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新冠病毒自白:我的死敌,以毒攻毒的mRNA疫苗,青出于蓝而胜于蓝

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美国总统打算要独占德国公司CureVac将要研发的新冠病毒疫苗,德国公司BioNTech旗下的新冠病毒疫苗还没正式启动,就先后得到中国复星和美国辉瑞的巨额资金投入,美国公司Moderna抢先宣布,自己研发的新冠病毒疫苗已经进入临床试验阶段……其实以上三家生物科技公司都在研发同一种新冠病毒疫苗,那就是mRNA疫苗。

在介绍mRNA疫苗为何如此受到全球瞩目之前,先来简单普及一下新冠病毒的基本知识——简单说就一句话,新冠病毒是最大的RNA病毒之一。大家注意到没有,RNA病毒,mRNA疫苗,都和关键词RNA密切相关,其中奥妙,详解如下。

今年以来有几桩陈年旧案沉冤得雪,比如已经历时28年的南医大悬案,最终破案靠的是DNA鉴定技术。还有大家经常在影视剧里看到的亲子鉴定情节,靠的也是DNA鉴定技术。地球上每个人的DNA都是独一无二的,DNA可以把每个人的遗传基因,都全部完整地表达出来。那和DNA一字之差的RNA又是个什么东东呢,俗话说“没有比较就没有鉴别”,下面咱们就来比较一下DNA和RNA。一、DNA学名脱氧核糖核酸,RNA学名核糖核酸。二、DNA是双链螺旋结构,RNA是单链结构。三、DNA结构性质相对稳定,复制过程中不容易发生基因变异。RNA结构性质相对不稳定,复制过程中相对容易发生基因变异。四、DNA复制的时候如果出错,通常会有基因修复。RNA复制的时候如果出错,几乎没有基因修复。

所以,像人类这么高大上的智慧生物,自然会选择DNA这种稳定的遗传物质来繁衍生息,而像新冠病毒这样不入流的低等生物,也就只配靠RNA来开枝散叶了。不过呢,虽然人类的遗传基因载体是DNA,但是人类DNA在复制的过程中,却离不开RNA,说得再详细点,离不开mRNA,这又是为什么呢?不是说DNA稳定不容易出错,出错还可以修复,RNA不稳定容易出错,出错还不能修复的吗?是的,就是因为RNA不稳定,所以才离不开。

人体细胞的DNA存在于细胞核里,而基因复制工厂核糖体存在于细胞质里,DNA作为遗传物质,不能离开细胞核进入细胞质。所以,人体细胞要进行基因复制的时候,DNA先是解开自己稳定的双链螺旋结构,然后以自己的一条单链(DNA两条单链结构互补)为模板,对应生成一个单链RNA,这个过程被称之为“DNA转录RNA”。然后这个转录生成的单链RNA,就可以离开细胞核进入细胞质,然后在核糖体以自己为模板进行基因复制工作了。由于单链RNA结构性质不稳定,在完成了基因复制工作之后,这个RNA并不会在细胞质里存在多长时间,就会被降解掉,就如同“悄悄的我走了,正如我悄悄的来;我挥一挥衣袖,不带走一片云彩”。

如果打个比较形象的比喻,那就是DNA用智能摄像头给自己拍了一张3D侧身照RNA,然后把这张3D照片用微信发给了智能3D打印机核糖体,同时注明“阅后即焚”。核糖体收到3D照片RNA以后,就以RNA为模板把DNA的侧身像给3D打印出来,之后再把照片销毁。由于RNA在这个过程中扮演了一个信使的角色,所以被称作message RNA,简称mRNA,记得是“阅后即焚”哦。

RNA病毒发现了人类DNA基因复制过程中的漏洞,就是核糖体会以mRNA为模板来复制遗传基因,于是就想方设法钻进人体细胞的细胞质里,然后冒充mRNA让基因复制工厂核糖体,来批量复制自己的遗传基因而不是人类的遗传基因。而mRNA疫苗也是利用和RNA病毒同样的机制进入人体细胞,只是mRNA疫苗的目的是让人类的免疫系统尽早地发现自己,尽快地堵上RNA病毒进入人体细胞的漏洞。以毒攻毒,青出于蓝,不知道大家是否同意呢?

参考文献:

Schlake T, Thess A, Fotin-Mleczek M, et al. Developing mRNA-vaccine technologies[J]. RNA biology, 2012, 9(11): 1319-1330.

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