“大发现”的思考法：两位诺贝尔奖得主的公开课

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　　这堂课的重要角色是爱开玩笑的山中先生，而机敏的益川教授特别擅长提问。我把得到的启示整理成30张纸贴到墙上，每次读它，都感觉特别振奋。虽然我的智商和工作能力无法和他们相比，但是他们让我燃起了干劲和热情。最让我满意的是，这本书没有一般的公开课那种拖拖拉拉的感觉。

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　　书中有他们儿时的回忆、青年时代的经历以及在科研道路上获取重大发现的过程等，话题丰富有趣，活力四射。他们都是那种从少年时代起，就对喜欢做的事情忘我地投入、被大自然的那份神秘所吸引的人。这是两位诺奖得主的共性，也是今后的教育要重视的地方！

　　——《中文导报》

　　这本书让我感觉两位诺奖获得者就像生活在我身边的人一样。不做家庭作业、有不擅长的学科、为了一点小小的发现而发自内心的狂喜，甚至也和我一样，为学什么专业、该考研还是该工作而苦恼。他们的昨天就是我们的今天啊！

　　——《日本新华侨报》

　　如此了不起的人居然有过那么落魄的时刻，山中教授在挫折中拼命努力工作的故事，深深地打动了我，让我们了解了真正的科学家的活法和精神世界。

　　——日太亚马逊网站

    山中伸弥(1962～)，2012年诺贝尔医学奖获得者，入选《时代》杂志“世界百大影响力人物”。京都大学再生医科学研究所干细胞生物系教授，美国加利福尼亚州旧金山心血管疾病研究所高级研究员。 2007年，他发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞，为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果使他获得邵逸夫生命科学与医学奖（2008年），拉斯克基础医学奖（2009年）。2011年获国际最高学术大奖沃尔夫医学奖；2012年获芬兰“千年技术奖”，日本文化勋章。 

    益川敏英(1940年～)，2008年诺贝尔物理奖得主，京都大学名誉教授，京都产业大学物理学部教授。 1973年，他提出“小林-益川模型”， 用来解释弱相互作用对称性破缺。他的论文——《弱相互作用可重整化理论中的CP破坏》，是历史上被引用次数第三多的高能物理论文。1979年，获仁科纪念奖；1985年，获美国物理学会J.J.樱井奖、日本学院奖；1995年，获朝日奖，中日文化奖；2002年，获名古屋大学大学院理学研究科坂田?早川讲座奖；2007年，获欧州物理学会高能基本粒子物理学奖。

第—章  重大发现从“哥伦布的鸡蛋”中破壳而出

大师在我身边 

把细胞时钟的指针拨回去山中：您刚才谈到的“细胞时钟”，其实里面包含两种现象。首先是细胞的衰老，还有一个则是细胞的分化。

　　所谓“倒拨细胞时钟的指针”，也就是把细胞初始化，指的是在这两个方面对细胞进行还原。

　　先说说细胞的衰老吧。其实，细胞分裂的次数是有限的，染色体的顶端有个像尾巴一样的部分，叫做“端粒”。

　　细胞不断分裂，端粒也会不断变短。端粒短到一定程度，细胞也就无法继续分裂了。换句话说，细胞的老化过程终于走到了尽头。

　　如果把婴儿和80岁老人的皮肤细胞进行比较的话，虽然两者都是皮肤细胞，但80岁老人的细胞就会明显地缺乏活力。比较两者的端粒长度，毫无疑问后者要更短。光靠化妆是瞒不过去的（笑）。

　　但是，如果用80岁老年人的细胞来制作多功能干细胞，端粒长度就会变大，细胞就会变得跟婴儿的一样了。

　　益川：真算得上是妙手回春了（笑）。那为什么会出现这种情况呢？山中：这是因为多功能干细胞具有延长端粒长度的功能。它具有一种酶，称作“端粒酶”。

　　益川：这么说，不管是我的细胞也好，还是山中先生的细胞也好，制成多功能干细胞之后就分不出来了（笑）。

　　说它“把细胞时钟的指针拨回去”，真是恰如其分。怪不得说多功能干细胞是时间机器呢。

　　山中：不过我要给您泼点冷水，人体这个层次的返老还童是做不到的（笑）。

　　另外，端粒酶不仅存在于多功能干细胞中，在受精卯和癌细胞里面也有，胚胎千细胞里也存在。要想使变短的端粒重新加长，只要有端粒酶就有可能做到。这种情况并不只是出现在多功能干细胞里，过去在对癌细胞的研究中，也曾发现过类似现象。

　　比起端粒重新变长，第二点的“对分化了的细胞进行复原”，其实才是更让人感觉意外的。

　　60万亿个细胞都具有3万页相同的设计图纸山中：刚才说过，人的受精卵在细胞分裂的过程中，会转化成具有各种特殊功能的细胞，比如皮肤细胞或者肝细胞，等等。

　　皮肤细胞的功能是产生角质层，保护人体免受外界的刺激。

　　而肝细胞则具有对毒性和酒精解毒的作用。一旦转化成体细胞。

　　那么原本能够“七十二变”的细胞，就完全地分化了。

　　为什么会这样呢？一直以来，这都是生物学上的一个重大问题。

　　在一百多年前，生物学界有一个常识——虽然当时可能还没有基因这个概念——相当于今天所说的基因的物质，都在生殖细胞（雄性的精细胞和雌性的卯细胞等）或受精卯里。

　　如果分化成皮肤细胞，则只有皮肤所需要的基因能留下来；分化成肝细胞，则只有肝脏需要的基因留下来。至于某类细胞所不需要的基因，生物学界则认为，或者消失，或者失去活性，总之，无法回到原有状态。

　　益川：意思是说，遗传到下一代的所有信息仅仅保存在生殖细胞里？山中：对。但现实情况并非如此。刚才我们说过克隆羊多莉的实验，科学家通过移植羊的乳腺细胞核培育出了一只新的羊。

　　这说明，在分化后的乳腺细胞里也保存着羊所有的遗传信息。

　　这就带来一个问题：为什么所有的细胞拥有相同的遗传信息，而为什么有的细胞却能变成皮肤细胞呢？下面我们来谈谈这个问题吧。

　　在给别人介绍自己的研究工作的时候，我经常把基因比作人体的设计图纸。人的基因大约有3万种，而人体内约有60万亿个细胞，每个细胞都具有大约3万页相同的设计图纸。

　　明明图纸一模一样，却产生了外观上、功能上各不相同的体细胞，这到底是怎么回事呢？这是因为，不同种类的细胞，它们的设计图纸中被阅读的页码不同。一言以蔽之，一个细胞会分化成什么样的体细胞，取决于这个细胞的设计图中被阅读的那一页。

　　现在的研究认为，在3万多页的图纸中，实际上被阅读的只有1万多页而已。但即便如此，“哪个细胞用的是哪一张和哪一张图纸”这种组合本身，就几乎有无限的可能性，所以才能孕育出种类浩繁的细胞。

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装　　帧：平装

页　　数：196

版　　次：1

开　　本：大32开