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[陇文化]中国科学家或揭开生物第六感之谜

来源:甘肃经济信息网作者:濯昊更新时间:2020-12-19 02:44:02 阅读:

本篇文章3387字,读完约8分钟

Magr原理图

谢灿和他的学生

1.5亿年前出现在这个淡蓝色星球上的蜜蜂是天生的建筑师。然而,当有人试图把磁铁放在一边干扰时,他们建造的蜂巢立即变成了“豆腐渣”。

丑陋的裸鼹鼠常年生活在黑暗的地下,没有发育的视力,却依然逃不出地球磁场的控制。他们建造的地下通道总是面向南北。

即使结构简单的细菌也会在磁场的作用下来回移动。

最近,欧洲科学家还发现,在地球磁场稳定的情况下,南北朝时期的狗总是趴着向上排便,甚至会尽量避免用头和尾巴指着东西。

可惜之前想搞清楚的都成了磁场网中的“路痴”。

最近终于有人找到路了。

北京大学生命科学学院的年轻教授谢灿宣布,他发现了一种全新的磁性受体蛋白,命名为magr,研究结果发表在《自然-材料》杂志上。

有人评论说,这是一个“诺贝尔奖级别的发现”,这种蛋白质“将解开被称为生物‘第六感’的磁感知之谜”。

一个多月前,著名的《自然》杂志也发来了贺电。

对科学家来说,诗歌是不够的

在放大5万倍的显微镜下,黑色或浅黄色的magr呈小木棍状。在玻璃器皿下面放一块磁铁,它就会像一个充满力量的陀螺一样一圈一圈地转。

在磁场的隐形研究领域,这种木棍形状的蛋白质是谢灿设定的第一个坐标。根据他的推断,这种蛋白质是生物基因中的指南针,可以根据地球磁场的变化为生物指明方向。

看起来很粗糙,但在很多情况下,这种“蛋白质罗盘”信号的准确性是无法想象的。

每年春天,当“第一缕阳光照射下来”时,墨西哥湾流域的帝王蝶就开始向北飞。第一代蝴蝶飞到美国南部,产卵、结果和死亡。孵化出的二代继承了前辈的遗产,继续向北飞到美国中部,产卵、生子、死亡。如此复制,直到第四代,直接南飞到墨西哥湾的同一个山谷,甚至回到祖先停留的同一棵树上。

“这个过程可以写成诗,但对于科学家来说,诗是不够的。”在北京大学一间10多平米的办公室里,谢灿喝了口咖啡,说:“打破美,理解科学原理。”明亮的帝王蝶标本被放在一堆白色的印刷材料中,这是一个喜欢的装饰。

谢灿的老家在洞庭湖附近,屋檐下有一窝燕子。燕子年年归来,“永不迷失”。他经常查阅和写作文。

他不明白为什么人类看起来很聪明,却经常在方向感上输给动物。在北大任教的前三年,谢灿在校园里经常分不清东南西北。他抓住学生,问生物科学院的大楼在哪里。

探索看不见的磁场,迷路是常有的事。

18世纪奥地利精神病学家弗朗茨·梅斯麦提出“生物体内有磁性液体”,一直被认为是荒谬的言论。后来,从鱼的鼻子到鸟的喙,科学家们借助强大的设备探索了一个又一个动物器官,最终一无所获。一些人用一个巨大的液晶显示屏代替空星来观察鸟类是否能寻找星星并识别方向。

谢灿记得有一批科学家曾经发表过几篇很重的论文,似乎证明喙是磁性器官,但几个月后被更强有力的证据驳倒,只是一个误会。

"每当在生物体中发现一个功能未知的组织,人们就会猜测磁场。"谢灿说:“每个人都对磁场感应感兴趣,但同时又是最难的。自从生物科学发展以来,人们对这个领域基本一无所知。”

在研究生涯之初,谢灿不敢冒险进入这个迷宫。美国导师提醒他为什么不改点事做。他只是找到了这个感兴趣的领域来重新开始。“而且,我疯了这么多年,想知道自己少了哪根肋骨。”

没有人,没有钱,没有参考文献,这个研究有“九死”的意义

谢灿本局促的办公室里堆满了一层层的材料。回国6年,大部分时间都在这里度过,磁性受体蛋白的草图也在这里完成。

房子里最显眼的装饰是角落里的咖啡杯,足足有6层。谢灿曾经拍了一张杯子的照片发给朋友圈:“一篇从投稿到接受需要消费的咖啡的文章。”

这位骨瘦如柴的科学家记得,当他第一次开始在生物体中寻找传说中的磁性受体蛋白时,有些人认为他疯了。当时还没有证据表明存在可以直接感应磁场的蛋白质。

关于动物为什么能感知磁场,有两种理论。一种是动物体内有一种叫隐色素的蛋白质,可以感知光线变化,形成活性自由基。这些自由基能感受到磁场的变化,迅速将队形改变成生物导航。另一种理论简单地认为磁铁矿颗粒存在于细胞中。

在谢灿看来,都有不合理的地方。蛋白质只有通过光照射才能神秘地与磁场联系起来。细胞中的无机磁铁矿粒子如何向有机生物发送导航信号?

