出品:科普中國
製作:蘇澄宇
監製:中國科學院計算機網絡信息中心
昨天有一個(ge) 大新聞,《寫(xie) 真地理》這本雜誌上發了一篇論文,有人通過超心理意識能量方法把熟雞蛋變生雞蛋,還孵出來了……

圖源網絡
這事聽起來就很扯,看了論文之後覺得更扯。整個(ge) 論文結構都是有問題的,沒有實驗背景,沒有假設,沒有討論,結果還拋出了一堆匪夷所思的問題……

最重要的是,關(guan) 於(yu) 實驗怎麽(me) 做的,論文裏寫(xie) 得一塌糊塗。實驗過程中挑雞蛋、煮雞蛋的事都寫(xie) 了(其實你不寫(xie) 我也知道怎麽(me) 操作),但實驗裏最關(guan) 鍵的一點,超心理意識該如何操作的,一點沒說,就五個(ge) 字“超心理意識”一筆帶過。

圖源網絡
如果你這是科學論文的話,起碼得寫(xie) 清楚“超心理意識”怎麽(me) 做吧(狗頭jpg),比如心裏應該想些什麽(me) ,想多久,口中不是要念一些咒語,要不要閉眼,心理能量如何測定之類的……這些信息一個(ge) 沒有,壓根就沒法複現這個(ge) 實驗,光這點就很不科學。
更別說什麽(me) 對照實驗、控製變量、統計方法、實驗數據了、差異是否顯著……一個(ge) 數都沒有,就直接說觀察到雞蛋從(cong) 固體(ti) 變液體(ti) ,所以複生了……
這事壓根跟科學沾不上邊。
不過在2015年,倒是有一個(ge) 科學新聞,說一個(ge) 科學家“複生”了熟雞蛋,不僅(jin) 發了正兒(er) 八經的學術論文,還得了當年搞笑諾貝爾獎……這是咋回事?
這是當時的新聞報道:

圖源:中國食品學報

圖源:天天愛科學

圖源:生物探索
然後筆者去看了論文,發現了讓雞蛋“變生”的“秘密”,是科學的秘密。

讓雞蛋複生的科學家 Stephan Kudlacek 圖源:Steve Zylius / UC Irvine
熟雞蛋變身的科學實驗
在介紹科學家的實驗方法前,得先說明一些東(dong) 西。
首先,這個(ge) 實驗的目的並不是簡單地讓熟雞蛋變生,那也太沒意義(yi) 了,科學家之所以做這個(ge) 實驗,是想研究蛋白質的結構是否可以複原。
其次,把雞蛋煮熟,本質上就是讓蛋白質變性。蛋白質本質上就是由氨基酸組成的鏈條,這個(ge) 鏈條被稱為(wei) 肽鏈。鏈條可以纏繞成各種形態,而變性則是讓它改變結構,徹底把肽鏈給打散了。

不同時常加熱下的雞蛋內(nei) 部結構變化 圖源:The Stay at Home Chef
讓蛋白質變性的方法有很多,比如加強酸、加強堿、加尿素、紫外線照射、X光線照射、超聲波、攪拌……高溫加熱隻是讓蛋白質變性的方法之一。
因為(wei) 加熱比其他方法容易得多得多,燃氣灶、電磁爐、原始一點燒木頭、燒炭都行,畢竟史前人類就是這麽(me) 燒烤食物的,所以普通家庭裏都會(hui) 用高溫加熱的方法來讓蛋白質變性。當然如果你不嫌麻煩或者奇怪的口味,以及你可以弄的到強酸、強堿這類特殊材料的話,你可以用上述其他方法來使蛋白質變性。
加熱是如何讓雞蛋變性的呢?
在加熱之前,生雞蛋裏的蛋白質通過氫鍵精確地折疊成結狀結構。加熱之後,大量的熱能傳(chuan) 遞到雞蛋裏,蛋白質的結構的那些氫鍵被打破,鏈條被拆開,形成各種小的肽鏈或氨基酸。
它們(men) 會(hui) 隨意地移動,會(hui) 相互碰撞,然後形成全新的氫鍵。隨著加熱時間的推移,越來越多的氫鍵形成,被固定在了一起,隻不過結構和之前完全不一樣了,而且亂(luan) 成了一團麻。從(cong) 肉眼看來,就是一灘液體(ti) 變成固體(ti) 了。

