分子侦察机

（文 / 袁越）

小时候玩过一种空战棋，级别最低的棋子是侦察机。但是如果你主动拿侦察机去碰敌子，就可以获得一个猜棋的机会，猜对对方的棋子就可以把它吃掉。今天要说的分子侦察机和空战棋的功能很相似，但是过程是反的，先把对方吃掉，再来猜对方是哪路货色。

我们要猜的“敌人”就是大名鼎鼎的基因。以目前的技术条件，判断一段DNA序列是不是基因已经不是难事，只要检查一下这段序列是否连续不间断，前面有没有负责开启转录系统的“启动子”序列，后面有没有终止符号，就可以大致判断出基因的存在。但是，要想知道这个基因是干什么的，那可就难上加难了。科学家可以找出这段基因编码的蛋白质，研究它的功能，可蛋白质的功能并不是那么好研究的，需要克服的技术障碍很多。

那么就换一个思路。众所周知，要想了解某件东西的价值，最有效的办法就是把这东西拿走，看看没了它地球还转不转。对付基因也可以用这个办法，把某个基因除掉，然后看看细胞的新陈代谢有什么特殊的变化。在过去很长一段时间里，科学家就是这么干的。

可是，这个办法说起来容易，做起来很难。科学家面对的是微观的分子世界，不可能像在宏观世界里那样，拿把剪刀“咔嚓”一剪就完事了。不过，聪明的科学家想出了一个办法，让细胞自己来剪。原来，DNA在复制时会发生基因重组，就是两段相似的基因互相交换DNA。科学家合成出一段假的DNA，其余部分都正常，只在需要研究的那段DNA上做点手脚。细胞一不留神，没有识别出做了手脚的DNA，照样发生了基因重组，原来正常的DNA序列就会被科学家做过手脚的DNA序列代替了，其结果就是某个特定的基因被“杀死”了。

这事说起来容易，做起来可难了。细胞不是那么好骗的，有时需要试验很多次才能得到一个重组的细胞。不过，科学家正是用这个笨办法，发现了很多基因的功能，所以这个名为“基因去除”（Gene Knockout）的办法为生物学的发展立下了汗马功劳。

说了半天老办法，为的是说明新办法的好处。1998年，美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛在著名的《自然》杂志上发表论文指出，一种双链RNA可以有选择性地降解信使RNA，所谓“信使RNA”就是蛋白质合成的模板，没有它，蛋白质就不能被生产出来，这就等于与之相应的基因被杀死了。两位科学家把这种现象称为“RNA干扰”，符合条件的干扰RNA很小，通常只有25～30个碱基对，它必须和信使RNA的序列一致才会起作用。比如一段信使RNA的顺序是“好好冷高高善高高长”，那么干扰RNA则必须是“坏坏热低低恶低低短”。当然了，干扰RNA必须是双链的，也就是说还必须有一段“好好冷高高善高高长”和前面那段RNA配成对，就好比雌雄双煞，总是一起出来杀人。

读到这里，你应该明白分子侦察机是怎么一回事了吧？没错，这个干扰RNA（正式的名称是RNAi）完全可以被科学家拿来当侦察机使，因为人工合成一段RNA是很容易做到的事情，成本很低。从此，只要知道某个基因的序列，就可以针锋相对，设计一个RNAi出来，再把它们（一定是复数，因为需要的量很大）导入细胞里去，就可以有选择性地杀死这个基因，不让它表达成相应的蛋白质。然后科学家们研究一下这个细胞发生了哪些变化，就可以精确地判断出这个基因到底是干什么的了。

这个方法发明出来后，极大方便了科学家研究基因的功能。难怪今年的诺贝尔生理学奖颁给了发现RNAi的两位美国科学家，因为他们发明了目前世界上最有效的分子侦察机。

那么，接下来的问题自然是:能不能用RNAi来治病呢？确实，已经有科学家在尝试，但是从目前的情况看，RNAi距离治病还有一段距离。主要的原因是RNAi的功效不太专一，即使顺序发生一点偏差也能起到部分效果。比如上面说的那段顺序，如果有个基因有段顺序是“好好冷高高善高高冷”，只有最后一个字母不对，那么这个RNAi很可能会部分地杀死这个基因，或者说影响这个基因正常发挥作用。西医治病讲究准确，如果一种药吃下去虽然能治病，但没准还能干点别的，那么这种药是不可能被批准上市的。

看来，这个分子侦察机的侦察技术还不成熟，必须等到科学家找到了提高精度的办法，侦察机才有可能变成轰炸机。■ 分子侦察机