kāi)始,現(xiàn)代真核生物繁榮昌盛,但它們僅僅只作為單核細(xì)胞而繁衍生息;而在這段奇異之旅的終點(diǎn),世界同現(xiàn)在的世界非常相像,到處都是巨大的植物、無(wú)脊椎動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)。

　　生態(tài)記錄顯示,在這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間,地球也在極端熱的時(shí)期和成為“雪球地球”(距今大約6.35億年前地球被冰雪所覆蓋)的冰川期之間瘋狂地來(lái)回?cái)[蕩。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,諸如大陸架之間的碰撞等地質(zhì)過(guò)程造成了這種氣候的不穩(wěn)定狀態(tài)。然而,現(xiàn)在有越來(lái)越多的人意識(shí)到,生命進(jìn)化過(guò)程中的反饋起著關(guān)鍵的作用。  (服務(wù)器租用)

　　例如,有人會(huì)問(wèn),雪球冰川可能是由多細(xì)胞海藻和海綿的進(jìn)化引起的嗎?這兩種生物可能都依靠空氣中的溫室氣體為生,它們對(duì)溫室氣體的消耗減少了空氣存儲(chǔ)熱能的能力,但是,當(dāng)它們死亡時(shí),碳也將隨之沉淀到海底。

　　雪球冰川會(huì)導(dǎo)致地球死亡,那么,地球最終會(huì)通過(guò)擁有直腸子的生物的進(jìn)化產(chǎn)生的碳循環(huán)而生存下來(lái)嗎?有一點(diǎn)令科學(xué)家既好奇又疑惑,那就是,雪球冰川在這些發(fā)明了碳循環(huán)的動(dòng)物進(jìn)化之前就廣泛地存在,然而,當(dāng)這些動(dòng)物進(jìn)化完成之后,雪球冰川從未曾出現(xiàn)過(guò)。

　　英國(guó)牛津大學(xué)的微古生物學(xué)家馬汀·布拉西爾表示,這樣的問(wèn)題不僅僅是科學(xué)家的奇思妙想。當(dāng)我們?cè)噲D探究我們自身對(duì)于地球氣候的影響時(shí),這些問(wèn)題給我們提供了一個(gè)新的思考維度,讓我們從新的角度來(lái)審視地球的歷史以及在地球上生活的生物的作用。

　　(7)生命之網(wǎng):不依賴發(fā)散的“樹(shù)思維”

　　我們逐漸開(kāi)始意識(shí)到,細(xì)菌的基因組是一個(gè)大拼盤(pán)�；�因可能擁有不同的來(lái)源,不僅僅來(lái)源于同一個(gè)祖先,即使同樣物種的兩個(gè)菌株之間,也將有一半不同的基因。

　　導(dǎo)致這種情況的主要“肇事者”是“側(cè)生的”基因轉(zhuǎn)移,在基因轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,組成基因的成分從一種細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另外一種細(xì)菌,轉(zhuǎn)移的方式很多,有的進(jìn)入另外一種基因的生存環(huán)境,隨后被這種基因吸收;有的通過(guò)細(xì)菌或者病毒的作用。這種基因轉(zhuǎn)移會(huì)在物種之內(nèi)發(fā)生,也會(huì)在物種之間發(fā)生,甚至?xí)�出現(xiàn)在不同門(mén)類(lèi)的細(xì)菌之間。由此造成的一個(gè)結(jié)果是,沒(méi)有一種簡(jiǎn)單的模式可以定義細(xì)菌物種之間的關(guān)系。具有整齊的、縱橫交錯(cuò)的分支的生命之樹(shù)已經(jīng)被連根

　　拔起。達(dá)爾文的《物種起源》中曾經(jīng)無(wú)數(shù)次提到這棵生命之樹(shù),對(duì)它唯一的圖解是書(shū)中一個(gè)枝枝杈杈的結(jié)構(gòu),向人們展示一個(gè)物種如何能夠演化出更多物種。

　　加拿大達(dá)爾豪西大學(xué)的分子生物學(xué)家福特·杜里特爾說(shuō),我們現(xiàn)在承認(rèn),如果要想理解進(jìn)化的過(guò)程,我們可以不依賴發(fā)散的“樹(shù)思維”。更重要的是,科學(xué)家提出宏基因組(對(duì)環(huán)境樣品中微生物群體基因組進(jìn)行分析的一種方法,強(qiáng)調(diào)細(xì)菌群落以及在此層面上的功能性基因活動(dòng)之間的差異)這一新概念,將使人們能夠更加清晰地洞悉縱橫交錯(cuò)的生命之網(wǎng)中的各種關(guān)系。

