人體中的「暗物質」
毛毛蟲變成蝴蝶後,它的樣子發生了巨大的變化。這種蛻變過程,可能是動物王國中最富戲劇性的改變:長出絢麗的翅膀,以及六條長腿,內部的器官也發生了巨大的變化。毛毛蟲與蝴蝶看起來完全是兩種不同的生物,但是它們卻有著完全相同的基因組。那麼,蛻變過程是由誰控制的?
答案就連許多生物學家都感到吃驚:毛毛蟲變為蝴蝶的過程,實際上是由蛋白質控制的。蛋白質是一種由氨基酸組合成的聚合物,體內蛋白質的合成由基因決定。
在現代醫學中,蛋白質已經被研究了很長時間。通常認為,它們在人體中主要作用是提供能量,組成肌肉、器官等等。但是這是一個巨大的錯誤。事實上,蛋白質是生命活動的主要承擔者,大約有40萬種蛋白質影響著人體內的各個活動,它們總共佔了人體重的15%左右。例如,它們影響傷口的癒合、細胞之間的交流、免疫系統等。許多人認為我們被基因所控制,但事實上,真正發揮作用的是那些蛋白質。
但一個問題是,人體內大約有50%的蛋白質是我們完全不了解的。我們可以把它們稱之為暗蛋白質,因為它們有點類似於宇宙中暗物質,不為人所知。現在,我們才開始一點點地了解它們。
蛋白質在人體內扮演著至關重要的角色,但是要想完全了解它們,是一件很困難的事情。畢竟,一個細胞內可能就有上萬個發揮著作用的蛋白質。蛋白質比基因組複雜多了。藉助計算機的能力,研究人員已經開始去探尋那些暗蛋白質。
檢測的方法基於一個這樣的事實,人體內的蛋白質都是基於寫在DNA或RNA上的基因構建而成的。通過分析人類基因圖譜,研究人員可以找出人體能製造出哪些蛋白質。現在,來自德國慕尼黑理工大學的研究人員就根據這個方法,發現了數千種暗蛋白質。但是,類似於探索宇宙中的暗物質,研究人員並不知道這些暗蛋白質在人體發揮著什麼作用。不過,首先要弄懂的是它們為何很難被發現。
研究表明,許多暗蛋白質的行為與普通的蛋白質有所不同,例如它們很少與普通的蛋白質發生作用。這種獨立的性格,可能使得它們不容易被發現,這還可以解釋為何它們更常常飄蕩在細胞之外。研究人員推測,這些「流浪在外」的蛋白質可能在細胞間交流以及免疫系統中發揮著一定作用。
發現人體中的暗物質,會對醫學領域產生很大的影響。例如,它可能有助於研究人員了解那些由蛋白質引發的疾病,例如癌症、二型糖尿病,帕金森氏症、老年痴呆症等等,而且人的衰老過程也與蛋白質有關。
另外,暗蛋白質的發現還會帶來新的研究領域。事實上,已經取得了一些進展。例如,一個來自中國科學院的研究表明,暗蛋白質與一些抗體的產生有著聯繫。研究人員從一些暗蛋白質上分離出了700多個肽鏈,發現這些肽鏈可以有效殺死細菌,而且不會產生副作用。根據這個發現,在未來我們可以發明出一種全新的抗生素。
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