捡起一粒细菌

Cell Force Spectroscopy

Cell Force Spectroscopy

已经发表在9月份《新知客》专栏，切务转载。

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如果让你从地上捡起一枚硬币，你一定会用双指将其夹起。如果有人只用一指，想通过指上的手汗把硬币粘起来，将会显得很傻，且必将失败。但是，科学家若想要捡起一粒细菌的话，就不得不干这样的傻事，不过倒是挺成功的。

细菌就跟一个细胞大小差不多，它无非比我们人体的细胞独立一点，“一个人”也能生活。所以它太小了，肉眼看不见，要在显微镜下才能捡起它。细菌又很粘，它的细胞壁上有很多粘性分子，抓着附着的表面不放。它还很弱，你使点儿劲吧，就把它捏破了。所以科学家要捡起一粒细菌，不能像平时捡硬币那样用捏，只能用粘。细菌粘附力再强，不会强过自身的撕烈强度。

为了把细菌粘起来，科学家想了很多办法。直接拿一个小东西（通常是硅化合物材料）去粘细菌，有时还粘不上来，需要涂上点“胶水”。各种胶水都试过，但有很多对细菌来说是有影响的。有的胶水会使细菌“昏迷”，有的会直接把它药死。细菌都死了，就没有研究意义了。所以要采用不影响细菌活性的胶水。为了保持细菌存活，整个操作当然也要营养液中进行。

科学家捡起一个细菌来都研究什么呢？从上世纪九十年代首次有人捡细菌开始到现在，大家主要都是就便研究细菌和其他生物体细胞的粘附行为，看看这些小生命的力气怎么样，喜欢什么表面，讨厌什么表面。凝血和血栓的形成，就是因为血红细胞壁上的化学成分发生了变化，容易粘成一团的缘故。癌的扩散，也跟癌细胞的脱落和粘附有关。因此，研究单细胞的粘附性质意义是不小的。当然，将来这种捡细菌的技术可能还会用来帮细胞“排队”，实现更多意想不到的事情。

Kang, S., & Elimelech, M. (2009). Bioinspired Single Bacterial Cell Force Spectroscopy Langmuir, 25 (17), 9656-9659 DOI: 10.1021/la902247w

最先在中国搞SCI的人是历史罪人？

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上个月，今年的诺贝尔奖得主揭晓了。其中化学奖的获奖工作是关于“核糖体的结构与功能”研究的开创性工作。核糖体是原核和真核生物细胞都具备的分子。关于核糖体的内容，化学书是找不到的，只能在细胞生物学课本里找到，也许厚一点儿的生物化学课本也会有。

像今年这样把诺贝尔化学奖颁给偏向生物的研究工作的情况并不少见。去年的诺贝尔奖化学奖——关于绿色荧光蛋白的研究，造福生物学多于造福化学；2004年获奖的“泛素引导的蛋白质降解机理”也是活细胞里面发生的事情；2003年的是“细胞膜通道的发现”。还有更著名的一个，就是DNA双螺旋结构的发现。这种现象颇为化学界相当部分人所诟病，认为这些工作应该在生物学方面获奖，化学奖则应该更多地留给更“地道”的化学研究，例如2007年的表面催化，2005年的烯烃复分解反应等等。像DNA的双螺旋结构这样的研究，依靠的其实是当时早已广泛应用的X射线衍射法。而X射线衍射法早在1914年已经获得过诺贝尔物理奖了。拿这个方法研究的分子多如牛毛，关于DNA的结构能获诺贝尔奖，难以引起化学家们的兴致。

但是，我觉得事情要朝另一个方面看。历年有关生物的诺贝尔奖，毕竟都死守着“分子”和“化学反应”两个关键。关于分子及其相互作用的知识，不就是化学么？与其说生物学“侵占”了化学，不如说是化学“侵占”了生物学。诺贝尔奖，看的是对整个人类生存和知识的总体影响。生命现象是目前全人类的关注焦点之一，恨不得把所有知识都应用到这方面。生物学“侵占”了化学奖而非物理奖，反映了当前对生命现象的认识进入到了化学（分子）层次。学习化学专业的出路变广了而不是变窄了。化学家们应该高兴才是。

