遗传学有一个大漏洞,它导致(DNA成永动机的)荒谬出现。   

                           周慕瀛2015.10.21.

  DNA是个体(性状)的模板。模板能制造个体(性状)与图纸能制造飞机(部件)根本上属同类荒谬事。所以请全中国、全世界的科学家来评判:究竟谁反科学,是我,还是中国《科学网》?为什么号称要“构建全球华人科学社区”的中国的科学网在21世纪(今年3月底)还要充当中世纪的宗教裁判所、封堵我的博客、不让我开口?

现在,我必须先用几句话点明要义,估计人们只想从几句话里能看出事件的性质和严重性。

孟德尔遗传学怎么了?

第一讲 现代遗传学到底是科学还是违背能量守恒定律的错误理论

1)当今公认的遗传学(也即孟德尔遗传学或基因论)认为遗传物质就是基因(组)。也即种质:生殖细胞的遗传物质:基因”“Germplasm, the hereditary material of germ cells: genes” cited from The Encyclopaedia Britannica, on line)。基因已被确定为DNADNA已被确认是性状(个体)的模板(一个基因是一个性状的模板,基因组是个体的模板)。

2)遗传物质是个体(性状)的制造者。既然遗传物质就是基因,那么有了胰岛素基因,应该能制造出胰岛素;有了基因组,应该能制造出个体。“只要有一个整组的单元,就有可能具备产生新个体的能力”[1](摩尔根语,中文引文摘自卢惠霖译,基因论,1959年科学出版社版:第20页。English: “So long as a complete set of units is present, the power to produce a new whole is potentially given” cited from T.H. Morgan, <The theory of the gene>, Yale University Press, 1928:p28)。所谓的一个整组的单元就是一套基因,也即基因组。又如我国著名遗传学家、第18届国际遗传学大会主席赵寿元教授说过:“假如通过人工合成最小基因组DNA,再加一些生命活动所需的其他组分,如水、金属离子、有机分子等,能够构建出生命体”(赵寿元,最小基因组研究进展,《生命科学》2001131):23-27)。

3)但基因组能制造出个体马上导致反科学大荒诞产生:DNA是一种永动机。因为生物个体(低级如细菌,高级如人)都是较其原料远为低熵的物。制造低熵产品都要由制造者耗能做功才能完成(这也是生物的产生必须依赖阳光的根本原因)。DNA在所有生物个体的制造过程中是不耗能、不做功的。无须耗能做功的DNA能制造出储藏有千万亿焦耳化学能的生物界,这是荒诞的。这样DNA就成一种永动机了,这与能量守恒定律相悖,是反科学的。 

  我先说这些。就请全国、全球来评判究竟是谁荒谬,请科学网来说清图纸如何造大炮,DNA为制造个体的RNADNA究竟耗了什么能、做了什么功?如果它无法证明DNA能制造个体,那么请科学网纠正错误,废弃对我的不公制裁,恢复我的博客及账户,向我道歉。

若经历可以作出反应的合理期限后,科学网既不能证明现代遗传学未违背能量守恒定律,又不纠正错误、不恢复我的博客及账户、不向我道歉。那么我将向北京法院控告科学网欺骗人们、向人们输送违背能量守恒定律的反科学理论(在无人指出现代遗传学违背能量守恒定律前,它可说自己无知;在我指出后它继续坚持,就无法开脱了)、并把批判旧科学的我反诬为反科学而断然封堵我博客、废除我账户、剥夺我言论自由。在法庭上我将要向被告提问1)你认为现代遗传学是科学理论吗?2)那你承认种质:生殖细胞的遗传物质:基因”,是吗?3)那你也得承认种质能制造体质,基因组能产生个体,是吗?4DNA在个体(关键是RNA)制造过程中耗能做功了吗?(如答:做功了,要有化学事实)5)你若宣称“波音747飞机图纸能制造飞机”,你还能要求别人为你的图纸提供制造飞机所需的飞机生产线吗?同样,当你宣称“基因组能制造个体”后,你还能要求别人为你提供制造个体所需的转录酶吗?6DNA无须耗能做功就制造了哪怕只是一个(储存有很小量化学能的)支原体细胞,它不是创造能量了吗?DNA不成一种永动机了吗?7)这与能量守恒定律相悖吗?

