饶毅撰文 谁与谁共存：老祖先病毒与小孩子人类

  物学尽管比数学简单许多许多，但也需求（正常偏下的）智商加（大于零的）时刻进行学习。

  彻底没有学过生物的人评论起来有时会想当然，例如大部分（绝大多数，说挨近百分之百也无大错）对新发病毒盛行规则的估计，都是瞎说。

  病毒不行能用数学方程式估计，人类也没有专家有秘方估计新的病毒何时呈现，何时消失，何时回来。相同，没人能够事前估计疫苗的效果，只能有了疫苗、在动物和人身上用了今后，在疫情查验下，过后验证。

  关于已知的盛行症，人类最多走一步看两步。关于新发盛行症，人类在“走一步看一步”到“走一步看一步半”之间。没有预先把握规则的天才。

  每一种新病毒的盛行规则，人们只能在调查之后总结，而不行能在任何一个时期提早估计。

  新的病毒，一般也不会正好与从前的相同而有现成的医治办法。医治需求科学家，认真担任的科学家，尽力探究。没有医治方面的天才救世主。

  但凡声称早就有药的，或许当即能够高科技如干细胞医治强行写入国家医治计划的，无一例外都是诈骗国家和公民，不能扫除是浑水摸鱼的骗子。

  总结出来的规则，如现已得过某种感染是否会再度感染，疫苗有效率，疫苗有效期，是否应该再接种，等等，原本应该有威望医学或疫情防控安排守时发布，但假如不敢担任任、或损失诺言，就难以呈现发布的安排。

  至于人类与病毒的联系，不能只从个人爱情看问题，有必要了解到病毒与人类的基本联系：病毒在先，人类在后。

  提到底，脱了外面的全部，病毒和人里边都是核酸。人和病毒相同，都是核酸存在的不同办法。

  病毒含分隔的信息分子和功用分子。但仍然很简单：里边是含信息的核酸分子，外面是起功用的蛋白质分子。外面蛋白质与动物细胞结合，便利病毒里边的核酸进入动物细胞，指挥动物细胞组成病毒所需求的各种组份，拼装更许多的、新的病毒。

  病毒之后、人之前还有许多生物。病毒只是分子复合体，没有细胞。没有细胞核的细胞，称为原核生物，如细菌。它们所含分子远多于病毒。后边呈现有细胞核的细胞，如酵母。但只是单细胞，后边才有多细胞生物。逐步呈现动物、植物。低等动物假如蝇，假如声称自己是病毒的孙子的孙子，都是夸张，人呈现更晚、没资历做果蝇的孙子的孙子。

  病毒不只远远早于人类，并且在人类呈现之前病毒就与动物共存，人类呈现之后也与人类共存。

  人类懂得的病毒不多，病毒早就“才智过”多种动物。在没有人类之前，病毒就见过、“对付过”多种动物。

  现存病毒与人类共存有多种联系，包含致病，也包含互利互惠，还有许多是非分明。

  人类基因组有许多病毒来历的序列，它们不只要或许致病，也或许是动物/人类进化的根底之一。

  哺乳动物（包含人）的雄性特别没有资历骂病毒，由于他们自己的行为就很像（虽不是）病毒：里边一堆DNA，外面包裹蛋白质。蛋白质首要担任找到卵子细胞，并与之结合，然后把里边的DNA输进卵细胞，今后就不担任任了，而由卵子把DNA带来的信息与自己原有信息归纳进行表达。

  假如雄性动物瞧不起病毒，不只抹黑了自己的祖先，并且不能彻底扫除鄙视了自己的或许性。

  米歇尔（Johann Friedrich Miescher，1844-1895）出生于科学世家，父亲曾任瑞士的Basel大学生理学教授、舅舅Wilhelm His（1831-1904）为闻名解剖学家。1868年春，米歇尔结业于巴塞尔医学院后，因不感兴趣行医、自己听觉有问题、而舅舅以为“安排发育的剩下问题只能根据化学根底来处理”（Dahm，2005，2008），米歇尔到德国图宾根承受科学练习。他在有机化学试验室作业一学期后转入Felix Hoppe-Seyler（1825-1895）试验室。Hoppe-Seyler乃时称“生理化学”（后称生物化学）的前驱，他发现血红蛋白的可逆性氧化、并命名（hemoglobin），他命名蛋白质为proteid（后称protein）。Hoppe-Seyler主张米歇尔研讨淋巴细胞的化学成分，米歇尔因难以从淋巴结获满足量的纯化淋巴细胞，转而研讨可许多取得的白细胞，其来历为外科诊所绷带上的脓。

