科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍

關(guān) 毅 （本刊特約記者）

科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍

關(guān) 毅 （本刊特約記者）

作為收獲的季節(jié)，秋天也讓全世界的科學(xué)家們看到了希望。“好奇”號(hào)火星探測(cè)器的成功著陸，無(wú)疑預(yù)示著人類對(duì)地球以外的宇宙的探知即將邁上一個(gè)新臺(tái)階；而作為“人類基因組計(jì)劃”后基因研究領(lǐng)域又一重大進(jìn)展——“DNA元件百科全書”（ENCODE）的問(wèn)世則代表著人類對(duì)于自身的認(rèn)識(shí)又加深了一步。但同時(shí)我們也應(yīng)看到，握在手中的果實(shí)并非個(gè)個(gè)都讓人滿意——轉(zhuǎn)基因玉米致癌所引發(fā)的爭(zhēng)議便讓我們清醒地認(rèn)識(shí)到，科學(xué)技術(shù)有時(shí)也可能是一把雙刃劍，孰是孰非只有等待時(shí)間來(lái)檢驗(yàn)。

“好奇”號(hào)在火星成功著陸

6輪機(jī)器人在蓋爾隕石坑開(kāi)始發(fā)現(xiàn)之旅

“輪子、輪子！”“這是輪子！”加利福尼亞州帕薩迪納市，在美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的一間控制室內(nèi)，當(dāng)火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的成員看到“好奇”號(hào)火星車在這顆紅色星球安全著陸幾分鐘后發(fā)回的第一張圖像出現(xiàn)在大屏幕上時(shí)，人們興奮地歡呼著，熱烈地?fù)肀е?，許多人甚至喜極而泣?！昂闷妗碧?hào)著陸團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Allen Chen感嘆道：“這真是難以置信！”而這張圖像注定會(huì)加載一個(gè)具有歷史意義的注釋：美國(guó)太平洋夏令時(shí)2012年8月5日22點(diǎn)32分，“好奇”號(hào)火星車攝于火星表面。

盡管這并不是一張美麗的照片——它是由位于火星車后端的一部照相機(jī)拍攝的，但它清清楚楚地向人們展示了，“好奇”號(hào)的輪子已經(jīng)牢牢地壓在了火星的土壤上。在遠(yuǎn)處，彎曲的地平線正在向它“招手”。

經(jīng)過(guò)8個(gè)月的飛行，在以不到1 m／s的速度降落至火星表面之前，“好奇”號(hào)經(jīng)歷了九死一生的“恐怖7分鐘”下降，從而實(shí)現(xiàn)了火星探測(cè)歷史上最“軟”的著陸。這一壯舉證明，這套復(fù)雜的著陸系統(tǒng)真的像廣告所說(shuō)的那樣“安全有效”。

900 kg重的火星車降落在蓋爾隕石坑的底部，這個(gè)154 km寬的隕石坑大小與科威特面積相仿，“好奇”號(hào)將在這里開(kāi)始它對(duì)火星過(guò)去的宜居環(huán)境的探索。

一個(gè)關(guān)于安全著陸的指示幾乎立即通過(guò)火星奧德賽衛(wèi)星——一架具有11年歷史的負(fù)責(zé)中繼探測(cè)器遙控?cái)?shù)據(jù)的軌道飛行器——傳送至澳大利亞堪培拉的大型射電天線。

在隨后舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，該項(xiàng)探測(cè)任務(wù)的負(fù)責(zé)人站在一個(gè)講臺(tái)前，同時(shí)“好奇”號(hào)發(fā)回的第二張圖像被投射到他們身后的屏幕上——這是由位于火星車前端的照相機(jī)拍攝的一張照片，展現(xiàn)了夕陽(yáng)映照下的“好奇”號(hào)的身影?！斑@是火星上的一處新地點(diǎn)的一張新圖像，”NASA的工程師Adam Steltzner說(shuō)，“而對(duì)我來(lái)說(shuō)，至少，這是回報(bào)?！?/p>

