1.5亿年前就出现在这个淡蓝色星球上的蜜蜂ღღ✿,天生就是建筑师ღღ✿。不过当有人试着把磁铁放在旁边干扰时ღღ✿,它们搭建的蜂巢立马变成东倒西歪的“豆腐渣”ღღ✿。
形态丑陋的裸鼹鼠终年生活在黑暗的地下ღღ✿,没有发育出视力ღღ✿,却依然逃脱不了地球磁场的掌控ღღ✿,它们打造的地下通道总是南北朝向ღღ✿。就连结构简单的细菌ღღ✿,有的也会在磁场作用下来回移动ღღ✿。
最近ღღ✿,欧洲科学家还发现ღღ✿,当地球磁场稳定时ღღ✿,狗总是趴在南北朝向上排便ღღ✿,甚至还会极力避免头尾指向东西ღღ✿。
北京大学生命科学学院的年轻教授谢灿宣布ღღ✿,找到一种被命名为MagR的全新磁受体蛋白ღღ✿,研究成果发表于《自然-材料》ღღ✿。
有人评论ღღ✿,这是一个“诺奖级别的发现”ღღ✿,这种蛋白“或将揭开被称为生物‘第六感’的磁觉之谜”ღღ✿。一个多月前ღღ✿,大名鼎鼎的《自然》杂志还为此发文祝贺ღღ✿。
在放大了5万倍的显微镜下ღღ✿,黑色或淡黄色的MagR呈小棒槌形ღღ✿。在玻璃器皿下放一块磁铁ღღ✿,它会像上满劲的陀螺ღღ✿,滴溜溜地转圈ღღ✿。
在磁场这个看不见摸不着的研究领域ღღ✿,这个长着棒槌模样的蛋白就是谢灿扎下的第一个坐标ღღ✿。根据他的推断ღღ✿,这种蛋白是生物基因中的指南针ღღ✿,会根据地球磁场的变化为生物体指明方向ღღ✿。
每年春天“第一缕阳光照射下来”时ღღ✿,墨西哥湾山谷的帝王蝶开始往北飞ღღ✿。第一代蝴蝶飞到美国南部ღღ✿,产卵ღღ✿、生子ღღ✿、死亡ღღ✿。孵化出的第二代继承前辈的遗志继续北飞ღღ✿,到达美国中部ღღ✿,产卵ღღ✿、生子ღღ✿、死亡ღღ✿。如此复制ღღ✿,一直到第四代ღღ✿,直接向南飞回墨西哥湾的同一个山谷ღღ✿,甚至回到祖先待过的同一棵树ღღ✿。
“这个过程都可以写成诗了ღღ✿,但对科学家来说ღღ✿,诗是不够的ღღ✿。” 在北大一间10多平方米的办公室里ღღ✿,谢灿抿了一口咖啡说ღღ✿,“要打破美感ღღ✿,搞清楚科学原理ღღ✿。”鲜艳的帝王蝶标本摆放在一堆白茫茫的打印材料中ღღ✿,那是他钟意的一件装饰ღღ✿。
谢灿老家在洞庭湖畔ღღ✿,家里屋檐下有个燕巢ღღ✿,每年燕子归来ღღ✿,“从不迷路”ღღ✿。他经常仰起脑袋看ღღ✿,还写成作文凯发k8ღღ✿。
他想不明白出气吧ღღ✿,人类看起来高明ღღ✿,为何往往在方向感上灰溜溜地败给动物ღღ✿。 到北大任教的头3年ღღ✿,谢灿在校园里经常不辨东南西北ღღ✿,抓住学生就问ღღ✿,生科院大楼在哪儿凯发k8ღღ✿。
18世纪出气吧ღღ✿,奥地利精神病学家弗朗兹·麦斯麦提出出气吧ღღ✿,“生物体内拥有磁性液体”ღღ✿,一直被视为荒诞言论ღღ✿。后来ღღ✿,从鱼的鼻子到鸟的喙ღღ✿,科学家在强大设备的帮助下探索了一个又一个动物器官ღღ✿,最终一无所获ღღ✿。还曾有人用巨大的LCD屏幕替代星空ღღ✿,观察鸟类会不会认准星星辨别方向ღღ✿。
谢灿记得ღღ✿,曾经有一群科学家发表了几篇重磅论文ღღ✿,眼看就要证实鸟喙是感磁器官ღღ✿,却在几个月后被更有力的证据驳斥ღღ✿,发现只是一个误会ღღ✿。