当科学网回答完上述问题后,这官司已经打完了,它输定了。

第二讲寻找生产力遗传要素

  永动机的出现教训了人们:不耗能做功就别想制造低熵产品,没有生产力就不会有产品。也就是:制造者必须含两种要素:生产力要素及产品信息要素(模板、图纸等)。造飞机如此,造个体同样如此。

当前模板要素已确定、受精卵(或单细胞生物细胞)内制造活动也基本明确,所以谁是个体制造者根本无须做新实验求证,而只要到卵(细胞)内去查查就行了。首先基因组能否自个儿进行制造,如果它能包办下来,那它就是制造者,那现代遗传学就没有错。可惜它确像图纸一样,若没有生产线来应用它,它是完全无用的:“储存在DNA内的信息是被动的、对细胞是没有用处的。”L. Thelander 教授如是说”stored inside DNA the information is passive and of no benefit to the cell” cited from Professor Lars Thelander delivering the Presentation Speech for the 2006 Nobel Prize in Chemistry at the Stockholm Concert Hall.。事实是:基因组只有由转录酶主导的物质系来进行操作(转录)才有用处。由转录酶耗能做功把排列在DNA模板一侧的(依靠氢键按碱基互补配对联系的)各个单核苷酸用3’、5-磷酸二酯键聚合成产品RNA[2~4]。基因组提供模板作用,作为各单核苷酸(原料)正确排列的模板;没有任何其它的不可知的作用。在原料诸单核苷酸被制成产品RNA的过程中根本不存在DNA耗能做功的制造活动。而卵内转录活动便是DNA模板与转录酶系两要素构成的个体制造者的全部活动了。此外的所有制造活动全都是转录的后续活动,是它的自然结果。

  首先是卵内的后续活动:转录得到的RNA(含rRNAtRNAmRNAribozyme及一切形式的RNA)具有许许多多功能,其中最知名的当然是制造由mRNA编码的各种(多肽)蛋白质[5~8]包括制造出新一代细胞所需的转录酶系物质以及为复制DNA所需的复制酶系物质,而蛋白质(含酶)也有许多功能:如上述的DNA复制酶系物质就能制造DNA,一些酶能合成其它有机物。受精卵内的转录导致的是一个多米诺骨牌式(因果连续的)、自动进行的、程序性的制造过程。它自动完成直到卵细胞分裂。

而卵后的活动仍是卵转录的后果(若没有卵转录就连新细胞都不会出现),在后续细胞内逐代进行,而且每代都是DNA转录开始导致新一轮的多米诺骨牌式(因果连续的)、自动进行的、程序性的制造过程。每代细胞(含DNA及转录酶系)皆由上代制造。如此反复,细胞数呈指数性增长;每个细胞具体的制造内容会有变动(那属胚胎学、发育生物学的内容了),但细胞内也都是内部的一个因果连续的、自然而然、程序性又必然性的程序。即使个体形成,由受精卵转录开始的一生性的总的自动程序也并不止步,直到生老病死……个体死亡。它始终进行着、无须外力干预。由于制造RNA的关键(建立3’、5-磷酸二酯键)是由转录酶耗能做功完成的,故它是生产力的主导物质。但伴随转录出现的卵内多米诺骨牌式(因果连续的)、自动进行的、程序性的过程显然是个体形成所必须的,所以对这过程的形成提供必要(无论是对转录的起、止、增强、抑制、阻遏等各种影响)功能的物质都应归于生产力要素系列物质之内,构成了转录酶系。所谓功能的必要性是指:没有某项功能将致自动地、因果连续地、程序性进行的过程发生障碍、难以正常进行,从而导致个体(新细胞)不能形成或畸形。

