螢火蟲的“燈籠”為什么會亮?科學家們證實,螢火蟲自身有“自備”的發光器。當“雄飛雌從繞田間”時,隨著它們歡快的呼吸節拍,發光器里的螢光素會在空氣中氧化而發光。
這是否是某種“基因”所致呢?科學家們在深入研究和大量實驗后發現,螢火蟲的發光基因是一種可以向細胞發出特殊“命令”的“長鏈”——脫氧核糖核酸遺傳分子。
在找到螢火蟲的發光基因之后,科學家們還未來得及“休息整頓”就投入了另一個戰役——螢火蟲基因的改造和移植工程。
科學家試圖把螢火蟲的發光基因“挪”到其他植物身上。為什么?一個絕妙的主意是利用螢火蟲發光基因所“點燃”的亮點,來顯示植物發芽、長葉、開花、結果等生長發育的全過程。
他們選擇了煙草植株作為試驗對象。他們小心翼翼地用微型“剪刀”將螢火蟲的發光基因“剪”下來,再用“漿糊”把它“粘”到煙草菌的細胞身上。當然,這里所說的“剪刀”和“漿糊”都是特殊的化學手段。
“剪刀+漿糊”的招術還真靈!攜帶發光基因的煙草菌侵蝕煙草后,煙草就被發光基因“傳染”了。于是,患“病”后的煙草就有了可以發光的“特異功能”。
不僅如此,煙草的這一“特異功能”還可以傳宗接代——傳給下一代小煙草。小煙草秋苗自幼即可發光,直到長大、變老,都能隨時隨地忠實“報告”其生長狀態的內部規律。
難怪科學家赫林基欣喜若狂地說:“這下子可好啦!螢火蟲發光基因為我們提供了一個很好的示蹤劑。憑借它的幫助,你可以隨時看到一個植物的內部‘開關’狀態:此刻是葉子‘開’呢,還是根兒‘開’呢?”
以物及人,從植物可以聯想到人體。倘若將螢火蟲的發光基因移植到人身上,那么,人體的生長、發育以及疾病的發生過程、發生部位不是可以隨時觀察測試了嗎?
這并非“天方夜譚”,科學家的目光即將輻射到更廣闊的視野。
“螢火蟲發光”除了可以作為示蹤劑外,是否能用來探索宇宙奧秘呢?
試驗是從“光化學反應”的角度出發進行的。原來,小小螢火蟲體內藏著一個大化學實驗室。在那里,不停地進行著合成ATP(三磷酸腺苷,新陳代謝所必需的能量)、螢光素和螢光酶等一系列復雜的“化學實驗”工作。在ATP供給能源再加之螢光酶推波助瀾下,螢光素、水和空氣中的氧氣反應,便會發出“螢光”來。
ATP是在螢火蟲等生物體內制造成的。目前,尚無法用人工合成的辦法造出生物體內特有的那種ATP來。因此,ATP的有無,就成了生命體是否存在的標志之一。
科學家采取了“剪接法”的試驗方案。首先,從螢火蟲身上故意“剪”掉ATP。然后,將這種“傷殘”螢火蟲發射到太空中,送至某個待考察的星球,并使之生存、繁衍。如果在外星球“落戶”的這批螢火蟲和地球上的同伴一樣能發出螢光,就證明它們從周圍環境中獲取了ATP,從而證明了該星球定有ATP存在,進而間接說明有生命體存在。
為了可靠起見,科學家們在地球上進行了反復多次的模擬性實驗。實驗結果表明,即使外界僅有萬億分之一克的超微量ATP,也能“點燃”螢火蟲體內的“燈籠”。即使這只“燈籠”發出的光微乎其微,現代高精度的探測儀器也能測到并記錄下。
在疾病的預防、治療、示蹤和身體保健等方面,“基因剪接”的用場令人目不暇接。
最近,美國羅切斯特大學醫學中心推出了“基因治療癌癥”的宏偉計劃。他們打算從癌疹病毒中分離出一種\"TK”基因,把它輸送到癌癥病人體內,以期使癌細胞“集體自殺”。為此人們戲稱之為“致自殺基因”。
隨著新用途的不斷挖掘,“基因剪接”工程也不斷向深度和廣度延伸著。