下面不属于投稿内容。

每年讲诺奖，我都烦死了。无非就是中国人有没有拿奖的问题。其实眼光放大点，可以看看我们中国人都是靠什么增强自信的。两弹一星？军事实力？体育实力？奥运开幕式？我很想知道，中国人有没有靠一些外国人不知道的东西而自豪的。具体地看每一个人，在生活中有没有靠其他人不知道的东西而自豪？甚至有没有靠身边的人不认同的东西自豪，为身边的人臭骂的东西而自豪？讨论完这个问题再去讨论中国人要不要争诺奖。

科学网上关于SCI的讨论一直不绝于耳，每年诺贝时刻又是周期性的催化剂。说人家得诺奖的没有SCI压力，我们老逼着发SCI永远得不到诺奖。整天说不要忘记南京大屠杀天天挂在嘴边的人，其实不见得尊重历史。不用说远，文革期间中国内地发SCI的有几个？那时候你发外文期刊，叫“里通外国”，中国的科研从体制思想目的方法到成就都完全不入流，是八十年代归国的那批人大力倡导，人们才发表SCI论文。广大SCI期刊的审稿人，无形中教育了许多闭关锁国时代的土研究员怎么做科学研究。从发很烂的SCI一年也就十几篇，到现在JACS和Adv. Mater.每年一大堆，是不是很可悲的沦落？是不是SCI指标的滔天罪恶？如果你知道原来是八十年代回国的那堆人倡导SCI指标，你是不是觉得他们的行为磬竹难书？不发SCI文章，中国的科研就是闭门造车，要达到国际先进水平，搞不好花的时间比西方还要漫长，更不要说什么赶超了。现在是SCI热潮的惯性有点拖长，是好事拖久了变坏事。但有一点还是没变的，那就是中国科学家的水平还是赶不上国外，并且这种差距是SCI无能为力的。是SCI把我们的差距综小到现在这种水平的，如果反过来拿现在的差距来怪SCI，那是不懂历史。现在的差距诚然不能再依赖SCI。依赖啥？——依赖骂SCI。嗯哼……

苦口良药

苦脉菜

苦脉菜

已经发表在10月份《新知客》专栏，切务勿转载。

人群中约有75%能尝出苯基硫脲（简称PTC）是苦的，其余的人则尝不出任何味道。这个只是全球平均比例，各国比例还不一样。若一个人能尝出PTC的苦味，那他也对食物中存在的各种苦味剂也会特别敏感（例如被虫叮过的丝瓜之类），因为这些苦味剂跟PTC的分子结构是类似的。而尝不出PTC的，也尝不出带苦味的食品。对PTC的味觉是由TAS2R38基因变异决定的。想当年神农氏尝百草，估计他就是带有尝苦味基因的那75%，否则很可能啥都尝不出来，自己先被毒死了。

最近，西班牙研究人员从尼安德特人的骨头中提取其DNA进行分析，发现这种远古人也有TAS2R38基因。尼安德特人是比现代人（即智人）年代稍早，智商较低的品种。它们进化不过现代人，后来灭绝了。连他们也有TAS2R38基因，说明这个基因来自现代人和尼安德特人的共同祖先——一种更古老的人种，距今至少有50万年了。

人的普遍生存本能是苦的东西不能吃。野外生存采野草树皮吃，入嘴苦的话我们都会立马呸呸呸地吐掉。事实上许多有害的东西味道的确是苦的。因此，人们也很容易认为能尝出苦味的人比尝不出来的人有更好的自我保护能力。不过，在经历了50万年这么漫长的进化历程之后，尝不出苦味的人没有全被毒死淘汰掉，而是至今仍占25%，这也说明苦的东西未必有害，尝不出苦来也可能让人获益。我们中国人应该是比较理解这个道理的，我们有“苦口良药”这一说法，吃苦瓜、苦脉菜，喝苦丁茶，广东人还愿意没事喝凉茶。不知道这都是出于对神农氏的信任呢，还是中国人大多缺乏那个基因变异。