生命設計

朱長超

細胞雖小，但卻是生命的基石。它一般只有10—100微米，相當于一粒小米的1／10—1／100。在這小小的細胞內(nèi)部，有著十分復雜的構(gòu)造，僅細胞核中，就儲藏著未來生命的全部藍圖DNA—一脫氧核糖核酸。科學家們正在努力探索，一旦掌握了它們的秘密，人類就找到了改造生物的一把鑰匙。

怎么知道細胞核中儲藏著未來生命的全部藍圖呢？1962年，英國科學家格登，用紫外線照射，殺死了甲種蛙卵細胞中的卵核后，把乙種蛙的一個細胞核移植到甲種蛙的卵中。經(jīng)人工培育發(fā)育成蛙，它完全具有乙種蛙的特征，而不具備甲種蛙的特征。

本世紀初，德國植物學家哈勃蘭特大膽預言：高等植物的離體細胞有可能長成一株植物，就象一小段柳條能長成依依的垂柳一樣。半個世紀后，這個預言實現(xiàn)了。美國科學家斯圖華，從一株胡蘿卜的根上分離出了單個細胞，然后在培養(yǎng)液中精心培育，這個細胞慢慢分裂，長了根，生了葉，開了花，結(jié)了果。它沒有父親，只有母親，結(jié)果與母親一模一樣。這就是科學史上第一株由一個體細胞直接長成的植物。隨后，在對各類高等植物的實驗中，細胞學家也都取得了成功。

切莫小看了這種細胞繁殖法，它將引起育種革命。過去，大多數(shù)作物用種子繁殖，播種與收獲的比例一般是一比幾百，若采用細胞繁殖法，就能大大節(jié)約種子，降低成本，因為一粒種子有成千上萬個細胞。我國廣西過去沿用蔗節(jié)栽培甘蔗，每畝需甘蔗一兩千斤；現(xiàn)在用蔗苗細胞繁殖，一厘米長的甘蔗葉就足能供應一畝地的蔗苗。從理論上說，用細胞育種，一片樹葉可播種出一片森林，一朵花可播種一個花圃。

細胞繁殖法，也可應用于動物。1977年，在美國的一家實驗室里，取得了老鼠無性生殖實驗的成功。他們從細菌中提取出了一種叫“細胞松弛素B”的物質(zhì)，使老鼠的卵細胞染色體能自動加倍，然后把精子暫時引入卵內(nèi)，在精核與卵核結(jié)合之前，用顯微外科技術把精核去掉，這種受到精子刺激但沒有精核的卵經(jīng)過分裂發(fā)育，最后繁殖出了7只老鼠。動物的細胞繁殖有著廣闊的前景。人們常說千里馬難得，而且千里馬的后代也不一定是千里馬。而通過動物的細胞繁殖，DNA的精確復制，后代就可以與父體或母體一模一樣，優(yōu)良性狀會完全保存下來。這樣，千里馬的后代一定能跑千里，并且一匹好馬可以繁殖出千千萬萬匹好馬。

那么人們能否創(chuàng)造自然界所沒有的新生物，以滿足人類的需要呢？嫁接、雜交都是創(chuàng)造新生物的方法，不過這兩種方法受著許多限制。親緣關系遠的生物就不能嫁接、雜交。即使偶有成功，也不能很好地繁殖后代。采用細胞融合法能突破這種限制，使不同種的生物產(chǎn)生雜交后代。那就是分離出單個細胞后，用酶把它的細胞壁溶解掉，使其只剩下一個光禿禿的細胞核體。在一定的條件下，兩個或兩個以上不同生物的細胞核體能融合起來，形成一個異核體；這個異核體放在適當?shù)呐囵B(yǎng)液中，會重新長出細胞壁，形成一個新細胞。這個新細胞就可以培育出新的生物。七十年代初，科學家進行了番茄和土豆的體細胞雜交試驗，獲得了雜交成活的后代。即便是親緣關系很遠的生物，也能進行細胞雜交。有個科學家進行了這樣的試驗，在老鼠的受精卵分裂到胚泡期的時候，把人體細胞注射到胚泡中去，然后移植到老鼠子宮內(nèi)。生下的老鼠很特別，實驗鼠是黑色的，但小鼠卻有白色；而且體內(nèi)有7種新的酶，它們原是人體特有的，現(xiàn)在卻跑到了老鼠身上。顯然，人體細胞與老鼠受精卵細胞發(fā)生了某種類似嫁接的作用。常言說“風馬牛不相及”，但在細胞王國里，牛、馬細胞卻能相關，可以融合在一起。

人們一定會追問：動物和植物細胞能不能融合、雜交？這是科學家正在努力探索的新課題。如果成功的話，就能培養(yǎng)出新型的物種，它們有動物與植物的長處。比如，它能通過光合作用，生成植物所不能生產(chǎn)的動物蛋白和動物脂肪。總之，生命的設計是一個富有創(chuàng)造性的課題，正等待我們?nèi)ヌ剿鳌l(fā)現(xiàn)。