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第二节生物未解之谜1（第2页）

更何况，一些专家提醒人们要警惕某些别有用心的个人、组织或国家利用基因组计划的成果去制作“基因武器”，针对不同群体或种族的特异性基因，实现赢得战争、灭绝整个种族的目的。这并非是耸人听闻，美、英、俄、德等国的政府专家都已经认识到了这种可能性。而且英国早在1997年就成立了由生物技术、医学等多学科专家组成的小组研究其对策。

这样看来，基因组计划不仅没有像预想的那样为人类带来幸福，反而招致了无穷的烦恼和灾难。

“生命天书”的破译对人类而言，究竟是福，还是祸呢?

人兽混合胚胎行得通吗

人兽混合医用胚胎从一开始便引起很大争议，但一些科学家对这项研究寄予厚望，认为它可以帮助科学家找到某些疑难疾病的治疗方法。但科学家如今发现，有关创造人兽混合医用胚胎的研究可能注定会以失败告终。

美国的最新实验发现，无法将人类DNA和雌兔或母牛的卵细胞完美地结合在一起。虽然人兽胚胎在显微镜下看起来貌似正常，但它们存在基因缺陷，这意味着这些胚胎可能对医学和科学毫无用途。英国克隆羊之父伊恩·威尔穆特认为这些新发现“太让人失望了”。

这个美国研究小组表示，如果同样的结果在其他地方也重复出现的话，这意味着过去几年来有关人兽胚胎道德问题的争议纯粹是浪费时间。

研究人员希望合成克隆胚胎以作为“无价之宝”干细胞的来源，干细胞是胚胎中的“母细胞”，可转化为从心肌到脑细胞的任何其他类型的组织。．

干细胞可用来治疗很多疾病，包括心脏问题、痴呆症和帕金森氏症。但是因为人类卵子捐赠者的缺乏，科学家提议用人兽混合胚胎作为合成大量人类克隆胚胎的方式来获得干细胞。但是最新研究显示，人兽胚胎很难成功。该研究报告发表于《克隆和干细胞》杂志。

美国先进细胞科技研究公司的罗伯特·兰扎博士将人类DNA植入兔子、母牛和人类的卵细胞内，然后观察各自的结果。卵细胞系统重新编程人类DNA，接通基因，形成正常胚胎。但他们发现，虽然人类卵子（也叫卵母细胞）能正确再编程DNA，动物卵子却不能。

兰扎说：“十年来，我们进行了数以百计的实验，想用动物的卵细胞生成患者匹配型干细胞。我们得到了很棒的小小混合胚胎，但不管我们多努力，它最终还是不成功。”

睡眠的最新科学发现

格里哥利解释说，大脑跟身体其他部分一样，也会消耗葡萄糖。除了给大脑补充能量之外，睡觉似乎还有给大脑提供解毒的功效。高效新陈代谢的动物，如田鼠和蝙蝠，消耗许多热量和产生大量含破坏性的游离基（或称自由基）。“大脑对它们特别敏感，因为神经一般都不会再生。”神经学家杰罗姆说。也许睡眠可以提供必要的“停工期”，从而让大脑好好对付那些游离基。

但是也有另外一种看法。有的研究发现，睡眠根本与大脑没有任何关系。在研究者将一种叫莱普停定的荷尔蒙隔离后的几年，伊凡卡特和她在芝加哥大学的同事们开始猜测，失眠是否对血液中的莱普停定有影响。莱普停定，让大脑知道脂肪是否足够的一种荷尔蒙，大脑根据信号作出对脂肪需求的不同反应。伊凡卡特对12名男性自愿者进行为期两周的测试，让他们每晚只睡4个小时，不久便发现，他们的莱普停定迅速下降，即向大脑发信号：需要补充热量了，而且还要很多。由长期失眠而引起的激素失衡，是否有助于暗示身体通过新陈代谢来增加体重呢?或许吧。去年，研究者在1000个自愿者身上也得到相似的结论。但体重超重的人常常受睡眠质量困扰依然是不争的事实。无论如何，“睡眠不仅为了大脑，”伊凡卡特说，“还为了身体的其他部位。”

多长叫睡饱了，多长叫睡得不够，

“每晚睡眠时间超过7．5小时的人，比睡眠时问相对少的人更早逝——真的吗?”

