X戰警的超能力可能不止出現在熒幕中,淺析細胞變異的可能性

不論是在中國的女媧補天、夸父追日,還是在古埃及、古希臘的各種神話,亦或是長生不死,翱翔天際,變幻外形等等,都能看到超能力的影子。而在各個文明的古代傳說中屢見不鮮的幻想,到了現代就變成了一項非常賺錢的娛樂項目,那就是各種各樣的關於超級英雄的漫畫和電影。在其中,X戰警系列就是其中一個非常成功的體現。

X戰警的超能力可能不止出現在熒幕中,淺析細胞變異的可能性

這部電影最大的特點就是擁有著不同能力的變種人、超級英雄輪番登場,在很大程度上滿足了人們對超能力的想象。

在這個科幻世界中,有一小部分人基因存在變異,因而擁有了各種各樣的超能力。而現實生活映射進電影中的恐懼,也同樣出現在了電影中的人類身上。所以變種人遭到了排斥,為了爭取更多變種人的權利,萬磁王聚集了一批部下不斷針對人類進行破壞。而電影中的正面人物X教授也致力於人類與變種人之間和諧生存,它為此創辦了X學院。收取變種人學生,教導他們知識,讓他們能合理運用自己遭人排斥的能力。致力於培養他們成為X戰警,為了同時保衛人類與變種人。

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看過電影的朋友都知道,X戰警還有另外一個名字叫做變種人,而變種人的英文為 mutant,特指基因的變化。而按照電影的設定,變種人是人類中的少數,他們因為突發的基因變異獲得了與眾不同的超能力,因而也招致了其他普通人的恐懼和猜忌。

這部電影的觀眾肯定都希望擁有電影中角色的任意一種超能力,但其必經之路肯定需要基因變異。那麼基因變異到底是怎麼回事?我們到底能不能基因變異呢?

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其實電影中的變異在自然界是很常見的一個現象,它在我們每個人的身上都在發生著。

嚴肅來說,不能遺傳的東西談不上變異,但我們知道基因是遺傳信息的基本的一個功能單元,它的物質載體是DNA。如果說氫原子和氧原子構成了水,那麼基因就構成了我們的存在。基因與DNA就像是每個人的身份證,是生物進化的重要因素之一。而且因為醫療技術的愈發完善,我們也感受到了基因排序對於生活的映射,不同於整容,基因檢測。它能幫助我們瞭解自己的基因,採取積極有效的方法干預,包括通過根據自己的遺傳體質調整營養結構、改變生活方式和生活習慣等多種途徑,從而改變自己。

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我們的細胞是不斷代謝的,分裂永遠都在發生,變異也就永遠都在發生。變異永遠都是不定向的,是發散的,可能往東,也可能往西。所以在一些條件下,客觀環境會影響變異的速率,比如輻射、UV、致變劑等等,它影響的就是“出錯”的概率。

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細胞分離與分化

而當我們身體內的細胞分裂的過程中,就會伴隨著DNA的複製與分離。那在DNA複製的過程中就會有一定的概率發生序列的突變,從此就會導致基因的變異。所以,在基因複製過程中產生的聯會組隊錯誤就是基因變異的一個非常重要的來源。

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四分體聯會時期

因此達爾文曾明確指出的理論便是可辯證的,可遺傳的變異就是生物進化的原材料,如果沒有可遺傳的變異,生物就不可能進化 。 所以按照現代進化論來講,這段話是非常完整且正確的。並且在表觀遺傳學層面,細胞裡面的基因表達可能發生變化。這些變化可能是由染色體的修飾發生改變造成的,也可能是上游的調節基因出現變化造成的。

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基因重組與配對

那麼除了由於DNA複製錯誤產生的新的變異之外,其實在生殖細胞的發育過程中,也會產生大量的聯會重組。由此產生的下一代會有基因組信息的改變,所以會導致遺傳信息有很大的不同。所以這也是為什麼一對夫妻生的孩子即使是雙胞胎也會有很大區別的原因。而因為整容而導致的表面性狀不同,這種情況是排除在外的。

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在電影中變種人因為基因變異都獲得了超乎常人的能力。根據現代生物科學的認識,基因變異並不罕見。那麼在日常生活中,我們又是否能夠定位一些具有特別性質的基因片段,或者通過改寫基因來獲得一些特殊的能力?

其實我們現在沒有辦法實現這一點,主要是因為有三個大的挑戰——

  • 第一個挑戰是我們的知識限制了科研能力

我們的科學知識在細胞工程方面仍然非常的有限。雖然我們已經可以知道我們人類的所有的基因的編碼的信息,但是我們沒有辦法把細胞的編碼信息和細胞編碼功能建立一個非常好的對應的關係。 那在這種情況下,我們盲目的去對基因進行改造的話,往往不會產生我們想要的結果。甚至會產生非常非常壞的結果,導致一些像細胞的死亡或者個體的死亡類似的非常壞的結果,所以盲目的修改是非常危險的。所以對於改寫基因方面,我們在科學知識上仍然是存在著很大的不足。