這意味著在8次嘗試中，NASA的探測(cè)器已經(jīng)7次成功著陸于火星表面。

攜帶10種“科學(xué)武器”的“好奇”號(hào)相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的野外地質(zhì)學(xué)家，其能力足以令此前的任何火星著陸器相形見(jiàn)絀。以核燃料钚提供動(dòng)力的“好奇”號(hào)在火星表面的連續(xù)行駛能力和機(jī)動(dòng)能力都更強(qiáng)。

在“好奇”號(hào)之前，所有火星著陸器都沒(méi)有安裝可提取巖石內(nèi)部樣本的工具，“好奇”號(hào)一改這種狀況——它可以利用機(jī)械臂末端的鉆頭鉆入巖石內(nèi)部取樣。此外，“好奇”號(hào)的任務(wù)也更復(fù)雜，它將測(cè)量火星巖石和泥土中不同化學(xué)元素的豐度，評(píng)估火星表面的輻射環(huán)境及其對(duì)未來(lái)登陸火星宇航員的危害，探索火星是否具有適宜生命存在的環(huán)境，尋找行星變化的線索。

“好奇”號(hào)項(xiàng)目總投資達(dá)25億美元，是迄今最昂貴的火星探測(cè)項(xiàng)目，也是NASA的“旗艦項(xiàng)目”，重要性與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)。根據(jù)奧巴馬政府公布的新太空戰(zhàn)略，美國(guó)將以火星為太空探索的新目的地。NASA計(jì)劃到2030年代中期，將宇航員運(yùn)送至火星軌道。

“人類基因組計(jì)劃”后基因研究領(lǐng)域又一重大進(jìn)展

ENCODE書寫人類百科全書

一項(xiàng)大型國(guó)際計(jì)劃顯示，與青少年在學(xué)校掌握的知識(shí)相比，人類基因組——一個(gè)人的遺傳信息總和——包含有更多的蛋白質(zhì)編碼基因。當(dāng)研究人員決定在20世紀(jì)90年代晚期對(duì)人類基因組進(jìn)行測(cè)序時(shí)，他們專注于尋找那些用來(lái)確定全部生命所需蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)基因。每個(gè)基因都被認(rèn)為是一個(gè)DNA的離散片段；而其 DNA堿基——作為DNA模塊的一些眾所周知的“字母”分子——的順序被認(rèn)為能夠編碼一個(gè)特定的蛋白質(zhì)。但讓這些破譯人類基因組的科學(xué)家感到驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)，這些編碼蛋白質(zhì)的基因加起來(lái)還不到基因組的3%。這在數(shù)十億的其他堿基中幾乎是沒(méi)有任何意義的。

然而如今一項(xiàng)由美國(guó)資助的項(xiàng)目“DNA 元件百科全書”（ENCODE）發(fā)現(xiàn)，許多這樣的堿基都在人類生物學(xué)中扮演著一個(gè)重要角色——例如，它們有助于確定一個(gè)基因何時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉。并且，這種調(diào)節(jié)決定了一個(gè)細(xì)胞如何成為腎臟細(xì)胞，而另一個(gè)細(xì)胞如何成為腦細(xì)胞。耶魯大學(xué)生物信息學(xué)家Mark Gerstein表示：“與基因相比，基因組中的情況要復(fù)雜得多。”

這個(gè)項(xiàng)目的真知灼見(jiàn)正在幫助研究人員了解遺傳和疾病之間的聯(lián)系。領(lǐng)導(dǎo)ENCODE分析的英國(guó)茵格斯頓歐洲生物信息學(xué)研究所的生物信息學(xué)家Ewan Birney表示：“我們正在以一種方式影響疾病研究，而這在以前將是很難實(shí)現(xiàn)的?！?/p>

這是“人類基因組計(jì)劃”之后國(guó)際科學(xué)界在基因研究領(lǐng)域取得的又一重大進(jìn)展。這兩個(gè)計(jì)劃之間也有承上啟下的關(guān)系，在人類基因組計(jì)劃基本完成的2003年，國(guó)際科學(xué)界創(chuàng)建了ENCODE計(jì)劃。它也是一個(gè)大型國(guó)際合作項(xiàng)目，有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的32個(gè)研究機(jī)構(gòu)參與。