“每当生物体身上发现一个功能未明的组织ღღ✿,人们就会往磁场方面猜出气吧ღღ✿。”谢灿说ღღ✿,“磁场感应大家都感兴趣ღღ✿,同时又最难ღღ✿,生物科学发展至今ღღ✿,在这一领域ღღ✿,人们基本还一无所知ღღ✿。”
研究生涯开始时ღღ✿,谢灿也不敢贸然涉足这座迷宫ღღ✿。美国的导师点醒他ღღ✿,为什么不换点东西做ღღ✿。他干脆找了这个自己感兴趣的领域重新开始ღღ✿,“况且ღღ✿,我路痴这么多年ღღ✿,也想知道ღღ✿,自己到底缺了哪根筋ღღ✿。”
谢灿本就逼仄的办公室ღღ✿,堆满层层叠叠的材料ღღ✿。回国6年ღღ✿,他大部分时间都这里度过ღღ✿,磁受体蛋白的草图也在这里完成ღღ✿。
屋内最显眼的摆设是墙角的咖啡杯ღღ✿,码了足足6层ღღ✿。谢灿曾拍下杯子照片发到朋友圈ღღ✿:“一篇文章从投稿到接受需要消耗的咖啡ღღ✿。”
这位身材瘦小的科学家记得ღღ✿,自己刚开始在生物体寻找传说中的磁受体蛋白时ღღ✿,有人觉得他疯了ღღ✿。因为在当时的生物学界ღღ✿,尚没有任何证据表明ღღ✿,存在一种可以直接感应磁场的蛋白ღღ✿。
关于动物为何能够感应磁场ღღ✿,学术界有两种说法ღღ✿,一种认为动物体内存在名为隐花色素的蛋白ღღ✿,可以感应光的变化ღღ✿,形成活跃的自由基ღღ✿。这些自由基能感受磁场的变化ღღ✿,迅速改变队形为生物导航ღღ✿。另一种理论干脆认为细胞内存在磁铁矿颗粒ღღ✿。
在谢灿看来ღღ✿,它们都有不合理的地方ღღ✿。蛋白能仅仅通过光的照射就和磁场发生神秘的联系?细胞中无机的磁铁矿颗粒如何对有机的生物发出导航信号?
“如果我是上帝ღღ✿,为了赋予动物感磁的能力出气吧ღღ✿,我会怎么设计这种蛋白质构成的机器?”谢灿一边说ღღ✿,一边在笔记本上刷刷地画出实验开始前设计的草图ღღ✿。
一个空心圆柱体出现在他笔下ღღ✿,在他最初的设想中ღღ✿,这个可能存在的蛋白应该是一个棍状结构ღღ✿,并且具有磁性ღღ✿,才能感应磁场变化 ღღ✿。既然前人已经证实隐花色素与磁场感应有关ღღ✿,这种蛋白也肯定能和隐花色素结合或者发生作用ღღ✿。
“在2012年以前ღღ✿,一切都只是想象ღღ✿。这个事情九死一生ღღ✿,很有可能什么都做不出来ღღ✿。”谢灿停顿了一下说ღღ✿,“但有句话我印象挺深凯发k8ღღ✿,想象力比正确性更重要ღღ✿。”
项目从2010年已经开始ღღ✿,但在第一年里ღღ✿,几乎只有谢灿在读文献ღღ✿、思考ღღ✿、原地打转ღღ✿。除了启动时向时任生命科学院院长的饶毅“拼命磨嘴皮子”要到一笔资金ღღ✿,这项研究没得到什么资助ღღ✿。直到2011年第一个草图画出来ღღ✿,才有第一个博士生加入ღღ✿。
按图索骥的地毯式搜索开始了ღღ✿。通过计算机对果蝇DNA的筛查ღღ✿,14种长相可疑的基因从12536种基因中浮现出来ღღ✿。接着要用已知蛋白结构的隐花色素来“指认”ღღ✿,找出最终的“候选人”ღღ✿。
“几乎没有任何参考文献出气吧ღღ✿,我们根本不知道会得到什么结果ღღ✿,即使有结果ღღ✿,也不知道意味着什么ღღ✿,不知道下一步怎么走ღღ✿。”谢灿回想道ღღ✿。