科研者承认，他们仍然不知道睡眠要维持多久，才足以让我们的身体精力充沛地工作。“现在有一种巨大的经济动力，让人们相信，如果一晚不睡够8个小时，就会觉得浑身不舒坦。”西亚格说。但事实上，8小时在概念上已经变得更神圣化，而不是实质了。上世纪80年代，有一项对超过100万人做调查的研究发现，每晚睡眠时间超过7．5小时的人，比睡眠时间相对少的人更早逝。但这数据的变化很广泛，我们不能对个人的特殊情况套以普遍的结论，更不能就此推断说，睡久一点就会危及健康。

另外，研究结果并不涉及睡眠质量。虽然调查表示，我们比一个世纪之前的祖先睡得已经少了很多，但这并不是一个必然性的问题。“我们的睡眠环境比他们的好多了。”英国睡眠研究中心吉姆霍恩说。在维多利形蒈甜丁场^们习-陋一n在长凳上，用一条条长绳将自己遮挡住，然后在里面睡觉，这叫“笼睡”。霍恩说，他们可能早就习惯这样了。确实，睡眠系统可以很灵活，很快就适应不同的新环境了。

那么，睡多久才够呢?大部分研究者都摆出经验丰富的姿态。“如果你在随后的几天觉得困倦，”法国里昂大学的皮尔·赫·鲁皮博士说，“如果你整天都感觉疲乏，那说明你睡得不够。”

人类年龄越大会越聪明

提到人脑，最普遍接受的一种看法就是：人脑在18到26岁问功能最强，但最新研究发现，人类年龄越大越聪明。

据《星期日泰晤士报》6日报道，科学家们发现，在人类青年时期，智力并非达到了最高点，而是保持稳定，在某些方面它反而会随着年龄的增长变得更敏锐。研究发现，过了20岁，语言能力会继续提升至少20年。

丹麦大学的一位心理学家拉斯·拉森领导了这项研究，他说：“口头表达能力随着年龄的增长也在不断提高。”刊登在《智力》学术杂志上的结果显示，在智力方面真正的变化比先前了解的更复杂。

拉森认为，语言能力的提升最有可能的原因是实践。因为年长者不得不处理比年轻人更复杂的社会和实际问题，所以他们被迫开发复杂的语言能力。该研究已经颠覆了智力在成年早期达到巅峰，然后开始一段漫长、必然下降的说法。

剑桥大学语言和大脑中心主管洛林·泰勒说：“在扫描大脑时，我们确实看到了身体随年龄出现的萎缩，但脑功能可以得到保持。这表明了大脑有多敏感，它随着年龄和其他挑战而改变。”曾是英国智力测试冠军的达芙妮·福勒在意识到自己拥有不同寻常的智商时已经40岁了。现年68岁的她说：“我一直用填字游戏和数字训练我的大脑。现在我的大脑比我二十多岁的时候敏锐多了，而且感觉越来越好。”研究人员表示，智力发育仍有一种限制，不过我们完全能够通过健康的饮食、锻炼来大大推迟这个过程。

生物芯片之谜

揭开生命奥秘，解开基因之谜，人类实现一生平安。生物芯片技术也许使这个愿望不再是一个纯粹的“好梦”。

随着社会的飞速发展和生活水平的日益提高，在温饱问题解决之后，人们越来越关心自身的健康状况，希望寿命更长，生命质量更高。当前的信息社会中，人自身内部的生命信息越来越成为人们关注的焦点：自己的家族遗传了什么?将来身体出现各种疾病的机率有多高?哪些环境因素对自己影响最大?体内生理代谢的总体状况如何?等等。而所有这些，都是新兴的“生物芯片”技术研究的内容和将要解决的问题。

生物芯片是20世纪80年代末，随着人类基因组计划的顺利进行而发展起来的一种新技术产品，它通过缩微工序，利用微电子、微机械、化学、物理技术和计算机技术，将生命科学研究中许多不连续的分析过程，集成于硅芯片或玻璃芯片之上，实现样品检测分析过程的连续化、集成化、微型化和信息化。它的出现将给生命科学、医学、化学、新药开发、生物武器战争、司法鉴定、食品与环境监督等众多领域，带来巨大的革新甚至革命。

生物芯片主要包括芯片实验室、基因芯片、蛋白芯片等。其中基因芯片是最重要的一种生物芯片，也是目前研究开发最为活跃的一种芯片。它是指将大量基因探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过杂交信号的强弱判断靶分子的数量。用该技术可将大量的基因探针同时固定于支持物上，所以一次可对大量核酸分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交技术操作复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、效率低等不足。它能在同一时间内分析大量的基因，使人们准确高效地破译遗传密码，是继大规模集成电路后又一次意义深远的科技革命。