作為ENCODE的一部分，32家機(jī)構(gòu)對(duì)147個(gè)細(xì)胞類型進(jìn)行了計(jì)算機(jī)分析、生物化學(xué)試驗(yàn)，以及測(cè)序研究，旨在搞清構(gòu)成基因組的30億個(gè)堿基中每個(gè)都在做些什么。參與ENCODE的442名科學(xué)家在9月5日出版的Nature上報(bào)告說(shuō)，基因組中大約80%的基因在生物化學(xué)上都是活躍的，換句話說(shuō)，它們都有某種確定的功能。這些DNA堿基有的作為影響基因活性的蛋白質(zhì)著陸點(diǎn)，有的則能夠轉(zhuǎn)化為RNA鏈從而自行實(shí)施功能，例如基因調(diào)控。（RNA通常被認(rèn)為是一種有助于合成蛋白質(zhì)的中間信使分子，但ENCODE發(fā)現(xiàn)，許多RNA都是一種終極產(chǎn)物，且不用來(lái)合成蛋白質(zhì)。）

ENCODE的研究結(jié)果正在改變科學(xué)家對(duì)基因的認(rèn)識(shí)。它發(fā)現(xiàn)大約76%的基因組DNA都會(huì)被轉(zhuǎn)錄為一種或另一種RNA，這比研究人員之前的預(yù)測(cè)要多得多。這些DNA包括將近21 000個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因（研究人員一度曾估計(jì)人體有超過(guò)10萬(wàn)個(gè)這樣的基因）；與8 800個(gè)小RNA分子及9 600個(gè)長(zhǎng)鏈非編碼RNA分子有關(guān)的基因——每個(gè)至少有200個(gè)堿基的長(zhǎng)度；被劃為假基因的11 224個(gè)DNA鏈——現(xiàn)在知道這些“死亡”基因在某些細(xì)胞類型或個(gè)體中真的很活躍。此外，嘗試確定這些基因的起點(diǎn)和末端，以及編碼區(qū)域，揭示了基因能夠部分重疊，并且具有多個(gè)起點(diǎn)和末端。

這項(xiàng)計(jì)劃在人們的DNA中發(fā)現(xiàn)了400萬(wàn)個(gè)位點(diǎn)，它們的作用相當(dāng)于控制基因活性的開(kāi)關(guān)。這些開(kāi)關(guān)距離被它們調(diào)控的基因或近或遠(yuǎn)，并作用于不同細(xì)胞類型的不同結(jié)合體上，從而賦予每個(gè)細(xì)胞類型以獨(dú)特的基因組身份。

ENCODE獲得了迄今最詳細(xì)的人類基因組分析數(shù)據(jù)。關(guān)于這項(xiàng)研究的論文有6篇發(fā)表在Nature上，還有24篇發(fā)表在《基因組研究》雜志及《基因組生物學(xué)》雜志上。兩篇附加的論文則發(fā)表在9月5日的Science網(wǎng)絡(luò)版上。在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，ENCODE已經(jīng)創(chuàng)建了一張圖譜用以展示所有不同堿基所扮演的角色。資助ENCODE的馬里蘭州貝塞斯達(dá)市國(guó)立人類基因組研究所的項(xiàng)目主管Elise Feingold表示：“它就像人類基因組的谷歌地圖。”利用谷歌地圖，一個(gè)人可以選擇不同的視圖來(lái)查看景觀的不同方面。同樣，在ENCODE圖譜中，一個(gè)人也能夠從染色體水平放大單個(gè)堿基，并且查看這些堿基是否會(huì)產(chǎn)生RNA，或是否為DNA調(diào)控蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)之間切換。

新化石敲定200萬(wàn)年前人類神秘祖先身份

“魯?shù)婪蛉恕苯K獲物種地位

經(jīng)過(guò)40年的搜尋后，研究人員終于可以為40年前在肯尼亞發(fā)現(xiàn)的一個(gè)神秘的人類祖先賦予一幅新的面孔。這一發(fā)現(xiàn)可以讓科學(xué)家更好地了解這個(gè)在我們的智人祖先于約200萬(wàn)年前出現(xiàn)后不久便已存在的謎一般的物種。它同時(shí)表明，203萬(wàn)年至178萬(wàn)年前，在非洲大裂谷，至少有幾個(gè)古人種與直立人同時(shí)存在，并且他們可能不得不適應(yīng)以不同的方式共存。

