呵，时光不倒流，熟蛋就不能返生吗？

打破砂锅问到底。

撰文| 李庆超（山东师范大学）

“熟蛋返生”可不可能？

当然可能啊！你看这个鸡蛋哈，你第一次见，“一回生”，再瞅一眼，“两回熟”。完事你把这个鸡蛋还给老母鸡，老母鸡一屁股坐在上面，和其他鸡蛋一起孵。隔天你再去找这个鸡蛋，就不好找了，生疏了，“返生”了呗。

好吧，这里的“熟”是指“把食物烹煮到可口”，也就是经过了一定程度的加热。而“生”是指种鸡蛋具备孵化出小鸡的能力，也就是有生物学功能。那么“返生”就是一个已经加热熟了的鸡蛋，最后“somehow”孵出小鸡了。

这，可能吗？

某同学抢答：“除非时光倒流。”

时间机器的问题交给物理学家研究吧，本文就此话题的生物学实质进行一点点讨论。

图：蛋清和蛋花儿

探讨这个问题咱们首先要熟悉一个概念：变性。

这个蛋，你给它加热~~等会儿，先踩一下刹车。这里的“变性”不是性别转换（Transsexual），也不是医学上的变性（Degeneration），即组织器官从正常功能到低功能或无功能病变，比如视网膜变性等。

这里的“变性”指的是生物化学上的变性（Denaturation），是指蛋白或核酸的天然的二级、三级、四级结构的部分或全部改变，导致生物活性丧失的过程。生命活动的主要承担者——蛋白质或核酸——发挥作用需要保持天然构象（可以通俗理解为结构），而构象改变必然影响其生物活性，剧烈的结构变化会导致功能丧失。

举一个通俗的例子，您手里的手机内部结构使其具备一系列功能，掉地上被车压了一下，它的重量不变、元素含量不变，甚至各个零部件都在，但是功能可能就部分或完全丧失了。能够造成蛋白质或核酸变性的因素非常多，比如酸、碱、有机溶剂、盐离子、高能辐射等，其中最常见的因素就是我们所熟知的加热。

蛋白质变性之后，最直观和常见的现象是溶解性降低：生鸡蛋清可以很轻易的溶解到水里，而加热之后，它就会变白沉淀出来，不能溶解了。而蛋白质变性后最核心、最本质的变化是构象破坏所导致的生物活性丧失。生命活动的主要承担者嗝屁了，生命自然也就终结了。虽然说核酸，特别是DNA，在变性后可能比较容易复性，但是生物的核酸往往不是赤裸的存在，DNA上面结合的蛋白质变性了，照样使DNA难以恢复原有状态。因此，鸡蛋既然煮熟了，它就“变性”了，丧失“生物学功能”，不能孵小鸡了。

图：生鸭血和炒鸭血。事实上，凝血后血液就丧失了其正常功能，加热后更是发生了蛋白质变性过程。

“等等，你说还有‘复性’这回事？”

复性（Renaturation），是指变性的蛋白质或核酸的天然构象重建，以使该分子恢复其原始功能。举个例子，在用大肠杆菌生产胰岛素的过程中，胰岛素原在大肠杆菌内积累后形成包涵体（就是蛋白太多挤成一坨），包涵体是不溶解且不能发挥正常功能的，因此需要通过复性的过程，使其成为具有天然构象的蛋白结构。这个过程往往需要纯化包涵体后在还原条件下变性展开，然后在适宜的溶质浓度（往往用到尿素）条件下重新折叠成为天然构象。

不同蛋白质的复性条件和过程往往差异较大，需要单独摸索，且并不是所有蛋白都能复性成功。往往较小的非跨膜蛋白比较容易复性，甚至有些蛋白复性能力太强，给生物学研究和卫生带来困扰——比如RNA酶就很难通过水中加热的方法去除，而朊病毒蛋白具有超强的耐热和抗变性能力，给污染治理带来困难。

图：血红蛋白的结构。每一个蛋白质就是一个精妙的分子机器，发挥特定生物学功能

“我把鸡蛋的所有蛋白都复性了，鸡蛋不就返生了吗？”

一辆车有上万个零件，每个零件都好使的情况下，凑到一起就能开吗？

并不能。需要组装成有机整体才可以（我有些可爱的学生，没有360就不知道从哪里打开U盘）。一个细胞有上千种蛋白质、上万个基因，有复杂的DNA折叠封装体系（染色质），还有胞内区室化膜结构（有膜细胞器）、细胞骨架、细胞膜、胞外基质等等等等。其中膜结构（脂质双分子层）相对来说比蛋白质更脆弱。比如细胞冻存过程中，需要注意的一条就是避免冰晶产生所导致的膜结构破坏。

图：细胞质基质也不是清汤寡水，也是含有多种蛋白质的高度有序结构

“那我发明一个超级3D打印机，按照生鸡蛋的分子结构打印一个鸡蛋！”

这个思路听起来很科幻，但的确是生物学发展的一个方向哦。

设想一下，我们培养各种细胞，然后按照组织器官的结构来用细胞打印一个器官，完事儿就可以用于器官移植了。注意，这里的材料是细胞，而不是分子或原子。细胞是生命活动的基本单位，如果想以分子或原子作为材料，打印一个活细胞，嗯，您还是考虑发明时光机器吧。您会修车不代表会造车不是？况且细胞的产生可远比造车复杂得多。

生物学家普遍认为，生物只能源于生物，非生命物质绝对不能随时自发地产生新生命，这就是生源论“Biogenesis”，即便是合成生物学，也是在已有的生物实体上进行改造的。

听说，回答“能”的那个人已经接到警方通知要求配合调查了。

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