说起基因,也许你的脑海中会浮现出一条美丽的旋转链条——基因链,或者你还知道基因是遗传物质。对,这就是基因,但这只是基因的基础意义,这条有着长长的神奇螺旋的链条还有很多有趣的秘密等待着为你揭晓。

今天,小编先告诉你5个关于基因的小秘密吧!


小秘密1:基因可以水平转移

你不知道,小小的基因也是武林高手,有着“乾坤大挪移”的绝技!

想要了解清楚这个秘密,可以从我们常吃的甜美软糯的甘薯说起。其实甘薯原来并没有这么“胖”,它之所以变得硕大,是因为被一种叫农杆菌的细菌浸染了。农杆菌是“趁虚而入”的高手,只要植物受了伤,它就能进入植物内部,将自己的基因植入被浸染的植物细胞的基因中。植物变成了它的“家”,给它的生存繁衍提供了空间,“主人”为了舒适,让家变得宽敞,植物就膨大了,我们也就得到了硕大甜软的甘薯。


小秘密2:基因可以让蛋白质发光

夏夜里的萤火虫,碧蓝大海里的水母……会发光的动物为大自然增添了神秘和浪漫。可它们为什么会发光呢?那还得看看基因。

20世纪中期,日本科学家下村修在水母的体内发现了绿色荧光蛋白。后来,这种蛋白被应用到了大肠杆菌细胞中,辅助科研。

随着研究的深入,科学家发现,野生型绿色荧光蛋白还存在缺陷,需要改造。著名的华裔科学家钱永健等相关领域的科学家改造了荧光蛋白的基因序列,让荧光蛋白发光的颜色、亮度和稳定性不断优化,更加适合辅助科学研究。优化基因之后的绿色荧光蛋白发出了更稳定的光芒,已经被更广泛地应用于生物科学领域了。


小秘密3:基因可以牵起鸟儿的姻缘红线

白喉带鹀是一种可爱的小鸟,从外观上看,它们分成两种,一种是白眉,另一种是棕眉。白眉是唱歌好听的暴躁海王,而且也不关心自己的后代。棕眉则很温柔,只愿得一鸟心,白首不分离,而且也很照顾孩子。但是奇怪的是,白眉找对象只愿意找棕眉,棕眉找对象也只愿意找白眉,这飞蛾扑火般的浪漫到底是为了什么?又是什么让鸟儿这么有性格?

原来是白眉的2号染色体发生了多次倒置,在2号染色体上有一段基因不能通过相互配对交换信息。这些基因导致白喉带鹀分化成了:白眉雌性、白眉雄性、棕眉雌性和棕眉雄性。为了延续种族,它们只能找眉目颜色和自己不同的白喉带鹀,才能生出后代。这种被基因“牵系”的缘分你了解了吗?


小秘密4:基因可以精准定位制作药品

我们都知道,胰岛素能够帮助糖尿病患者缓解症状。但在早期,胰岛素的制备很不容易,要从动物的胰脏中提取,这不仅让胰岛素造价昂贵,还容易导致患者过敏,大部分患者不得不忍受着糖尿病的折磨。

1982年,第一个基因工程药物——重组人胰岛素上市,它成本低、产量大、造价低。不仅如此,科学家还可以依据不同的需求,改变天然胰岛素的蛋白质序列中的氨基酸,达到起效快,或者药效长的目的。

除了重组人胰岛素,科学家还利用基因工程制造了许多其他的药物,来提升患者的生活质量。


小秘密5:基因检测可以让胎儿更健康

每一个宝宝都是上天对父母的恩赐,但这份礼物也常伴有烦恼:很多先天性疾病的发生都是基因出现异常导致的,比如我们常说的21-三体综合征。患有先天性疾病的孩子从小便忍受着疾病带来的痛苦。为了提高后代的生存质量,断掉坏的基因延续,科学家研究出了产前诊断方法——羊膜腔穿刺法。

宝宝在妈妈的肚子里生长,周围被羊水环绕。这种方法是从孕妈妈肚子里提取羊水,收集羊水里胎儿脱落的细胞,对这些细胞做基因检测,查看基因是否存在异常,从而帮助医生判断宝宝是否会患有先天性疾病。


小秘密6:基因可以让咬过的苹果不再“锈”色难餐

你一定注意到,削皮或咬过的苹果如果不及时吃掉,果肉上就会开始发黄发褐,“颜值”下降,让人降低食欲。这是因为苹果中含有一类多酚氧化酶,这是植物体内普遍存在的一种结合在细胞膜上的酶蛋白,能在有氧条件下氧化组织中内源性酚类物质形成醌,醌类化合物聚合形成褐色物质,从而导致果肉变成褐色。但是科学家利用基因科学使负责“生锈”的多酚氧化酶基因不再表达,苹果就不会“生锈”啦!

