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第三十五章 基因程式碼

接下來的幾天,楊舟終於完成實驗計劃,製作出1000枚胡蘿蔔改良種子。

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這些種子其實都不能得到無限長大和五顏六色的胡蘿蔔,過去的這一週多時間,楊舟都沒能在實驗室分離出模擬實驗找到的對應基因序列。

如果按照基因序列排號,楊舟想要鎖定的基因是23141編號,以及12304編號的鹼基對。

在現實中,卻壓根沒找到這兩段基因,當然這兩段基因肯定存在於胡蘿蔔遺傳基因中,只是尋找非常困難。

好在提取的基因序列,長得都極為相似,所以楊舟走了捷徑。

他替換了胡蘿蔔種子,將現實中和模擬實驗非常相近的種子進行了替換。

編號656例和編號893例實驗種子最終使用的是神秘空間改進版。

其中656號,凍結了胡蘿蔔內的胡蘿蔔素轉化基因。

相當於種出來的胡蘿蔔,其實沒有胡蘿蔔素,最多只能用來充飢。

轉化胡蘿蔔素,會讓植物細胞將大量營養供應產生胡蘿蔔素,而胡蘿蔔沒有胡蘿蔔素後,營養積累會造成胡蘿蔔外形增大,具體大小與營養有關以及細胞分裂速度有關。

類似讓果實變大的論文也有很多,其中最出名的就是西紅柿了。

野生的西紅柿只有手指頭大小,現在也有結出很多小西紅柿的聖女果品種。

但科學家對西紅柿的基因進行過完整測序,發現了許多現象。

比如番茄的果實大小是由一朵花的心皮數量決定的,心皮的數量決定了種子室的數量,這些種子室最終成為果實的一部分。

最終科學家用了現在楊舟使用的技術,靠著 CRISPR-Cas9編輯技術分離出一種與 ENO 生長有關的蛋白質(一種與特定 DNA 序列結合的轉錄因子)。

這使他們能夠看到 ENO 是一種果實調節器,能夠透過調節 WUSCHEL (一種訊號通路)基因表達來限制花中幹細胞的產生。

最終生產出了比拳頭還大的西紅柿品種。

所以,楊舟的論文不會顯得魔幻,而是人類早已在植物中使用的技術。

難點在於楊舟找到了胡蘿蔔ENO果實調節器,這在世界上還屬首例。

現在胡蘿蔔無限長大技術還可以繼續最佳化,這就需要調整更多的基因,並且不只是凍結某個基因,而是要用基因編輯技術,把其他物種的基因轉移到胡蘿蔔上,其中涉及的是轉基因技術。

礙於現在社會上普遍對轉基因技術有些排斥,楊舟不打算把第一次改良品種變成轉基因胡蘿蔔。

轉基因胡蘿蔔原理也非常簡單,比如看到冬瓜的體積非常大,那就可以提取冬瓜的果實基因,用技術嵌入到胡蘿蔔基因內。

轉基因大豆能夠不怕草甘膦,就是用的這種原理。

改造胡蘿蔔顏色倒是比改造大小還要簡單,因為胡蘿蔔本來就有無數種品種。

有的蘿蔔是青色,有的是粉紅色,也有純白色,橙紅色等等顏色。

決定胡蘿蔔顏色的是胡蘿蔔基因內含有的色素遺傳基因。

色素遺傳基因基本存在於所有胡蘿蔔品種中,就像是計算機有很多程式碼,但有些程式碼存在於計算機中,但平時不會使用,當胡蘿蔔什麼色素程式碼都不使用的時候,就呈現白蘿蔔的樣子。

當出現了花青素遺傳程式碼時,就會呈現紅蘿蔔的樣子。

當出現了葉綠素時,就會變成青色。

楊舟在腦海裡的模擬實驗中還發現,胡蘿蔔色素在基因層面有無數種,這就代表胡蘿蔔也許在最原始狀態時,本身就具有五顏六色的特點。

但隨著植物進化,胡蘿蔔形成了各種顏色的獨立品種。

控制胡蘿蔔色素的基因就像是一個開關,這個開關決定胡蘿蔔最終長成白蘿蔔、紅蘿蔔還是青蘿卜。

當然黃色、鮮紅色等顏色的蘿蔔也能改造,甚至可以改造混合色蘿蔔。

這就要精確控制其中的鹼基大分子排列順序,將基因表達寫入到遺傳因子裡。

現實裡同樣沒有這種技術,這涉及基因程式編輯了。

其實越瞭解生物的微觀世界,楊舟便發現,人類現在的一切科技,幾乎都是在模仿生物。

換句話說,生物進化才是科技的本源。

細胞內的變化,遠比現在一切機械更加複雜。

就拿程式設計來說,物理世界的電腦,是用的01進位制,靠的是電子阻斷實現01變換,製造出了計算機。

生物的基因也有程式碼,那就是鹼基對的4種形式。

雙螺旋結構中連線的橫樑,其實只是抽象概念,真實情況是它們都是一個個單獨的鹼基分子。

其中鹼基大分子又有4種,分別是A—腺嘌呤、G—鳥嘌呤、T—胸腺嘧啶、C—胞嘧啶、U—尿嘧啶。

嚴格地說,鹼基對是一對相互匹配的鹼基(即A—T, G—C,A—U相互作用)被氫鍵連接起來。

這就好比程式碼中,01/10/001/1000等等資料表達,在電腦裡是2進位制,在生物基因序列中則是4進位制。

不管是AT/GC/AU/還是GA/UC等等都是程式碼。

使用CRISPR-Cas9技術時,通常會和製造Cas9的實驗室溝通,他們就會給一個網站,在這個網站上可以線上編輯你想要的基因程式碼。

編輯的最終形式便是一堆atggccatctacaagcagtcacagcacatgacggaggttgtgaggcgctgcccccaccatgagcgctgctcagatagcgatg。

這段程式碼,就是人體的一段基因序列。

很多年前,人類已經完成人體基因組測序工作,人體的基因程式碼也可以在網上進行查詢,只不過雖然知道程式碼,但科學家依舊不知道這串程式碼具體表達是什麼。

就像是寫程式的人對程式進行了封裝,其他人想要破解會非常困難。

目前人類對人體基因有一定瞭解。

比如已經知道,哪些人容易得癌症,只要在基因中檢測到癌症基因證明得癌症的機率就會增加。

所以癌症其實也有一定的遺傳性,只不過大多數人的癌症基因並不會被啟用。

拍攝古墓麗影的女演員,就是因為基因檢測時,發現自己具有乳腺癌基因,乾脆將大寶貝整個切掉。

當然這有點走極端,就算不切掉,也不一定得癌症,只不過機率會比較大。

楊舟的遠期目標,自然是弄清楚基因程式碼的含義。

搞清楚基因程式碼的含義,理論上可以實現任何基因形式編輯。

就算讓植物在海洋內生存,也非常簡單。

那就是將海洋裡的海藻植物基因程式碼,編輯進陸生植物的基因遺傳序列中,那就可以實現陸生植物海洋生存的改良了。