至此,我们得知卵内遗传物质包括两种:(模板要素)基因组及(生产力要素)转录酶系。两种物质构成个体制造者,在制造过程中两者合作,而生物个体乃至其一生都是这个制造者制造的结果。两者缺了任何一方都不可能完成个体制造。这是有充分证据的。有人做过实验:(缺少转录酶的)细胞核(含基因组)单独培养不可能形成细胞,同样去核(也即去DNA)的细胞单独培养同样得不到细胞。任何活细胞,若除去DNA或转录酶都是垂死的,不可能再制造新细胞。更无可争辩的是在化学机理上孤立的两者都不可能制造出(首先是RNA)个体来:DNA自己无能建立3’、5-磷酸二酯键,当然不可能制造出RNA;而由于(原料)诸单核苷酸只有在模板上才能排列成产品所应有的正确序列,所以没有模板的转录酶同样无法制造出正确的RNA来。

  遗传物质组成个体(性状)制造者,个体(性状)制造者决定个体(性状),这就完全揭开了遗传物质决定性状的机理。产品的性状由其制造者(生产力×图纸)决定那不是天经地义的吗?波音飞机的性状由制造它的波音公司生产线与飞机图纸所决定,上海中心大厦的性状由建造它的建筑人员(含机械)与大厦图纸所决定。这机理太直白了。我的性状由我母亲受精卵内的生产力要素与我父母给我的模板要素所决定。自然界创建生物的机理是如此简单明白,而人类创建文明高端产品也自然而然要循同样的机理,这正是宇宙原理的一统性。

  病毒界给过人们教训:人们以为有基因就有病毒。负链RNA病毒的基因是RNA-,但病毒还带有RNA复制酶(它是从RNA-转录出诸mRNA的转录酶)。人们认为病毒的RNA复制酶不是遗传物质。但事实是:除去了RNA复制酶,世界上就再不会有负链RNA病毒了。人们不理解为什么它与DNA病毒不一样。其实是一样的。只不过今天的细胞都是以DNA为基因的,细胞内都有转录酶,所以DNA病毒进入适配宿主后当然能遇到转录酶而合作成为制造者咯。但细胞内却是没有RNA复制酶的,所以RNA-进入细胞是找不到另一半遗传物质的,故不可能组成制造者的。

人们没有从负链RNA病毒那儿获取教训,也错过了由此认识到以DNA为基因的生物中,转录酶(系)是另一种遗传物质的一次机会。

第三讲文特尔靠信息来制造“人造生命”时,现代遗传学界出现了裂痕

  当2010年美国的文特尔(C.Venter)把他合成的蕈状支原体Mycoplasma mycoidesDNA(基因组)植入山羊支原体Mycoplasma capricolum)去核细胞自称得到一个“父母为计算机的”细胞[9]并宣称创造了人造生命时遗传学界分裂了,有人否认这是人造生命

  国内著名反伪斗士、(留美)生物化学博士方舟子说“不能说照葫芦画瓢地抄了一张设计图,就相当于制造出了机器”,“其父母也不只是计算机,至少山羊支原体也是其父母之一”[10]。国际知名生命科学家美国加州Scripps研究所的杰拉尔德·乔伊斯博士说:“当然那是不对的 ”(”of course that’s not right” ),“第二个(即受体)细菌制造了这个所谓的人造细胞的全部蛋白质和细胞器” “The second bacteria made all the proteins and organelles in the so-called ‘synthetic cell’ ”said Dr. Gerald Joyce[11]

  这些话才算得上(而决不是文特尔的所谓人造生命)是“人类史上最重要的科学成就之一”,因为它们完全颠覆了现代遗传学,是创立真正遗传学的壮举。前面刚说过:“基因组……能够构建出生命体”。到方博士这里被否定了,设计图≠机器了。文特尔抄的是图,但各种生物的基因组也是图呀;难道它们就设计图=机器了?方博士说的是文特尔,但实际遭其驳斥的是整个基因论呀!“山羊支原体也是其父母之一”就更具体了,那就是说山羊支原体也提供了遗传物质;由于它已经除去了DNA,所以只能提供非-DNA物质(如转录酶)了。乔伊斯博士也不含糊。“第二个(即受体)细菌制造了这个所谓的人造细胞……”。指出了(文特尔提供的)基因组没制造什么,但所有生物的基因组同样没制造什么呀!只要都是DNA,(没有制造能力的)物质本性是一样的。尽管乔博士似乎只是在与文特尔较真,但实际却否定了现代遗传学所谓DNA是种质、能制造性状、个体等谎言。需要“第二个细菌制造”,就说明基因组自个儿不行,图纸必须加上制造机制或手段才能构成种质、制造细胞。而第二个细菌已除去了DNA,可见事实上在说构成种质的遗传物质有2种,1DNA2为(譬如在第二个细菌中的)非-DNA,实际制造力由转录酶提供,也即是转录酶(系)。

