第三百八十八章 量子生物学 (3 / 3)
        正常A-T碱基对（上）和互变异构化后的A*-T*碱基对（下）。来源：（DOI）10.1039/C5CP00472A

        别看只是头上戴了朵花，整个碱基的气质都会发生变化。和A不同，A*不愿意和正经对象T结合，而更容易和G的对象C结合。而T*也看不上A，更容易和G结合，整一个大乱炖，这就会导致突变。

        勒夫丁的这种设想有没有道理呢？30年后出现了一些间接证据。

        在过去，生物学家接受的普遍教育是，突变应该是随机发生的，因此各种突变的发生概率应该差不多，正如理查德·道金斯在著作《盲眼钟表匠》（TheBlindWatchmaker）中提出的那样，evolutionisblind（演化是盲目的）。

        可是在1988年，哈佛大学的生物学家Johns和同事发现了一个不符合传统进化论的奇特现象：大肠杆菌（E.coli）可以迅速获得有利突变。

        他们将无法消化乳糖的大肠杆菌放在只有乳糖的培养皿里。结果，这些大肠杆菌出现了能够消化乳糖的突变，而这个突变的发生速度远超理论预期，也就是突变随机发生的情况。他们的这一研究发表在Nature上。

        为了解释大肠杆菌的这种奇怪突变，英国萨里大学的生物学家JohnjoeMcFadden想到，这或许和量子力学有关。于是，他开始向该校物理系的学者们求助。Al-Khalili对McFadden的看法很感兴趣，就这样，两人开始搭伙研究。

        利用勒夫丁的理论，Al-Khalili和McFadden提出，实际上在观测之前，DNA氢键上的质子处于叠加态中，也就是说它并没有确定自己会倒向突变的那一边，还是没有突变的那一边。

        以不会吃乳糖的大肠杆菌为例。在遇到乳糖前，大肠杆菌处于既有可能消化乳糖，也有可能无法消化乳糖的叠加态。Al-Khalili和McFadden继而通过计算指出，乳糖分子的存在使质子的状态向能够消化乳糖的方向塌缩，这就解释了为什么大肠杆菌的变异速度超过经典理论的预期。

        在这些研究的鼓舞下，一些雄心勃勃的研究者认为，在攻克癌症方面量子力学将是一个突破口。2013年，慕尼黑大学的化学家FrankTrixler甚至提出，DNA的氢键上发生的质子隧穿现象正是物种演化的起源。

        不过，关于量子世界是否支配一些基本的生物过程，学术界还有相当大的争议。量子生物学需要更多的证据才能支撑这些大而美的假说。

        在谜底揭晓前，让我们暂时享受这叠加着期待和怀疑的奇妙等待吧。

        常因不够变态而感到和环境格格不入？可能是你的DNA还没有学会量子隧穿。

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