独眼羊的怪异案例——Tien Nguyen

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在上世纪五十年代，爱达荷州的一群牧场工人

在上世纪50年代，爱达荷州的一群牧场工人对他们的羊生下只有一只眼睛畸形的小羊的状况而困惑不已。因为对这些独眼羊的出生感到困惑不易，他们从美国农业部找来科学家进行调查。到底发生了什么？Tien Nguyen为你讲述一个团队的生物学家是怎样花费十年找到这一问题的答案。

在上世纪50年代，
爱达荷州的一群牧场工人

对新生的畸形小羊而困惑不已。

因为对这些独眼羊感到困惑，

他们从美国农业部找来科学家进行调查。

研究者提出假说，

认为怀孕的母羊吃下了有毒的、
会引起出生缺陷的植物。

他们采集了当地的植物群，
并将样本喂给实验老鼠，

但是难以达到相同的效果。

因此他们决定直接观察羊群，

一位科学家甚至与羊群一起
住了三个夏天。

经过十年的试验和错误之后，
科学家终于找到了使羊群畸形的病因：

野生玉米百合。

百合含有一个带六个连接环的活性分子，

这被称为环杷明，
以独眼畸形羊命名。

他们并不清楚
环杷明是如何导致缺陷的，

但告诉牧场工人让羊群避开这种植物。

一个由Philip Beachy领导的
生物学家团队

花了大约四十年

蹒跚前行寻找答案。

他的实验室正在研究一个从许多物种中都发现的一个特定的基因，

从老鼠到人类身上都有，

叫做hedgehog gene（刺猬蛋白基因）。

两位科学家命名了这一基因，
他们随后获得诺贝尔奖。

他们发现，果蝇体内这一变异的基因

会产生像刺猬一样的尖刺。

Beachy和他的同事通过遗传修饰

来关闭老鼠体内的刺猬基因。

这会导致大脑、器官、眼睛发展的
严重缺陷，

更确切的说，一只眼睛。

在研读一本教科书时，
Beachy发现了独眼羊的照片，

意识到了迷惑科学家们长达四十年的问题。

一些涉及刺猬蛋白基因的东西
一定是出错了。

让我们退回一步看看。

基因会告诉细胞做什么和什么时候做的指令，

它们运用蛋白质来交流这些指令。

刺猬蛋白基因自身会告诉细胞
释放一种所谓的刺猬蛋白，

它会开启一系列复杂的细胞信号。

在正常的健康发展状态下，
它是这样工作的。

刺猬蛋白锁定在一种叫补丁的蛋白质上。

那会抑制，或者阻止补丁，

让另一种叫smoothened的蛋白
来自由标记细胞，

告诉细胞要去往那里，
要成为哪一种组织。

以美味的玉米百合的形式而言，

环杷明通过和smoothened的绑定，
来阻断通路。

它锁住了smoothened，
因此让其无法传递信号

让大脑形成两个半球

并形成手指和分开的眼睛。

因此，虽然刺猬蛋白仍在工作，

帮助smoothened保持通路顺畅，

环杷明阻挡了smoothened
通过化学信息传递。

这就解答了独眼羊背后的科学问题，

但是Beachy和他的团队

从另一个更有益的联系中找到了
一线微光。

他们指出，smoothened蛋白质
不受控制的激活

和一种人类综合症相关。

它被称作基底细胞痣综合征，

并且它使人们易于患特定的癌症。

科学家提出

将环杷明smoothened的捆绑功能

运用到治疗这些癌症上，

只要病人没有怀孕的话。

不幸的是，研究者最终发现，

环杷明会导致负面的副作用，

并且它的化学性质让人们难以把握。

但他们确实发现了与之密切相关的分子
是安全有效的，

并且其中两种在2012年和2015年的时候
被批准为皮肤癌药物。

当那些农民第一次见到独眼羊的时候，

他们本可以将其记作怪异的基因突变产物
并走开。

相反，他们做出调查的决定
将这一谜团转变为药物，

这展示了有时候
有些事实是眼睛看不到的。