  两位并非是著名的糊涂人,而是有相当话语权的现代遗传学界著名学者,方博士还经常向广大群众作遗传学科普教育。其深厚的遗传学基础根底毋庸置疑;两人的言论没有引起现代遗传学界轩然大波,更无人认为大逆不道。表明学界难有证据予以反驳。提示言论没有错;两人言论所及的事实(基因组就是图纸,基因组没有制造什么)都是事实。

  这说明什么?这说明现代遗传学经典(种质=基因)是假的,是与事实不符的。还说明,人们仍受权威经典束缚,习惯性思维并未摆脱。故没有人正式质疑经典;但是事实毕竟也有力量,它能促使人下意识地说出真话,就像孩子看到没穿衣服的国王会说:“国王没有新衣”。说话者甚至还不知道自己已在与经典对抗了。这就表明:现代遗传学已有了崩溃先兆。目前这种两难时期是不可能长久的。两位博士的言论按现代遗传学正统理论是不值一驳的:你既然承认“种质:生殖细胞的遗传物质:基因”,那么你当然要承认种质能制造体质,基因组能制造个体。除非你否定现代遗传学,否则你自相矛盾。

第四讲畸形的现代遗传学是怎么形成的

1遗传 是指生物特征(trait)、性状(character)从亲体向后代的传递。Heredity is the passing of phenotypic traits from parents to their offspring见维基百科,在线)。后代的最初面目是受精卵,里面并没有亲体传下来的性状。但受精卵能制造出一个个体,它拥有个体的一切性状。可见亲体在受精卵内传给后代的是一个制造者,它制造出拥有性状的个体,就把性状传给了后代。这一众所周知的生物学事实证明:遗传(即性状从亲体向后代的传递)本质上是制造(个体、性状)者的传递。由于这个制造者对遗传负责,所以理应称它为遗传物质。个体或性状制造者都是遗传物质,只是前者是总体,后者是局部;也即一整套遗传物质与一部分遗传物质的区别。

2)基因的发现及其二中选一的地位 基因(即孟德尔因子)是孟德尔为对其豌豆杂交实验结果给予合理解释而提出的一种假设性决定性状的因子。这种因子即使存在,也具有两种可能性。第一,可能是一种制造出性状的因子。也就是说,基因是制造者,是性状的完全决定者,它能制造豌豆的性状(高、矮或绿、黄等);第二,它只是一种规格限制(如图纸、模板或产品信息)因子,它本身并不能提供性状,但没有它卵内的生产力要素就不可能制造它(模板)所限定的产品。也就是说它决定生产力能制造怎么样的(高或矮)性状。

  基因的存在是真实的。它不仅为孟德尔实验所证实,也为1900年后大量实验所反复证实;并在上世纪10年代前后被确认位于染色体上,更在1944年由艾弗里证实基因的物质真相是DNA。事实上,艾弗里当时就指出:“DNA能刺激无荚膜的RII肺炎球菌制造出荚膜来”,(“DNA is capable of stimulating unencapsulated R variants of Pneumococcus Type II to produce a capsular polysaccharide” [12].)。这就清楚指出基因不是性状(荚膜)的全权制造者,只是决定球菌的生产力制造某性状(荚膜)的因子。也就是说基因属上述第二类因子。但是没有人注意到这点,甚至没有人想到过应核实一下:基因到底属上述哪类因子。