  米歇尔起先重视白细胞的蛋白质，他意识到蛋白质和脂肪首要坐落细胞质。在研讨进程中发现一种物质被酸沉积、加碱中和后再溶于水，其特性不同于蛋白质和脂肪，他以为是新的物质，并猜想来历于细胞核。他探究了其他两种纯化细胞核的办法，包含用稀盐酸低温处理或用蛋白酶预处理。取得足量物质后，他剖析其元素含量，发现氮占14%、磷5.8%、硫1.8%。与其时其他物质比较，其磷含量特别高。低量的硫，咱们后来知道，是蛋白质污染形成。米歇尔用氮和磷含量树立其发现的物质为不同于蛋白质和脂肪的新物质，他命名为核素（nuclein）。

  1869年，米歇尔脱离图宾根Hoppe-Seyler的试验室到莱比锡，在那里写好论文于当年投稿给Hoppe-Seyler主编的杂志。Hoppe-Seyler从前的学生Otto Liebreich于1865年从前宣布过一篇文章，声称从脑中别离到新的物质protagon，一度得到Hoppe-Seyler的支撑，结果是错的。Hoppe-Seyler因而忧虑再有学生发现新物质是乌龙事情。直到自己、两位学生（Pál Plósz，1844-1902和Nikolai Nikolaevich Lubavin）重复米歇尔的试验后，Hoppe-Seyler才于1871年在其主编的医学化学杂志一起宣布五篇核素的文章，首先是米歇尔的“脓细胞的化学组成”（Miescher，1871a；Dahm，2008）；其次是Plósz验证核素只存在于（鸡和蛇的）有核红细胞、而不存在于（牛的）无核红细胞（Plósz，1871）；第三篇为Lubavin在奶酪中发现核素（Lubavin，1871）；第四篇为Hoppe-Seyler彻底必定米歇尔的作业，并验证核素的磷含量高（Hoppe-Seyler，1871）；第五篇为Miescher后投稿的一篇报导他在蛋黄中发现核素（Miescher，1871b）。尽管这些文章适当安定地验证了Miescher的发现，曾有几十年还持续争辩Miescher发现是是不是真的新物质（Lamm, Harman and Veigl，2020）。

  1871年Miescher回Basel，1872年28岁接父亲和舅舅任过的教职。在Basel，他从莱茵河三文鱼的提取了许多核素（Miescher，1874）。他知道核素不只在鱼，也在蛙、牛、鸡的中。1872年至1877年，他提出核素中的磷都以磷酸方式存在，核素至少含有四种碱基（Levene and Bass, 1931）。

  德国科学家Richard Altmann （1852-1900）改进了核酸制备办法，产品无蛋白质，于1889年提出核酸的名词（Altmann，1889），米歇尔以为核酸和核素相同，无需改名。

  以化学剖析为初步的核酸研讨，起先不是为了特定生物功用的分子根底。Hoppe-Seyler以为发现细胞核的物质很重要，米歇尔觉得本身发现的新物质其重要性不亚于蛋白质。米歇尔发现中有核素后，提出“假如单个物质能够是受精的特异原因的话，那么无疑首先应考虑的是核素”。但他又觉得不太或许是一种物质，其原因之一是核素如同不行能有很大的多样性，难以解说个别性状的多样性（Dahm，2005）。

