螺貝類是海洋生物族群中最大的一群,對(duì)人類而言,在它們繽紛而美麗的外表下,卻有可能隱藏著致命的殺機(jī),而芋螺就是螺貝類海洋殺手中的佼佼者。
這種具有雅致外表的生物具有特殊的毒液系統(tǒng),令它足以在危機(jī)四伏、物競(jìng)天擇的大自然中得以屹立不倒。一直以來(lái),對(duì)于人類而言,它的毒液都是徹底的噩夢(mèng),直到有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),從中可以提取出優(yōu)秀的止痛藥。
來(lái)自海邊的芋螺愛好者
目前世界上發(fā)現(xiàn)的芋螺大約有600多種,主要分布在印度-太平洋附近、熱帶或亞熱帶的海域。菲律賓籍化學(xué)家奧利維拉(Baldomero Olivera)從小長(zhǎng)大的家鄉(xiāng),也在芋螺的生長(zhǎng)地內(nèi)。
上世紀(jì)四十年代,當(dāng)奧利維拉還是個(gè)小男孩的時(shí)候,他最大的愛好,就是收藏市集上便宜、但又小巧美麗的芋螺貝殼。但在那個(gè)時(shí)候,他還不知道這些貝殼背后的致命殺機(jī)。
芋螺平時(shí)喜歡藏匿在潮間帶的砂礫、石堆或珊瑚礁中,到了夜晚就會(huì)出來(lái)捕食。這些習(xí)性讓它非常容易和沿海地區(qū)的居民狹路相逢。芋螺有著非常陰險(xiǎn)的捕食習(xí)慣和與之配套的捕食器官,它們的口部長(zhǎng)有幾排密集排列的秘密武器“齒舌”,它們呈中空的刺狀。
一只被同類殺死的芋螺,放大可見飛箭一樣的齒舌
想要進(jìn)攻時(shí),芋螺會(huì)先在毒腺里生成毒液,一次裝填一根齒舌,將它變成劇毒的飛箭并裝填在特化的長(zhǎng)吻上。芋螺先悄悄靠近獵物,利用長(zhǎng)吻吸引獵物的注意,之后迅速將尖端的齒舌刺入目標(biāo)體內(nèi),待它們死亡或麻痹后再捕食。
這些毒液對(duì)人類同樣也是致命的,手指頭大小的芋螺就足以讓一個(gè)成年男子喪命。有許多漁民及貝殼愛好的收集者,在撿拾或捕獲芋螺時(shí),不慎被刺傷甚至毒死的案例。
那些海岸邊的悲劇在奧利維拉心中留下了難以磨滅的記憶,而正因此,他從青少年時(shí)代就立志要找出那些漁民喪命的原因。1960年,19歲的奧利維拉從菲律賓大學(xué)畢業(yè),之后遠(yuǎn)赴美國(guó)讀博。60年代末,他在斯坦福讀博士后的時(shí)候,終于實(shí)現(xiàn)了兒時(shí)的愿望,開始系統(tǒng)地研究芋螺。
二十年如一日
完成博士后研究后,奧利維拉受聘到猶他大學(xué)當(dāng)生物化學(xué)教授,在這里擁有了自己的實(shí)驗(yàn)室。他從芋螺中提取出毒液,希望能夠找出毒液致死的原因。
這一研究,就花了二十年。1990年,奧利維拉的研究成果被作為封面文章刊登在頂尖雜志《科學(xué)》上。芋螺毒液中含有幾百種不同的短鏈勝肽,它們多半具有神經(jīng)毒性,作用的位置廣泛,能結(jié)合細(xì)胞膜上各種神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)及接受器或離子通道,進(jìn)而干擾神經(jīng)或細(xì)胞間信號(hào)的傳遞,使獵物的神經(jīng)、肌肉及心臟都造成傷害。
奧利維拉的研究揭示了不同毒素的作用位點(diǎn),令特效藥的開發(fā)成為可能。如今,假如不幸被芋螺咬傷,只要及時(shí)就醫(yī),悲劇就不會(huì)再重現(xiàn)。除此之外,他的研究也令豐富了人類對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的認(rèn)知。憑著這些成果,奧利維拉獲得了不計(jì)其數(shù)的榮譽(yù),還于2009年當(dāng)選美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士。
一輩子研究螺貝類的奧利維拉(ibiology)
不過,在解決了危險(xiǎn)性問題后,奧利維拉對(duì)芋螺的研究并沒有停步。毒液中豐富的短鏈勝肽能夠精確地和特定的神經(jīng)位點(diǎn)結(jié)合,那它們是不是有能夠被收為己用、用于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛能呢?