左边是抗褐变苹果,右边是正常苹果


小秘密7:基因可以让田野上长出安全血库

我国临床医疗用血库是无数外伤性出血、产后大出血以及严重烧伤等各种需要输血的伤病人群恢复的重要保障,是给他们带来新生的“温暖红”。

但是目前我国的血液制品已经供不应求。以主要血液制品白蛋白为例,我国的年需求量在 700 吨左右,均由血浆里提取而来。但我国的血浆产能年仅 100 吨左右。而供血浆者提供血浆也存在着很大的安全风险问题,毕竟人有可能携带各种病原。

一边是求生救命的需求,一边是匮乏且不能保证质量的供给。那么,应该怎么办呢?

植物基因工程能带来新的生机!植物生物反应器是以植物叶片、种子等作为类似工业中的发酵罐等容器来生产包括饲料用酶蛋白、医用蛋白、抗体、抗原和一些重要次级代谢产物的装置。

这就意味着,我们一直匮乏的血浆产品将有可能从植物中提取,例如可生产人血清白蛋白的转基因水稻,种植2000 公顷就可替代 2700 吨血浆的消耗。这实在是整个人类的福音,水稻将成为扎根田野里的安全血库!

由转基因水稻生产的人血清白蛋白注射液


小秘密8:基因可以让普通的鸡蛋变“金蛋”

鸡蛋有很高的营养价值,其蛋白中的卵白蛋白含量约占鸡蛋总重的12%左右,蛋黄中的脂肪多以不饱和脂肪酸为主,易被人体吸收,同时还含有多种维生素和磷、锌、铁等矿物质元素。

但你知道,美味营养又平价的鸡蛋也可以变身价格不菲的金蛋呢?

原来,科学家利用基因科学技术,让母鸡下的蛋里含有丰富的药用蛋白,根据市场价格测算,每枚转基因鸡蛋的重组蛋白的药用价值可达几百万元乃至上千万元,可谓名副其实的"金蛋"。


小秘密9:基因可以让植物成为暗夜中的璀璨光源

电影《阿凡达》中,男主角杰克初次到达潘多拉星球时,震撼了他的如发光水母一样的“希望树”种子、色彩斑斓的茂密雨林,到了晚上就会发出光芒的花草、蘑菇……想象一下,假如电影中的梦幻场景可以实现,发光的植物会给我们带来怎样的神奇体验!

不用着急,科学家已经做到了!科学家利用基因技术将萤火虫的发光基因用“基因剪刀”剪切下来,再利用“基因针线”缝合到植物的细胞中去,这样随着植物生长,发光基因表达,我们就可以看到一株株在夜晚会发光的植物了。


小秘密10:基因可以创造生命

创造生命,这项伟大的权能在世界上的各类神话中,都是最高神的权柄和能力,是所谓的“神迹”,例如女娲造人、耶稣创世等等。但在2010年,人类也能够创造“神迹”了。

辛西娅,这个美丽的名字寄托了人类探索生命起源的新希望。这是一项具有里程碑意义的研究成果,它的出现向世人证明了生命体不一定只能通过“进化”而来,还可以在实验室里被“创造”。揭开辛西娅的神秘面纱,它其实是一种人工合成的基因组,由蓝色细胞组成,既能生长,还能繁殖,并可以轻松胜任10亿次以上倍数的细胞分裂,但它所有的生命活动完全受“人造基因”的指令控制,因此我们称它为世界上从未出现过的一个新物种——人造生命。

克隆动物——从认识生命到复制生命

10个秘密已经揭晓,你已经学到更多的基因小知识了。