科學也可以如此靠近

剛獲評全國優秀科普作品,今又入圍文津圖書獎:《動物世界奇遇記》

4月
13
2019

2019年4月13日04時 科學出版社

科學出版社

繼獲得全國優秀科普作品之後

又入圍文津圖書獎

《動物世界奇遇記》

湯波著;楊燕青繪,科學出版社

本書是一本關於生物科技知識的科普書。講述了25個身懷絕技、為人類健康默默奉獻的動物及其背後的故事,介紹了克隆、基因編輯、基因工程、幹細胞等前沿生物技術的發展過程和未來趨勢。形式新穎,語言生動,是一本兼具科學性、知識性、趣味性和啟發性於一體的優秀通俗讀本。

「大義滅親」的蚊子

不長角的奶牛

唱歌跑調的小鳥

可以充當生態報警器的螢光魚

患上人類腫瘤的小豬

變身「蜘蛛俠」的家蠶

……

這些由科學家創造出來的神奇動物

就在我們的身邊!

來吧,讓我們跟隨唐小迪一家,開始一次令人驚嘆的科學歷險吧,邂逅一些奇思妙想的科學家和他們創造的神奇動物。

本文你將聽到——

克隆技術是怎麼回事?

世界上第一隻克隆動物是多利嗎?

玉兔搗藥,如何從傳說跨進了現實?

小迪的爸爸是一位生物學家,受爸爸薰陶,小迪從小對動物感興趣。初中畢業,爸爸決定帶小迪進行一場跨越全球的旅行。

他們的旅行有點特別,不去艾菲爾鐵塔,也不看自由女神,而是一個勁兒地看動物!

他們看的動物,既不在動物園裡,也不在國家公園裡,而是在一個又一個的實驗室里。

實驗室里的動物有什麼好看的?別急,看完下面這個故事,您就明白了。

第一站,爸爸帶小迪去了英國,他們要去拜訪克隆動物。

爸爸上大學的時候,英國的克隆羊多利可是大明星,這次去看看多利的標本,也算完成一樁心愿。

還在飛機上,父子倆就聊開了,爸爸問小迪:「你知道體細胞克隆技術是怎麼回事兒嗎?」

小迪說:「這個難不住我,我參觀過玩具工廠,他們只需要一個恐龍模具,就能造出很多相同的恐龍玩具來。這和克隆一樣,都是複製。」

(楊燕青 繪)

爸爸說道理雖然不錯,但兩者相比,克隆要複雜得多。

動物身上的細胞有兩類,一類是生殖細胞,包括卵細胞和精細胞;除了生殖細胞,剩下的全是體細胞,組成大腦、肌肉、皮膚以及各種臟器的,全是體細胞。

在自然狀態下,一對生殖細胞結合,形成受精卵,然後才能在母體內孕育出生命。而體細胞,是不能發育出生命的。

不過,克隆技術讓這個不可能變成了可能。

比如說,多利沒有爸爸,卻有三個媽媽,一隻芬蘭母綿羊給它提供了細胞核,一隻蘇格蘭母綿羊給它提供了去除了細胞核的卵細胞,還有一隻蘇格蘭綿羊是它的代孕母親。

聽爸爸說了這一大堆,小迪不敢說每一句都聽懂了,但也理解了個大概。

他說:「多利原來有三個母親,好神奇,第一隻克隆動物真了不起。」

爸爸馬上糾正他:「嚴格來說,第一種克隆動物不是羊,而是一種非洲的青蛙。五六十年前,英國的約翰·格登博士就克隆出了這種青蛙。「

爸爸還說:「這次去英國,我們正好要去拜訪他,到時候,他親自給你講克隆青蛙。你這孩子可真有福氣,我小的時候,別說拜訪生物學博士,出國都不敢想呢!」

(楊燕青 繪)

到了英國,父子倆直奔劍橋大學的格登研究所。

格登教授已經八十多歲了,但身體非常好,經常來實驗室轉悠,他親自接待了來自中國的訪客。

參觀完實驗室,小迪已經激動得不行了,迫不及待地想知道克隆青蛙的故事。教授哈哈一笑,說那是很久之前的事情了。

當年他還是一個小伙子,在牛津大學讀研究生,那時候已經有科學家在重組細胞了,而且有些重組細胞還能分化,不過可惜,克隆整隻動物一直沒有成功。

格登初生牛犢不怕虎,他相中了一種非洲爪蟾,因為這種動物卵細胞和胚胎細胞都比較大,便於實驗操作。

經過很多次實驗積累,他截取了一段爪蟾的小腸上皮,取出一個細胞的細胞核,把它放到破壞了細胞核的卵細胞中。

格登成功了,這些重組細胞奇蹟般地發育成蝌蚪,有些蝌蚪發育成了成年爪蟾!

