出品:科普中國(guó)
制作:蘇澄宇
監(jiān)制:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
昨天有一個(gè)大新聞,《寫真地理》這本雜志上發(fā)了一篇論文,有人通過超心理意識(shí)能量方法把熟雞蛋變生雞蛋,還孵出來了……
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這事聽起來就很扯,看了論文之后覺得更扯。整個(gè)論文結(jié)構(gòu)都是有問題的,沒有實(shí)驗(yàn)背景,沒有假設(shè),沒有討論,結(jié)果還拋出了一堆匪夷所思的問題……
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最重要的是,關(guān)于實(shí)驗(yàn)怎么做的,論文里寫得一塌糊涂。實(shí)驗(yàn)過程中挑雞蛋、煮雞蛋的事都寫了(其實(shí)你不寫我也知道怎么操作),但實(shí)驗(yàn)里最關(guān)鍵的一點(diǎn),超心理意識(shí)該如何操作的,一點(diǎn)沒說,就五個(gè)字“超心理意識(shí)”一筆帶過。
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如果你這是科學(xué)論文的話,起碼得寫清楚“超心理意識(shí)”怎么做吧(狗頭jpg),比如心里應(yīng)該想些什么,想多久,口中不是要念一些咒語(yǔ),要不要閉眼,心理能量如何測(cè)定之類的……這些信息一個(gè)沒有,壓根就沒法復(fù)現(xiàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn),光這點(diǎn)就很不科學(xué)。
更別說什么對(duì)照實(shí)驗(yàn)、控制變量、統(tǒng)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)了、差異是否顯著……一個(gè)數(shù)都沒有,就直接說觀察到雞蛋從固體變液體,所以復(fù)生了……
這事壓根跟科學(xué)沾不上邊。
不過在2015年,倒是有一個(gè)科學(xué)新聞,說一個(gè)科學(xué)家“復(fù)生”了熟雞蛋,不僅發(fā)了正兒八經(jīng)的學(xué)術(shù)論文,還得了當(dāng)年搞笑諾貝爾獎(jiǎng)……這是咋回事?
這是當(dāng)時(shí)的新聞報(bào)道:
圖源:中國(guó)食品學(xué)報(bào)
圖源:天天愛科學(xué)
圖源:生物探索
然后筆者去看了論文,發(fā)現(xiàn)了讓雞蛋“變生”的“秘密”,是科學(xué)的秘密。
讓雞蛋復(fù)生的科學(xué)家 Stephan Kudlacek 圖源:Steve Zylius / UC Irvine
在介紹科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)方法前,得先說明一些東西。
首先,這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的并不是簡(jiǎn)單地讓熟雞蛋變生,那也太沒意義了,科學(xué)家之所以做這個(gè)實(shí)驗(yàn),是想研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是否可以復(fù)原。
其次,把雞蛋煮熟,本質(zhì)上就是讓蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)本質(zhì)上就是由氨基酸組成的鏈條,這個(gè)鏈條被稱為肽鏈。鏈條可以纏繞成各種形態(tài),而變性則是讓它改變結(jié)構(gòu),徹底把肽鏈給打散了。
不同時(shí)常加熱下的雞蛋內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化 圖源:The Stay at Home Chef
讓蛋白質(zhì)變性的方法有很多,比如加強(qiáng)酸、加強(qiáng)堿、加尿素、紫外線照射、X光線照射、超聲波、攪拌……高溫加熱只是讓蛋白質(zhì)變性的方法之一。
因?yàn)榧訜岜绕渌椒ㄈ菀椎枚嗟枚啵細(xì)庠?、電磁爐、原始一點(diǎn)燒木頭、燒炭都行,畢竟史前人類就是這么燒烤食物的,所以普通家庭里都會(huì)用高溫加熱的方法來讓蛋白質(zhì)變性。當(dāng)然如果你不嫌麻煩或者奇怪的口味,以及你可以弄的到強(qiáng)酸、強(qiáng)堿這類特殊材料的話,你可以用上述其他方法來使蛋白質(zhì)變性。
在加熱之前,生雞蛋里的蛋白質(zhì)通過氫鍵精確地折疊成結(jié)狀結(jié)構(gòu)。加熱之后,大量的熱能傳遞到雞蛋里,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的那些氫鍵被打破,鏈條被拆開,形成各種小的肽鏈或氨基酸。
它們會(huì)隨意地移動(dòng),會(huì)相互碰撞,然后形成全新的氫鍵。隨著加熱時(shí)間的推移,越來越多的氫鍵形成,被固定在了一起,只不過結(jié)構(gòu)和之前完全不一樣了,而且亂成了一團(tuán)麻。從肉眼看來,就是一灘液體變成固體了。
蛋白質(zhì)加熱變性的過程 圖源:science.org
煮熟雞蛋之后,科學(xué)家怎么“復(fù)生”|呢?
