花开美利坚 第1354章 媲美修复蛋白的…

“干细胞和免疫细胞是一种具有生物学记忆的细胞，当细胞周围环境发生短暂变化时，干细胞或是免疫细胞会发生永久性的改变。环境改变导致细胞行为永久的改变可帮助干细胞分化成各种组织细胞以及帮助免疫细胞记住致病原。”

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，使得酵母在有半乳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，当酵母细胞遇到半乳糖的时候，一段人造的遗传序列会与一种红色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色荧光蛋白，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乳糖，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乳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。当辐射或是致癌物损害了组织细胞中的dna，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dna。各种生物甚至是单细胞生物的细胞都有修复dna的能力，这有助我们了解癌症疾病的演化，因为当dna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dna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，原来在半乳糖环境下会激活的元件对半乳糖失活，只有当dna损伤――例如辐射或是化学损伤――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ems――一种化学物质，可以导致dna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，红色荧光出现很短一段时间，随后黄色荧光出现好几天。并且，我在酵母细胞的子代中也发现有黄色荧光。”

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dna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dna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ems的荧光蛋白还保持低突变率。记忆着dna损伤的行为可以帮助细胞对未来的突变保持警惕，激发应激反应修复突变dna，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，修正了一个代谢性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，移除可能做不到很精确；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。

（未完待续）

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