3)“母系社会”学者遭遇一位权威后产生的历史性恶果

  上世纪初重新发现孟德尔成就后的人们有点过度兴奋。他们以为遗传学的基础,遗传物质全部已经为孟德尔所发现;完全无视孟德尔实验是有条件的,并非所有生物都像豌豆那样合适。生物界广泛存在的例如马、驴正反杂交的明显差异或柳叶菜种属内多见的正反杂交的明显差异[13~14]等事实就与基因遗传完全不符。武断地认为遗传物质就是基因。这就大致雷同与母系社会的人见到女子生下婴儿,就认为女子是婴儿唯一亲体。

  一场由魏斯曼参与的“旁证”更使这一历史性误会陷入万劫不复的深渊。魏斯曼并非从基因出发的,他从其种质论出发。他认为(实质是假说)种质位于细胞的染色质(体)上。他甚至过于精细地设想种质应该在两性形成配子时实现减半,然后在合子里两者重组而恢复原数;否则种质就会逐代加倍。这是很糟糕的两次定义(这里所谓的定义是指确认对象的认定指标):之前(第一次),他定义过种质能制造个体(体质),也即种质是个体(性状)的制造者;第二次,他定义种质应减数-重组。可是谁来保证两次定义的是同一个对象呢?万一出现符合第二定义的物,你就放弃第一定义?如果你放弃了,你就铸成大错了。须知,第一定义是全遗传物质的本质特性,是铁定的标准,决不能放弃。放弃了你就偷换概念了:你把能制造个体的真种质换成了能减数-重组的假种质了。不幸的是由于基因的行为正好与魏斯曼第二次(猜测的)“种质”的认定标准相符,循“母系社会”方式思维认定基因是种质的遗传学家们认为这是最好的旁证。哪里会去想应该在核实基因(组)能否制造性状(个体)后才可断定基因(组)就是种质呢。他们只有加倍钦佩魏斯曼的“精确”预见。这也使魏斯曼有点自我陶醉,加上当时条件下也无法核实基因能否制造性状(个体)。从此,遗传物质就是基因就成为经典“真理”了。

  事实上种质的分布比魏斯曼想象的要复杂。种质由两要素构成。生产力要素(转录酶系)并非在染色体上,且只存在于卵内(既然个体的制造场所在卵,若在精子那里重复一套生产设备实在是画蛇添足)。只有模板要素DNA是位于两性生殖细胞的染色体上的,它有减数-重组的过程。可见,魏斯曼是聪明反被聪明误了,对种质细节的过度预计是不可取的。而对遗传学造成的恶果是无法估量的。

4)基因被确认为DNA后的迷途

  到了上世纪的中期(4070年)基因的物质性质(是DNA、是性状及个体的模板,不具有制造核酸或蛋白质的能力,3’、5-磷酸二酯键靠多聚酶建立)基本已查明。可是遗传学并没能从一条腿的畸形怪胎回归到两条腿正常发育的路上来。将来我们的子孙将百思不得其解地惊异于20世纪科学家们竟能如此无视能量守恒定律而会认为模板(图纸)或信息能制造生物个体,这与说图纸能制造飞机大炮没有根本区别。

造成这种不可理喻的偏执首先归因于遗传学家们从来没有认真地把遗传物质是个体(性状)制造者作为确认遗传物质的根本基础。尽管魏斯曼说过“种质制造体质”、摩尔根说过“一个整组的(遗传)单元,就有可能具备产生新个体的能力”。而遗传物质是个体(性状)制造者这个道理仅仅由鸡蛋能制造鸡这一简单事实就可说得明明白白的(蛋制造鸡=蛋内含鸡的制造者=蛋内含对性状从亲体传递给后代负责的物质,即遗传物质)。我喜欢说“某些重要而基本的事实的表述往往看上去像是同义反复的废话或不言自明的垃圾,例如“A=A”(同一律),又如“F=-F’”(牛顿第三定律),同样,蛋生鸡=蛋是鸡的制造者,应该说也属这样一类的“废话”。而没有制造者概念,也就不会对它有耗能做功的要求

  造成偏执的另一个原因是上世纪中期的人们早已固执地认为遗传物质就是基因了,无论基因最终是DNA或是别的什么物质,人们总是要把制造生物的全责加在基因身上的。既没有做功制造的概念,又誓死要基因制造,于是哪怕基因是模板、图纸、信息,只要查明基因是什么(是DNA),下一步要想的就是这种物质是怎样去控制(而不是制造)性状的。

