张佳欣

人类许 多重大的科学研究，皆源于对于未知的无比好奇心。这些曾被视 作“无用”的基础研究，后来却深刻地影响了整个世界。

从温泉中的嗜热菌到古菌的基因序列再到花瓣变白和陨石中铅同位素，七项基础研究在数十年后催生了聚合酶链式反应（PCR）、基因编辑、RNA干扰、核磁共振成像MRI、液晶显示、减肥新药和全球禁铅汽油等成果。它们证明真正推动人类进步的正是对科学未知的探索与坚守。

嗜热菌酶使得生命复制成为可能

1966 年夏天，在黄石公园的某个地方，美国印第安纳大学研究生哈德森·弗里兹采集了一些样品。他利用这些样本，在一个接近沸腾、含有高温蘑菇泉中的环境里培养出了某种细菌，并且证明它能在70℃的极端环境下依然顽强生长。三年后，这位学者与他的导师托马斯·布罗克正式描述并给这种细菌取了名字：水生热袍菌。1976年，科学家从这种细菌中分离出了一种耐高温、能在80℃下工作的酶——Taq DNA聚合酶。

1983年，美国化学家卡里·穆利斯发明了PCR技术，利用这一类耐高温酶能在短时间内将极微量的DNA扩增成上百万份拷贝。正是这项技术使DNA检测、疾病诊断和刑侦鉴定成为现实。从新冠病毒核酸检测到法医学DNA指纹识别，人类对生命密码的理解都要追溯到那勺来自温泉水源的一小部分水样。

这一技术标志着医学成像领域的新篇章的开始。

现代的磁共振成像是医院里最常用的检查技术之一，它能够提供一个对人体内部进行非侵入性扫描的能力，这得益于科学家在理解原子核“自旋”这一基本物理学原理的基础上所做的工作。

在20世纪30年代，美国的物理学家伊西多·拉比等人发现原子核会因自旋方向不同而出现能量级差异，并能吸收特定频率的电磁波，这就是著名的核磁共振现象。起初，这项研究主要用于化学实验室中的分子结构分析。到了20世纪70年代末，英国物理学家彼得·曼斯菲尔德和美国化学家保罗·劳特伯将这一原理应用于活体组织成像，成功创造出了MRI技术，私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596由此他们俩共同获得了2003年诺贝尔生理学或医学奖。

今天的MR不仅能够显 示心脏与肿瘤 的微小转变，还在神经学领域推出了功能性的磁共振成像(fMRI)技术，从而打开了全新的研究方式。这种由物理学引 导的探索最终改变了现代 医学检查和诊断的方法。

液晶的发明缘于一根胡萝卜的意外发现。

1888年，奥地利植物学家弗里德里希·雷尼策从胡萝卜根中提取出一种名为“胆固醇酯”的化合物，其中一种名叫“苯甲酸胆固醇酯”的晶体显示出奇异现象：该晶体在145℃时开始失去固态而保持蓝色，而直到178℃时才会失去其固态并变成无色。雷尼策将样本寄给了德国物理学家奥托·莱曼。

雷曼通过显微镜发现了介于液态与固态之间的全新状态，这种物质既能够流动又有晶体的光学特性。他系统研究了这一现象，并将之命名为液晶。起初，这一发现似乎无用。直到20世纪50年代，美国工程师对液晶进行重新研究并制造出首块液晶显示屏，才让液晶技术真正改变了世界。现在，从电视、笔记本电脑到手机和平板，液晶显示几乎无处不在。

微生物的防御机制激发了基因编辑技术的发展。

CRISPR是一项能够精确编辑基因组的技术，这项技术的发展为疾病的治疗方法开拓出了一条新路径。

这一发现可以追溯到1989年，当时西班牙微生物学家弗朗西斯科·莫希卡研究了“地中海富盐菌”时发现了规律重复的短序列。他推测这些细菌的免疫机制是保存病毒基因信息的一种方式：在遇到入侵者时，细菌能够识别并摧毁这种病原体，从而保护自己免受再次感染。

后来科学家证实了这些序列以及与其相关的蛋白质共同构建了CRISPR系统，这个系统通过切割DNA实现了防御作用。2012年法国微生物学家埃玛纽埃尔·沙尔庞捷与美国生化学家珍妮弗·道德纳将它改造为可编程的“基因剪刀”，可以精准编辑DNA。这一发明让CRISPR技术诞生并打开了治疗疾病和进行基因育种领域的新篇章。

毒蜥激素成就全新减肥药

现在流行世界的减肥与二型糖尿病药物，譬如司美格鲁肽，就隐含了未曾预见的生物学信息。其主要元素源自美国独有的毒蜥蜴——吉拉毒蜥。

1992年，科学家从这种毒素中发现了与人体肠道激素胰高血糖素样肽-1（GLP-1）相似的分子——“外源肽-4”。GLP私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596-1能够刺激胰岛素分泌，并抑制食欲，但它的寿命极为短暂。然而，“外源肽-4”却能激活GLP-1受体，使其持久发挥作用。

2008年，加拿大医生Daniel Driscoll主持了一项基于这一分子的Ⅲ期临床试验，药物名为艾塞那肽。结果显示，这种药物不仅可以改善糖尿病患者的血糖控制，还能有效减轻体重。这一发现催生了一系列GLP-1受体激动剂药物，它们引领全球减肥热潮。

花色突变揭示基因沉默机制

2024年3月，美国食品和药物管理局FDA批准了一种名为“菲图西兰”的新药，该药物用于治疗血友病，这是对一种利用RNA干扰（RNAi）机制的新型药物家族的一种认可。RNAi药物这一新生事物始于30年前的一次植物实验偶然之中

在1990年代，一位名叫理查德的美国科学家曾试图将矮牵牛花的紫色颜色加深，但最终却令花朵变得更加淡白色。这使得他对于增加某些色素来改变植物色彩的现象产生了疑惑，并持续研究了多年。

在1998年美国的生物学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛揭示了其分子机制：双链RNA能触发一系列反应使信使RNA（mRNA）被降解从而阻止蛋白质合成这就是RNA干扰(RNAi)。两人因此获2006年诺贝尔生理学或医学奖自此，一类新的基因沉默药物应运而生。

对地球进行年岁测定，却发现它的空气质量异常清新。

50年代中期，地球化学家克莱尔·帕特森尝试通过测定陨石中铅元素的放射性衰变来推算地球年龄，并利用铀和钍的放射性衰变。然而实验中他发现空气中的铅元素干扰了他的计算结果，因此为了排除误差他决定建造世界上第一间“超净实验室”。

经过仔细分析陨石成分并用数据计算后，帕特森推断地球已有45.5亿年历史。然而这项研究也使得他认识到现代空气中的铅含量远远超过自然水平，并主要源自含铅燃料。1963年，帕特森与另一位地质学家辰本光信在学术杂志上发表论文指出，海洋最偏远之处已被铅污染，而早期海洋样本中铅的浓度要低得多。这一发现引起了对铅行业激烈的抗争，但最终促使全球禁令实施以控制含铅燃料使用。