自從古人類學(xué)家Meave Leakey于1972年在科比福拉第一次看到這個(gè)陌生的人類祖先新種的頭骨化石后，她和其他科學(xué)家便一直在徒勞地找尋該物種的其他成員。（科比福拉是位于非洲圖爾卡納湖東部的著名化石床，從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，在這里陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)不同的人類祖先屬種。）這具200萬(wàn)年歷史的頭骨具有一個(gè)很大的腦，從而使他成為智人的一員。但是他長(zhǎng)而扁平的面部以及其他特征與同時(shí)期的另外兩種早期智人相去甚遠(yuǎn)，因此許多研究人員認(rèn)為他屬于一個(gè)新的物種——魯?shù)婪蛉恕Ｈ欢灿袑W(xué)者質(zhì)疑他是否屬于一個(gè)新種，或者僅僅是能人——距今230萬(wàn)年至140萬(wàn)年生活在東非——的一個(gè)與眾不同的成員。如今供職于肯尼亞圖爾卡納盆地研究所和美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校的Leakey表示：“他總是一個(gè)異類?！?/p>

Leakey說(shuō)，化石獵人于2008年發(fā)現(xiàn)了一個(gè)幼體從巖石中突出且保存完好的面孔中部和牙齒化石，這“真讓人感到興奮”。來(lái)自德國(guó)萊比錫市馬普學(xué)會(huì)進(jìn)化人類學(xué)研究所的合著者Fred Spoor表示，其面部看起來(lái)就像是最初的魯?shù)婪蛉祟^骨——被稱為 KNMER1470——的一個(gè)小一點(diǎn)的“袖珍版”，并且也生有異乎尋常的平臉，這與在能人中發(fā)現(xiàn)的更為突出的上頜截然相反。同時(shí)其較小的尺寸也排除了一些老觀點(diǎn)，即魯?shù)婪蛉说念^骨總是比能人的頭骨大，或者更大的標(biāo)本來(lái)自于男性而較小的來(lái)自于女性。

隨著2009年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)非常完整的下頜化石，研究小組對(duì)于這一難于捉摸的物種有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。（1470并不具有下頜。）頜骨和新面部揭示了魯?shù)婪蛉松幸粋€(gè)與眾不同的U型上顎，連同朝向頜骨前端的犬齒，而不是像能人那樣在V型上顎中生有兩邊對(duì)齊的犬齒。Spoor說(shuō)，這意味著兩個(gè)物種之間的一個(gè)發(fā)展中的重要差異，而不是一個(gè)物種的變異。

據(jù)8月9日出版的Nature報(bào)道，這些新化石全部發(fā)現(xiàn)于科比福拉的卡拉瑞嶺，這里距離發(fā)現(xiàn)1470頭骨的化石床不足10 km，并且也位于發(fā)現(xiàn)能人和直立人化石的相同地區(qū)。一些研究人員依舊認(rèn)為，1470和新的化石可能是能人的相同類群（或生物組）的成員，這是因?yàn)槟苋说幕l(fā)現(xiàn)得很少，因此，“我們?nèi)匀徊⒉涣私饽苋恕！泵绹?guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的古人類學(xué)家Timothy White這樣說(shuō)道。

轉(zhuǎn)基因玉米致癌論引爭(zhēng)議

近來(lái)，法國(guó)一研究報(bào)告稱某轉(zhuǎn)基因玉米導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)鼠患癌的消息鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。對(duì)此，不少業(yè)內(nèi)專家以及一些歐盟國(guó)家的農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)均認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因玉米致癌論“言之過(guò)早”。本次事件背后的一些利益糾葛以及研究程序問(wèn)題也有待于進(jìn)一步厘清。

這項(xiàng)研究發(fā)表在2012年9月19日的《食品和化學(xué)毒物學(xué)》雜志上。法國(guó)卡昂大學(xué)的研究人員對(duì)200只實(shí)驗(yàn)鼠和一組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)兩年的實(shí)驗(yàn)，或喂食NK603轉(zhuǎn)基因玉米，或喂食經(jīng)過(guò)“農(nóng)達(dá)”除草劑處理的NK603玉米，或喂食經(jīng)過(guò)“農(nóng)達(dá)”除草劑處理的非轉(zhuǎn)基因玉米。其中，NK603玉米和“農(nóng)達(dá)”除草劑均由美國(guó)孟山都公司生產(chǎn)。

