科學(xué)狂人文特爾重尋物種起源要補(bǔ)達(dá)爾文漏洞
對(duì)很多人來(lái)說(shuō),文特爾是個(gè)在科學(xué)的道路上太過(guò)激進(jìn)的科學(xué)狂人,但反觀人類(lèi)歷史,奇跡常常是由這些“性急”的人所創(chuàng)造的。
生物科學(xué)界大名鼎鼎的克雷格·文特爾如今又有了新的狂想:他要坐著他的豪華游艇“巫師2號(hào)”環(huán)游世界,像19世紀(jì)的達(dá)爾文一樣創(chuàng)造科學(xué)考察史上的壯舉:搜集并查清所有微生物的基因。
彌補(bǔ)達(dá)爾文的漏洞
“巫師2號(hào)”的探險(xiǎn)于去年8月從加拿大新斯科舍省的哈利法斯特開(kāi)始。每行駛200英里,船員們就從海水中取樣。他們還要記錄下經(jīng)緯度、水溫、鹽度、PH值、風(fēng)速以及浪高。為了取樣,他們歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦,研究者們登陸后常常要翻越絕壁、穿過(guò)紅樹(shù)林沼澤,去過(guò)蜥蜴棲息地以及內(nèi)陸湖。
不過(guò)不同的是,文特爾將不會(huì)把他的捕獲物裝入試管。他會(huì)用過(guò)濾紙截獲它們的DNA然后在美國(guó)馬里蘭的實(shí)驗(yàn)室中對(duì)它們進(jìn)行分析并排序。他希望發(fā)現(xiàn)數(shù)以億計(jì)的新基因,借以了解地球上的生物多樣性信息。
今年4月,他開(kāi)始探測(cè)百慕大馬尾藻海附近的生物。那里由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)少,因此一直被認(rèn)為是微生物的荒漠地帶。但出乎意料的是,文特爾在那里發(fā)現(xiàn)了豐富的微生物,他的小組在那里發(fā)現(xiàn)了至少1800種新物種以及120萬(wàn)種以上的新基因。就算*保守的估計(jì),這也是早先發(fā)現(xiàn)的全球物種所包含基因的兩倍。這只是文特爾2年環(huán)球探索計(jì)劃的一個(gè)開(kāi)始。他計(jì)劃從馬尾藻海獲取大量的資料,他的雄心是將地球上的全部基因進(jìn)行分類(lèi)。
克雷格·文特爾是誰(shuí)
對(duì)于生物學(xué)界,對(duì)于美國(guó)人,文特爾大名鼎鼎。
文特爾展現(xiàn)在人們面前的是一個(gè)科學(xué)狂人形象,喜歡刺激、喜歡奢華,急于成名、急于致富,厭惡陳規(guī)、才華橫溢。1995年,他率先公布了**個(gè)完整基因組序列。他用“鳥(niǎo)槍測(cè)序技術(shù)”破解了**個(gè)**的基因組。2000年,和他的合作者發(fā)明了自動(dòng)測(cè)序機(jī),并利用300臺(tái)全速運(yùn)轉(zhuǎn)的測(cè)序機(jī)成功破譯了全部人類(lèi)基因編碼,成果轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界。
他要定義所有的微生物
與達(dá)爾文一樣,文特爾相信他的環(huán)球航行探測(cè)將增加已知物種的數(shù)量。盡管與他的前輩們相比,他的設(shè)備和研究方法都已經(jīng)有天壤之別,但世界仍然和從前一樣神秘莫測(cè)。
科學(xué)家們推測(cè),現(xiàn)在已經(jīng)確認(rèn)的微生物物種仍然不到總數(shù)的1%。即使在顯微鏡下,根據(jù)形態(tài)學(xué)給*簡(jiǎn)單的微生物分類(lèi)仍然是一個(gè)難題。另外,雖然大多數(shù)微生物都是無(wú)性繁殖,但有些卻在不同的物種間交換基因。這使得“物種”的定義十分混亂。
到目前為止,地球上已經(jīng)被確認(rèn)并命名的物種達(dá)1700萬(wàn)種,而在這其中,微生物只有6000種。但實(shí)際的微生物的物種數(shù)量也許是1千萬(wàn)甚至是1億種。
有一個(gè)被稱為“16SrRNA”的基因在微生物的鑒別和分類(lèi)中起重要作用。所有的物種,從**到人類(lèi)都有一個(gè)且只有一個(gè)16SrRNA基因。提取海水或者是土壤中的DNA,找到含有16Sr基因的DNA序列并進(jìn)行比較,就可以分析出不同物種族類(lèi)之間的關(guān)系。
令微生物學(xué)者們感到鼓舞的是,文特爾的此次馬尾藻海之行就負(fù)有尋找16SrRNA基因的使命。從馬尾藻海域中樣本得到的分析結(jié)果使文特爾感到驚訝。由于微生物種類(lèi)繁多,很難通過(guò)計(jì)算機(jī)算法得出到底誰(shuí)的DNA是屬于誰(shuí)的。但這并沒(méi)有使文特爾放棄。他決心為地球所有微生物的基因組編目。
制造人造生物?
克雷格·文特爾所要做的另外一件重要工作就是接合人工的DNA序列建立一個(gè)合成的基因組,并把它植入細(xì)胞以制造新的生命。*終的目標(biāo)是使具有這些基因的人造生物可以完成環(huán)保工作,從吞噬二氧化物到合成制造電池所需要的氫。文特爾的研究小組曾在兩周時(shí)間內(nèi)成功地構(gòu)造出了病原體分子。他堅(jiān)信在3到5年的時(shí)間內(nèi),他們就可以建造出能被植入細(xì)胞的基因組。
就連對(duì)文特爾批評(píng)*嚴(yán)厲的人也不得不承認(rèn)他通過(guò)環(huán)球考察所收集到的信息量是****的。但現(xiàn)在的問(wèn)題是如何將這些信息轉(zhuǎn)變成知識(shí)。達(dá)爾文通過(guò)耐心測(cè)量鶯類(lèi)的鳥(niǎo)啄和大雁的外形而逐漸得出了自然選擇理論,文特爾是否也能將這些雜亂的信息總結(jié)成系統(tǒng)的理論?
等到“巫師2號(hào)”的環(huán)球旅行以及序列分析都結(jié)束的時(shí)候,文特爾也許已經(jīng)收集到10萬(wàn)種新物種和數(shù)以億計(jì)的新基因。到時(shí)候是否會(huì)有人能通過(guò)這些天文數(shù)字般的信息解開(kāi)生命之謎?文特爾野心勃勃,他的目標(biāo)是建立一個(gè)包含所有基因的數(shù)據(jù)庫(kù)。他希望能利用基因序列來(lái)增進(jìn)人類(lèi)對(duì)生命多樣性的理解并能成為合成生命的**人。
他設(shè)想建立起一個(gè)全球的基因目錄,并標(biāo)出每一條基因的功能。不過(guò)文特爾承認(rèn),要做出足夠大的基因組還有很長(zhǎng)的一段路要走。對(duì)很多人來(lái)說(shuō),分子生物學(xué)家克雷格·文特爾沖向未來(lái)的腳步實(shí)在是太快了一些。但反觀人類(lèi)歷史,奇跡常常是由這些“性急”的人所創(chuàng)造!

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