　　(8)超進(jìn)化:一切為了共同的利益而改變

　　在我們對(duì)于進(jìn)化的研究中,過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)是簡(jiǎn)化論的天下,那時(shí),科學(xué)家使用個(gè)體的自我利益和自私基因來(lái)解釋每件事情。現(xiàn)在,我們正邁入整體論的時(shí)代,該理論承認(rèn)人類(lèi)社會(huì)以及多物種組成的生態(tài)系統(tǒng)在選擇性壓力面前可以作為一個(gè)單一的“超組織”來(lái)應(yīng)對(duì)。

　　轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在上世紀(jì)70年代,生物學(xué)家林恩·馬古利斯提出,復(fù)雜的、有核的細(xì)胞是作為細(xì)菌細(xì)胞共生的結(jié)合體而產(chǎn)生的�，F(xiàn)在,科學(xué)家都知道,每個(gè)作為生物體的生命都是單個(gè)細(xì)胞高度集合的組織體,這使人們很難否認(rèn)生物體組織自身能夠擁有類(lèi)似生物體的特性,因此,它們能夠一起進(jìn)化。

　　在利己主義盛行的時(shí)代,群體選擇過(guò)程似乎被武斷地拒絕。但是,達(dá)爾文正確地解釋了這一點(diǎn):利他主義表現(xiàn)的是“為了整個(gè)組織的利益”,不管這種組織是一個(gè)物種還是一套生態(tài)系統(tǒng),這種組織或者生態(tài)系統(tǒng)都需要一個(gè)組間選擇過(guò)程來(lái)進(jìn)化,組織內(nèi)的個(gè)體選擇會(huì)削弱這種組織或者生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

　　紐約州立大學(xué)的生物和人類(lèi)學(xué)教授大衛(wèi)·斯隆·威爾森表示,對(duì)于我們來(lái)說(shuō),有一種想法很新鮮,那就是更高層次的選擇并非總是一成不變地被低層次的選擇戰(zhàn)勝,并且,確實(shí)有時(shí)候低層次的選擇會(huì)勝出。現(xiàn)在,我們必須認(rèn)識(shí)到這種洞見(jiàn)的意義,因?yàn)槠浜�蓋范圍非常廣,從生命的起源到生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)再到宗教以及人類(lèi)的生物文化進(jìn)化的本性等等。 (服務(wù)器租用)

　　(9)金融生態(tài):建立經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)

　　生態(tài)學(xué)是一門(mén)年輕的科學(xué),而且處于不斷地發(fā)展進(jìn)化之中。隨著生態(tài)學(xué)從一種描述性的科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N具有更加堅(jiān)實(shí)的概念支撐的科學(xué),“自然的平衡”這一富有浪漫主義色彩的觀念已經(jīng)讓位于我們對(duì)食品網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如何維持生態(tài)系統(tǒng)的富足這一問(wèn)題更加詳細(xì)的理解。

　　經(jīng)濟(jì)學(xué)也可以從中受益,最近的銀行危機(jī)使得這一點(diǎn)變得非常清楚,那就是,越來(lái)越復(fù)雜的管理個(gè)人金融機(jī)構(gòu)中的風(fēng)險(xiǎn)的策略仍然與人們對(duì)整個(gè)金融系統(tǒng)作為一個(gè)整體存在的風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)注不相匹配。并且,關(guān)于經(jīng)濟(jì)中存在的“自然平衡”,我們?nèi)匀豢梢詮脑S多紅包豐厚的銀行家嘴里聽(tīng)到,這種自然平衡就是,如果從監(jiān)管機(jī)構(gòu)處那兒獲得充分的自由,不可見(jiàn)的手會(huì)有效地產(chǎn)生“一般均衡”。

　　牛津大學(xué)生態(tài)學(xué)家、動(dòng)物系教授、2000年至2005年曾任英國(guó)首相科學(xué)顧問(wèn)的羅伯特·梅表示,“銀行生態(tài)系統(tǒng)”簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型就可以提供新鮮的思路。這些數(shù)學(xué)模型會(huì)捕捉相互作用的金融網(wǎng)絡(luò)中很多必需的動(dòng)力,并且,這些數(shù)學(xué)模型也與人們?cè)缜霸谏鷳B(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和復(fù)雜性方面所做的工作具有有趣的相似和明顯的不同。隨著我們嘗試開(kāi)始建立解決系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)的金融生態(tài)系統(tǒng),這樣的模型將變得越來(lái)越重要。但是,顛覆根深蒂固的思維方式并非易事。