基因芯片的研究意义何在?它在医学研究与应用中具有广阔的应用前景，主要表现在大规模毒理研究、化合物致突变作用、疾病的病因学研究和药物筛选等方面。生物芯片在疾病检测诊断方面具有独特的优势，它可以在一张芯片上同时对多个病人进行多种疾病的检测。仅用极小量的样品，在极短时间内，向医务人员提供大量的疾病诊断信息，这些信息有助于医生在短时问内找到正确的治疗措施。例如对肿瘤、糖尿病、传染性疾病等常见病和多发病的临床检验及健康人群检查，均可以应用生物芯片技术。今后人们可以拥有个人化验室，无论在地球任何地方，随时可以对自己的健康状况进行监测。

目前，世界许多发达国家几乎所有的主要制药公司都不同程度地采用了生物芯片技术，应用生物芯片来寻找药物靶标，查检药物的毒性或副作用，用芯片作大规模的筛选研究可以省略大量的动物试验，缩短药物筛选所用时间，从而带动创新药物的研究和开发。

大规模基因测序是人类基因组计划面临的首要任务，它涉及到基因多态性、突变、缺失的检测。现在已可在1．28平方公分生物芯片上，用分子探针检测32Kb至几百I（b区域中任何区段，这对检测病人是一个还是多个基因突变，指导治疗和愈后具有十分重要意义。

怎样利用该技术所揭示的大量遗传信息，去探明人类众多疾病的起因和发病机理，并为其诊断、治疗及易感性研究提供有力的工具?这是继人类基因组计划完成后生命科学领域内又一重大课题。现在，以功能研究为核心的后基因组计划已经悄然走来，为此，研究人员必需设计和利用更为高效的硬软件技术来对如此庞大的基因组及蛋白质组信息进行加工和研究。建立新型、高效、快速的检测和分析技术就势在必行了。这些高效的分析与测定技术已有多种，如DNA质谱分析法，荧光单分子分析法，杂交分析等。其中以生物芯片技术为基础的许多新型分析技术发展最快也最具发展潜力。早在1988年，拜恩斯（Bains）等人就将短的DNA片段固定到支持物上，以反向杂交的方式进行序列测定。当今，随着生命科学与众多相关学科（如计算机科学、材料科学、微加工技术、有机合成技术等）的迅猛发展，为生物芯片的实现提供了实践上的可能性。

生物芯片的设想最早起始于20世纪80年代中期，90年代美国Aflymetrix公司实现了DNA探针分子的高密度集成，即将特定序列的寡核苷酸片段以很高的密度有序地固定在一块玻璃、硅等固体片基上，作为核酸信息的载体，通过与样品的杂交反应获取其核酸序列信息。生物芯片由于采用了微电子学的并行处理和高密度集成的概念，因此具有高效、高信息量等突出优点。

那么，研制生物芯片的最关键技术又是什么呢?首先是芯片的制备，目前，国外高密度基因芯片的制备技术主要是光脱保护原位合成法。该技术已被美国Affymetrix专利保护，因此，高密度芯片只有该公司生产。其他公司大都采用打印、喷印、点样等中、低密度基因芯片的制备技术。这使得Aftymetrix公司成为基因芯片领域的领头羊，其股票已在美国纳斯达克（NASDAQ）上市，一度涨势强劲。但其芯片在阵列杂交温度的一致性及基因探针的正确性方面尚有缺陷，因此，美国FDA尚未批准Aflymetrix公司生产的基因芯片用于临床。另一方面，由于光脱保护原位合成法合成高密度基因芯片价格十分昂贵，严重限制了它的应用。因此，引入市场竞争机制，发展其他新型核酸阵列原位合成法将是芯片市场发展的必然趋势。

其次是结果检测，目前主要有二种方式：激光共聚焦荧光显微扫描和CCD荧光显微照相检测。前者检测灵敏度、分辨率均较高，但扫描时间长；后者扫描时间短，但灵敏度和分辨率不如前者。虽然荧光检测在芯片技术中得到了广泛的应用，但是荧光标记的靶。DNA只要结合到芯片上就会产生荧光信号，而目前的检测系统还不能区分来自某一位点的荧光信号是由正常配对产生的‘，还是单个或二个碱基的错配产生的，或者兼而有之，甚或是由非特异性吸附产生的，因而目前的荧光检测系统还有待于进一步完善与发展。有研究者正试图绕过荧光标记，建立新的检测系统，以提高杂交信号检测的灵敏度。