蛋白質加熱變性的過程 圖源:science.org
熟雞蛋變身的口訣
煮熟雞蛋之後,科學家怎麽(me) “複生”|呢?
第一步,加一些水和尿素。
前麵如果你仔細看文章的話,你會(hui) 發現我介紹讓蛋白質變性的方法時候說到了尿素(Urea)。尿素和加熱原理類似,破壞蛋白質的氫鍵,最終達到重組蛋白質結構的目的。尿素的味道並不可能好,所以如果你真的打算做這個(ge) 實驗,可能複生的雞蛋在煮熟會(hui) 很難吃。

尿素讓蛋白質變性的過程 圖源:pubs.rsc.org
先把煮熟的雞蛋切成小塊,然後加入尿素,加入尿素之後,原本亂(luan) 成麻的蛋白質結構又被打散了,肉眼看到的就是固體(ti) 的雞蛋變成稀拉拉的一片,所謂的懸濁液。然後把懸濁液溶入水中。
但現在隻是把原本固定的結構打散了,並沒有折疊成生雞蛋原來的形狀。
第二步:高速旋轉
這一步基本上普通人是做不到的。這不是隨便拿個(ge) 搖搖杯就可以達到的旋轉速度,這裏的高速旋轉是指每分鍾5000轉。這有多快?普通吊扇的轉速就每分鍾150-600轉,更快點的排氣扇也就每分鍾1000-3000轉。所以你如果想徒手達到“高速旋轉”的話,前提你得有鋼鐵俠(xia) 的裝備。而且不光是有轉速就夠了,還得很好的控製不同組分在連續流動下的轉速。
科學家雖然也不能徒手高速旋轉,但他們(men) 有實驗室呀(有錢的實驗室)。實驗室裏的設備長下麵這樣,一個(ge) 高速渦流裝置(The Vortex Fluidic Device ,VFD)。這也不是Weiss 自己實驗室的設備,是從(cong) 另一個(ge) 科學家 Colin Raston 借過來的。

圖源:Gregory Weiss
接下來,把尿素和蛋白質的液態混合物放了進去,以每分鍾5000轉的速度轉了5分鍾。高速旋轉下,液態混合物被離心力甩到玻璃管上,擴散成一個(ge) 非常薄的膜。混合物中靠近外側(ce) 的組分旋轉的速度比內(nei) 側(ce) 組分要快,不同組分之間的速度差異產(chan) 生了剪切應力,導致這些蛋白質反複拉伸和收縮,就像拉橡皮筋一樣。

VFD工作過程 圖源:文獻1
結果就是,科學家通過檢測發現,他們(men) 恢複了雞蛋中其中一種蛋白質85%的結構,也就是說恢複了活性。這種蛋白質是雞蛋清裏的,名為(wei) 溶菌酶(lysozyme)。注意,這裏隻是恢複了雞蛋中一種蛋白質的活性,而且還是85%。

溶菌酶的結構 圖源:C&EN - American Chemical Society
所以整個(ge) 研究中科學家並沒有做到把熟雞蛋變成生雞蛋,而隻是把熟雞蛋中一種蛋白質結構複原了85%。研究的意義(yi) 也隻是在於(yu) 重構蛋白質活性,而非把熟雞蛋變生雞蛋。
為(wei) 什麽(me) 不能把所有的蛋白質活性都複原呢?
因為(wei) 不同的蛋白質需要不同的旋轉速度、旋轉時間……另外,蛋白質分子量越大,恢複活性的難度就越大。所以在同一個(ge) 設備下用同一個(ge) 處理參數對蛋清進行處理,隻能恢複一種蛋白質的活性。
為(wei) 什麽(me) 新聞標題用了熟雞蛋變生雞蛋呢?
這隻是科學家在論文裏做的概括性比喻,出現在摘要裏:uncooking egg。

圖源:參考文獻1
原論文標題翻譯過來跟雞蛋一點關(guan) 係都沒有:剪切應力介導的聚集體(ti) 和包涵體(ti) 的重折疊。新聞引用論文的時候如果直接用了這科學標題,八成都沒人看了。
看完這篇文章,你應該知道什麽(me) 才是真正的科學了。
參考文獻:
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.
2.https://www.rastonlab.com/untitled-c14ce
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