微生物是自然界分布最廣、數量最多的有機體,包括細菌、病毒、真菌等。它們是地球上最古老的生命之一,是所有生命的基礎,是生命中的生命。

組成動物和植物的細胞,最早就是由細菌進化而來的。以碳的標準來衡量,一個人就是億萬細菌的合體。

「所以主導世界的不再是矽,而是碳。我們這個基因工程研究項目的別稱是:如何在碳時代指引方向。」沈奇談了談他的想法。

一個人的身體里生活著一千萬億個細菌,重量達三公斤,它們攜帶的基因總數是人類基因的很多倍。在人類腸道里就寄生著一百萬億細菌,它們是人體內正常的微生物,對人體有益。

另一方面,人類的三十億個鹼基對完成了測序,但只有2%的內容編碼了人類的兩萬多個基因,其餘的98%還屬於基因遺傳謎題,尚未被研究清楚。

沈奇問到:「大家明白我們這個項目的第一步基礎研究,該做什麼具體工作了吧?」

「明白!」

「懂了!」

「躍躍欲試!」

「迫不及待!」

大家積極行動起來,滿懷熱情的布置沈奇科研中心生物實驗室。

生物和化學聯繫緊密,防化服、通風櫥,基礎的藥劑、器皿、儀器設備,拿中心化學實驗室的存貨即可。

基因測序和基因編輯的硬體軟體,需要另外購買。隨著新一代測序軟體和CRISPR等技術的廣泛應用,其市場價格降到了較低的程度。

韓猛花小錢辦大事,他利用專業知識與儀器供應商砍價,僅花費500萬元就買到了沈奇交辦的基因工程專屬儀實驗器,為中心、為燕大、為國家節約了100~200萬元。

沈奇規劃的《基因工程研究項目》分為三步,第一步基礎研究階段所依靠的理論原理主要是基因組學。

古老的鳥槍法依舊是主流實驗手段,同樣古老的還有PCR儀。

沈奇科研中心新買的PCR儀經過了幾輪的升級換代,但其設計原理和第一代沒有本質上的差異。

基因組學的突飛猛進,要感謝PCR儀的發明者楊銳教授,他是中國生物界的先驅者。

如果《基因工程研究項目》取得了最終的勝利,請記住這六位甘願為科學獻身的生物工作者,他們是:

沈奇、韓猛、崔華林、杜源、唐亞星、武俊強。

六壯士首先對自己進行了PCR操作,測試並保存了他們的DNA樣本。

然後,六壯士提取了自己的皮膚細胞,通過生物手段培養為多能幹細胞,為後面的研究存儲彈藥。

歷史上的科學壯士不計其數,比如澳大利亞醫生馬歇爾喝下了幽門螺旋桿菌,以驗證它到底是不是胃潰瘍的致病因子。

又比如秘魯醫生克立勇,他為了驗證兩種病狀是不是同一種病因,就切開了病人身上的疣,抽出疣里的血,注射到自己體內。很不幸,他死掉了。

沈奇等六人的實驗操作目前來說比較安全,暫時沒有生命危險。

《基因工程研究項目》的第一步研究階段分為高級生命體、微生物兩個版塊。

基因是連接這兩個版塊的紐帶。

雖然基因組作為整體是重要的,但科學家們更感興趣的是基因,特別是人類疾病相關的基因。

隨著人類基因組所有鹼基對的測序工作完成,包括癌症、糖尿病、心血管疾病、免疫功能紊亂、神經類疾病、愛滋病等幾千種常見疾病的致病機制已顯露無疑,但患者卻越來越多。

這是為什麼呢?

「是啊,這是為什麼呢?要搞清楚並解答這個疑問,並給予大眾一個合理的解決方案,這就是我們要做的事情。」

沈奇和他的博士研究生們,將他們的基因組DNA樣本打斷為30~100kp大小的片段,然後在含有銀離子的Cs2SO4密度梯度溶液中離心。

「觀察到6個沉降帶,密度從低到高依次為L1、L2、H1、H2、H3、H4(L=Lower,H=Higher)。」韓猛熟練的做著實驗。

「其中的H3的G+C比例最高,為H1和H2的8倍,為L1和L2的16倍。」崔華林用H3組分作為探針與人類染色體原位雜交,再與染色體G帶圖像作比較,得到了一些基礎數據。

《基因工程研究項目》的第一步研究階段的初期工作比較基礎、常規。

人類21號染色體長臂的重組率為1cM/Mb,而短臂則為2cM/Mb。相似的情況也在酵母中出現,儘管酵母基因組比人類的小200倍。

H3組分主要分布在G帶的淺著色區,有43%的H3位於近端粒區。沈奇項目組所做的序列分析揭示,H3組分的單拷貝比例為50%-70%,H3,H1+H2和L1+L2所含基因的數量分別占整個基因組的28%、38%、34%,實驗結果說明,大量的基因集中分布在人類基因組的有限區域。

沈奇團隊的初期實驗結論,似乎與國際人類基因組測序機構所公布的數據沒有差別。

這麼基礎的實驗研究,是不可能讓五位博士研究生獲得燕大博士學位的。

基礎實驗研究只是熱身,核心實驗在後面。

「我剛才說了,既然我們已經知道了幾千種疾病的致病機制,為啥患者反而越來越多呢?」沈奇再次問到這個問題。

「我在美帝的那幾年,專門研究過愛滋病。為了防止愛滋病毒破壞免疫細胞而使攜帶者發病,我們可以通過生物技術修改患者的基因,或者修改他們後代的基因,使他們的後代永遠免疫愛滋病。但這種基因修改方法沒有廣泛的、合法的被運用於臨床,我想是因為,有的基因修改會引發不可預測的新病變,甚至直接致人死亡。這也是我和我導師主攻的方向,如何最大程度的規避基因修改帶來的隱患?能否在本質上,讓基因修改絕對安全的、有利的為人類服務?可惜啊,我的導師被帶走了,我也倉皇的返回中國……」崔華林擅長以愛滋病為例子闡述他的學術思想,畢竟術業有專攻,他是專門研究這個方向的。

「我想,沈主任應該有對策了吧?」崔華林非常感興趣的問到。

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