　　遺傳學(xué)

　　討論完基因組之后,我們接下來(lái)開(kāi)始討論下一個(gè)層次:互作組(interactome,基因和蛋白質(zhì)的相互作用)以及表型組(phenome,某一生物的全部性狀特征)。這兩個(gè)概念是現(xiàn)階段的科學(xué)研究重點(diǎn),這兩個(gè)領(lǐng)域的突破將會(huì)讓很多生物技術(shù)的奇才和許多類(lèi)似“侏羅紀(jì)公園”的標(biāo)題出現(xiàn)在報(bào)紙的頭版。

　　(10)1000人染色組分析項(xiàng)目:對(duì)人類(lèi)種群進(jìn)行分類(lèi)

　　人類(lèi)基因組圖譜早在10年前就已經(jīng)繪制完成,這是一項(xiàng)偉大的成就。但是,如果想讓基因組學(xué)充分發(fā)揮其潛能,例如對(duì)抗疾病,我們就需要知道個(gè)體之間有多少DNA序列存在差異。人類(lèi)遺傳基因中的99%以上在全人類(lèi)內(nèi)是同樣的,因此,理解剩余的一點(diǎn)點(diǎn)遺傳差異,就成為確認(rèn)不同人對(duì)疾病的感受性、對(duì)藥物的響應(yīng)能力及對(duì)環(huán)境因子的反應(yīng)的差異的線索。

　　在接下來(lái)的5年內(nèi),我們應(yīng)該可以做到。于2008年啟動(dòng)的千人染色體組分析項(xiàng)目(1000 Genomes Project)是一個(gè)公私合作的項(xiàng)目,旨在繪制出人類(lèi)基因組差異的詳細(xì)圖譜。項(xiàng)目首期有885人參與,并已于今年6月份完成,研究人員找到了大約1600萬(wàn)個(gè)DNA差異,其中的一半以前沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)過(guò)。據(jù)估計(jì),可能存在著大約6000萬(wàn)個(gè)這樣的差異。

　　整個(gè)項(xiàng)目將分析2500個(gè)人的基因組,這些人來(lái)自于全球27個(gè)種群,這個(gè)項(xiàng)目目前正在如火如荼地進(jìn)行中,而且,所獲得的數(shù)據(jù)供全世界免費(fèi)享用。

　　(11)古遺傳學(xué):從過(guò)去獲得DNA的藍(lán)圖

　　我們一直認(rèn)為,為已經(jīng)滅絕的物種繪制出基因藍(lán)圖是一個(gè)“不可能的任務(wù)”。然而,在今年5月份,一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)完成了尼安德特人的基因組測(cè)序工作,并將研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。什么發(fā)生改變了呢?  (服務(wù)器租用)

　　基因組測(cè)序變得越來(lái)越快,也越來(lái)越便宜,一次能夠?yàn)槌汕�上萬(wàn)個(gè)基因組進(jìn)行測(cè)序讓古遺傳學(xué)家可以將受損的DNA拼接在一起,并且拋棄壞掉的部分。他們也能夠從一個(gè)遠(yuǎn)古物種的化石樣本抽取出5%的基因組,讓它同一個(gè)相關(guān)的現(xiàn)存物種的DNA相匹配。在過(guò)去的5年中,這種方法已經(jīng)讓科學(xué)家繪制出了幾個(gè)物種的基因組,包括一個(gè)4萬(wàn)年前的洞熊、一頭猛犸象以及尼安德特人。

　　這些成果告訴了我們很多關(guān)于人類(lèi)自身的信息,比如,對(duì)尼安德特人的基因組進(jìn)行測(cè)序后的結(jié)果表明,現(xiàn)代人與尼安德特人非�？赡茉谛》秶鷥�(nèi)發(fā)生過(guò)交配,時(shí)間可能是現(xiàn)代人走出非洲,在中東遇到尼安德特人之時(shí)。遠(yuǎn)古的DNA序列能夠被用來(lái)復(fù)活已經(jīng)滅絕很長(zhǎng)時(shí)間的物種,正如電影《侏羅紀(jì)公園》中所描述的,這一想法非常有趣,但是,我們從來(lái)不能夠?qū)θ魏问虑檎f(shuō)“從不”。