  造成偏执的第三个原因是对(另一个)大权威的崇拜。薛定谔的《生命是什么》[15]令许多科学家折服,一批物理学家改行投入生物学研究。特别是他提到的莫尔斯密码之类的话在DNA的碱基排列与遗传密码字典确认的历程中似乎得到了应验。对权威的崇拜及基因要负责到底的两股力量终于把DNA信息提升到了“神”的高度。首先,说DNA()复制物质(也即DNA自己就是DNA的制造者),其次又说DNA能把信息流入RNA,这些都毫无化学或物理依据。DNA不耗能、不做功就制造了新DNA是违反热力学定律的荒谬事。DNA只是一种像相片一样可有正、负版本,故而易于拷贝的物,但绝对不是能自复制的物。否则,相片也成能自复制的了。相片的拷贝靠翻拍设备,而DNA的翻拍要靠多聚酶(DNA复制酶[16]或转录酶)。在相片、DNA被拷贝过程中,正是翻拍设备、多聚酶耗了能、做了功。DNA是拷贝的模板,但就像翻砂制造业或水泥预制板制造业中的模板一样,模板是不耗能不做功的。没有翻砂工人或水泥浇注工是无法制出铸件或预制板的,没有多聚酶也是无法制出DNARNA来的。在全部生物学过程中,DNA什么主动活动都没有过,有的只是被动的模板作用:作为模板,原料核苷酸单体按碱基互补配对原则依靠氢键联系到模板一侧,多聚酶耗能做功建立3’、5-磷酸二酯键把诸单体聚合成DNARNA。哪里有什么基因“控制”了、“接管”了、“驱动”了细胞的理化事实?但现代遗传学就此被耽误在歧途上了。

第五讲 弃歧途、走正道,生命之谜随之解开(公布两种最原初的生物)

  遗传学畸形的更大恶果是阻断了生命科学前进的路(在歧途上)。无根据夸大信息更会妨碍人们的正确思维。事实上,信息本身从来不是原发的。信息最初是功能体、实效体的一种标志。例如,书本上的知识都首先出现在人脑中。木匠有木工的功能才会在自己脑中形成木工的知识(功能体的信息)、然后才有可能记录到书本里去(储存性信息)。储存信息体(如书本、DNA)只能是继发的。在生物界,DNA的信息只能来自RNA。因为RNA是有功能的。先有tRNA的功能,它的一级结构才会成为(功能体的)信息。只有mRNA具有与氨基酸(呈三体密码)适配的功能,mRNA的一级结构才能成为蛋白质(模板)信息。这与先有木匠才有木工知识是一样的。

  事实必然是先有tRNArRNAribozymemRNA,后有储存它们信息的DNA更关键的是若先有DNA,它也无法把信息像中心法则所说的那样流入DNARNA。因为储存信息体连拷贝信息的能力也没有。但相反,RNA是有制造翻拍生产力能力的,不要忘了所有多聚酶都是由RNA制造的。所以RNA能把自己的信息流人DNARNA的。一些RNA首先制造出了多聚酶,接着就用多聚酶把自己的信息储存到负链RNADNA上(基因从此诞生)。于是就有了自己的模板加上刚才提到的生产力(多聚酶)从而构成了制造自己的制造者。

  案件(譬如凶杀案)的破案过程与发案时的逻辑程序是正好相反的:破案时先入为王的是死尸,由它引出了杀人凶手;而凶案发生时原发者是杀人凶手,死尸是凶手造成的。追溯生命之源的人应该记住这种逻辑颠倒,这有利于查明真相。

