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悬念:长生不死、攻克癌症、创造生命

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我们的地球和我们多彩的生活中充满了神秘的现象和未知的谜团。有些重大的谜团自我们远古的祖先开始行走 ...

我们的地球和我们多彩的生活中充满了神秘的现象和未知的谜团。有些重大的谜团自我们远古的祖先开始行走时就萦绕在人类心头,而另外一些则是随着人类的不断进步而新涌现出来的——人类是否可以长生不死?我们能够攻克癌症吗?我们能够创造生命吗?灵魂究竟是否存在?光速是不是速度的极限?在宇宙中是否有其他智慧生命存在?我们能够进行时间旅行吗?对这七个问题,人们一直没有能够给出确定的答案。

-悬念之一:永远年轻、长生不死

青春永驻的秘方并没有隐藏在世界上哪个神秘的地方,而更像是存在于每个人的细胞里,或者更加准确地说,是在一个特定的基因里。加利福尼亚斯克里普斯研究院的科学家们对90岁以上的老人的基因进行了研究,他们发现,在99%以上的情况下,这些90多岁的老人的基因的功能完全正常,也就是说,他们的基因都能够指挥指定的细胞产生适当的蛋白质。老年人的基因和新生儿的基因几乎能够同样发挥作用。那么,如果老年的基因和年轻的基因同样有效,为什么我们还会衰老呢?

芝加哥伊利诺伊大学的研究者们已经初步找到了答案,但他们还不是很确信。他们提出,衰老的秘密可能就在一个名叫p21的特定基因上。它的作用就相当于一个基因紧急制动闸,当它被启动并且发挥作用时,它会让受到毒素污染或者辐射破坏的细胞停止生长,这样就会给它们时间进行修复。分子基因学教授伊戈尔·罗宾逊启动了人体细胞内的p21基因,并分析了它对上千个其他基因的影响。他惊奇地发现,那些受影响的基因变成了平滑粒状,并且停止了生长。换句话说,它们衰老了。

“这种模式非常惊人,”罗宾逊说道,“启动了这个基因,就造成了无数个其他基因的重大变化,而这些基因都与衰老和与衰老有关的疾病发生关联。”

罗宾逊的同事们发现,p21有选择地对40种人们已知的参与DNA复制和细胞分裂的基因进行抑制,这样就马上让生长停止下来。与此同时,它促进了50种其他基因的活动。这些被p21刺激起来的基因之一就与早老性痴呆病人脑中发现的动脉粥样斑的成分相关。其他的基因则产生各种蛋白质和酶,直接引发动脉硬化症和关节炎。

癌细胞都有一个不寻常的特征,那就是它们是不死的。只要能够得到营养,它们就不停地分裂。健康细胞却不是这样的,在它们的染色体末端都带有一个类似定时器的结构,它限定了一个细胞能够进行自我复制的次数。这些定时器被称为端粒,你可以把它们想象成为你的鞋带末端的塑料帽,它们可以防止鞋带散开。每次细胞分裂时,这些端粒就会被挤掉一点,当端粒完全掉落之后,细胞就停止分裂了。

癌症正是在这个环节上乘虚而入。在九成以上的癌细胞酶中,发现了一种叫类端粒的化合物,它能够自动替代每次细胞分裂后端粒上所掉落的部分,这样端粒就不会消失,癌细胞就可以不断地分裂。如果健康的细胞上也能够产生出类端粒的话,可想而知正常的细胞也可以变为不死的。由得克萨斯大学西南医学中心和加利福尼亚州一家名叫根隆的生物技术公司共同进行的试验表明,这种现象的存在是确定无疑的。

-悬念之二:人类会不会治愈癌症

癌症是200多种疾病的统称,这些疾病都有一个共同之处,那就是健康的细胞发生变异,开始胡作非为。以往人们的普遍观点是,基因在这个变异过程中扮演了重要的角色。如果你的父母或者兄弟之中有人患有癌症的话,你就有很大的可能患上癌症。

但是,也许事情并不是这样的。

2000年夏天,医学界有史以来最大的一次就基因和环境对癌症的相对影响所进行的研究的结果被公之于众。该结果使持有传统观点的人们大跌眼镜:人们的食物、生活环境、职业、以及特定的一些坏习惯,包括抽烟和过量饮食在内,都比家族的癌症史更能够影响癌症的发病率。

科学家们对瑞典、芬兰和丹麦的总共89576对双胞胎进行了研究。因为双胞胎的基因具有相似性。在察看医疗记录之后,研究者们选择了那些双胞胎之一患上癌症的家庭,然后观察另一个双胞胎身上会发生什么。

观察的结果表明,基因的相似并不能决定一切。而诸如抽烟、饮食习惯不良、缺乏锻炼,或者接触到辐射、污染和致癌性化学品这些因素,更容易引起癌症。解决癌症谜团的钥匙并不是药片,而是预防。