雜志刊登的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，喂食NK603轉(zhuǎn)基因玉米的實(shí)驗(yàn)鼠和接觸除草劑的實(shí)驗(yàn)鼠都長(zhǎng)出了腫瘤。尤其是雄鼠，出現(xiàn)肝臟受損、腎和皮膚部位長(zhǎng)出腫瘤以及消化系統(tǒng)病變等問(wèn)題。該研究強(qiáng)調(diào)，這是科學(xué)界首次對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠展開(kāi)長(zhǎng)達(dá)兩年的調(diào)查研究，此類實(shí)驗(yàn)以往只持續(xù)90 d左右。

這一結(jié)論在歐洲及美國(guó)引起軒然大波，一些人對(duì)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生恐慌，然而更多的科學(xué)家質(zhì)疑研究結(jié)果。一些歐洲國(guó)家官員也認(rèn)為結(jié)論“言之過(guò)早”。

美國(guó)伊利諾伊大學(xué)食品科學(xué)名譽(yù)教授布魯斯·薩西則認(rèn)為，這并不是一份單純的科學(xué)報(bào)告，而是一個(gè)精心策劃的新聞事件。人類和牲畜已經(jīng)吃了很多年的轉(zhuǎn)基因谷物，但并沒(méi)有證據(jù)支持這項(xiàng)研究中提到的死亡率升高或患癌現(xiàn)象。

劍橋大學(xué)研究公眾風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知的教授大衛(wèi)·施皮格爾霍爾特說(shuō)，每組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量太少，無(wú)法得出確切結(jié)論。

還有人指出，實(shí)驗(yàn)所用的老鼠類型本身易患癌。因此不應(yīng)匆忙得出實(shí)驗(yàn)鼠吃NK603轉(zhuǎn)基因玉米患癌的結(jié)論。

本次研究負(fù)責(zé)人、法國(guó)卡昂大學(xué)分子生物學(xué)專家塞拉利尼是法國(guó)基因工程獨(dú)立研究與信息委員會(huì)成員，多年來(lái)一直公開(kāi)反對(duì)轉(zhuǎn)基因食品，曾發(fā)表多份報(bào)告質(zhì)疑轉(zhuǎn)基因食品安全。2007年3月，塞拉利尼曾發(fā)表論文質(zhì)疑孟山都公司MON863轉(zhuǎn)基因玉米的安全性，但歐洲食品安全局經(jīng)過(guò)調(diào)查認(rèn)為其研究方法缺乏科學(xué)性。

法國(guó)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)特凡納·勒福爾24日表示，得出有關(guān)結(jié)論確實(shí)“為時(shí)尚早”，但同時(shí)表示，實(shí)驗(yàn)使用的玉米主要用作動(dòng)物飼料，“因此不必過(guò)于恐慌”。德國(guó)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)伊爾塞·艾格納當(dāng)天也指出，人們需要等待針對(duì)這項(xiàng)研究的更詳細(xì)調(diào)查結(jié)果。

美國(guó)孟山都公司并未立即對(duì)這項(xiàng)研究作出正式回應(yīng)。孟山都公司法國(guó)發(fā)言人表示：“由于需要對(duì)研究報(bào)告進(jìn)行評(píng)估，嚴(yán)肅評(píng)論為時(shí)過(guò)早。但300多篇?jiǎng)游锸秤醚芯繄?bào)告證明，轉(zhuǎn)基因食物與非轉(zhuǎn)基因食物同樣安全?！?/p>

目前，歐洲食品安全局等監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在對(duì)這一研究及研究條件進(jìn)行評(píng)估。