  从现存生物的遗传物质也可以想到生物的初貌:现存生物的遗传物质由生产力及生物模板组成,产品就是生物(个体)自己。然后个体遗传时又给予后代遗传物质(生产力及模板)。这是复制循环。这种循环在单细胞生物中表现得一清二楚:1细胞成为了2细胞。每个细胞都含有相同一套转录酶系与基因组。我们以Transc×DNA表示,其中Transc代表转录酶系物质,DNA代表基因组,“×”表示制造是由两者合作完成的。那么,1细胞成为2细胞,细胞的1Transc×DNA也成为2Transc×DNA了。这2Transc×DNA是谁制造的呢?根据分子生物学知识,新DNA是由DNA复制酶(按DNA模板)制造的,而Transc是由下述这些RNA制造的,它们包括有:编码转录酶系中诸蛋白质成员(最主要应是转录酶)的mRNAs以及tRNArRNA以及某些ribozyme。我们把上述这些RNA加上编码DNA复制酶的mRNA构成的集团命名为ΣRNA+。也就是说,新Transc×DNA是由ΣRNA+制造的,即:ΣRNA+Transc×DNA。但我们知道细胞所有的(包括ΣRNA+RNA都是Transc×DNA的转录产物,那么ΣRNA+当然也是由Transc×DNA制造的,即Transc×DNA→ΣRNA+。于是我们得到了下式:Transc×DNA→ΣRNA+→(新)Transc×DNA

该式也可表达为:

                           

  这是一个能无止境进行的复制循环:每循环一圈产物就倍增一次。这个循环提示的是生物本源(ΣRNA+)与其产品(生产力及模板)的循环。ΣRNA+是生物个体(如细菌)的最初面目,现存生物除ΣRNA+之外其它RNA际上都是在上述复制循环形成后的乘客,因为只要复制循环成立,外来的RNADNA都可以加入ΣRNA+DNA得到共同循环(且被复制)。现代的转基因得以成功也是利用该循环及其制造能力。所有生物的结构或功能蛋白质其实都是进化过程中逐渐加入的乘客(DNA/RNA)利用复制引擎所制的物质。这个复制循环明确告诉人们:种质如何制造种质以及如何制造体质的。种质实际上是生物传递给后代的重新制造出生物的制造者,也即生物的模板及生产力。所以它当然能重新制造出生物,首先是生物本源,然后是附属于本源的乘客,这两者构成了生物体质;而生物本源还能依靠复制循环又制出种质(模板+生产力)来。在这个复制循环里,人们才能看到什么是自复制物质,那首先是ΣRNA+,成为复制物质的依据是该物质能自制自己的模板及相应的生产力。其次由于自复制物质制造的模板+生产力=自复制物质的制造者,于是该制造者与自复制物质能形成复制循环,该循环的两端在以自己一端出发循环一周后都同样得到了倍增。所以模板+生产力合作也具有了自复制能力,也即成为了继发性自复制物质。这样的(原发及继发)复制物质才是真正的复制物质:自己出力耗能做功制造了自己。而不像DNA只是种易拷贝物质,自己根本出不了力、不耗能、不做功。它成为“自复制物质”只起到了误导一代人的作用。

