先有雞,還是先有蛋?
這個看似簡單的問題,卻困擾了人類數(shù)千年。
在古希臘,哲學家亞里士多德在對“存在本質(zhì)與因果循環(huán)”的沉思中,最早系統(tǒng)性地提出了這一難題。“雞從蛋中孵化,蛋又必須由雞所生”,這個完美的邏輯閉環(huán)讓他深感困惑——若追溯因果鏈條的起點,必然陷入“無限回歸”的悖論。基于其對自然界的觀察與“潛能與現(xiàn)實”的哲學思想,他最終認為:雞與蛋必然是一直存在的,沒有開端。
千年之后,中世紀的經(jīng)院哲學家們接過了這個難題。13世紀的“神學之王”托馬斯?阿奎那等學者將其與《圣經(jīng)》創(chuàng)世敘事相聯(lián)系——根據(jù)《創(chuàng)世記》中“上帝直接創(chuàng)造成體動物”的教義,他們傾向于認為“上帝先創(chuàng)造了成體的雞,再由雞生蛋延續(xù)物種”,這一觀點成為經(jīng)院哲學闡釋該問題時一種頗具影響力的觀點。
然而,無論是哲學的思辨還是神學的啟示,都未能真正解開這個循環(huán)的邏輯死結(jié)。
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直到現(xiàn)代科學將目光從宏觀世界投向分子層面,我們才驚訝地發(fā)現(xiàn),這個古老的謎題,在生命最基本的運作規(guī)則中,竟有一個嚴絲合縫的翻版:
先有遺傳物質(zhì)(DNA),還是先有功能分子(蛋白質(zhì))?
DNA是“蛋”,需要作為“雞”的蛋白質(zhì)來復(fù)制自己(好比“下蛋”),而蛋白質(zhì)的合成信息又存儲在DNA里(好比“雞從蛋里孵化”)。和“雞蛋之辯”一樣,這似乎是一個無解的死循環(huán)。
直到核酶(一種具有催化功能的RNA)的發(fā)現(xiàn),人們才真正觸碰到這個死結(jié)的答案:
也許最初,雞和蛋是同一種東西。
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生命的起源
RNA這個名詞,你一定在中學生物課本里聽說過。但也僅限于聽說過而已了——它的“兄弟”DNA,才是那個備受青睞的寵兒。
科學家搞的人類基因組計劃,關(guān)于DNA;警察收集比對生物信息,關(guān)于DNA;狗血網(wǎng)劇里做親子鑒定,關(guān)于DNA;就連我們這些普通人想表達對某個東西的熱愛,都喜歡用“我的DNA動了”這樣的句式。
在生命科學的敘事中,DNA長期占據(jù)著敘事的中心,其雙螺旋結(jié)構(gòu)如同不朽的經(jīng)典,被反復(fù)頌揚。而RNA曾一度被簡化為信息流中一個模糊的中間體,靜默地隱于DNA的輝煌光環(huán)之下。
真是既生D,何生R!
