毛毛虫变成蝴蝶后,它的样子发生了巨大的变化。
这种蜕变,可能是动物王国最富戏剧性的改变:它会长出绚丽的翅膀以及六条长腿,体内的器官也会发生巨大的变化。毛毛虫与蝴蝶看起来是两种完全不同的生物,但是它们有着完全相同的基因组。那么,蜕变过程是由谁控制的呢?
答案连许多生物学家都感到吃惊:毛毛虫变为蝴蝶的过程,实际上是由蛋白质控制的。蛋白质是一种由氨基酸组合成的聚合物,体内蛋白质的合成由基因决定。
在现代医学中,蛋白質已经被研究了很长时间。通常认为,它们在人体中的主要作用是提供能量,组成肌肉、器官等等。但是这种认识并不完备。事实上,蛋白质是生命活动的主要承担者,大约有40万种蛋白质影响着人体内的各个活动,它们总共占了人体重的15%左右。例如,它们影响伤口的愈合、细胞之间的交流、免疫系统等。许多人认为我们被基因所控制,但事实上,真正发挥作用的是那些蛋白质。
但问题是,人体内大约有50%的蛋白质是我们完全不了解的。我们可以把它们称为“暗蛋白质”,因为它们有点类似于宇宙中的暗物质,不为人所知。现在,我们才开始一点点了解它们。
蛋白质在人体内扮演着至关重要的角色,但是要想完全了解它们是一件很困难的事情。毕竟,一个细胞内可能就有上万个发挥着作用的蛋白质。蛋白质比基因组复杂多了。借助计算机的能力,研究人员已经开始探寻那些暗蛋白质。
检测的方法基于一个这样的事实:人体内的蛋白质都是基于写在DNA或RNA上的基因构建而成的。通过分析人类的基因图谱,研究人员可以找出人体能制造出哪些蛋白质。现在,德国慕尼黑理工大学的研究人员就根据这个方法,发现了数千种暗蛋白质。但是研究人员并不知道这些暗蛋白质在人体内发挥着什么作用。不过,首先要弄懂的是它们为何很难被发现。
研究表明,许多暗蛋白质的行为与普通的蛋白质有所不同,例如它们很少与普通的蛋白质发生作用。这种独立的“性格”,可能使得它们不容易被发现,这还可以解释为何它们常常游荡在细胞之外。研究人员推测,这些“流浪在外”的蛋白质可能在细胞间交流以及免疫系统中发挥着一定作用。
发现人体中的暗物质,会对医学领域产生很大的影响。例如,它可能有助于研究人员了解那些由蛋白质引发的疾病,例如癌症、二型糖尿病、帕金森氏症、阿尔茨海默症等等,而且人的衰老过程也与蛋白质有关。
另外,暗蛋白质的发现还开拓了新的研究领域。例如,一项来自中国科学院的研究表明,暗蛋白质与一些抗体的产生有着联系。研究人员从一些暗蛋白质上分离出了700多个肽链,发现这些肽链可以有效杀死细菌,而且不会产生副作用。根据这个发现,在未来我们可以发明一种全新的抗生素。
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