■夏陽

螢蟲追蹤與外星探秘

■夏陽

小小螢火蟲，以其點點亮光，為夜幕下的田野、村落增添了幾多情趣。在昆蟲乃至動物的大千世界中，像螢火蟲這樣自帶“燈籠”的游客，確實是寥若晨星。正因為如此，這位自“明”得意的貴客才顯得愈加可貴了。

尋找“亮”的基因

螢火蟲的“燈籠”為什么會亮？科學(xué)家們證實，螢火蟲自身有“自備”的發(fā)光器。雌蟲的發(fā)光器在其腹部第七節(jié)，雄蟲則在第六節(jié)。當(dāng)“雄飛雌從繞田間”時，隨著它們歡快的呼吸節(jié)拍，發(fā)光器里的熒光素會在空氣中氧化而發(fā)光。

這是否是某種“基因”所致呢？科學(xué)家們在深入研究和大量實驗后發(fā)現(xiàn)，螢火蟲的發(fā)光基因是一種可以向細胞發(fā)出特殊命令的長鏈，這就是脫氧核糖核酸遺傳分子。脫氧核糖核酸又叫DNA，它是一種雙螺旋結(jié)構(gòu)，宛如兩個套在一起拉松的彈簧。它具有“自我復(fù)制”——一個變成兩個的功能，即把自己的磁盤錄成同樣的幾盤分發(fā)；又具有多個和“轉(zhuǎn)錄”——移植到其他分子上的特殊功能，即可把自己的磁盤轉(zhuǎn)錄到其他磁盤上。它簡直就是一臺高度智能化的收錄機。

在體內(nèi)移動的“亮點”

在找到螢火蟲的發(fā)光基因之后，科學(xué)家們還沒來得及休息整頓就投入了另一個戰(zhàn)役——螢火蟲基因的改造和移植工程。

科學(xué)家試圖把螢火蟲的發(fā)光基因“挪”到其他植物身上。一個絕妙的主意是利用螢火蟲發(fā)光基因所“點燃”的亮點，來顯示植物發(fā)芽、長葉、開花、結(jié)果等生長發(fā)育的全過程。

他們選擇了煙草植株作為試驗對象。他們小心翼翼地用微型“剪刀”將螢火蟲的發(fā)光基因“剪”下來，再用“糨糊”把它“粘”到煙草菌的細胞身上。當(dāng)然，這里所說的“剪刀”和“糨糊”都是特殊的化學(xué)手段。

“剪刀＋糨糊”的招數(shù)還真靈！攜帶發(fā)光基因的煙草菌蝕煙草后，煙草就被發(fā)光基因“傳染”了。于是，患“病”后的煙草就有了可以發(fā)光的“特異功能”。不僅如此，煙草的這一“特異功能”還可以傳宗接代——傳給下一代小煙草。小煙草秋苗自幼即可發(fā)光，直到長大、變老都能隨時隨地忠實“報告”其生長狀態(tài)的內(nèi)部規(guī)律。難怪科學(xué)家赫林基欣喜若狂地說：“這下子可好啦！螢火蟲發(fā)光基因為我們提供了一個很好的示蹤劑。借它的幫助，你可以隨時看到一個植物的內(nèi)部‘開關(guān)’狀態(tài)，此刻是葉子‘開’呢，還是根兒‘開’呢？”

以物及人，從植物可以聯(lián)想到人體。將螢火蟲的發(fā)光基因移植到人身上，那么，人體的生長、發(fā)育以及疾病的發(fā)生過程、發(fā)生部位不是可以隨時觀察測試了嗎？

外星探秘

思接千載，想跨宇宙?？茖W(xué)家的思想是不受時間和空間約束的。螢火蟲發(fā)光除了可以作為示蹤劑外，是否能用來探索宇宙奧秘呢？

小小螢火蟲體內(nèi)藏著一個大化學(xué)實驗室。在那里，不停地進行著合成ATP（三磷酸腺苷，新陳代謝所必需的能量）、螢光素和螢光酶等一系列復(fù)雜的“化學(xué)實驗”工作。在ATP供給能源再加之螢光酶推波助瀾下，熒光素、水和空氣中的氧氣反應(yīng)，便會發(fā)出熒光來。

ATP是在螢火蟲等生物體內(nèi)制造成的，目前無法用人工合成的辦法造出生物體內(nèi)特有的那種ATP來。因此，ATP的有無，就成了生命體是否存在的標志之一。

既然如此，那么試驗方案的眉目就清晰了。

科學(xué)家采取的試驗方案是“減加法”。首先，從螢火蟲身上故意“剪”掉ATP。然后，將這種“傷殘”螢火蟲發(fā)射到太空中，送至某個待考察的星球，并使之生存、繁衍。如果在外星球“落戶”的這批螢火蟲和地球上的同伴一樣能發(fā)出熒光，那么就證明它們從周圍環(huán)境中獲取了ATP，從而證明了該星球有ATP存在，進而說明有生命體存在。

這個設(shè)想和推斷是巧妙而周密的。為了更嚴密更可靠，科學(xué)家們在地球上進行了反復(fù)多次的模擬性實驗。實驗結(jié)果表明，即使外界僅有萬億分之一克的超微量ATP，也能“點燃”螢火蟲體內(nèi)的“燈籠”。

方興未艾的“基因剪接”

小小螢火蟲居然有這么大的用場，在基因工程和遺傳化學(xué)領(lǐng)域的開拓方面有很大的潛力。這里，關(guān)鍵在于思維的創(chuàng)造性飛躍。

1991年是世界科學(xué)家在“基因剪接”工程中收獲頗豐的一年。在疾病的預(yù)防、治療、示蹤和身體保健等方面，“基因剪接”的用場令人目不暇接。

美國科學(xué)家泰勒成功地人工合成了防陽光強輻射的DNA。此種DNA“粘接”到人體的DNA上，一方面可用于觀察研究太陽輻射對人體的危害，另一方面可用于抵御強烈日光的輻射。

澳大利亞一家醫(yī)學(xué)研究所通過無性繁殖獲得了一種被稱作“蓋萊寧”的基因，它可以控制人的食欲和脂肪堆積。因此，該研究所的科技人員計劃將“蓋萊寧”“粘接”到肥胖癥患者的基因上，希望它能發(fā)揮起‘肥’回‘瘦’的這種功效。

最近，美國羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心推出了“基因治療癌癥”的宏偉計劃。他們打算從癌癥病毒中分離出一種“TK”基因，把它輸送到癌癥病人體內(nèi)，使癌細胞“集體自殺”。為此人們稱之為“致自殺基因”。

隨著新用途的不斷挖掘，“基因剪接”工程也不斷向深度和廣度延伸著。

（張小寧 插畫）