2016年5月的X-MOL资讯里有一篇《手性谜团:清华团队《Nature Chem.》报道化学合成的“镜像”活性DNA聚合酶》,讲述的是清华大学朱听(Ting Zhu)研究员和刘磊(Lei Liu)教授领导的研究团队在在《Nature Chemistry》发表的一篇很有意思的论文(A synthetic molecular system capable of mirror-image genetic replication and transcription. Nature Chem., DOI: 10.1038/nchem.2517),他们首次使用由右旋氨基酸化学合成的“镜像”DNA聚合酶实现了分子生物学“中心法则”中两个关键的步骤——DNA的复制与DNA转录成RNA。
如果懂有机化学,你可能要问,这样的工作有什么意义呢?先容我科普一下:我们都知道在天然存在的生命体中,参与构造生命的基本单元几乎都是L-氨基酸(比如人体必需的8种氨基酸:苏、苯、蛋、赖、色、亮、异亮、缬氨酸均为L型)和D-糖类(如能量物质D-葡萄糖,构成RNA的D-核糖及构成DNA的D-脱氧核糖均为D型),而L型与D型互为“镜像”关系,如下图:
就像我们的左手和右手,互为“镜像”,我们在有机化学里也称这种现象叫“手性”;其实从严格意义上讲,我们的双手并不能作为真正的“镜像”,只能作为“表镜像”或“假镜像”,用有机化学术语来说,这两只手充其量只是属于“非对映异构体”,因为只是多个“手性”因素中的其中某一个“手性”因素是“镜像关系”,即只是从外形上看是相同的,但认真剖析开来看,左手和右手里面的氨基酸和糖类等“手性”物质并不互为“镜像”,构型其实是一样的,都是L-氨基酸和D-糖,严格的“镜像”应该是如果左手由L-氨基酸和D-糖构成,那右手应该由D-氨基酸和L-糖构成,但我们的自然界中是不存在这样的“右手”的,除非存在“镜像生命”,这就是上面清华大学两位科学家做的工作的“终极目标”,虽然离真正的“镜像生命”还很遥远,但毕竟迈出了第一步。
刚才说到了“镜像生命”,我查了下,关于“镜像生命”的资料非常少,我们可以想象一下如果存在“镜像生命”与我们这些正常的生命体有何区别?可以大胆猜测一下:
首先,“镜像生命”从外形上应该是与我们互为“镜像”的,即跟我们长的一模一样,但他们的器官排列跟我们应该也是“镜像”关系,比如心脏应该长在右边,而我们的心脏长在左边;
其次,构成“镜像生命”体内的手性化学物质应该是“D-氨基酸和L-糖类”;这一条可能会要了他们的命,因为他们虽然可以正常呼吸我们的空气,喝我们的水,但却不能吃我们的饭,因为我们的饭里提供的是“L-氨基酸和D-糖类”,他们吃了吸收不了……,也正因为如此,他们有一点是无敌的,即他们不会得感冒等细菌或病毒感染导致的疾病,但其他系统性疾病还是要得的,比如高血压,心脏病,糖尿病等,所以也得吃药,但吃的药物也得是另外一个构型的;(这样的话我们做拆分时剩下的另外一个构型的药物就不是废物了,可以卖给“镜像人”啊,哈哈)
第三,根据第一条的结果,你的“镜像生命体”与你的生活习惯也是“镜像”关系的,比如你是“左撇子”,他可能是正常的;但他长的跟你一模一样,某位导演可以据此拍一个电影大片,在电影情节里“镜像人”可以冒充你的身份跟你的女朋友约会,发生关系,但令你庆幸的是无论如何他都不会让你女朋友怀孕哈哈,因为他的遗传物质跟你的也互为“镜像”关系。(好吧,我邪恶了!)聪明的你说不定可以开动脑筋想象出更多好玩的情景,想象的足够多的时候你就是大导演了。
刚才说到左手和右手的镜像关系,其实生活中还存在类似的“假镜像”的实例,比如双胞胎,一对双胞胎兄弟或姐妹之间也并不是真正的“镜像”关系,他们只是外形互为“镜像”,但内在并不是“镜像”关系,比如他们的心脏都长在左边,他们也只是“非对映异构体”而已。
以上内容纯属个人异想天开,仅供娱乐。