【科普論壇】诙谐的科普：呵，時光不倒流，熟蛋就不能返生嗎？

编者按：

近期炒得沸沸扬扬的“熟蛋返生孵小鸡”论文的闹剧终于告一段落。本期刊载李慶超（山東師範大學）先生的一篇文章，对于这个事件，看看专家怎么说。

來源：《返樸》（微信ID：fanpu2019）

撰文：李慶超（山東師範大學）

   “熟蛋返生”可不可能？

當然可能啊！你看這個雞蛋，你第一次見，“一回生”，再看一眼，“兩回熟”。然后你把雞蛋還給老母雞，老母雞一屁股坐在上面，和其他雞蛋一起孵。隔天你再去找這個雞蛋，就不好找了，生疏了，“返生”了唄（一笑）。

好吧，（言归正传）這裡的“熟”是指“把食物烹煮到可口”，也就是經過了一定程度的加熱。而“生”是指種雞蛋具備孵化出小雞的能力，也就是有生物學功能。那麼“返生”就是一個已經加熱熟了的雞蛋，最後“somehow”孵出小雞了。

這，可能嗎？

某同學搶答：“除非時光倒流。”

時間機器的問題交給物理學家研究吧，本文就此話題的生物學實質進行一點點討論。

圖1：蛋清和蛋花

探討這個問題咱們首先要熟悉一個概念：變性。

這個蛋，你給它加熱~~等會兒，先踩一下刹車。這裡的“變性”不是性別轉換（Transsexual），也不是醫學上的變性（Degeneration），即組織器官從正常功能到低功能或無功能病變，比如視網膜變性等。

這裡的“變性”指的是生物化學上的變性（Denaturation），是指蛋白或核酸的天然的二級、三級、四級結構的部分或全部改變，導致生物活性喪失的過程。生命活動的主要承擔者——蛋白質或核酸——發揮作用需要保持天然構象（可以通俗理解為結構），而構象改變必然影響其生物活性，劇烈的結構變化會導致功能喪失。

舉一個通俗的例子，您手裡的手機內部結構使其具備一系列功能，掉地上被車壓了一下，它的重量不變、元素含量不變，甚至各個零部件都在，但是功能可能就部分或完全喪失了。能夠造成蛋白質或核酸變性的因素非常多，比如酸、堿、有機溶劑、鹽離子、高能輻射等，其中最常見的因素就是我們所熟知的加熱。

蛋白質變性之後，最直觀和常見的現象是溶解性降低：生雞蛋清可以很輕易的溶解到水裡，而加熱之後，它就會變白沉澱出來，不能溶解了。而蛋白質變性後最核心、最本質的變化是構象破壞所導致的生物活性喪失。生命活動的主要承擔者嗝屁（編者注：死亡）了，生命自然也就終結了。雖然說核酸，特別是DNA，在變性後可能比較容易複性，但是生物的核酸往往不是赤裸的存在，DNA上面結合的蛋白質變性了，照樣使DNA難以恢復原有狀態。因此，雞蛋既然煮熟了，它就“變性”了，喪失“生物學功能”，不能孵小雞了。

圖2：生鴨血和炒鴨血。事實上，凝血後血液就喪失了其正常功能，加熱後更是發生了蛋白質變性過程。

“等等，你說還有‘複性’這回事？”

複性（Renaturation），是指變性的蛋白質或核酸的天然構象重建，以使該分子恢復其原始功能。舉個例子，在用大腸桿菌生產胰島素的過程中，胰島素原在大腸桿菌內積累後形成包涵體（就是蛋白太多擠成一坨），包涵體是不溶解且不能發揮正常功能的，因此需要通過複性的過程，使其成為具有天然構象的蛋白結構。這個過程往往需要純化包涵體後在還原條件下變性展開，然後在適宜的溶質濃度（往往用到尿素）條件下重新折疊成為天然構象。

不同蛋白質的複性條件和過程往往差異較大，需要單獨摸索，且並不是所有蛋白都能複性成功。往往較小的非跨膜蛋白比較容易複性，甚至有些蛋白複性能力太強，給生物學研究和衛生帶來困擾——比如RNA酶就很難通過水中加熱的方法去除，而朊病毒蛋白具有超強的耐熱和抗變性能力，給污染治理帶來困難 。

“我把雞蛋的所有蛋白都複性了，雞蛋不就返生了嗎？”

一輛車有上萬個零件，每個零件都好用的情況下，湊到一起就能開嗎？

並不能。需要組裝成有機整體才可以（我有些可愛的學生，沒有360就不知道從哪裡打開U盤圖片）。一個細胞有上千種蛋白質、上萬個基因，有複雜的DNA折疊封裝體系（染色質），還有胞內區室化膜結構（有膜細胞器）、細胞骨架、細胞膜、胞外基質等等等等。其中膜結構（脂質雙分子層）相對來說比蛋白質更脆弱。比如細胞凍存過程中，需要注意的一條就是避免冰晶產生所導致的膜結構破壞。

圖3：細胞質基質也不是清湯寡水，也是含有多種蛋白質的高度有序結構

“那我發明一個超級3D印表機，按照生雞蛋的分子結構列印一個雞蛋！”

這個思路聽起來很科幻，但的確是生物學發展的一個方向哦。

設想一下，我們培養各種細胞，然後按照組織器官的結構來用細胞列印一個器官，然后就可以用於器官移植了。注意，這裡的材料是細胞，而不是分子或原子。細胞是生命活動的基本單位，如果想以分子或原子作為材料，列印一個活細胞，嗯，您還是考慮發明時光機器吧。您會修車不代表會造車不是？況且細胞的產生可遠比造車複雜得多。

生物學家普遍認為，生物只能源於生物，非生命物質絕對不能隨時自發地產生新生命，這就是生源論“Biogenesis”，即便是合成生物學，也是在已有的生物實體上進行改造的。

聽說，回答“能”的那個人已經接到警方通知要求配合調查了。