這就是非洲爪蟾的克隆故事,直到四十年之後,克隆羊多利才誕生。2012年,格登教授因為當年的貢獻獲得了諾貝爾獎。

小迪很想聽教授再講講,不過教授時間有限,小迪和爸爸也要奔赴下一站了。他們戀戀不捨地離開了劍橋。

現在您應該猜出來了,小迪滿世界看動物,看的是實驗室里的高科技動物,很漲知識。這本《動物世界奇遇記》,就是通過這樣的形式,向讀者介紹生物科學的各項技術和知識。作者湯波,是一位生物學博士,也是一位資深的科普作家。

湯波,主要從事動物生物技術研究,在國際學術期刊發表論文近20篇,參編著作7部,獲得發明專利20多項,榮獲國家科學技術進步獎二等獎等科技獎項4項。熱心科普創作,已在《南方周末》、《北京日報》、「知識分子」、《科學畫報》等媒體發表科普文章和科技報導50多篇。

好了,我們馬上來看,小迪和爸爸的第二站去了哪裡。他們來到了荷蘭,去看兔子。

聽說要去看兔子,小迪說:「我最喜歡兔子了,尤其是白白胖胖的兔子。我還知道月亮上有一個玉兔,白天陪著嫦娥,晚上還要搗藥,可辛苦了!」

爸爸說:「喲,看來你知道的還不少。在中國,玉兔搗藥是古老的傳說,可是在荷蘭,兔子真的能製造藥物呢,具體什麼藥物,咱們明天就能看見了!」

聽到這兒,小迪更想早點兒見到荷蘭的玉兔了。

第二天,父子倆先飛到了阿姆斯特丹,馬上跑到附近的一座小城,萊登市。

他們進了一座灰白的建築,紐金斯博士接待了他們。紐金斯博士說,這裡正在研究一種基因工程兔,可以治療人類的一種罕見病症。

小迪趕緊請教,兔子怎麼能給人治病呢?紐金斯教授表示,過程有點兒長,且聽我慢慢說吧。

▲ 荷蘭玉兔搗藥忙 (楊燕青 繪)

我們知道,人的某些重大疾病,是因為缺失了特定的蛋白質。比如說,出現了侏儒症,是因為身體缺乏生長激素,得了糖尿病,是因為胰島素分泌不正常。

反過來說,有了這兩種蛋白質,就可以治療或緩解病症了。

那怎麼來生產這些特定的蛋白質呢?上世紀八十年代,科學家發明了基因工程製藥技術,人體有一些基因,是專門負責合成蛋白質的。

簡單來說,把這些基因弄到別的生物身上,得到人們想要的蛋白質,就是基因工程製藥了。

一開始,科學家瞄準了大腸桿菌,把屬於人的一些特定基因接上去,大腸桿菌成功生產出了人體蛋白質,人工合成胰島素就是這個時期的產物。

不過大腸桿菌的缺點很明顯,就是它很懶,產量非常低,而且只能合成簡單的蛋白質。

後來,科學家發現倉鼠的卵巢細胞能合成複雜蛋白質,很快,通過這個渠道,他們合成了一種治療心肌梗死的蛋白質,每年產值高達數百萬美元。

但是呢,倉鼠卵巢細胞也有缺點,就是用它來合成藥物太貴了,很耗錢。

像心肌梗死這樣的病,比較常見,可以大量生產,用高產量來拉低成本,相對來說好一點。

如果是比較罕見的病,那就慘了,用這種方式生產藥品,很貴很貴,一克藥得花上數萬美元。

那有沒有什麼辦法,能合成複雜蛋白質,還比較便宜呢?有,就是紐金斯博士在研究的基因工程兔了。

這種兔子治療一種罕見的病,叫做遺傳性血管性水腫。得病的人,手腳四肢、臉、腸道、呼吸道會出現短期水腫,嚴重時引發窒息,非常危險。

五十多年前,一個美國科學家才搞明白,這種病的病因,是身體少了一種脂酶抑制劑。

紐金斯教授把牛和人身上相關的基因重新編碼,注入到兔子的受精卵中,這樣新出生的兔子,就是基因工程兔了。

人類想要的抑制劑,就在兔子的奶水中,而且含量還不小。

穿上消毒服,小迪和爸爸進到生產車間,參觀了金貴的基因工程兔。小迪一邊看一邊感嘆:這些兔子真是神奇,竟然能救人命呢!

在這之後,父子倆繼續去見識了大義滅親的蚊子、吐出蜘蛛絲的家蠶,甚至還有準備復活的猛獁象……

▲ 復活的猛獁象(楊燕青 繪)

一趟旅程下來,小迪也算是站在了全球生物技術的前列,也能和爸爸聊聊克隆技術和基因編輯技術了。

好了,如果你也想經歷一場動物的奇遇,就翻開這本書去讀吧。

本文轉自「宜君縣圖書館」微信公眾號。

動物世界奇遇記

湯波著;楊燕青繪

北京:科學出版社, 2018.4

(大學科普叢書)

ISBN 978-7-03-056691-1

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