3 項(xiàng)研究挑戰(zhàn)腫瘤生長(zhǎng)傳統(tǒng)理論

癌癥干細(xì)胞或確實(shí)存在

很多時(shí)候，那些似乎已經(jīng)被治療消滅的癌癥又會(huì)卷土重來(lái)。一些科學(xué)家將此歸罪于所謂的癌癥干細(xì)胞，它們是癌細(xì)胞的一個(gè)子集，能夠保持休眠狀態(tài)，從而逃避化療或放療，并在幾個(gè)月或幾年后形成新的腫瘤。這種想法一直存在爭(zhēng)論，然而，2012年8月1日發(fā)表的3篇論文提供了新的證據(jù)，表明在某些腦、皮膚和腸道腫瘤中，癌癥干細(xì)胞確實(shí)是腫瘤生長(zhǎng)的源頭。

癌癥干細(xì)胞模式有別于認(rèn)為腫瘤生長(zhǎng)機(jī)會(huì)均等的傳統(tǒng)理論，后者相信，所有的癌性細(xì)胞都能夠分裂并導(dǎo)致腫瘤的生長(zhǎng)及擴(kuò)散。癌癥干細(xì)胞模式則認(rèn)為，腫瘤生長(zhǎng)具有更多的層次，主要由一個(gè)能夠進(jìn)行自我復(fù)制的細(xì)胞子集所驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而生成腫瘤所包含的其他類型的細(xì)胞。有關(guān)癌癥干細(xì)胞的最早證據(jù)源于20世紀(jì)90年代進(jìn)行的白血病研究，當(dāng)時(shí)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，只有一小部分癌變的血液細(xì)胞能夠在小鼠中傳播疾病，但是很難確定癌癥干細(xì)胞是否在其他組織中激發(fā)了腫瘤的生長(zhǎng)。

在這些新的研究中，3個(gè)獨(dú)立的研究團(tuán)隊(duì)利用遺傳細(xì)胞標(biāo)記技術(shù)追蹤了特定細(xì)胞在生長(zhǎng)的腫瘤內(nèi)部的增殖情況。比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)的干細(xì)胞研究人員Cédric Blanpain表示，這種方法讓研究人員看到了“在一個(gè)腫瘤的現(xiàn)實(shí)生活中到底發(fā)生了什么”。他和同事在Nature網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告說(shuō)，在小鼠的乳頭狀瘤（一種皮膚癌的前兆）中，大部分的腫瘤生長(zhǎng)來(lái)自于一些細(xì)胞，后者在某些方面類似于保持皮膚健康的干細(xì)胞。

同樣于8月1日發(fā)表在Nature網(wǎng)絡(luò)版上的第二篇論文中，美國(guó)達(dá)拉斯市得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心（UTSMC）的發(fā)育生物學(xué)家Luis Parada及其同事報(bào)告說(shuō)，在生有神經(jīng)膠質(zhì)瘤（腦癌的一種形式）的小鼠中，腫瘤的生長(zhǎng)似乎來(lái)源于腫瘤中的一小部分細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞在能夠消滅大部分癌癥的化療過(guò)程中保持了休眠狀態(tài)，并且一旦藥物治療停止，便能夠引發(fā)新的腫瘤。

在8月1日在線發(fā)表于Science的第三篇論文中，荷蘭烏得勒支市Hubrecht研究所的發(fā)育生物學(xué)家及干細(xì)胞研究人員 Hugo Snippert，Arnout－Schepers，Hans Clevers和他們的同事，利用具有多色腸道的小鼠研究了能夠形成腸腺瘤（腸癌的前兆）的細(xì)胞類型。這種被科學(xué)家昵稱為彩紙鼠的嚙齒動(dòng)物攜帶了能夠根據(jù)腸道細(xì)胞自身來(lái)源而將其標(biāo)注為藍(lán)、綠、紅或黃色的遺傳標(biāo)記。研究小組報(bào)告說(shuō)，腸腺瘤由表達(dá)了一種名為L(zhǎng)gr5＋基因的細(xì)胞發(fā)展而來(lái)，而這種基因也活躍于普通的腸道干細(xì)胞中。Snippert說(shuō)：“這些腫瘤看起來(lái)就像是一幅正常組織的漫畫?！?/p>

