《三思科学》电子杂志
第五期，2001年11月1日

目　　录
封面

封面故事
[Odd Genius]玻色－爱因斯坦凝聚

新闻
[柯南]使命：火星奥德赛
[柯南]小镇的气候彩票
[碧声]日本与诺贝尔奖
[碧声]鼠疫、河豚及其它

求知
[异调]帽子颜色问题
[九歌]寄　生
[九歌]鸟　巢
[柯南]证明地球转动的摆
[小江]循证医学与Cochrane协作网

译述
自然：审视诺贝尔奖
科学美国人：谎言鉴别
上帝与进化可以得兼吗？

观点
[刘华杰]最新中国公众科学素养
　　　　数据点评
一、一个半男人接近一个女人  
二、农民职业当下可以忽略不计
三、提高公众科学素养的两条途径
[周志远]生物武器和人类的未来
[碧声]科学地解决伦理问题

历史
[异调]ENIGMA的兴亡（三上）
[碧声]讲述石头与骨头的故事

辨伪
[方舟子]人体自燃是真是假？

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三思科学杂志社
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三思言论集
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　鼠疫、河豚及其它
　——生物基因组测序的一些新进展

　　　　　　 碧声
　　

　　从理论和技术上而言，生物基因组测序已经近乎成了一种例行公事的
工作，尽管相对于繁杂的生物界来说还只是刚刚起步。１０月份有多个研
究小组报告说，他们分别在鼠疫杆菌、沙门氏菌、河豚以及人类染色体着
丝粒的基因组测序方面取得了成绩。

　　　　　　　　　黑死病的黑色秘密



　《鼠疫》，by Arnold Boecklin 
　　１３４６年，有消息传到欧洲说，亚
洲爆发大规模瘟疫，丝绸之路一带部分地
区已成为死城。这并未给欧洲人带来任何
触动，在他们心目中，亚洲是异教徒的世
界，所遭受的一切没理由降临在欧洲头上。
然而，当几艘满载死亡的商船回到西西里
时，鼠疫毫不留情地在欧洲登陆了。这场
称为黑死病的恶梦，是鼠疫在人类史上最
疯狂的作为之一。
　　英国剑桥SANGER中心的科学家在４
日的《自然》杂志上说，他们绘制出了鼠
疫杆菌Yersinia pestis的基因组图谱，试图
揭开了这场恶梦最黑暗的秘密。
　　他们测序的菌株名称为C092，是从一位1992年死于肺炎型鼠疫的人身
上收集的。研究发现，这一菌株的染色体约包含465万个碱基对， 其中约
3.7%的序列是重复的，还有约150个已经不起作用的假基因， 以及一些可
能导致疾病的染色体片断。基因组特征表明，鼠疫杆菌在进化过程中曾经
频繁地从其它微生物上“偷取”新的基因，本身的染色体片断也经常发生
重组。这些过程可能是病菌迅速进化的关键。
　　科学家认为，鼠疫杆菌是由一种生活在动物肠道、危害性相对较小的
微生物——假结核耶尔森氏菌Y. pseudotuberculosis进化来的，产生的历史
只有几千年。虽然在历史上总共夺去了约２亿人的生命，鼠疫杆菌并不是
为毁灭人类而生的。它主要生活在老鼠身上，通过跳蚤在老鼠之间传播。
不幸的是跳蚤还要咬人，人染上病之后，又有新的跳蚤来帮助传播，肺炎
型鼠疫更可以通过人呼出的飞沫传播给其它人，于是……我们并不处在鼠
疫杆菌的主要生活路途上，只是它偶尔绕到界外时的牺牲品罢了，冤啊。

　　　　　　　　　沙门氏菌：两个比一个好　　

　　两种生物如果在生物分类上被归入一个种，想必是非常亲近的了。伤
寒沙门氏菌Salmonella Typhi和鼠伤寒沙门氏菌Salmonella Typhimurium这两
个名字，看起来也够像的。不过，它们的行为大不相同，基因序列也没有
那么像。