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可就在人們以為DNA研究將解開生命本源之問的時候,前面提到的那個“先有雞還是先有蛋”的問題,成了個繞不過去的坎。
正當人們百思不得其解的時候,一直默默無聞的RNA,出馬了。
科學家發(fā)現(xiàn),RNA這個看似簡單的分子,具備一種神奇的雙重能力:它既像DNA一樣,可以存儲遺傳信息;又像蛋白質(zhì)一樣,可以折疊成特定三維結(jié)構(gòu),催化各種生化反應(yīng)。
于是,一個大膽的假說被提出:在生命起源之初,可能存在一個“RNA世界”。
在那個原始的地球上,第一批能夠自我復(fù)制的生命形式,可能就是RNA分子。它們既攜帶了遺傳密碼,又能催化自身的復(fù)制。后來,為了追求更高的穩(wěn)定性和效率,才將存儲信息的任務(wù)交給了更穩(wěn)定的DNA,將大部分催化功能交給了更多樣化的蛋白質(zhì)。
“雞”和“蛋”,由此開始分野。
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假說提出之后,全球的生命科學家們紛紛開始涉足RNA研究。他們在實驗室里,用簡單的化學物質(zhì)模擬原始地球環(huán)境,一步步驗證RNA自復(fù)制、自組裝的可能性。結(jié)果顯示,雖然完全重現(xiàn)40億年前的場景依然困難重重,但RNA無疑是目前最合理的生命起源的“第一守護者”。
由此,一度曾被視為DNA“附屬品”的RNA,開始迎來自己的高光時刻。
自2000年以來,RNA領(lǐng)域的相關(guān)研究成果已經(jīng)11次獲得諾貝爾獎,同一時期,RNA領(lǐng)域每年見刊的論文和申請的專利數(shù)量增至4倍。一系列具有里程碑意義的研究成果,以諾貝爾獎項為重要見證,正逐步推動RNA從分子生物學研究的“配角”走向核心。
正如1989年諾獎得主、RNA研究領(lǐng)域的重要開創(chuàng)者托馬斯·R.切赫(Thomas R. Cech)在其新書《RNA時代》中所說:
21世紀,已經(jīng)成為RNA的時代。
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救世的良方
在動蕩不安的2020年春天,mRNA以一種誰也沒想到的方式走到了公眾面前。當世界被迫按下暫停鍵時,科學界卻以前所未有的速度推出了一種全新類型的疫苗。公眾看到的是一支小小的疫苗,但其背后,是長達三十年的科學積淀。
這一切的起點,來自美國加州拉荷亞海濱的索爾克生物研究所。這里,正是mRNA疫苗理念最初萌芽的地方。
時間回到1989年,研究生羅伯特·馬隆在他的導(dǎo)師、基因治療專家因德爾·維爾馬的指導(dǎo)下,洞察到了一個基因治療的潛在危險:如果DNA被注射進人體,研究人員無法控制其整合到基因組的位置。如果不幸插入錯誤位置,甚至可能激活癌癥基因。
于是,他們產(chǎn)生了一個革命性的想法:能否不用DNA,而用它的信使——mRNA來指導(dǎo)細胞生產(chǎn)所需蛋白質(zhì)?這樣既能達到治療目的,又不會篡改生命的基本藍圖。
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然而,將理念變?yōu)楝F(xiàn)實,需要解決三大難題:如何大規(guī)模制造mRNA?如何將mRNA送入細胞?如何欺騙身體的免疫系統(tǒng)?
問題如一塊石頭,在沉寂多時的學界濺起一片漣漪。大佬們紛紛發(fā)揮自己的長處,很快取得了突破:
制造問題上,生物化學家斯圖蒂爾發(fā)現(xiàn)的T7噬菌體RNA聚合酶成為高效的“分子復(fù)印機”,解決了mRNA的大規(guī)模合成問題。
遞送挑戰(zhàn)中,曾從事古典吉他演奏的科學家菲利普·費爾格納帶來了藝術(shù)家的靈感,研制出脂質(zhì)體“特洛伊木馬”,后來經(jīng)庫里斯優(yōu)化為“智能”脂質(zhì)納米粒。
最后的偽裝術(shù)得益于卡塔琳·考里科和德魯·韋斯曼的發(fā)現(xiàn),他們通過將尿苷替換為假尿苷,讓mRNA在免疫系統(tǒng)面前成功“隱形”。
盡管三大難題均已找到解法,但世界尚未準備好。整個90年代,科學家們雖然已在動物實驗中證實mRNA的潛力,但科學界和資本更青睞“穩(wěn)定”的DNA疫苗。mRNA技術(shù)被打上“脆弱”“難遞送”的標簽,在實驗室里靜靜等待它的時代。
直到2020年初,一場突如其來的流行病席卷全球。當病原體的基因序列公之于眾時,兩家長期深耕mRNA技術(shù)的公司——德國的拜恩泰科和美國的莫德納意識到:積攢三十年的拼圖,終于可以完整拼合。