并未參與任何一項(xiàng)研究的在UTSMC從事干細(xì)胞與癌癥研究的Sean Morrison表示，這種細(xì)胞追蹤技術(shù)是檢驗(yàn)癌癥干細(xì)胞模式的正確方法。他說(shuō)，現(xiàn)在有足夠的證據(jù)可以相當(dāng)肯定該模式至少能夠解釋某些類型的癌癥。但是Morrison指出，這些關(guān)于乳頭狀瘤和腸腺瘤的研究著眼于癌癥前期的腫瘤。事實(shí)上，當(dāng)Blanpain和同事研究患有鱗狀細(xì)胞癌（乳頭狀瘤的一種惡性產(chǎn)物）的小鼠時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)大部分細(xì)胞正在積極地分裂，而并非僅僅是一小部分與干細(xì)胞類似的細(xì)胞。

研究人員相信，搞清哪些癌癥可能源于——或僅僅攜帶了——癌癥干細(xì)胞是今后更有效治療的關(guān)鍵。

科學(xué)家找到昆蟲光合作用首個(gè)證據(jù)

蚜蟲或具有一套基本的陽(yáng)光捕獲體系

蚜蟲的生物學(xué)特性真是太奇特了——雌蚜蟲生下來(lái)就可以繁殖而無(wú)需雄性，而雄蚜蟲有時(shí)候竟然沒(méi)有長(zhǎng)嘴，致使它們?cè)诮慌浜蟛痪帽銜?huì)死去。而上周公布的一項(xiàng)研究成果又為它們的特異功能名單添加了驚人的一筆：它們竟然也能夠捕獲陽(yáng)光，并按照代謝的目的使用這些能量。

蚜蟲是動(dòng)物世界中唯一具有合成色素——類胡蘿卜素——本領(lǐng)的成員。很多動(dòng)物依賴這種色素完成一系列功能，例如保持一個(gè)健康的免疫系統(tǒng)，或合成某些維生素，然而所有其他動(dòng)物必須通過(guò)它們的食物來(lái)獲得這種色素。法國(guó)索菲亞科技園的昆蟲學(xué)家Alain Robichon和同事在《科學(xué)報(bào)道》雜志上指出，在蚜蟲中，這種色素能夠吸收來(lái)自太陽(yáng)的能量，并將其轉(zhuǎn)化為參與能量生產(chǎn)的細(xì)胞機(jī)制。

自從2010年發(fā)現(xiàn)線索表明蚜蟲體內(nèi)高水平的類胡蘿卜素是“自產(chǎn)自銷”的以來(lái)，Robichon和他的研究團(tuán)隊(duì)便開(kāi)始著手調(diào)查，這種昆蟲為什么要合成這種“昂貴”的代謝化學(xué)物質(zhì)。

類胡蘿卜素決定了蚜蟲的色素沉著，而一只蚜蟲的顏色又決定了能夠看見(jiàn)它的捕食者的種類。Robichon實(shí)驗(yàn)室中的蚜蟲顏色受到了環(huán)境的影響——寒冷有利于綠色蚜蟲，最佳的條件會(huì)使蚜蟲的身體變?yōu)槌壬?，而?dāng)種群很大且面對(duì)有限的資源時(shí)，蚜蟲便會(huì)呈現(xiàn)出白色。

當(dāng)研究人員測(cè)量了蚜蟲體內(nèi)的ATP（三磷酸腺苷，所有生物體中能量轉(zhuǎn)移的“通貨”）水平后，結(jié)果令人震撼。與幾乎沒(méi)有這種色素的白蚜蟲相比，具有高水平類胡蘿卜素的綠蚜蟲體內(nèi)攜帶了更多的ATP。此外，當(dāng)把橙色蚜蟲——擁有中間數(shù)量的類胡蘿卜素——放置到陽(yáng)光下時(shí)，其ATP生成將會(huì)增加，而當(dāng)將其轉(zhuǎn)移到黑暗中時(shí)，其ATP含量便會(huì)下降。

研究人員于是將橙色蚜蟲碾碎并提純了它們的類胡蘿卜素，進(jìn)而證明這些提取物能夠吸收陽(yáng)光并傳遞這種能量。

胡蘿卜素分子在動(dòng)物體內(nèi)的排列方式也進(jìn)一步證明了這種假設(shè)。這種色素在昆蟲角質(zhì)層的深處形成了一個(gè)0到40微米的薄層，從而使其位于捕捉太陽(yáng)光的一個(gè)完美的位置上。