他无法理解,所以他决定踏上一条新的道路。

“如果我是上帝,为了给动物感觉磁性的能力,我会怎么设计这个蛋白质机?”谢灿一边说,一边在笔记本上画着实验开始前的设计草图。

他的作品中出现了一个空心柱。在他最初的想象中,这种可能的蛋白质应该是棒状结构,具有磁性,从而诱发磁场的变化。既然已经证明隐色素与磁场诱导有关,那么这种蛋白质当然可以与隐色素结合或作用。

“2012年之前,一切都只是想象。这件事已经死了一辈子,很有可能什么都做不了。”谢灿愣了一下,说:“不过有句话我印象很深。想象力比正确性更重要。”

该项目始于2010年,但在第一年,几乎只有谢灿在读文献、思考和打转。除了开始时向当时的生命科学院院长饶毅要一笔钱,这项研究没有得到任何财政支持。直到2011年才画出初稿,第一个博士生才加入。

根据地图开始地毯式搜索。通过对果蝇dna的计算机筛选,从12536个基因中筛选出14个可疑基因。那么,我们就要用已知蛋白质结构的隐色素来“鉴别”,找出最终的“候选”。

“几乎没有参考文献。我们不知道会得到什么结果。即使有结果,我们也不知道这意味着什么,下一步该怎么走。”谢只能回想着。

直到今天,这位科学家还记得那一天,实验室里的凝胶清晰地显示出两个敏感的磁性带,他想象中的磁性受体magr和敏感的隐色素的组合终于在现实中得到验证。

这种微小的蛋白质在学术界引起了强烈的震动

41岁的谢灿(音译)觉得自己“老了20岁”,才能捞出这种满是灰尘的蛋白质。

"设备不是现成的,很多都是淘宝买的原材料和配件."为了测试第一次发现的magr蛋白的磁性,连Stone都不能碰。学生用木架子搭建了一个两层的玻璃器皿,然后让蛋白质在磁铁的指挥下跳舞。

实验室旁边,在文书书籍泛滥的办公室里,谢灿溜进各种装饰品,包括绿色的球根兰、从江南淘来的珍珠贝壳、内壁有香槟木树皮的玻璃盒子,这是一个未完成的两栖动物繁殖缸。

2012年之前,谢灿很少跟人提起这个研究,因为总有人问:“你的研究成果出口在哪里,应用在哪里?”

“好像用不上,做什么都没意义。”谢能讲得很快,“从学生到导师,没有人把好奇心当回事。理解才是最有用的。”

最终,人们看到了谢灿发现的微小蛋白质,这在学术界引起了极大的震动。“当我读到这篇文章时,我几乎窒息。这的确是一项创造性的研究。”马萨诸塞州大学的神经生物学教授史蒂文·里佩尔钦佩地说,“这个结论令人兴奋,具有突破性”。

文章发表不到一个小时,吸引了20多家国际媒体报道。截至目前,已有《自然》杂志、bbc、科学美国人、英国卫报等200多家国外主流媒体用多种语言进行报道和追踪。它还包括专注于电子产品的技术网站。

“可能感觉这种生物罗盘结构也能在电子领域带来一些创新。”谢可以自豪地说。

就在前几天,他还转发了一条朋友圈磁体比较着急的消息,开玩笑说实验室准备开店缓解磁体不够用的行业危机。“客人,你想要多少克磁铁?有固体、液体、多种口味供你选择。你喜欢蝴蝶味吗?”

不是所有人都看好谢灿踩的路。维也纳分子病理学研究所的神经科学家大卫·基恩在接受《自然》杂志采访时说:“这不是一篇非常重要的论文,就是完全错误的。我强烈怀疑是后者。”

基思不相信只有铁含量极低的magr才会有磁性。如果magr真的是磁感应受体,“我就吃我的帽子。”

“这很正常,不是科学家之间的矛盾。这种辩论时刻对某个领域的推动作用特别大。”谢完全可以不介意。

根据计划,2016年,谢灿将前往德国参加由基思主持的会议,进行“激烈的反对”,并给出报告。2017年初,基思将来到北京大学参观谢灿的实验室。

他们的赌注保持不变。就像江湖高手对决,两人约定了10年的期限。如果谢灿被证明是对的,凯斯真的会吃这顶帽子。

“赌博真好。”谢灿伟笑着说,“至少大家不觉得科学家那么无聊。”

——西部商报12月29日(李阳)经甘肃省第十二届人民代表大会常务委员会第五十三次主任会议于2015年12月15日批准,甘肃省人民代表大会常务委员会明确了2016年立法规划,其中纳入了备受社会各界关注的《甘肃省人口与计划生育条例(修订草案)》。

标题:[陇文化]中国科学家或揭开生物第六感之谜

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