每晚读书 不可思议的细胞与细胞标签……

 

《匠人匠心 愚直的坚持》第二篇...



山中:我在研究上经历了很多波折。在进行血液胆固醇研究的时候,一不小心发现了与癌症发病相关的新基因,而在研究这个基因的时候,又发现实际上这个新的基因是当时被称为万能细胞的ES细胞的一个重要基因。之后,我对这样的意外结果产生了浓厚的兴趣,并不断地进行研究,最后竟然发现开发iPS的细胞的技术。

稻盛:原来是这样。不过对于万能细胞,越想越觉得不可思议。我们的身体是从受精卵开始不断分裂繁殖而形成的,而在这些细胞不断分裂的时候,在应该长鼻子的地方细胞会形成鼻子的形状,在应该长眼睛的地方细胞会形成视网膜,这到底是为什么才会这样呢?

山中:这是在生物学上持续了100年以上大争论的问题。现在也只是揭开了其中的一部分。我们的身体大约有60兆个,200种以上的细胞构成。这些细胞都是由一个受精卵开始生成的,所以受精卵里面一开始就存有我们身体所有的设计图。

稻盛:也就是人体的设计图吧?

山中:是的。对细胞来讲设计图就是基因。人体的基因月有3万种,设计图也差不多有23卷,30亿字,这是一个十分庞大的数据库。实际上,在几十年前,我们还都认为只有与生殖有关的卵子和精子的细胞才带有人体所有的设计图,而其他细胞只带有所需要的信息。比如,血液细胞只带有血液的设计图,皮肤细胞只带有成为皮肤细胞的设计蓝图。然而现在看来,那是错误的,无论是什么细胞,都带有人体整套的设计图。

稻盛:所有的细胞都带有人体整套的设计图,如果真是这样的话,那就更不可思议了啊。

山中:是啊。那么为什么带有同样的设计蓝图,有的细胞形成了皮肤,有的细胞却形成了血液呢?实际上在每个细胞里面,都会有一种像拥有标签功能的蛋白质首先被生产出来。这个标签会标示出这本30亿字厚书的某一页。因为有了这个标签,各个细胞就只需将带有标签的那一页打开读一下就好。也就是说,虽然每个细胞都带有同样的设计图,但因为各自所读的部分根据标签展示的内容不一样而不一样,因此它们会最终形成不同的细胞。

稻盛:那为什么它们会根据人体部位的不同而读不同的页数呢?比如本来应该形成鼻子,却一不小心形成了耳朵的样子,这样的细胞应该是不存在的,对吧?

山中:关于这个迷,我们还没有完全解开。受精卵本身其实是没有标签的,但是它由1个变成2个,2个变成4个,这样进行细胞分裂,在这个时候还完全没有标签诞生。但从4个变成8个,8个变成16个的时候,就会在稍微不同的地方出现不同的标签。也就是说,从这个时候开始确定各个不同的分裂方向,比如朝着血液方向发展的细胞在分裂的时候,就会有更加详细的标签被插进来。就这样,逐渐的,分阶段的,标签就逐渐的被插入进来了。

稻盛:太神秘了!

山中:如果使用人的皮肤细胞,使他变成万能细胞的话,那么就么有伦理的问题了。将分化的细胞变回到接近于受精卵的状态,这在医学用语里叫做“初始化”,所以我当时设定的目标,就是将皮肤细胞初始化,让它变成万能细胞。

稻盛:也就是说,将已分化的细胞变回接近于受精卵的状态,这在理论上是可能的了。

山中:是的。理论上是可能的,但要做的话是很复杂的。而我最终制成了iPS细胞,日语叫“人工多能性干细胞”。

稻盛:这么完美的iPS细胞,竟然只是在皮肤细胞里放入了四个基因就做成了。这真让人惊叹。

山中:是的,制作iPS细胞所需要的四个基因,也可以说是四枚标签。将这四枚标签放到必要的位置上,皮肤细胞就能变成万能细胞。

稻盛:原来如此,非常容易理解。

山中:一般来说,人的基因有3万个,2004年我发现了有24个ES细胞的基因,但是24个基因如何摆放在正确的位置,想想都会让人绝望。往皮肤细胞里导入一个基因都很困难,而他当时提出将24个基因全部导入进去,这种想法本身就非常独特。而实际上将24个基因都导入进去之后,结果竟然成功了。那么接下来,就是要确认这24个基因里面到底哪个才是我们要寻找的标签。

稻盛:听说想出筛选最后这四个基因的方法,也是研究所里你的助手?

山中:高桥君当时对我说:老师,我们把这24个基因,一个一个往外拿出来,怎么样?我听了顿时茅塞顿开。如果拿出的基因是关键基因,那另外的23个即便在里面,也无法初始化。所以听到这个想法后,我感动极了。

稻盛:的确很聪明。

【本书历史笔记】

每晚读书| 今晚开读,山中与稻盛的促膝谈心录……


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