你離太陽(yáng)149 597 870 700米！

國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)修訂日地距離

沒(méi)有大張旗鼓的宣傳，但天文學(xué)家已經(jīng)重新定義了太陽(yáng)系中最重要的距離。天文單位（AU）——從地球到太陽(yáng)的距離——終于從一個(gè)模棱兩可的估算變成了一個(gè)單一的數(shù)字。在2012年8月于中國(guó)北京舉行的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)上以全票通過(guò)而被采用的這一新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，日地距離為149 597 870 700 m——是的，不多也不少。

在天文學(xué)中，日地距離是一個(gè)歷史最悠久的數(shù)值。對(duì)日地距離的第一次準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)生在1672年，當(dāng)時(shí)著名天文學(xué)家Giovanni Cassini在法國(guó)巴黎觀測(cè)火星，同時(shí)他的同事Jean Richer則在南美洲的法屬圭亞那觀測(cè)這顆紅色的行星?？紤]到這兩次觀測(cè)之間的視差或角度差，天文學(xué)家計(jì)算了從地球到火星的距離，并利用這一結(jié)果最終得出了從地球到太陽(yáng)的距離。他們的結(jié)果是1.4億km——這與今天的數(shù)值差不了太多。

直至20世紀(jì)后半葉，這種視差測(cè)量法依然是推導(dǎo)太陽(yáng)系中任意距離的唯一可靠途徑，天文單位也因此一直被表示為可將角度測(cè)量轉(zhuǎn)化為距離的一個(gè)基本常數(shù)組合。近些年來(lái)，天文單位被定義為：“在太陽(yáng)引力作用下沿圓軌道以每天0.017 202 098 95（即所謂的高斯引力常數(shù)）弧度的角速度運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)粒子的軌道半徑。”

這一定義讓德國(guó)數(shù)學(xué)家卡爾·弗里德里?！じ咚沟摹胺劢z”們歡呼不已——他的常數(shù)位于整個(gè)事件的中心，但這個(gè)天文單位給天文學(xué)家?guī)?lái)了麻煩。德國(guó)德累斯頓技術(shù)大學(xué)的天文學(xué)家Sergei Klioner表示，首先，老的天文單位經(jīng)常讓天文學(xué)學(xué)生感到困惑不解。但更重要的是，老的定義有悖于愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。

正如后者的名字所暗示的，廣義相對(duì)論的時(shí)空是相對(duì)的，完全取決于觀察者所處的位置；然而根據(jù)老的定義，天文單位改變了這一切。Klioner指出，日地距離在地球參照系和木星參照系之間就改變了1 000 m甚至更多。這種變化并不會(huì)影響航天器，它們會(huì)直接測(cè)量日地距離，它卻給研究太陽(yáng)系模型的行星科學(xué)家造成了巨大的痛苦。

同時(shí)太陽(yáng)自身也引發(fā)了另一個(gè)問(wèn)題。高斯引力常數(shù)以太陽(yáng)的質(zhì)量為基礎(chǔ)，因此天文單位與太陽(yáng)質(zhì)量被密不可分地聯(lián)系在一起。然而太陽(yáng)的質(zhì)量正隨著能量輻射而減少，這就使天文單位也在緩慢發(fā)生著變化。

改進(jìn)后的定義抹去了老的天文單位存在的所有問(wèn)題。修訂的距離與太陽(yáng)質(zhì)量沒(méi)有任何關(guān)系，同時(shí)米被定義為光在真空中旅行1／299 792 458 s的距離。這是因?yàn)楣馑僭谒械膮⒄障抵卸际呛愣ǖ?，從而使天文單位不再隨著觀測(cè)者在太陽(yáng)系中的位置不同而發(fā)生變化。

注：封底圖片來(lái)源于 NASA／JPLCaltech，F(xiàn)red Spoor／肯尼亞 國(guó) 立博物館，SIMON FRASER／SCIENCE PHOTO LIBRARY，Science和Nature網(wǎng)站。

（2012年9月29日收到）

（編輯：方守獅）

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GUAN Yi

10.3969／j.issn.0253－9608.2012.05.010