世界不思議

首個「百毒不侵」生命體問世


英國一個科研團隊創造了第一個對幾乎所有病毒都具有抵抗力的生命形式。這是一種大腸桿菌,其基因組已經被改寫,其中包括多達18000個基因變化,而這些變化迄今為止依然不存在於自然界當中。

大自然讓人類能夠自由行動、閱讀、呼吸和思考,但也能啟動病毒自我複製的惡性循環,進而引發如眼下這場新冠大流行一樣的疫情。而對於微生物來說,大自然卻使其能夠產生避免機體感染病毒的方法。大自然創造人造生命形式的最大障礙之一在於,直到現在還不可能在「天然」蛋白質中引入實質性變化,而蛋白質分子對任何生命功能而言都是必不可少的。

報導指出,英國的科研團隊發現,一個生物的遺傳密碼可以被深刻改變,從而創造出一個對任何病毒都具有免疫力的新物種。這項研究成果的重要性在於,地球上所有的生命形式都依賴於構成蛋白質的20種胺基酸。一個人的基因組含有大約30億個鹼基對,其中包括64個必不可少的基因序列——密碼子。而這些密碼子包含著合成這20種胺基酸的指令。

此項研究成果已經發表在美國《科學》周刊上。這個英國研究團隊在研究報告中詳細介紹了如何改寫這些密碼子的序列,使其具有兩種驚人的功能。首先,這些密碼子經過改寫後能夠創造新的人造胺基酸,這些新胺基酸直到現在還不存在於自然界中。其次,微生物基因組的改變對大多數噬菌體起到了「防火牆」的作用,因為這種改變能使幾個密碼子喪失功能,而病毒需要密碼子來劫持細胞機制並開始自我複製。這一過程與新冠病毒感染人類的過程相同。

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該研究團隊認為,這一發現在研發新藥和生物材料方面具有巨大潛力。大腸桿菌是一個真正的生物工廠,人類能利用其製造藥物和發酵食物。大腸桿菌等微生物的變體被用於生產600多種藥物,包括糖尿病患者的胰島素和防止血栓的抗凝藥物等。在這些變體中,有一種大腸桿菌對於製造針對新冠病毒的mRNA(信使核糖核酸)疫苗至關重要。

幾年前,英國科學家已經證明了如何創造一種基因組水平上完全人造的微生物。如今他們已經能夠使用一項技術在細菌的基因序列當中引入大規模變化。研究人員使用一種名為CRISPR-Cas9的基因編輯技術,像使用剪刀一樣切割原始基因組的片段,隨後再用先前在計算機中設計好的人工序列將其替換。

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結果是驚人的:科學家向一組人造細菌釋放了一種混合病毒,而這種病毒足以消滅任何天然的大腸桿菌。然而,人造細菌卻安然無恙,並且生長得更迅速。這項研究也揭示出一個令人興奮不已的事實:科學家改變了一個生物的原始遺傳密碼,而這個生物是數百萬年自然進化而來的產物。

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