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你认为生命的本质是什么

发布时间:2023-01-04 11:55:31

《生物与非生物之间》作者福冈伸一,曾经在美国洛克菲勒大学和哈佛大学医学院做研究员,现在是日本青山学院大学教授。这本书的主要内容是探讨生物与非生物之间的本质区别。作者认为生命的本质就是动态平衡。所有生物都处于动态平衡状态。

为了证明这个观点,作者从三个层次展开了论证:一是从蛋白质层面,二是从细胞膜层面,三是从基因层面。

蛋白质的动态平衡

蛋白质是生命活动的主要承担者。福冈把每个蛋白质都比作一小块拼图,只不过这个拼图不是平面的,而是立体的。蛋白质的全身都挂满了卡口,每一面都可以与其他蛋白质互补结合。

互相结合的结果,就构成了身体的重要组成部分,包括肌肉组织、专门制造蛋白质的分子机器,比如核糖体、胰岛素,等等。有了拼图机制,你的身体就可以有序运作了,因为每时每刻都有蛋白质会报废,但源源不断的新的拼图会立即补缺,以此确保拼图的完整性。

这时就出现了一个问题,如果蛋白质之间的结合非常紧密,那么缺口部位就会难以补齐,因为外来拼图很难挤进正确的位置。

蛋白质拼图的玄妙之处在于,它们并不是刚性结构,彼此之间总是处于一种若即若离的状态,可以迅速结合,又可以随之分离,每块拼图都处于运动状态,它们可以不断尝试所有缺口,并总能补上最正确的缺口。这种结合方式保证了生命的柔软性与复杂性,而在宏观层面上,却仍然能保持完整的形象。

细胞膜的动态平衡

细胞膜把细胞分为内外两部分,有利于细胞活动的有序运行。所有细胞都有细胞膜,胰岛细胞当然也不例外。胰岛细胞会合成胰岛素、消化酶等蛋白质,合成之后的蛋白质要被运输出去才能发挥作用。那么,蛋白质是怎么翻墙出去的呢?

细胞膜内壁上有个内质网,上面会不断生出小的膜结构,在教科书上被称为膜泡,大量膜泡构成了细胞内的膜泡运输系统。膜泡运输系统不光从里往外运东西,也从外往里送东西,他们构成的通道川流不息。膜泡在细胞中进进出出,最终都会变成细胞膜的组成部分。也就是说,细胞膜也是处于动态平衡之中。

为了研究细胞膜的形成,福冈的研究团队分析了包裹消化酶的膜泡,发现其中都包含有一种特殊的蛋白质,他们给这个蛋白质起了一个普通的名字:GP2。在研究GP2的基因序列的过程中,福冈发现了支持动态平衡理论的新证据。

基因层面的动态平衡

福冈团队想知道GP2具体有什么功能,他们不但分析了GP2的基因序列,而且决定把GP2的基因从细胞中给删除掉,看看到底会发生什么。

福冈的团队终于得到一只基因敲除的小白鼠,这个小白鼠体内的所有细胞中都不含有GP2基因。然后,他们就在等待这只小白鼠身上会发生什么奇迹。

结果,什么也没有发生。这只小白鼠看起来简直再正常不过,除了没有GP2基因,与其他小白鼠几乎没有任何区别。这让福冈大吃一惊。他们首先对小白鼠进行了全面分析,结果发现基因确实被删除了,但小白鼠无论行为还是代谢、或者化学指标,都没有任何问题。

福冈经过苦思冥想,终于恍然大悟,这个问题只有一种解释:GP2基因并不是不可缺少的基因,而是可以被其他基因进行功能替补的基因。当GP2基因被删除之后,其他基因立即顶替了上来,完成了本该由GP2基因完成的任务。

这些线索汇集到一起时,福冈意识到,生命不是机器。我们的生命,其实是一个单向进程,一切变化都严格按照时间轴进行。

在生命中的某个时间段,某个零部件就会发挥作用,如果被删除,动态平衡系统还可以再创造出一个替代的零部件,尽量弥补拼图缺失造成的影响,保证系统的正常运转。这就是基因层面的动态平衡。基因不是一个死的序列,而是随时可以打开或者关闭、甚至可以修正功能的信息载体。这就是基因层面的动态平衡。

生命的每个瞬间都不可逆

动态平衡系统只能朝着固定的方向不断前进。生命无法倒退,每个瞬间都不可逆,只要发生,就无法改变。

这就是贝壳与石子,也就是生物与非生物的本质区别,小石子不具备动态平衡特征,它只是简单的存在而已。

而在贝壳背后,则发生着无数动态平衡的故事,它们的集体作用共同支撑着生命的精美结构,并且可以通过基因表达的方式一再重复这个复杂的过程。

正如福冈所言,人类不可能像操纵机器一样操纵生命,我们只能拜倒在自然的洪流面前,忠实记录生命的方方面面,别无他法。

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