伤寒沙门氏菌

鼠伤寒沙门氏菌

　　伤寒沙门氏菌只感染人类，损害肝、脾和骨髓，每年导致1600万人生
病，60万人死掉，由于越来越多菌株具有抗药性，情况可能变得更糟。鼠
伤寒沙门氏菌对生活环境不那么挑剔，几乎可感染一切地上走的或爬的活
物，在人类身上造成的症状一般是食物中毒（爱吃生鸡蛋的人小心），听
起来好像没有伤寒那么可怕，但一些科学家认为它的威胁更大，由此造成
的食物中毒事件实际发生数目比报告数目可能多出30倍，每年有上亿人感
染，死亡人数比伤寒沙门氏菌多出一倍，主要是婴幼儿和老人。
　　剑桥SANGER中心——还是这个中心，连项目的领导者也跟上面的鼠
疫杆菌是同一人——从越南弄来了一种能够抵抗多种抗生素的伤寒沙门氏
菌菌株。测序发现，它的基因组里有200多个假基因， 它们一度起过作用，
但在病菌适应人体生活环境的过程中被抛弃了——而这也可能把它逼上了
进化的死角。科学家希望，这种单一的口味会使它比较容易对付，只要阻
断它感染人类的途径，就有希望根除这种疾病。在此之前，根据基因组也
可以设计出更好的疫苗和诊断方法。由于伤寒的症与疟疾和登革热等病相
似，很容易搞混。
　　美国SIDNEY KIMMEL癌症中心的科学家对鼠伤寒沙门氏菌进行测序，
发现它的假基因比伤寒沙门氏菌少得多，只有40多个。此外，两种病菌还
各自拥有几百个对方所不具备的基因。对于同属一种的两种生物来说，这
种差异足够让人惊诧。已知的肠道沙门氏菌有2000种之多，有几种已经在
测序中，届时大家彼此对照起来看，就更有意思了。

　　　　　　　　　　　　河豚与人　　

　　是要培育更美味的无毒转基因河豚吗……好像不是。美国、新加坡和
英国多家机构合作，花费一年时间绘出了河豚的基因组草图，据说主要目
的并非渔业，而是要作为在人类基因组里寻找基因的参考。



　　人类基因组共有30亿个碱基对，其中充满了没用的垃圾片断和假基因。
全世界庆贺的“工作草图”之诞生，只是把30亿个碱基对“字母”分别读
出来了而已。分析基因的工作则相当于揣摩这些字母拼凑起来的含义，比
读字母更费力。
　　河豚的基因组大小为人类的1/8，共3.65亿个碱基对。 其中一些控制基
因如何制造蛋白质的关键DNA序列与人类很像——虽然我们跟这盘美味的
菜已经分家了4.5亿年了——因此，分析河豚的基因会容易一些，并可为分
析人类基因提供参考。比方说，什么基因控制河豚的鳍怎么长，或许也有
对应的基因控制我们的腿脚怎么长。
　　这次报告的河豚基因组草图覆盖率约为99%。 科学家希望在2002年初
拿出一个初步的分析报告。目前科学界估计河豚的基因数目为3.5~4万，人
类基因数目为3~4万。初步分析完毕之后，或许会有新的见解。

　　　　　　　　　　　　超高难度拼图

　　今年２月份，“人类基因组计划”公布了对人类基因组草图的初步分
析结果。热烈的气氛中，有一个秘密被掩盖了：染色体的核心部分尚未被
触及。１０月份，人类染色体最为高深莫测的部分之一——着丝粒的DNA
序列开始浮出水面。



　　在细胞分裂的中期，每一染色体都由两条染色单体组成，连接它们的
部位称为着丝粒（centromere）。如上图所示，着丝粒基本上就是一个“Ｘ”
形的染色体的“腰部”，它对于细胞分裂过程非常重要。如果着丝粒出了
毛病，可能导致癌症。
　　不幸的是，着丝粒的DNA序列重复率太高了，也就是说，在不同区域
选取片断，得到的序列都差不多，这样就很难准确地把整个序列绘制出来。
玩过拼图的人都知道，如果分成的块数少、图案各部分差别很大，这样的
拼图就比较容易。如果把一张干净“雪地”或“蓝天”切成几百小块，将
令人无比头痛。
　　美国CASE WESTERN RESERVE大学的科学家痛苦地完成了一张这样
的拼图——绘出了人类Ｘ染色体的着丝粒DNA序列。他们说，着丝粒DNA
里有一个反复出现的、由171个字母组成的序列，称为“α 卫星DNA”。
他们仔细地寻找这个序列每次重复时的极微小差别，终于拼出了一个着丝
粒。不过图像还不十分完整，有一些所含基因数量极少的重复序列还没搞
清楚。
　　现在人们对着丝粒的工作机理也所知寥寥。不同生物的对应基因是相
似的，但微生物、植物和动物的着丝粒差别却很大。这也许表明，着丝粒
的DNA序列并不那么重要， 其DNA与蛋白质结合形成三维结构的方式才
是着丝粒的关键？



剑桥SANGER中心的新闻发布网页　　　　SIDNEY KIMMEL癌症中心的网页
CASE WESTERN RESERVE大学WILLARD实验室　　　关于河豚基因测序的消息