或许有一天，细胞在强迫情况下组成的一批蛋白质能说明污染情况，发现生物反应中的谬误，并能表明使植物能抵抗环境变暖的方法。

一切细胞和生物体，从细菌到人，通过合成紧张蛋白质（Stress protein），对有害环境条件作出反应，这种蛋白质亦称为热冲击蛋白质。随着紧张程度的增加，蛋白质的产生也相应增加，它们相应产生于诸如高温、缺氧这样一系列事情中，或者是暴露于重金属、乙醇和身体损伤（至少在哺乳动物中）。

研究人员知道的紧张蛋白质至少有30种，它们是从通过凝胶电泳现象分离的细胞蛋白质群体中确认的。根据紧张的类型和程度，细胞产生的蛋白质数量也相应变化。蛋白质的作用仍不清楚，但先前的证据表明，由生物体在强迫状态下产生的蛋白质使生物体免受过多暴露所造成的损害。在这方面，大卫 · 米勒（David Miller）描述了我们所了解的紧张蛋白质的作用，这紧张蛋白质一直存在于细胞之中，即使不是在紧张状态下亦如此。它们常常出现，通过吸附作用而保护其他蛋白质。

不管紧张状态之后它们的作用怎样，超热冲击蛋白质的出现确确实实表明了该生物体曾处于紧张状态。知悉这一点对于生物学家来说至少有三方面的用处：测定紧张程度或环境中的污染情况；改进医学上的诊断和治疗；在生物技术方面也有用。前述三种情况均有商业用途。

现在测定环境污染的办法有其局限性。通过样品和用多种化学剂进行测试来确定污染的严重性是不容易的。例如在水中，重金属可结合成螯合物，使它没有害处；单单测定镉的情况是不能区分金属安全和有毒形式的。换言之，测定可以表明水中一种金属水准是低的，但它在生物体纤维内可以积聚到有毒的水准线，就像鱼肝一样。

魏廉斯 · 威尔奇（Williams Welch）是旧金山加州大学的细胞生物学家。他认为紧张蛋白质会提供一种测定环境污染更好的办法。“为什么不让生物体告诉你有毛病呢？”威尔奇说。

生物体合成的紧张蛋白质，据威尔奇说，是环境紧张十分敏感的显示器。生物体所产生的紧张蛋白质数量能表征污染的严重性；如果了解生物体产生哪种紧张蛋白质就可以显示紧张的种类。例如，根据对重金属而不是其他紧张因素作出的反应，细胞会产生一种特定的紧张蛋白质，大小为32千道尔顿的亚基分子量。因此，如果研究人员在生物体中确认了这种蛋白质，他们便晓得有重金属存在。

威尔奇辩论道，有些行业可运用这一成果来监测工厂附近的水道污染情况。例如，在人们怀疑有污染的地点安置一特定的测试生物体。研究室工作人员便可据此定期作分析，来确定出现了哪些紧张蛋白质及其数量。

有利可图的蛋白质

新近成立的一家（名叫CB研究国际公司的）加拿大公司，正在探索这种运用方法，这家公司计划销售测定紧张蛋白质的诊断工具，该套诊断工具使用抗体来测定不同紧张蛋白质的情况，或使用基因探测器，通过测定RNA的情况，间接地检测蛋白质的情况。

该公司还计划销售转移基因生物体，它们可以作为特定的污染物质探测器。转移基因生物体载有来自紧张蛋白质基因的“促进剂”，而紧张蛋白质基因依附在一“记录”基因上。“促进剂”是一片在基因一边的脱氧核糖核酸（DNA）。DNA确保在正确情况下促进剂的活动情况，这种做法的理由是，一种特殊的环境紧张促使紧张促进剂活动，并使细胞产生记录蛋白质，而记录蛋白质则是容易探测的。记录蛋白质的情况可表明紧张的严重性。

职业健康或环境健康组织官员能以相似的方式监测人暴露在污染环境中的情况。他们定期取得血样，测验白血细胞的紧张反应，白血细胞俗称淋巴细胞。淋巴细胞紧张蛋白质超过正常情况会表明，操作者可能名曾暴露于一有害的化合物。威尔奇也是CB研究国际公司的咨询员，他说，进行监测简单得可以每月进行一次。

紧张蛋白质在人工加热（即运用加热来治疗肿瘤）方面也起着重要作用。医生使用热量来治疗肿瘤的情况愈来愈多，每星期一次或两次，同时还有每天射线疗法。表面肿瘤用微波是最容易加热的，但射频波或超声波可用于加热位置较深的肿瘤。

第一次热疗之后紧张蛋白质增加，与此同时，肿瘤细胞对由发热造成的损伤处形成了一种暂时性的抵抗作用。这种抵抗作用亦称为热耐受，当紧张蛋白质再减少时，抵抗作用亦消失了。这种细胞内紧张蛋白质数量与热耐受度减少之间的联系，就是为何科学家相信蛋白质有助于保护细胞，使之不受环境的有害影响。