  二十世纪上半叶的核酸生物化学专家Phoebus Levene（1869-1940）出生于核素被发现的1869年。他在俄国圣彼得堡念过军事医学院，因俄国排犹而随家人移民美国、在纽约行医，因感兴趣研讨而在哥伦比亚大学注册念书，也设法取得研讨练习，1896年在纽约州医院病理研讨所生理化学试验室初度触摸核酸。他屡次到欧洲进修，曾到德国别离跟从Kossel和1902年诺贝尔化学奖得主Emil Fisher（1852-1919）。1901年John D Rockefeller（1839-1937）斥资在纽约树立与法国巴斯德研讨所相媲美的洛克菲勒医学研讨所。1905年Levene被第一任所长Simon Flexner聘为助理，1907年景正式研讨员、并担任化学部直至1940年逝世。Levene终身宣布过七百多篇论文，研讨过核酸、蛋白质、氨基酸、脂、碳水化合物等。

  1901年，Levene发现不同来历的核酸不是都含4种嘌呤、而只含A和G两种。1906年，Steudel也赞同胸腺核酸只含两种嘌呤，且等分子数（equimolecular）。C和T两种嘧啶不是嘌呤的衍生物而是核酸所含的原始碱基，也是二十世纪初经过争辩和试验所验证（Levene and Bass，1931）。1903年，Levene发现酵母核酸含U不含T。1909年，Levene以为酵母核酸含两种嘌呤、两种嘧啶。

  Levene最早于1909年提出RNA含四种核苷酸，提到它们为等分子数。尔后的所谓四核苷酸假说较着重核酸由四种核苷酸组成是辩驳德国的Hermann Steudel和美国霍普金斯大学的Walter Jones等提出核酸只含三核苷酸、二核苷酸（Levene，1919，1920a，1920b）。Levene还以为黄嘌呤和次黄嘌呤是试验进程的次生产品，非核酸原始成分，这样DNA只要A/G/C/T、RNA只要A/G/C/U。1912年Levene提出DNA的结构时显现了四种核苷酸，但未提四种核苷酸的相对含量（Levene and Jacobs，1912）。Mandel和Levene (1905)用检测脾的核酸发现A/G/C/T的含量不同、乳腺的核酸中四种碱基也不同。但Osborne和Harris（1902）检测以为麦芽核酸中A和G等分子数，后来其他人和Levene（Levene and Mandel, 1908; Levene, 1909）也以为核酸含碱基为等分子数，Levene在1917年用“四核苷酸理论”(Levene, 1917a)、1931年叙说“四核苷酸结构”以为DNA链中各种核苷酸的含量相同（Levene and Bass, 1931）。1930年代从前还误以为核酸只是四个核苷酸组成的小分子，未意识到其为分子量很大的多聚体。到1938年知道核酸分子量几十万到百万道尔顿后，Levene和其他人还以为核酸能够是四核苷酸不断重复的多聚体。

  1914年，德国的Robert Feulgen（1884-1955）发现DNA在溶液中经过盐酸（暴露出DNA的醛基）和Schiff试剂（品红亚硫酸，可与醛基反响）两步可显紫赤色， RNA不能显色，后称Feulgen反响（Kasten，2003）。1923年，Feulgen将这一反响引进安排化学：直接在生物的安排切片上进行反响，以此确认DNA在安排或细胞的存在部位。1924年他和技术员Heinrich Rossenbeck以此办法检测多种动植物安排、细胞后证明DNA存在于细胞核，不只动物细胞核、并且植物细胞核（Feulgen and Rossenbeck，1924）。Feulgen也改动了前人误以为DNA（胸腺核酸）存在于动物、RNA（“酵母核酸”）存在于酵母和植物的误解。尽管Feulgen经过化学染色发现酵母有DNA，到1948年科学家才从酵母中提取到DNA（Chargaff and Zamenhof, 1948）。

  Schultz and Caspersson还调查到果蝇唾液腺多线染色体条带改动后核酸含量改动、果蝇卵母细胞染色体数量改动能改动核酸含量（Caspersson and Schultz，1938）。

  Caspersson与搭档Einar Hammarsten（1889-1958）协作剖析染色体的核酸和蛋白质组分，用蛋白酶消化蛋白质后得到高纯度的核酸（Caspersson，Hammarsten and Hammarsten，1935）。他们调查到果蝇多线型染色体条带与核酸的联系十分迫临核酸与遗传的联系。

