美国海军研究实验室(NRL)的生物物理学家戴维 · 斯腾格(David Stenger)对“精密的园艺”产生了强烈的爱好。但是,根本不要期望从他的菜园里,得到什么品质好的番茄。因为,他和同事们在其作为菜地的培养皿中,生长的却是细胞。他们把表面化学和根据微电子学修改的制作技术结合起来,设计出分子土壤,以便细胞有可靠的地方“着根”和生长。
斯腾格和国际应用科学公司的化学家詹姆士 · 希克曼(James Hickman)及其同事们,他们和其他人在精密的网状结构中,把细胞组织化,希望为基础科学和技术创造出一整套装置,作为扩大神经细胞的工具,以便更精确地控制其习性和相互作用,这种网状结构可以作为神经科学的试验基座,还可仿制人体内微管的有机生长模式。这些细胞的人工组合体,也能在医学上担任角色——作为治疗创伤的一种泡沫状的多孔网纱。
生物学独有的人工细胞组是个好主意。举例来说,当其发育时,细胞随着分子动作,好像照亮了的通道,直接把细胞移送到正常的位置。科学家们已经知进利用多聚赖氨酸和纤维结合素等物质模拟表面,粗略地控制偏移的培养细胞,上述物质在细胞表面上,能和分子相互作用。斯腾格、希克曼和同事们,在1992年10月21日的《美国化学学会月刊》上,称之为哺乳动物神经和内皮细胞粘附和生长的精密几何形状控制。在一份引人注目的报告中,研究者们报道说他们把细胞亲合分子,放入具有精确测定时间细微导线的回忆装置中,然后观察老鼠的海马细胞把自己缝合到网眼的节上,并沿着它的线索生长神经突。
例如马林公司在1992年1月,就开始给斯腾格及其同事仿制“成神经细胞瘤细胞”可能性的试验提供资金,这是对一批动物作毒性反应,作为化学战和生物战制剂的灵敏元件。细胞下面直接排列细小的电极和其他检测器,用来记录细胞行为中有关毒素的变化。与此同时,海军研究机构还支持斯腾格小组去研究单神经元的类计算机特点,单神经元能够整合和处理许多输入信号,而在NRL和科梅尔大学和斯腾格小组一道研究的工作人员发展了在人造血管网状结构中,预先形成内皮细胞的方法。其目的在于把这些人造血管的网状结构,织入生物能够降解的聚合物中,以便形成一种预先血管化的类皮肤材料,用来治疗灼伤和其它严重的创伤。
斯腾格和他的许多同事们并未垄断细胞园艺事业。南伊利诺斯大学医学院和伊利诺斯大学的细胞生物学家格雷戈里 · 布鲁尔(Gregory Brewer)及布鲁斯 · 惠勒(Bruce Wheeler)希望这些细胞网状结构,将有助于阐明神经元微小的定向行为。布鲁尔说,科学家们已经掌握了用来监控整个大脑活动的EEG记录器和对单神经元进行监听的微电极。接着他又说,但是借助神经元生长的网状结构,“我们现在已能在这些‘大脑构造’水平之间进行研究。”
看来,细胞园艺将有希望获得丰收。
[李大卫译自1992年11月13日]
地球周围的火山镜
皮纳图博(Pinatubo)火山喷发后卫星测量数据的分析工作已经获得了第一个毋庸置疑的证据,证实了火山喷发形成的碎屑使地球大气层更强烈地反射太阳光,从而使气候变冷。
长期以来,科学家们在理论上一直认为,火山喷发产生的疏在大气层中会产生小的硫酸液滴,这些液滴能把太阳光反射固宇宙空间。但是自从1976年以来,直到1991年6月的皮纳图博火山喷发之前,卫星测量工作一直没有获得可证实这种影响的充分证据。该次的皮纳图博火山喷发是本世纪中最强烈的火山喷发之一。位于Hampton. Va. 的美国宇航局朗里(Langley)研究中心的帕去克 · 米内斯(Patrick Minnis)及其同事在3月5日的“SCIENCE”上报告说,在火山喷发后的数月里,地球射线探测卫星上的仪器探测到被地球大气层反射的太阳光增强了3.8%。这次反射光的显著增强暂时使地球表面温度下降了0.5℃。
[李冰译自Science News. 1993年3月13日]