在未来的医学上,细胞生物学是一门大有前途的学科,同处于早期阶段的细菌学一样。
我爱好的研究项目是细胞融合。以往我总认为,一切生物体中细胞当然是最排外的实体,而当我得知会发生下述情况时不禁大吃一惊:在有些情况下,两个不同的细胞彼此接触时,接触部位的细胞膜组织会自行溶解,它们内部的物质会相互流通,接着各自的细胞核会融合一起,最后形成一个单一的细胞,周围裹着一层细胞膜,内含一个细胞核,成为两种动物所需的遗传信息。这是整个自然界最稀罕的事情之一。老鼠细胞会同人的细胞融合而成某种细胞杂种。令人更惊讶的是,杂交细胞还会分裂,产生新的杂交细胞群体。可以预料,这是一个难免有错的变化过程;当崭新的非自然细胞分裂时,它们往往趋向于抛弃这个或那个染色体,最终的一个细胞群体也许归复到这个或那个种系的遗传本性。但有时,这种杂种是稳定的;并不断复制这种兼备两重特性的怪物。
这种现象当然也有其实用和可迅速利用的一面,譬如形成抗体的淋巴细胞可以跟癌细胞融合。可是,这种现象还有更令人疑惑不解的一面。对此,人们除了惊叹之外,简直束手无策。条件确实是脑子里想出来的和人工制造出来的。在外面自然界里,细胞并不是生长在塑料长颈瓶内,也并非依照组织培养手册配出的配方来进行喂养的。而且,如果你想在大范围内观察细胞融合,就得加入某些病毒或将它们置于乙二醇溶液之中来改变细胞。
但从另一方面来想,则可能认为它是具有重大意义的。细胞趋于融合的倾向,也许体现出我们所有遗传性中最古老的倾向,它从三十亿年前地球上出现的第一代细胞通过DNA—直沿袭了下来。
对于最关键进化阶段,即从微生物向更高级进化的阶段(至少我们认为这是演变到“更高”的形态)是必须给予解释的:当时地球上所有物种都由相似于今日细菌之类的微小无核细胞(原核生物)组成的,演变到大得多的带核细胞(真核生物)——它们成了组成从海绵开始到此时我们人类等等后生动物的基本材料。
可以有一种解释那就是细胞融合。可以相信的是,两个或两个以上原核生物的组合,能被集合起来组成最初的原始真核生物,而同时产生共生参与者和专门细胞核结构两者的分工。此类现象在完全正常的细菌里则是很少见的,因为细菌是壁膜厚实的物质。但细菌有不时蜕去壁膜的习性,变成称之为“L型”的形态,体积一下子膨胀到原来的十倍,它们可塑性很强,壁膜很薄。
据我本人推测,膨胀了的壁膜较薄的细菌,可能是原始宿主细胞,其中已经渗入那时已变成细胞器的其他共生细菌。发生过类似此种情况,这是肯定的,原则上肯定如此。否则,我们就根本无法说明一切细胞内部存在着持续不断的和必不可少的线粒体,这种细微的细胞器使我们能用氧从食物中获取能量;也同样无法说明存在于植物细胞中的叶绿体,这种绿色细胞器利用太阳能量制造我们的食物。线粒体和叶绿体都被认为是古老细菌的直系后裔,它们很早很早已游入最初的带核细胞,此后就作为寄宿者长驻其间。
还有人提出这样的看法:在真核细胞开始自相聚合成群落,并继续朝向更复杂更高级的形态演变时,细胞的融合也起着重要的作用。完成有机体内必不可少的多种专门化细胞的途径之一,也许是从融合中衍生出来的杂交细胞开始的,因为它们具有多种多样的基因,它们需要这些基因来起各不相同的作用,并具备专门的新陈代谢作用的能力。
上述现象,如确实在早先发生过的,那就不难把细胞融合解释为活细胞的一种长期固定下来的倾向。以此推之,这也是同整个动物界(包括像我们现代的人类那么发达的动物)所具有的遗传倾向一致的:整个动物世界处于共生的联系之中,相互依赖,共同生存,犹如蟹与海葵,犹如豆科植物与根瘤细菌。细胞融合也可隐喻整个宇宙的实际活动:我们的生活就是我们这个行星的活动的几个组成部分,促使各部分相互配合的,就是大自然里蕴藏着的那种原动力。
[Newsweek 1979年3月20日第45页]