  1942年，比利时的Jean Brachet（1909-1988）用染色办法证明DNA在细胞核的染色体上，RNA在动物细胞质与核仁中（Brachet，1942；Thomas，1992）。他用吡罗红（pyronin）和甲基绿（methyl green）混合染料，甲基绿染DNA显绿色，吡罗红染RNA显赤色，两者都染显蓝色。其时俄国移民美国在洛克菲勒医学研讨所作业的生物化学家Moses Kunitz（1887-1978）使用RNA酶（RNase，降解RNA）对热不灵敏的特性，从牛胰腺提取到高纯度的RNase（Kunitz，1940）。Brachet用RNase处理安排切片，能够去除RNA的染色、只显DNA染色。他发现：染色体含DNA，可看到有条带的昆虫巨大染色体上DNA染色也呈条带，有些条带还含RNA；细胞质含RNA，其含量与蛋白质含量有相关性。

  至1940年代初期，切当知道DNA存在于细胞核的染色体上。不过，染色体上即能检测到DNA、也能检测到染色体上的RNA和蛋白质，并不能只是由亚细胞定位确认DNA是遗传物质。

  二十世纪上半叶，已知蛋白质很重要。十九世纪提出酶为生物催化剂的概念，到二十世纪初争辩酶是蛋白质仍是其他分子。因研讨叶绿体而获1915年诺贝尔化学奖的德国犹太科学家Richard Willstätter（1872-1942）以为酶是蛋白质制备中的其他污染物质。其他科学家的作业，特别是1926年美国Cornell大学的James Sumner（1887-1955）和1930年洛克菲勒医学研讨所的John Northrop（1891-1987）别离取得结晶纯的尿素酶和胃蛋白酶，证明酶的分子实质是蛋白质。在这样的布景下，已知染色体有蛋白质和核酸时，许多人怕再次犯轻视蛋白质重要性的过错（Judson，1979）。1934年，英国的J D Bernal（1901-1971）和Dorothy Hodgkin（1910-1994）第一次取得蛋白质（胃蛋白酶）的晶体结构（Bernal and Crowfoot, 1934），显现蛋白质的结构复杂性。此前已知蛋白质的生化特性和功用多种多样，人们易信蛋白质能够带着丰厚的信息。

  对细胞核的核酸与蛋白质都有研讨的Kossel于1910年由于其蛋白质部分的作业而获奖，他于1912年宣布的文章称要从蛋白质的化学特性了解产生细胞传递种系特异性（Kossel，1912）。核酸专家Walter Jones称“生理化学家公认一切核酸与酵母和胸腺核酸之一相同”（Jones, 1914）。Levene以为一切种属器官、安排来历的核酸结构不变，没有特性，没有特异性，不行能是孟德尔性状的带着者（Levene, 1917b）。细胞生物学家Edmund Wilson在其威望教科书以为遗传物质是蛋白质不是核酸（Wilson, 1925）。四核苷酸假提到1931年比较着重四种核苷酸等分子数（Levene and Bass, 1931），在Signer, Caspersson and Hammarsten（1938）确认DNA分子量很大、是很长的链今后，仍未及时改动核酸像淀粉相同不太或许带着信息的过错观念。

  Jack Schultz企图区别蛋白质和核酸哪一个带着遗传信息。1941年Schultz以为按遗传学估计的基因应该是线性、有特异性、存在于染色体上、能自我仿制、能影响细胞的组成代谢，而核酸与蛋白的复合体（nucleoprotein）契合这些条件、应该是基因的物质根底（Schultz，1941）。他在别离评论染色体的核酸和蛋白质时，以为蛋白质的确有特异性，而核酸是否有特异性尚不清楚：尽管一般以为核酸单调，他指出其时剖析过结构的核酸只要来历于胸腺的，不能扫除不同细胞的核酸有特异性的或许性。1943年，他指出病毒必定有基因，从病毒、细菌到高级动植物都有核酸和蛋白质复合体，而它们都能仿制，所以细菌是否有细胞核并不重要，有核酸和蛋白质复合体为根底的基因。他根据已知三种含氨基酸不同的烟草镶嵌病毒（TMV）所含核酸在其时检测显现很稳定，提出应该是蛋白质给予病毒特异性、而核酸不能（Schultz，1943）。最挨近提出核酸是遗传物质根底的Schultz因其时查验测验手法的约束退而以为蛋白质是遗传物质。