-悬念之三:我们能不能创造生命

纳米技术是通过逐个原子的组装来构成极小的装置的一项制造技术。如今IBM、施乐和英特尔这样的高技术企业都开始重视这项技术,他们的兴趣源于一种叫做“自我组装”的物理现象,根据该现象的原理,如果铺设了适当的基础构架,就可以在上面“长”出毫微米管道、毫微米球体和毫微米半导体来,这样就可以给计算机提供高精度、高性能的极微小的组件。

这样的技术能不能用于生物体呢?在伊利诺伊大学,研究人员正在试图利用人体细胞内所发现的蛋白质肌动蛋白来创造自我组装的有机体结构。负责开发的杰拉德·翁说,“我们的肌动蛋白薄膜胶囊处在平衡状态下,并不需要能量来维持其稳定。”他们的实验室正在取得令人兴奋的进展。

那么,我们是否能够做到让自我组装的结构具有自己的生命呢?由加利福尼亚技校、洛杉矶加州大学和密歇根州州立大学的研究者们组成的小组认为,答案是肯定的。他们已经在计算机内创造出了“数字化的生物体”,他们发现,这些计算机创造出的有机体对周围变化的反应,与真实的生物体,如细菌、真菌和果蝇等十分相似。

“对生物系统的生命最最基本的问题做出解答是非常困难的,因为生物系统已经经过了40亿年的进化,变得极其复杂了。”加利福尼亚技校的克里斯·阿达米说,“地球上生命的产生都是因为很久以前的一次偶然。我们所见到的一切都因为一次偶然事件而来,所以如果我们回顾这一切的话,是否能够获得一些对生命的概要认识呢?”

阿达米所做的工作,是在已经对活的生物体进行实验,即埃·科理细菌实验之后,第一次用数字进化实验的方式来进行的模拟生命研究。他说,“我认为我们已经让生物学家们确信,人造生命并不只是一个不切实际的妄想,它还可以回答一些关于生物学的最基础的问题。”

-悬念之四:灵魂究竟何在

在近期由圣迭戈加州大学、美国科学促进协会以及梵蒂冈所组织的一系列会议上,神经系统学家们和神学研究者们已经开始详细地探讨人类灵魂的物理性质。

而神经系统学家们相信,他们已经掌握了监测灵魂的技术。这是一台极其灵敏的仪器,叫做旋转三头单点发射式断层分析扫描仪。

“人类最深受感动的一些体验,有可能会被简化为特定的脑部功能,而这些功能还能够通过先进的脑功能研究来测量,这会使不少人感到烦恼和困扰。”宾夕法尼亚大学的一位神经系统学家,安德鲁·纽伯格这样评论道。他和一位名叫尤金·阿吉利的同事,用上面提到的那台扫描仪对冥想的人的大脑进行了详细的探查。

首批实验的对象是佛学家,他们同意将静脉针插入自己的胳膊里。当他们达到了深度冥想的状态时,他们便向纽伯格示意,后者随即将一些放射性同位素释放到他们的血管中。在血液流经大脑时,那些较为活跃地参与冥想的细胞吸收了更多的同位素,随后发出了更多的辐射,这些都被扫描仪记录下来。

纽伯格预言到,“我们希望,这些实验将是一次给科学研究带来启蒙的令人兴奋的旅程。”

-悬念之五:光速是速度的极限?

90年代中期,威尔士大学的米格尔·库比埃尔就提出,可以建造这样的一艘宇宙飞船,它能够将前面的空间缩小,将后面的空间扩大。这样做相当于将飞船的出发地向后推开,同时将目的地拉近,这样便有可能达到比光还快的速度,但是这个方案的难点在于,它非常耗费燃料,于是这个计划被放弃了。

迄今为止,超越光速最好的证据,来自于普林斯顿大学NEC研究院由王立俊(音译)所领导的一个研究小组,他们在实验中,记录到一束光的脉冲,以大于每秒186000英里的速度穿过了一个充满铯的腔室。王的实验小组将该成果发表在著名的《自然》杂志上。“我们的实验表明,没有任何物体能够比光运动得更快的观念是错误的。”王兴奋地说道。

-悬念之六:人类是否宇宙间的唯一生命

深层空间近期的两项重要发现,都使我们更加确信宇宙中还存在着其他生命。其中之一,是在银河中段附近的一团神秘的星云,另一个是脉冲星发出的辐射波。

在用美国国家科学基金会设置于亚利桑那州的基特山顶那台12米太空望远镜对银河进行观察时,天文学家们在一团正在形成新星体的星云中发现了糖类。美国国际航空航天局戈达德宇航中心的专家杨

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