“不死”奇跡

一旦遇到適宜的環境，它立刻重現勃勃生機，這是怎樣一個死而復生的奇跡？半個世紀以來，人們提出各種假說，希望能解釋它不死的“超能力”，但都沒有得到證實。直到最近，終于有一位科學家揭示了這其中的奧妙所在，那便是：一種聞所未聞的基因組修復機制。

它的生命力如此之頑強，不論是將它暴露在5 000倍于足以置人類于死地的放射劑量中，還是強度100倍于足以絕殺大部分生物于死地的紫外線照射下；或在沙漠的強烈日照中暴曬數月；或者送至-45℃的超低溫環境中；甚至潑上強效殺菌藥劑雙氧水……任憑嘗試種種辦法，你還是無法將它殺死。它“不死”的秘密其實也很簡單，那就是——“復活”。

50年前的發現

1956年，在美國的俄勒岡州的科瓦利農業實驗站，生物學家亞瑟·安德森對一批肉罐頭進行了伽馬射線殺菌實驗。實驗中使用了一般滅菌劑量的4倍。但是，幾周后，罐頭里的肉還是變質了。事后發現罪魁禍首是一種直徑為1~2微米的紅色細菌。這種細菌后來被命名為“奇特的耐輻射漿果”，中文譯名為“耐輻射奇球菌”。人們還送給它一個外號：“細菌中的野蠻人柯南”，因為它和這個電影中的幻想人物一樣生命力頑強。此后，耐輻射球菌的不死秘密就使它成了實驗室中的研究對象。

半個世紀以來，科學家們為了解開它“不死”的秘密，可謂絞盡了腦汁。在地球上各個角落的土壤中幾乎都可以找到耐輻射奇球菌的影子，哪怕寒冷如南極洲冰谷的花崗巖石，或者炎熱似土耳其干燥荒蕪的大沙漠。最神奇的是，耐輻射奇球菌和其他具有強抵御力的細菌不一樣，它竟然完全沒有自我保護措施。缺少了外殼和莢膜的阻隔保護，外界的“攻擊”長驅直入，等待耐輻射奇球菌的下場和普通細胞一樣：基因組斷裂。但不同尋常的是，只需3小時它就能完成基因組4條DNA單鏈的分子重建工作。為了揭開耐輻射奇球菌重組DNA的奧秘，1999年，研究人員對它的DNA序列進行了解碼工作，但是一直未取得突破性進展。

不死之謎

直覺告訴研究人員，耐輻射奇球菌基因組的重建過程，一定是利用了DNA分子雙螺旋結構上堿基的互補配對原則。DNA分子就像兩條粘在一起的尼龍搭扣，每個分子兩條單鏈上的堿基排列都精確地遵守堿基互補配對原則。一條單鏈上的每一個堿基都能與另一條鏈上對應位置的堿基通過氫鍵結合。這樣，當一條單鏈遇到自己的“另一半”時，它們依靠堿基對的緊密結合構成著名的雙螺旋結構。如果耐輻射奇球菌在斷裂發生后，能夠有某些特別的方法，使得DNA的片段斷裂處的部分堿基被拋棄或降解，僅保留單鏈結構。那么接下來，斷裂處的單鏈就可以與沒有遭到破壞的完好的單鏈結合，以之為模板，修復自身斷裂處堿基序列，最后使斷裂的各個片斷重新得到連接。

理論上，DNA的確可以如此這般完成修復工作，但有一個問題是不容忽視的——即使在該細菌的無數個DNA復本中，損壞的DNA片段斷裂處的單鏈要想“使用模板”，這一段可“使用模板”應該還保持著DNA分子雙鏈結構，不能與需要修復的部分結合，就是說我們可以找到卻不能利用這一“修復模板”。要想真正利用它，就必須找到一種解旋酶，控制DNA分子雙鏈的解旋，像拉鏈一樣，在需要的片段將雙鏈分子“拉開”，形成兩條單鏈。幸運的是，耐輻射奇球菌確實擁有一種能夠在自身DNA復本中“尋找”堿基序列互補的模板來修復受損部分的重組酶。這種重組酶可以打開DNA分子的雙鏈結構，從而為受損DNA片段與互補單鏈結合。接著，控制受損斷裂部分單鏈的堿基片斷序列也進行修復。在與“模板”分離之后，得到修復的受損DNA片段可以彼此對接，還原為完整的DNA分子。耐輻射奇球菌不斷重復這一過程，直到修復所有斷裂處的損傷，變成一個完整的DNA分子。但值得一提的是，垂死的細菌是不能夠用已經斷成數截的DNA來合成它所需要的酶，那么在修復過程中所必需的酶又是從何而來？顯然，這個永生之謎還沒有被完全解開。

耐受力開發前景廣闊

為了證實這一假設，研究小組自2004至今用熒光法進行了多次實驗，觀察這種以完好單鏈為模板的受損DNA碎片自行修復過程是真正存在的，而且斷裂處單鏈的堿基片段又進行了重組，并且很清晰觀測到DNA碎片斷裂處單鏈的伸長。

耐輻射奇球菌異乎尋常的自身DNA修復功能有沒有實用價值呢？研究人員認為這一“超能力”也許能夠對阿爾茨海默癥及帕金森癥的治療有所幫助。至于其他方向，也可以在對耐輻射奇球菌進行基因修改后，把它們送到火星上，以制造出適宜呼吸阻擋紫外線的大氣層。事實上，耐輻射奇球菌也的確能夠適應火星環境，吸進CO2并且呼出O2。如果要說它更為實際的用途，可能是在放射性環境——譬如使用過的核武器倉庫中，行使其生物修復作用，進行對放射性污染的凈化。