  • 第二個挑戰是在技術上需要滿足精準確庫

我們應該如何在一個細胞內來快速的建立精準的大量的基因的變異,在技術上仍然需要進一步的探索。但其中又產生了一個非常重要的問題,就是倫理的問題。因為對人類基因的信息進行修改,會引發一定的倫理的問題。所以我們必須在合適的倫理框架內,在社會道德和法律允許的框架內才能進行一定的修改。比方說受鼓勵的針對一些遺傳病的治療,但是對於其他的類型的應用我們需要嚴格地遵守社會的倫理和法律規定經營。

  • 第三個挑戰是我們無法控制穩定與變異

穩定與變異,其實就是一枚硬幣的兩面。一方面基因的穩定能夠保證一個物種有效的延續,另一方面如果沒有控制某方面的穩定,我們就可能會面臨退化的問題。但是,與此同時基因的變異又可以促進多樣性的產生。這也是為什麼我們地球上的生命會一直保持多樣化的一個重要的原因。

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DNA某一部位出現了基因突變

其實從眾多案例來看,基因突變一直在發生。只不過它發生在更加細微的層面上,它需要更加漫長的歲月。並且相對於其他比較嚴肅的影視作品來說,超級英雄電影有一個巨大的優勢,那就是令人羨慕的超能力加上驚豔的視覺效果。即使其中存在某些不科學的地方也可以用“魔幻”解釋一切。但是幻想確實是人類願望的反映,有時候人類的行動力比想象力更強大。

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在《X特警》中,金剛狼的黑暗、悲慘的身世、坎坷的情路、隱藏在粗豪髮型下的憂鬱和悲涼,都進一步奠定了他就是X戰警世界裡最受歡迎的超級英雄。而最重要的是,他的極強的自愈能力與不衰老的能力似乎滿足了我們從古至今對於長生不老的追求。

那麼在現實情況中發育和衰老的機制到底是什麼?超強再生的能力是否真的存在呢?

其實從上個世紀20年代,人們就已經知道,所謂死亡並非生命結束時才發生的事件,而是一個極其複雜緩慢的過程。人體部分的死亡與重生伴隨著我們從幼年到老年的全過程,我們的身體不斷地進行著新陳代謝的循環往復。新的細胞不斷分裂,隨之而來的就是舊的細胞老化死亡,不斷延續,非死即循環。

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基因的不斷複製延續

正因為人們依靠了這種機制不斷地繁衍,我們不斷的成長,身體中的組織血液和器官得以更新。不過隨著年齡的增長,細胞再生速度對比細胞分裂速度慢慢落後。我們的臉上開始出現皺紋,人們日常依靠的肌肉力量也慢慢變小。接著記憶力也大不如前,大腦功能不斷減退,衰老就這麼來臨了。

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亞精胺通過對eIF5A進行修飾來調節TFEB蛋白的合成

所以,能否長壽的核心就是能否不斷再生。那麼,有沒有可能讓我們的身體像某些動物那樣,擁有更強大、更持久的再生能力?事實上科學研究表明,如何獲得健康長壽,除了觀察其他動物問題的一部分,答案就在人類自身。

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幹細胞的不斷分化

現在一些科學家已經將注意力放在人體內幹細胞的潛在功能上面。大約在10年前我們就已經知道幹細胞存在於人體各個器官內,例如肝、肺、心臟、皮膚等等。而幹細胞屬於細胞中原始的、未完全分化的一類,它不僅可以自我更新,也可以在一定條件進行分化,成為特定的功能細胞,也就是說具有再生的“本領”。那麼在21世紀初,我們甚至認為某個特定器官內的幹細胞,例如骨髓幹細胞就可以分化為其他器官。

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所以幹細胞研究專家帕特里加了瑪爾上博士及其團隊從幾年前就開始試驗,試圖利用骨髓幹細胞再生出新的心臟。因此醫生從心肌梗塞患者的骨髓中提取幹細胞,直接注射在心臟病患處,觀察是否出現分化。

然而令人失望的是,骨髓幹細胞並未能夠分化為心臟細胞,但是它們卻在一定程度上幫助了心臟功能的恢復。我們發現相比普通療法,接受了幹細胞治療的病人在生存能力方面,心臟功能恢復的更好。

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幹細胞的優良特點

但是出於對科學研究的嚴謹性的考慮,科學家又進行了一組試驗。專家在梗塞形成後,對失去生長能力並失去活性的部位進行測量。再經過三個月後,重新測量這些部位,看它們是否會縮減。研究再次證明,相比普通療法,接受了幹細胞治療的病人,心臟功能恢復的更好。

這無疑能給人們早日實現細胞控制給出了更多可能性。因此,到目前為止,幹細胞與再生醫學研究是當今生命科學最受關注的前沿領域。

X戰警的超能力可能不止出現在熒幕中,淺析細胞變異的可能性

其實封閉系統隨著時間的流逝從有序走向無序是一種物理規律。除非向系統注入能量可以使無序向有序邁進,否則這一規律不可能被打破。

生物體和外界環境相比較而言,就是這樣一個“有序”的系統。而突變,不論是何種意義上的,都是自發產生、趨向於是生物體瓦解的力量。因此,若不論個別情況從整體上看,突變也是一種進化的可能。

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細胞的遷移與進化

也許我們能夠有科學研究的支撐,人類的夢想才有實現的可能。長生不老是人類的一個夢想。宇宙這麼大,未知的那麼多,有什麼事情是不可能的呢?

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