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改变基因能诞生“超级运动员”?http://www.sina.com.cn 2007年11月19日10:48 青年参考
本报特约撰稿李月
一种“超级老鼠”最近在美国诞生,这种经过基因改良后的老鼠如同超级运动员,体能非比寻常,即使不吃不喝也能 以每分钟20米的速度持续奔跑5个小时,相当于一名人类运动员骑自行车一鼓作气翻越欧洲的阿尔卑斯山脉,其充沛体能让 人惊叹!那么,这种技术是否可以用来打造人类的超级运动员,在将来的赛场上争金夺银呢? 不吃不喝跑5小时 据美国《生物化学》杂志11月刊报道,这些“超级老鼠”,是由美国俄亥俄州克利夫兰市的凯斯西储大学生物化学 教授理查德?汉森领导的15人研究小组培育的。汉森表示,“超级老鼠”的体质相当于人类社会中美国著名自行车运动员兰 斯?阿姆斯特朗,他在1999年到2005年间连续7次获得环法自行车大满贯(GrandSlam,原是桥牌术语,意 为赢得一局中所有叫牌,而在体育比赛中指赢得系列比赛的全部冠军),是世界上最出色的运动员之一。阿姆斯特朗优越的身 体素质与生俱来,这颇为罕见。比如他的最大VO2值(输送给肌肉的氧气量指标)非常高,而肌肉的乳酸水平却低于常人。 也就是说,阿姆斯特朗比正常人更能适应肌肉处于低氧情况下的体能运动。可惜,他后来被媒体曝出兴奋剂丑闻。 而这些“超级老鼠”的基因经过改良后,也具备了类似于阿姆斯特朗一样的体质优势。汉森说,“我们的研究目的是 进一步了解一种与代谢有关的酶。”实验人员将这种高度活跃的磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK-C)基因注入老鼠胚胎 后发现,老鼠在运动时有效利用身体脂肪产生很多能量,同时避免产生大量导致肌肉痉挛的乳酸,因此它们即使不吃不喝,也 能持续奔跑四五个小时。这种“超级老鼠”的食量比普通老鼠多60%,但是却不会因为大食量而发胖。而且“超级老鼠”的 寿命更长,性能力能一直持续到老年,也就是说它的繁育期是正常老鼠的3倍。而PEPCK-C主要存在肝、肾中,“超级 老鼠”肌肉内PEPCK-C含量最多可为普通老鼠的100倍。
人类能否变“超人” 目前,汉森他们已经培育了大约500只“超级老鼠”,他说,“这些老鼠的超常能力令人吃惊,同理,该基因改良 技术也可以应用于人类,改变人类的新陈代谢机能。”不过,汉森强调,他们的实验不是以制造“超人”为目的的,“基因改 造确实有可能让人类也实现超常能力,但这种实验是不应该在人身上做的,因为这违背了传统的社会伦理道德。然而,它在药 物研发上意义深远,或许借助这个技术,不久能开发出有效提升运动员体能素质的新药。” 汉森认为,这样的实验会给制药公司带来启发,开发出强化肌肉能力的药物,帮助那些有肌肉功能障碍的患者。 他说:“这是一个进步,但真正在人身上实现老鼠所达到的效果,还需要进一步研究,方法肯定也有所不同。同时, 使用这种技术的医疗专家是要非常谨慎的,如果是我,目前只考虑在那些患有囊性纤维化等病症的患者身上使用。” 从长远来看,经过基因改良,打造具有充沛体能的超级运动员也是完全可能的。当然,这在是否符合社会伦理以及今 后的参赛规则改变方面,必然会引起争议。
改造老鼠能见七彩 事实上,基因改造技术已有30年的历史,主要应用于基础研究和生产农业及医药产品。包括老鼠在内的大多数动物 都是双色视觉,由于它们的眼睛只有两种叫“感光色素”的感光分子,因此它们看世界都是灰色的,很难有其他颜色。 而人类和其他一些灵长类动物都有3种感光色素,分别对蓝、绿和红色敏感,这3种颜色搭配能产生彩虹中的所有颜 色。这是由于在4千万年前,灵长类动物出现了基因突变,让人类早期的祖先具备了对红色敏感的第三种感光色素,这大大扩 大了他们眼睛的调色能力。我们的大脑通过比较眼睛中不同感光色素对光的反应来“看”颜色。而一些色盲患者,天生缺少一 种感光色素,比如两色视者,他们在看到红、橙、黄和绿色时,感觉颜色没有差别。 普通的老鼠一般只能看见混合的双色,但美国科学家经过一项试验证实,通过改良老鼠相关基因,可以使其具有同人 类和其他灵长类动物一样的三色视觉。由于色觉基因是由X染色体进行遗传的,女性拥有两条X染色体,而男性只拥有一条, 所以男性患有色盲的几率要比女性大得多。 科学家通过向老鼠体内的一个基因组注入人类基因,该基因组能使老鼠视网膜里产生一种独特的蛋白,能使得老鼠感 觉到可见光谱中波长最长的红色光。和大多数的哺乳类动物一样,普通的老鼠只能看见光谱中的蓝色和绿色区域,而经过实验 证实,这种经过基因改良的老鼠竟学会了如何感知红光——这一特征和正常的猴子、类人猿和人一样。这项研究或许可以为帮 助色盲患者重见七彩世界打开一扇大门。
参考资料
目前人类“制造”的基因动物 贝兹维尔猪 美国农业部贝兹维尔研究所将人类生长激素基因注入猪体内,让它们生长得更快,但这种猪出现了严重的骨骼和关节 问题。 蜘蛛丝山羊 科学家将蜘蛛丝蛋白基因注入山羊体内,然后从羊奶中提取蛋白质,抽成丝后坚如钢铁,可用于工业用途。 菠菜猪 日本科学家开发出一种具有菠菜基因的猪,科学家称这种猪肥肉更少,吃起来更健康。 环保猪 科学家正在尝试将一种细菌基因注入猪体内,以便使它们的粪便更少毒性,减少污染。
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