核酸分子的“科幻”用途 | 巡山报告

作者: 王立铭

来源: 知识分子

发布日期: 2021-09-06

本期巡山报告介绍了两项与核酸分子(DNA和RNA)相关的研究,一项是利用镜像生物学技术将人工合成的DNA分子用于信息存储和加密,另一项是开发了一种新型的RNA递送系统,可能用于新冠疫苗和其他病毒疫苗的开发。此外,还简要提到了两项与人类健康相关的研究,一项涉及通过蛋白质表达帮助小鼠减肥,另一项研究了血管内皮生长因子在衰老过程中的作用。

你好,我是王立铭。2021年9月6日,第31期《巡山报告》又和你见面了。这期巡山报告里,我将要为你重点介绍两项最近发表的生命科学研究成果。这两项研究都和核酸分子(也就是DNA和RNA)有关,听起来也都挺“科幻”的。

首先介绍的这项研究发表于2021年7月29日的《自然·生物技术》杂志,成果来自清华大学生命科学学院的朱听实验室。在这项研究里,科学家们利用镜像生物学的技术,把人工合成的、自然界完全不存在的DNA分子,变成了信息存储甚至是加密存储的工具。

第二个理由就更有意义:镜像左手DNA分子还能用来给信息加密。研究者们设计了一个很有趣的系统,先把巴斯德的那段学术论文用天然右手DNA编码存储,等于是明码信息。同时他们把破解信息的秘钥——简单来说就是一串数字,告诉对方这段文字里的哪些位置上的字母应该挑出来读——存在一小段镜像左手DNA里,然后把这DNA混在一起。

本期巡山要介绍的第二项研究,是一种新型的RNA递送系统。这项研究的起点就很有意思。科学家们早就知道人类基因组上有很多所谓的逆转录元件,总长度占到了人类基因组DNA总长度的8%。这类DNA序列可以看成是真正意义上的“自私的基因”,它们绝大多数对于人类来说都没有什么生物学功能,少部分还会带来疾病。

除了上面介绍的两项非常科幻的研究之外,还有两项和人类健康有关的研究我认为也值得一提。第一项研究发表于2021年7月30日的《科学》杂志。来自美国宾州大学医学院的科学家们发现让老鼠过量表达一个名叫TSLP(胸腺基质淋巴细胞生成素)的蛋白质,会让小鼠更不容易发胖,血脂降低、脂肪肝减轻,血糖改善。

另一项研究发表在同一期的《科学》杂志。以色列希伯来大学的科学家们发现,小鼠在衰老过程中,一个负责促进血管新生的信号分子——血管内皮生长因子/VEGF——的浓度会持续降低。因此推测这个分子可能是驱动衰老的原因之一。他们反过来在小鼠肝脏里人为提高了VEGF的活性,发现小鼠的年龄提高了差不多40%。

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