直到今天ღღ✿,这位科学家依然记得那一天ღღ✿,实验室的凝胶上清晰地显示出两条感光和感磁的条带ღღ✿,而他假想的磁受体MagR和感光的隐花色素结合ღღ✿,终于在现实中得到了验证ღღ✿。
“设备没有现成的ღღ✿,很多是淘宝买来的原材料和配件ღღ✿。”要检验首次发现的MagR蛋白的磁性ღღ✿,连石头都没得摸ღღ✿。同学用木头架子搭了一个两层的玻璃器皿ღღ✿,才让蛋白在磁铁的指挥下开始跳舞ღღ✿。
实验室隔壁凯发k8ღღ✿,在文献材料和书本淹没的办公室ღღ✿,谢灿见缝插针地塞进各种装饰品ღღ✿,有碧绿的球兰ღღ✿、江南淘来的珍珠贝ღღ✿,还有一个内壁贴着香槟木树皮的玻璃箱ღღ✿,那是尚未完工的两栖动物养殖缸ღღ✿。
2012年以前ღღ✿,谢灿几乎很少跟人提起这项研究ღღ✿,因为总有人问ღღ✿:“你这个研究出口在哪ღღ✿,应用在哪ღღ✿。”
“好像如果不能用ღღ✿,你做的东西就毫无意义ღღ✿。”谢灿语速极快地说ღღ✿,“从学生到导师ღღ✿,已经没人把好奇心当回事了ღღ✿。弄明白ღღ✿,就是最有用的事情ღღ✿。”
最终ღღ✿,人们眼看着谢灿发现的小不点蛋白ღღ✿,引起学界巨大震动ღღ✿。 “当我看到这篇文章的时候ღღ✿,差点窒息ღღ✿,它的确是一项具有创造性的研究ღღ✿。”麻省大学神经生物学教授史蒂文·瑞波特充满赞赏地表示ღღ✿,“结论令人振奋ღღ✿,具有突破性”ღღ✿。
文章发表不到一小时ღღ✿,已经引起超过20家国际媒体的报道ღღ✿。 到目前为止ღღ✿,《自然》杂志ღღ✿、BBCღღ✿、科学美国人凯发k8ღღ✿、英国卫报等200多家国外主流媒体以多种文字进行报道和跟踪ღღ✿。其中还包括专注于电子产品的科技网站ღღ✿。
就在几天前ღღ✿,他还在朋友圈转发了一条磁铁告急的新闻ღღ✿,并戏谑地表示实验室准备开店ღღ✿,缓解磁铁不够用的业界危机ღღ✿。“客官ღღ✿,您要多少克磁铁ღღ✿,有固体的ღღ✿,液体的ღღ✿,还有多种口味供您选择ღღ✿,蝴蝶味儿的您喜欢吗?”
并非人人都看好谢灿踩出来的这条路ღღ✿。维也纳分子病理学研究所神经科学家大卫·基斯在接受《自然》杂志采访时就说ღღ✿:“它要么是一篇非常重要的论文ღღ✿,要么完全错误ღღ✿。我强烈怀疑是后者ღღ✿。”
基斯不相信ღღ✿,只有超微量铁的MagR会有磁性能ღღ✿。如果MagR真的是磁感应受体ღღ✿,“我就把自己的帽子吃掉ღღ✿。”
“这挺正常ღღ✿,并不是科学家之间有矛盾ღღ✿。这种争论时刻对某个领域的推动作用反而特别大ღღ✿。 ”谢灿一点儿也不介意ღღ✿。
按照计划ღღ✿,2016年ღღ✿,谢灿将赴德参加由“激烈反对派”基斯做主席的会议ღღ✿,并作报告ღღ✿。2017年初ღღ✿,基斯则会来北大拜访谢灿的实验室ღღ✿。
他们的赌约不变ღღ✿。像江湖高手对决一般ღღ✿,两人约定10年为期ღღ✿。如果证明谢灿是对的ღღ✿,基斯就真的吃掉帽子ღღ✿。k8凯发天生赢家·一触即发ღღ✿,凯发k8娱乐app下载k8凯发官方app下载ღღ✿,凯发天生赢家一触即发官网ღღ✿,凯发k8娱乐官网appღღ✿,凯发天生赢家官网ღღ✿!凯发在线平台ღღ✿,天生赢家ღღ✿。