　　(12)蛋白質(zhì)之間交互作用組:繪制出分子的復(fù)雜性

　　蛋白質(zhì)和RNA(核糖核酸)都是一些基因編碼的分子,它們很少獨(dú)立作用。許多蛋白質(zhì)同其他蛋白質(zhì)之間相互聯(lián)系,或者調(diào)控它們,或者形成更大的分子機(jī)器;其他蛋白質(zhì)則通過(guò)依附于特定的蛋白質(zhì)序列或者將它們自身同RNA分子緊緊相連來(lái)執(zhí)行一些特定的任務(wù)。

　　我們將這些不可思議的緊密交互作用網(wǎng)絡(luò)取名為蛋白質(zhì)之間交互作用組,在整個(gè)20世紀(jì),我們都沒(méi)有參透過(guò)其中的奧秘。然而,在過(guò)去的10年內(nèi),全基因組測(cè)序獲得的信息和日益強(qiáng)大的生物信息學(xué)工具已經(jīng)使我們能夠產(chǎn)生和分析人類(lèi)和其他生物的蛋白質(zhì)之間交互作用組的圖譜。

　　哈佛醫(yī)學(xué)院和癌癥系統(tǒng)生物學(xué)中心的教授馬克·維達(dá)爾表示,盡管我們?nèi)匀粵](méi)有完全繪制出人類(lèi)和其他生物的蛋白質(zhì)之間交互作用組的圖譜,但未來(lái)這些圖譜可以作為新的復(fù)雜的支架模型,讓我們研究細(xì)胞如何工作。既然很多人類(lèi)疾病可以被分子同細(xì)胞之間交互作用的混亂來(lái)解釋,蛋白質(zhì)之間交互作用組將可以大大地改變我們對(duì)人類(lèi)健康的看法,以及我們應(yīng)該怎樣研發(fā)藥物、采取預(yù)防措施來(lái)控制疾病。

　　(13)表型組:生命不僅僅指基因組

　　如果我們想要真正理解我們所生活的世界,那么,僅僅依靠基因組不可能做到這一點(diǎn)。我們需要更好地了解“表型組”——某一生物的全部性狀特征(從基因到行為)。

　　這聽(tīng)起來(lái)很困難,一點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)。想想你自己的表型組吧,其中不僅包含有很多明顯的特征,比如眼睛的顏色、體重、面部特征等,也包含了很多不明顯的特征,比如新陳代謝的速度、個(gè)性、是否容易罹患老年癡呆癥以及其他無(wú)數(shù)的特征等。從你在媽媽的子宮里開(kāi)始孕育起,所有這些特征產(chǎn)生于你的基因組與你周?chē)�環(huán)境之間的相互作用。

　　鑒于這種復(fù)雜性,科學(xué)家于2003年首次提出了人類(lèi)表型工程(human phenome project),而且,諸如“老鼠表型數(shù)據(jù)庫(kù)”等更小規(guī)模的項(xiàng)目也在緩慢進(jìn)行中,從個(gè)性化醫(yī)療到我們?nèi)绾卫斫饣�因型和表型的關(guān)系,科學(xué)將從中受益良多。

　　(14)DNA折紙:將生命看作一個(gè)模板

　　生命的組成物質(zhì)非常“狡猾”:將正確的DNA堿基對(duì)放在一起,它們就可以像維可牢(一種尼龍刺粘扣,兩面一碰即粘合,一扯即可分開(kāi))一樣互相依附。將DNA長(zhǎng)長(zhǎng)的單個(gè)片段取出,然后將其扔進(jìn)一些更短的合成片段中,短片段上的鍵能夠?qū)㈤L(zhǎng)片段拉成特定的形狀并且將它們緊緊地固定在一起。

　　“DNA折紙”技術(shù)是很多可以讓分子自我組裝成三維結(jié)構(gòu)的技術(shù)中最有前景的技術(shù)之一�？茖W(xué)家使用該技術(shù)來(lái)制造很多令人眼花繚亂的物體,從齒輪到具有鎖和鑰匙機(jī)制的三維盒子。他們希望最終能夠使用這樣的盒子來(lái)遞送藥物,并探索生物分子的折疊和解開(kāi)機(jī)制以用其來(lái)制造納米級(jí)的計(jì)算組件。

       (服務(wù)器租用  未完待續(xù))