688章 基因

  微生物是自然界分佈最廣、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硅，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、艾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組分主要分佈在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，大量的基因集中分佈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，專門研究過艾滋病。為了防止艾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艾滋病。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……」崔華林擅長以艾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。