1945年8月6日,广岛的幸存者们都记得原子弹的爆炸和火焰之间有一段奇怪的延迟,强烈的闪光过后是冲击波,静静地升起的蘑菇云越来越大越高,伽玛射线正在辐射着广岛的人群……遗传学家开始研究核辐射对DNA的作用。
1940年代,科学家已经发现基因存在于DNA的一些证据,但是人们仍然相信蛋白质才是遗传物质。科学家们继续深入研究,发现DNA和蛋白质之间存在特殊的关系。如果是DNA在指导制造蛋白,那么,核辐射是否会摧毁DNA?
1946年,马勒获得诺贝尔奖之后告诉《纽约时报》:“现在可以预言1,000年以后的结果,那些被原子弹杀死的人比他们(原子弹幸存者)更幸运。”
马勒是一个悲观主义者。
但是,遗传学家在幸存者中根本找不到伽玛射线损害DNA的证据,几年甚至几十年以后也没有发现证据。如此强烈的伽玛射线,对DNA竟然没有伤害?虽然幸存者们经历着各种折磨,很多人在几十年后陆续死于核辐射后遗症,但是,DNA确实没有改变。
细胞修复DNA双链的速度,超过简单复制DNA时的速度大约3 000倍。长度大约2米的DNA缠绕压缩在染色体里,当原子弹的伽玛射线打击这些双链时,如果其中一个链条受到损害,细胞可以立刻从另一个链条复原两条双链:因为DNA的两个链条是互补对应的。如果无法复原DNA,细胞就会通过自杀来实现自我牺牲。如果同时自杀牺牲的细胞太多,人就会死亡。
虽然伽玛射线可以造成幸存者们出现皮肤溃烂、脱发、体虚、咳血等症状,但是这些都会逐渐恢复。只是那些没有被杀死的细胞发生基因突变的可能性增大,而这些突变的累积可能导致癌症。日本随后出现的很多白血病(血癌)病例证明了这一点。10年之后,日本的白血病高潮才逐步消退。
原子弹受害者的孩子们也没有受到影响,这进一步证明了DNA没有改变。
很多科学家的悲观预测都没有出现,氢弹之父爱德华·泰勒(Edward Teller,1908—2003)甚至猜测少量的原子辐射对人可能有正面影响。总而言之,原子弹的力量似乎无法影响DNA的遗传。
西德尼·布伦纳(Sydney Brenner,1927—),英国生物学家
罗伯特·霍维茨(Robert Horvitz,1947—),美国生物学家
约翰·苏尔斯顿爵士(Sir John E. Sulston,1942—),英国生物学家
2002年,这三位科学家获得诺贝尔奖。他们在细胞的凋亡(apoptosis)方面分别做出了贡献。细胞的凋亡是一种程序性死亡,是细胞主动实施的死亡(www.daowen.com)
山口彊(Tsutoma Yamaguchi,1916—2010)是一个典型的例子。1945年,山口彊在广岛和长崎两次受到原子弹辐射。在受到辐射的当时,山口彊的皮肤溃烂、头发脱落、左耳丧失听力。后来,他的所有症状都消失了,头发也长了出来。他又活了65年,2010年因胃癌去世,享年93岁。科学家们推测,山口彊的细胞修复DNA和RNA的能力特别强。
DNA的强大,令科学家们感到不可思议。暴露在宇宙射线和太阳辐射之下30多亿年的DNA,虽经历过无数的损害,却始终没有改变。大自然怎样赋予DNA不可思议的保护模式?我们至今对此一无所知。科学家仅仅知道遗传过程是DNA→RNA→蛋白的简单遗传教条,迄今为止,任何人都不知道真正的DNA的“语言”和“数学”模式。
地球上的生命形式诞生于约35亿年前,所有有机组织都采用了同一套DNA体系进行生命的遗传。最近的4亿多年里,地球曾经发生过五次生物大灭绝,大体情况如下:
第一次约4.4亿年前,奥陶纪末期:约85%的物种灭绝。
第三次约2.5亿年前,二叠纪末期:海洋95%和陆地75%以上的物种灭绝。
第四次约2亿年前,三叠纪晚期:爬行动物遭遇重创。
第五次6 500万年前后,白垩纪晚期:侏罗纪以来统治地球的恐龙灭绝。
DNA的强大和不可改变,至今无法找到解释。
每一个人的身上,都带着很多遗传错误,但是大都是非致命的错误。所有的生物组织,随着年龄的增加都会继续积累突变(错误):每个人的细胞平均大约每天复制50万次以上,有的细胞每天复制150万次以上,在人的大约100万亿个细胞的复制过程中,想避免错误非常困难。生物组织形体越小、外界温度越高、细胞的DNA复制越活跃,发生复制错误的概率越高。人类属于体形较大的哺乳动物,体温也基本保持着恒温,所以人类的细胞复制基本保持恒定的速率。
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