科学成果的三个层次

最近一期<Trends in Cell Biology>发表了一篇悼念Richard Pagano的文章。里面提到了科学成果的三个层次：有的科学成果很短命，被别人提几年以后，就烟消云散；有的科学成果被写入教科书；最好的科学成果可以成为科学思想和科学实验的基础和框架。（Some science is ephemeral, cited for a few years and then forgotten. Some science is incorporated into textbooks. The best science becomes part of the texture and framework of scientific thought and experiment.）

这位作者对科学成果的定义还是挺高的。估计少于1%实验室可以达到第二层次，少于0.1%实验室可以达到第三层次。

                           

                                            癌细胞的断裂式进化

癌细胞与正常细胞行为不一样的主要原因是癌细胞基因组里有一些突变。最近几年发展起来的新测序技术在成本和速度上都有很大的突破，癌症研究工作者可以通过比较不同癌细胞和正常细胞的基因组，得知癌细胞的突变基因，同时也可以了解这些突变产生聚集的过程。按照目前流行的观点，癌细胞的基因突变是需要比较长的时间逐步累积起来的。

最近一期《细胞》的一项研究却改变了这种看法，他们发现，在2-3%的癌细胞基因组，几十个甚至几百个DNA断裂重排（基因突变的一种形式）可能是一次性产生的。虽然没有直接的证据，但通过基因组的比较，作者认为，对于某些癌细胞，“一次性产生突变模型”比“累积产生突变模型”更符合实验数据。

 

Stephens et al.,2011

如果“一次性产生突变模型”是正确的，那么基因组的可变性的尺度就比我们原来想象的要大得多。还有一个有趣的问题是：神马因素导致了癌细胞基因组的一次性巨变？

这个研究结果也让我联想到了另一个巨变：寒武纪生物大爆发。生物的进化不是连续渐进的，而是“断裂式”的，在某个关节点上，会出现大爆炸，一下子产生很多新物种。但我们还不知道是什么外力导致了这种大爆发，也不知道这个大爆发遵循什么样的规律。

经典的遗传学认为，生物的进化是在遗传和变异中进行的。遗传是基础，可以保证基因比较稳定地代代相传；突变是动力，正是突变的累积，导致了能适应环境的新物种的产生。要解释生物大爆发，我们就要知道基因组突变的尺度有多大。会不会基因组在演化到一定的临界值的时候，能一次性地发生大量的突变？

癌细胞是由正常细胞“叛变”而成的。通过改变自己的基因，癌细胞在突破了细胞自身的监控和免疫系统的监控以后，另立门户，占山为王。这也是一个短暂而且剧烈的进化过程。对这个过程的研究也许会对生物个体的进化的研究有所启发。

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