所以最初生物是由能制造自己模板及翻拍工具的ΣRNA+组成的。

  这在病毒界存留有大量的事实证据。现代最简单的病毒应是MS2Qβ这样的正链RNA病毒,它们只含一条RNA+。它编码RNA复制酶,然后就制造了自己的模板RNA-;而有了这两样(模板及翻拍工具)就能复制自己(RNA+)了。这些病毒现在也有了几个乘客(如MS2的编码A蛋白及外衣蛋白的mRNA)。这类病毒之所以要进入细胞当然是因为细胞内有rRNAtRNA等物质。这些物质是地球上最原始生物ΣRNA+的构成成分。其中I型ΣRNA+由编码RNA复制酶的mRNArRNAtRNA等构成。在原始汤里这些物质凑全了就能制造复制酶、然后制造模板ΣRNA-。于是形成复制循环,有了生命。在原始汤消失后,I型ΣRNA+很难(由于找不到备齐有原料、能源、水、某些金属离子等的生存环境)自然生存。但在细胞出现后,它们可以寄生在细胞内,那里有良好生存环境;而细胞内是有rRNAtRNA的,所以I型ΣRNA+可以不必自带这些,于是就形成了今日正链RNA病毒。而一切以RNA-为模板、RNA复制酶为翻拍工具的病毒都是I型ΣRNA+系列的生物。由于RNA-的信息容量很小,不足以储存足够组成细胞所需的大量乘客的信息,所以I型ΣRNA+系生物只有病毒等级。但RNA也可以制造出逆转录酶(及转录酶)能从自己拷贝出DNA模板及再复制出RNA来,DNA的储存量可远远大于RNA-了。这就是II型ΣRNA+生物。II型ΣRNA+生物有着远为广阔的发展前途。它的原型由编码逆转录酶、转录酶的mRNArRNAtRNAribozyme等构成。它先制造出逆转录酶、转录酶,再靠逆转录酶从ΣRNA+拷贝出II型模板ΣDNA-来;有了模板及转录酶,就能把自己II型ΣRNA+复制出来。于是构成复制引擎。然后该引擎也能搭载(DNA/RNA)乘客,进化途中长期积累的新基因最终使这类生物从病毒发展为细胞乃至多细胞机体。它们经历了逆转录病毒、带有逆转录酶的DNA病毒(如嗜肝DNA病毒)、单链DNA病毒、双链DNA病毒等各个阶段直到发展出细胞并从此进入更广阔的生物进化历程最后形成今日生物界。在基因组进化至双链DNA时伴随有DNA复制酶的出现及由其基本取代逆转录酶的过程。复制引擎也最终发展为今天细胞生物界普遍的形式,即如本文上页所提供的复制循环图所示。(有关两种最原初生物可参看《RNA创造了生物界》,http://www.science-china.com 该文是我在1995年写的,曾寄给邹承鲁院士,他要我“投寄有权威的刊物”,信内还附上一份《Nature》杂志的《投稿指南》。提示我把稿件投向《Nature》。我回信说我的英语太差,投不了。我甚至暗示请他把稿件译成英语。他没有接这个活。回信说“我很赞赏你对科学的追求,也理解你的许多具体困难。你也可以先投国内的有关杂志,先获得国内有关专家的学术评审和意见”。我投了几家杂志社,多以“不适合在本刊发表”为由退稿。2年后才在不那么专业与权威的《医学与哲学》(19982期)上刊出,并且被删除不少。该稿现在看来文笔不太好,但基本内容还是正确的)。

  为验证原初生物的真实,我建议全国、全世界有条件的实验室积极参与创建人造生命的实验。首先是创建I型ΣRNA+生物的实验。它的原型与MS2的区别就是它还没有任何乘客,只有复制引擎本身。也即MS2除去编码A蛋白、外衣蛋白。但它在原始汤里是自由生存、不需要宿主的。那就是说,除编码RNA复制酶的mRNA外、如今由宿主提供的ΣRNA+的其余组成成分要由实验室提供。它们是若干种rRNA20tRNA、或许还有某些ribozyme。至于rRNA究竟要三种、两种或一种?到底要什么样的ribozyme?这些正是需要实验来告知的,要在实验过程中逐渐探索得知。但总的原则:有了能制造出RNA复制酶的全体RNA,这就是最原始生物。它能制造拷贝自己的生产力RNA复制酶,接着就能拷贝出自己的模板;有了这两者就能重新制造(即复制)出生物(ΣRNA+)自身来并就此创建出生命界第一个复制引擎。实验成功就是人造生命诞生之日,不仅如此,也是生命之谜给出答案之日。由于它没有自己的包装袋(细胞膜就是一种包装袋),所以在生存初期它的组成成分很容易在介质里被分散,复制引擎的稳定性很差。但在其数量逐渐增多后,介质里各局部凑齐全组ΣRNA+的几率就越来越高,复制就逐渐趋稳。很大量时,其繁殖能力就无可否认地显示出来了。实验室必须提供的当然是:接近原始汤的环境、条件。也即:生存空间、化学反应的介质、水、某些金属离子、原料及能量(齐全的核苷酸单体、20种氨基酸、ATP等)。如果有人造的(替代细胞膜)膜把ΣRNA+的成员及介质包裹在内,而水、某些金属离子、原料及能量载体能自由出入该膜,那或许能加快实验的步伐,早日取得成功。

 

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