在巨大壓力和空前的協(xié)作下,科學創(chuàng)造了奇跡:2020年底,臨床試驗顯示疫苗有效性高達約95%。
mRNA療法花了整整30年,終于從不被看好到廣受好評。2023年,考里科和韋斯曼榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎,這是對這場持續(xù)三十年的科學遠征的最高致敬。
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考里科與韋斯曼
在mRNA之外,RNA家族的其他成員早已在疾病治療領(lǐng)域嶄露頭角:
經(jīng)過化學修飾的反義RNA,已成功治愈了多發(fā)于兒童的致命疾病——脊髓性肌萎縮;
siRNA則攻克了多種罕見遺傳病,并有望進軍阿爾茨海默病、肌萎縮側(cè)索硬化等神經(jīng)系統(tǒng)疾病;
而mRNA,不僅幫助人類遏制了我們這一代經(jīng)歷過的最大規(guī)模的流行病,更展現(xiàn)出作為新型疫苗和蛋白質(zhì)替代療法的巨大潛力。
RNA技術(shù)的征程剛剛開始,它正向著更廣闊的天地進發(fā):訓練免疫系統(tǒng)識別癌細胞、治療遺傳性疾病、建立應(yīng)對新發(fā)傳染病的快速響應(yīng)平臺……
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永生的悖論
當然,路也有走歪的時候。
從秦始皇遣徐福東渡求仙,到煉金術(shù)士在丹爐前苦苦追尋,人類對長生不老的渴望,跨越千年,未曾停歇。
如今,古老的夢想穿上了現(xiàn)代的科學外衣:在保健品貨架上,那些號稱能“激活端粒酶”、從而“逆轉(zhuǎn)衰老”的藥丸,成為這個時代的新型“長生不老藥”。
它們所瞄準的,是一個真實存在于我們每個細胞中的神奇裝置——端粒酶。這種由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的精密機器,其發(fā)現(xiàn)始于科學家對池塘中不起眼的四膜蟲的好奇。
我們的染色體末端有一個像鞋帶頭一樣的保護結(jié)構(gòu),叫作“端粒”。細胞每分裂一次,它就會磨損一點。當它耗盡,細胞便走向衰老與死亡。這就是生命的“海弗利克極限”。而端粒酶的神奇之處在于,它能利用自身攜帶的一段RNA作為模板,不斷地為端粒添上新的保護段,抵消磨損。
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聽起來,科學家似乎已經(jīng)掌握了“永生”密碼,但事實真的如此嗎?
答案是殘酷的。在細胞層面,端粒酶確實可以實現(xiàn)讓細胞永葆年輕,在干細胞中,它讓我們得以新陳代謝,維持生命。然而,這扇門一旦被錯誤地打開,就會通往第二個房間:癌癥地獄。
在90%的人類癌癥病例中,癌細胞的端粒酶被重新激活,使得癌細胞獲得永生,在人體內(nèi)無限增殖、轉(zhuǎn)移。著名的“海拉細胞”便是如此,從1951年至今,已在實驗室里分裂了超過70年,重量累計可達數(shù)千萬噸,如果將人們培養(yǎng)過的每一個海拉細胞首尾相連,足以繞地球三圈!
那么,我們能否奪回這把鑰匙,只讓自己永生,而讓癌細胞死亡?
事實證明,這是極其困難的。
市面上那些號稱能“激活端粒酶”的抗衰老神藥,若真能輕易起效,那它們滋養(yǎng)的很可能不是你的青春,而是你體內(nèi)潛在的腫瘤。這是一場危險的賭博。
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真正的科學前沿,正在嘗試走一條更精準的道路:
對于衰老,人們試圖精準地激活干細胞中的端粒酶,治療那些因端粒過短而導(dǎo)致的早衰癥、肺纖維化等致命疾病。
對于癌癥,人們則在全力尋找只抑制癌細胞端粒酶的方法,試圖拔掉癌細胞的“永生電源”,而不傷及正常的干細胞。
端粒酶的發(fā)現(xiàn)讓我們看到了一幅生命的真實圖景:它既非可以無限延長的直線,也非必須嚴格遵守的程式,而是一場需要精心維持的平衡。
在這個被稱為“RNA時代”的今天,我們仿佛手握兩面鏡子:一面望向40億年前的生命起源,在那里,RNA可能是點燃生命的第一簇火種;一面照見當下的醫(yī)學突破,在這里,RNA正成為治愈疾病的全新希望。
也許,下一個“蛋”里,孵出的可能就是全新的“雞”。
-End-
2025.11.18
編輯:閃閃 | 審核:孫小悠
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