奧利維拉開始研究這些毒素作為藥物的可能性,但他沒想到,他實(shí)驗(yàn)室里的一個(gè)毛頭小子竟然率先一步發(fā)現(xiàn)了寶物。
初出茅廬的高中生
這個(gè)毛頭小子名叫麥金托什(Michael McIntosh),1980年的夏天,剛剛高中畢業(yè)的麥金托什慕名來(lái)到奧利維拉的實(shí)驗(yàn)室,希望能夠在這里獲得實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)。
高中畢業(yè)的孩子,基本是什么也不懂的,只能一點(diǎn)點(diǎn)從頭教起。但很快,滿腔熱血的麥金托什就掌握了基本的實(shí)驗(yàn)方法,開始嘗試著提純芋螺毒液中的肽類。
他不停地排查,不停地提純,希望能夠找到一種特別的肽類。這個(gè)任務(wù)談何容易,時(shí)間一年一年地過去,在學(xué)業(yè)繁重的醫(yī)學(xué)院上課的同時(shí),麥金托什也依然堅(jiān)持這場(chǎng)看不到盡頭的持久戰(zhàn)。整整7年過去了,他真的找到了。
醫(yī)學(xué)博士畢業(yè)后,麥金托什成為了一位精神科醫(yī)生(hhmi.org)
這種特別的肽類名叫“齊考諾肽(Ziconotide)”,它的特別之處在于,它只阻斷神經(jīng)細(xì)胞上三種類型鈣通道的一種。這種名為“N型鈣通道”的通道掌握著一種特別的功能,它可以控制痛覺。
后續(xù)實(shí)驗(yàn)證明,齊考諾肽擁有極其驚人的止痛能力,效力是阿片類止痛藥的1000倍。阿片類藥物是從罌粟中提取的生物堿,其中最高級(jí)別的嗎啡常被用來(lái)治療晚期癌癥病人的重度癌痛,但阿片類藥物有一個(gè)嚴(yán)重的弱點(diǎn):它們?nèi)菀壮砂a,而且還有耐受性,用多了,止痛效果就會(huì)變差。對(duì)于晚期癌癥病人而言,減輕痛苦已經(jīng)是唯一的治療方案,如果連最強(qiáng)的嗎啡都不管用了,那他們真的是孤苦無(wú)援了。
而齊考諾肽則恰好填補(bǔ)了阿片類止痛藥的不足。它效力高,而且不會(huì)成癮、不會(huì)耐受。在多年的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床試驗(yàn)過后,它終于在2004年上市。曾經(jīng)是人類噩夢(mèng)的海洋殺手,在幾代人的努力下,如今已經(jīng)成為了寄托著無(wú)數(shù)病人希望的靈丹妙藥。
齊考諾肽成品及化學(xué)結(jié)構(gòu)
責(zé)任編輯:海凡
- 告別蠢鈍 綿羊?qū)嵙ψ宰C:我們還能認(rèn)出奧巴馬呢2017-11-10
- 人工智能是“助手”還是“對(duì)手”?人類工作會(huì)被取代嗎2017-11-02
- 日本將允許利用動(dòng)物培育人體器官的研究2017-10-26
- 科普:每天活動(dòng)半小時(shí) 死亡風(fēng)險(xiǎn)真能遠(yuǎn)離你2017-09-25
- 震驚!科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)食草恐龍不完全吃素 還能吃小龍蝦2017-09-25
- 福州市4個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)入選省工程研究中心2017-08-24
- 嘗試電子煙可能導(dǎo)致青少年吸傳統(tǒng)香煙2017-08-23
- 美國(guó)研究:超3000萬(wàn)個(gè)“好工作”不要求大學(xué)文憑2017-08-17
- 稀有棕熊傷人究竟該不該殺?意動(dòng)物組織:射殺是“冷血的處決”2017-08-17
- 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)可促心肌健康增厚2017-08-12
- 最新科技數(shù)碼 頻道推薦
- 進(jìn)入圖片頻道最新圖文
- 進(jìn)入視頻頻道最新視頻
- 一周熱點(diǎn)新聞
已有0人發(fā)表了評(píng)論