第一步,加一些水和尿素。
前面如果你仔細(xì)看文章的話,你會(huì)發(fā)現(xiàn)我介紹讓蛋白質(zhì)變性的方法時(shí)候說到了尿素(Urea)。尿素和加熱原理類似,破壞蛋白質(zhì)的氫鍵,最終達(dá)到重組蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的目的。尿素的味道并不可能好,所以如果你真的打算做這個(gè)實(shí)驗(yàn),可能復(fù)生的雞蛋在煮熟會(huì)很難吃。
尿素讓蛋白質(zhì)變性的過程 圖源:pubs.rsc.org 尿素讓蛋白質(zhì)變性的過程 圖源:pubs.rsc.org
先把煮熟的雞蛋切成小塊,然后加入尿素,加入尿素之后,原本亂成麻的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)又被打散了,肉眼看到的就是固體的雞蛋變成稀拉拉的一片,所謂的懸濁液。然后把懸濁液溶入水中。
但現(xiàn)在只是把原本固定的結(jié)構(gòu)打散了,并沒有折疊成生雞蛋原來的形狀。
第二步:高速旋轉(zhuǎn)
這一步基本上普通人是做不到的。這不是隨便拿個(gè)搖搖杯就可以達(dá)到的旋轉(zhuǎn)速度,這里的高速旋轉(zhuǎn)是指每分鐘5000轉(zhuǎn)。這有多快?普通吊扇的轉(zhuǎn)速就每分鐘150-600轉(zhuǎn),更快點(diǎn)的排氣扇也就每分鐘1000-3000轉(zhuǎn)。所以你如果想徒手達(dá)到“高速旋轉(zhuǎn)”的話,前提你得有鋼鐵俠的裝備。而且不光是有轉(zhuǎn)速就夠了,還得很好的控制不同組分在連續(xù)流動(dòng)下的轉(zhuǎn)速。
科學(xué)家雖然也不能徒手高速旋轉(zhuǎn),但他們有實(shí)驗(yàn)室呀(有錢的實(shí)驗(yàn)室)。實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)備長(zhǎng)下面這樣,一個(gè)高速渦流裝置(The Vortex Fluidic Device ,VFD)。這也不是Weiss 自己實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備,是從另一個(gè)科學(xué)家 Colin Raston 借過來的。
圖源:Gregory Weiss
接下來,把尿素和蛋白質(zhì)的液態(tài)混合物放了進(jìn)去,以每分鐘5000轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)了5分鐘。高速旋轉(zhuǎn)下,液態(tài)混合物被離心力甩到玻璃管上,擴(kuò)散成一個(gè)非常薄的膜?;旌衔镏锌拷鈧?cè)的組分旋轉(zhuǎn)的速度比內(nèi)側(cè)組分要快,不同組分之間的速度差異產(chǎn)生了剪切應(yīng)力,導(dǎo)致這些蛋白質(zhì)反復(fù)拉伸和收縮,就像拉橡皮筋一樣。
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VFD工作過程 圖源:文獻(xiàn)1
結(jié)果就是,科學(xué)家通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn),他們恢復(fù)了雞蛋中其中一種蛋白質(zhì)85%的結(jié)構(gòu),也就是說恢復(fù)了活性。這種蛋白質(zhì)是雞蛋清里的,名為溶菌酶(lysozyme)。注意,這里只是恢復(fù)了雞蛋中一種蛋白質(zhì)的活性,而且還是85%。
溶菌酶的結(jié)構(gòu) 圖源:C&EN - American Chemical Society
所以整個(gè)研究中科學(xué)家并沒有做到把熟雞蛋變成生雞蛋,而只是把熟雞蛋中一種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)原了85%。研究的意義也只是在于重構(gòu)蛋白質(zhì)活性,而非把熟雞蛋變生雞蛋。
因?yàn)椴煌牡鞍踪|(zhì)需要不同的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)時(shí)間……另外,蛋白質(zhì)分子量越大,恢復(fù)活性的難度就越大。所以在同一個(gè)設(shè)備下用同一個(gè)處理參數(shù)對(duì)蛋清進(jìn)行處理,只能恢復(fù)一種蛋白質(zhì)的活性。
這只是科學(xué)家在論文里做的概括性比喻,出現(xiàn)在摘要里:uncooking egg。
圖源:參考文獻(xiàn)1
原論文標(biāo)題翻譯過來跟雞蛋一點(diǎn)關(guān)系都沒有:剪切應(yīng)力介導(dǎo)的聚集體和包涵體的重折疊。新聞引用論文的時(shí)候如果直接用了這科學(xué)標(biāo)題,八成都沒人看了。
看完這篇文章,你應(yīng)該知道什么才是真正的科學(xué)了。
參考文獻(xiàn):
1.Yuan T Z, Ormonde C F G, Kudlacek S T, et al. Shear‐Stress‐Mediated Refolding of Proteins from Aggregates and Inclusion BodiesJ. ChemBioChem, 2015, 16(3): 393-396.