解读蓝精灵生物科学的秘密
“SMURF(蓝精灵)”对某一年龄段的人有着特殊的魔力,他们可能已经去电影院围观过这些头戴白袜的小蓝人了!但你也许想不到:对某些科学家来说,SMURF是他们每天都要研究的东西,不过这里的SMURF其实是指SmadUbiquitinationRegulatoryFactor,翻译成中文叫“Smad泛素化调控因子”。几个英文单词取首字母,就简写成了SMURF。其实它和“蓝精灵”一点关系都没有。
是不是很巧?一点都不巧!科学家是故意的!相信你已经注意到了,按照正常的英文缩写规则,这种“什么什么因子”应该被缩写成“SURF”才对。但是经过科学家“妙手修改”,它被硬生生凑成了这个卡通人物的名字。你不信?下面这张图是从一篇货真价实的英文科学文献中复制出来的。[1]喂喂!右边的蓝色小人是什么啊!还有左上角为什么会有阴阳图案呀!论文作者你是一个爱好东方文化的卡通迷吗?
基因起个卡通名
在那山的那边海的那边,有一群研究果蝇的科学家。果蝇是一种身体很小、繁殖很快的昆虫。人类对它的研究非常透彻,它的基因已经全部被发现,一共有大约13600个。在对这些基因进行命名时,果蝇界的科学家充分发挥了游戏精神。基因命名标新立异,几乎成了果蝇界引以为豪的共识。上文的“蓝精灵”基因就出自他们的手笔。
1978年,科学家发现了果蝇的一个基因。它如果失去功能,果蝇胚胎就长满小突起,跟刺猬似的。于是科学家把这个基因命名为“hedgehog”(刺猬)。后来的他们又在哺乳动物中寻找这个“刺猬基因”,先后发现了“deserthedgehog”(沙漠刺猬)和“Indianhedgehog”(印度刺猬)。如果说以刺猬物种命名还算规矩,下一个被发现的基因“sonichedgehog”(刺猬索尼克)就真让人无语了。(这几个基因都和“刺猬”这种动物没有关系,只不过它们彼此在基因序列上具有“同源性”,因此被命名为相似的名字。)
基因也有一家子
大部分时候,我们可以从基因的名字上推测出它的功能。果蝇中有一个基因,如果出现异常,果蝇就成了无眼蝇。因此这个基因被命名为eyeless,意思是“无眼”。别的动物也有eyeless这个基因,但名字不同。在小鼠里它被叫做“Smalleye”(小眼睛),在人类则叫“Aniridia”(没虹膜)。顾名思义,我们一听就能知道这些基因失常后出现的毛病。
但也有很多科学家无视这个“潜”规则。我们知道,果蝇的眼睛是复眼,由很多小眼组成。每只小眼含有8个细胞,其中第7号专门感受紫外光。有一个基因名叫sevenless(直译为“无七”)。它的功能我们一猜便知:如果这个基因出现异常,果蝇就失去了第7号细胞,无法对紫外线做出反应了。
但是随着进一步研究,好玩的事情来了。科学家接着发现了“无七”的“配体”,它与“无七”结合,会在细胞中激发一系列变化。于是这个“配体”被命名为brideofsevenless(无七的新娘),简写为Boss(老板)。显然科学家都很清楚夫妻俩该谁当家。
还没完。“无七”和新娘结合后,还会为细胞带来sonofsevenless(无七的儿子)和daughterofsevenless(无七的女儿)。看这一大家子,真是其乐融融。(“无七的儿子”表示反对,因为它的英文简写是“sos”……)
工作狂和艺术家
果蝇的生物节律基因命名也有亮点。和人一样,果蝇在清晨和傍晚比较好动。这种生物钟现象也是受到基因控制的。在果蝇中发现的第一个调控生物节律的基因被命名为period(意思是“时期”)。另一个基因出现异常后,果蝇的生物节律会被打乱,于是它被命名为timeless(意为“没有时间观念”)。之后,cycle(循环)和clock(时钟)浮出水面。最后,科学家又找到shaggy(蓬头垢面)这个基因,它出现异常后,果蝇的`生物钟就会被加快为20小时一天——忙忙碌碌,连脸也没空洗了。
科学家中也不乏艺术爱好者。有一次,一位科学家从显微镜中看果蝇突变体的翅膀,惊呼:“太美了!”这些突变体翅膀上的毛不像野生果蝇那样整齐,而是像梵高画笔下的星月夜一样打着旋儿地排列,“干脆把这个突变的基因叫做vangogh(梵高)吧”!
基因命名真能如此写意?
果蝇界的科学家玩得很high,还经常嘲笑线虫界和人类界没有想象力。特别是细胞学家,他们竟然把一组蛋白质“clusterofdifferentiation”简单地命名为CD1、CD2、CD3、CD4……你以为你在刻光盘吗?
然而,虽然“蓝精灵”、“蓬头垢面”这样的名字用在果蝇身上格外可爱,可一旦科研遇上了医学就不好玩了。你想想,如果你是医生,怎么跟病人解释他们的“刺猬索尼克基因”突变了?怎么解释lunaticfringe(极端狂热者)、headcase(疯子)、one-eyedpinhead(独眼儿)、faintsausage(晕菜香肠)等基因出现异常?
有的科学家正在商讨怎么把这些基因重新命名。不过也有人最开始就表现出前瞻性。有个基因名叫single-minded(脑子一根筋),这个基因的突变会影响果蝇的神经细胞,让果蝇两束神经合并成一束。本来科学家想把这个基因叫做simple-minded(头脑简单),但有人突然想到,万一人类也存在这个突变,并且导致先天智力失常的话,起“头脑简单”这个名字无疑是具有冒犯性的。因此科学家决定换用前面那个更接近于“陈述事实”的名字。事实证明这个担心一点也不多余,后来人们真的发现了导致先天愚型的“唐氏综合症”,其病因与“脑子一根筋”基因密切相关。
除了不能冒犯病人,基因命名还必须“政治正确”。1963年,科学家发现一些雄性果蝇特别喜欢“追求”其它雄性,他们管相关基因叫fruity(在英文俚语中有“同性恋”之意,有歧视的意味)。后来敌不过群众纷纷抗议,这个基因被改为fruitless(无果实),用来描述突变果蝇“没有结果的爱情”。
如此可见,基因命名技巧多,且众口难调,既要如“蓝精灵”一样好玩好记,也不能没有人道精神。尽管限制重重,还是有很多基因的名字设计得十分有趣。以下表格中,左栏是果蝇中的一些基因的功能描述,或者基因异常后生物的性状;右栏是这些基因的名字。你能看出些道道吧?
参考文献
[1]A New Smurf in the Village. K. Arora and R. Warrior. Developmental Cell. 2001 Octomber; 1(4): 441-442.
[2]Van Gogh: a new Drosophila tissue polarity gene. J Taylor, N Abramova, J Charlton, and P N Adler. Genetics. 1998 September; 150(1): 199-210.
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