医生可以决定何时进行第二次热疗。首先他要测定紧张蛋白质，搞清楚暂时性对热的抵抗作用已经消失。在斯坦福大学的放疗肿瘤学系正在进行试验，对这种运用紧张蛋白质的办法进行测试。

蛋白质也能帮助医生确定许多种受伤的程度，当身体器官发生损伤时，要搞清楚损伤的具体位置及程度是困难的，最近，科学家们显示了在心脏病发作或中风期间，血管有短暂的阻塞（局部缺血）之后，人的心脏和大脑都有紧张的反应，在威尔奇看来，通过对释放进入血液的紧张蛋白质进行测定，或许能诊断出因局部缺血而造成的损伤程度。进一步的研究或许能表明与某一具体器官有特定相关的紧张蛋白质，这样就能使医生确定损伤的地点。

在北卡罗来纳伟克福利斯特（Wake Forest）大学的保尔 · 保贝里安（Paul Berberian）看来，紧张蛋白质可能对动脉粥样硬化的发展也有作用，动脉粥样硬化是动脉壁的疾病，常常造成局部缺血。多脂肪的血小板在患病的动脉壁上发展，体积增大到它们阻止血液流动，促发血液凝块。保贝里安发现，血小板胆固醇丰富的细胞使最明显的紧张蛋白质即70千道尔顿分子量的蛋白质增加了，但没人明白紧张蛋白质是如何帮助形成血小板的。

恢复健康的助手

也许不久，医生可利用热耐受，或对紧张的耐受这种现象在外科手术或其他医疗时减轻损伤的影响。宾夕法尼亚医学院的玛丽 · 芭比（Mary Barbe）和她的同事显示了通过稍微加热细胞，使之产生紧张蛋白质，这可使老鼠的视网膜免受灯光的损害。娜伐斯各蒂亚的达尔豪西大学的威廉 · 柯里（William Currie）和他的同事显示了在局部缺血情况下，对老鼠的心脏稍稍进行人工加热，要比没有加热的恢复情况快得多。因此，利用人工发热促使细胞产生紧张蛋白质，可能有助于在眼科手术或局部缺血后的心脏治疗中对视网膜加以保护。

寄生虫学家也在研究紧张蛋白质。例如，造成疟疾、血吸虫病和睡眠症的寄生虫接触人体时会遭受热的冲击。它们的体温从最初的寄主体温，如蜗牛，升至人体温度37℃。伦敦汉默史密斯医院的肺结核医疗科的道格拉斯 · 杨（Douglas Young）显示了寄生虫分泌出大量的70千道尔顿紧张蛋白质，病人对此的反应是产生抗体来针对蛋白质，造成麻风病、梅毒和莱姆氏症的细菌也引起抗体反应，但所针对的是一种不同的紧张蛋白质。

寄生虫诱发蛋白质

由于紧张蛋白质能促发身体产生抗体，它们能取代疫苗来抗击这些病原体，生物体产生的紧张蛋白质结构基本相同——它们享有“高度保守”区域——因此，针对紧张蛋白质的疫苗应使人免受由寄生虫引起的许多疾病，但是，紧张蛋白质的结构相似会对人（寄主）造成困难。不靳地注射蛋白质疫苗可能会破坏人（寄主）的自受力。所产生的抗体会再来，攻击寄主的紧张蛋白质，造成一种自身免疫反应。目前，在受感染期间，病原体和寄主谁得益于紧张蛋白质尚不清楚。但不管怎样，在感染期间控制紧张蛋白质情况可以减轻感染的严重性。

蒸蒸日上的生物技术领域也受益于紧张蛋白质及其促进剂的运用。工业如今生产出许多蛋白质，它们在医学方面有着重要的用途，例如胰岛素和生长激素，从遗传方面培植的细菌以及在大发酵缸中培育的酵母。各种对环境的侵犯，诸如拥挤、过热和营养不良在酵母或细菌中造成一种紧张反应，它减少了酵母和细菌能生产出所需的蛋白质数量。CB国际公司计划发展一系列能产生不同寻常高数量的一种或更多紧张蛋白质的酵母和细菌，能对缸中的环境紧张有抵抗作用或忍受力。

该公司还计划把它的污染显示器运用于工业。这种显示器由一源于紧张蛋白质的促进剂构成，该紧张蛋白质与记录蛋白质联结在一起。公司的科学家把这构成物转置于酵母或细菌之中，同时也放置于为商业而生产的蛋白质基因。反应罐中任何紧张情形将会影响促进剂活动，并使细胞制造出记录蛋白质。通过测定记录蛋白质的数量，例如，通过发现媒介颜色的变化，技术专家能收到反应罐中紧张情形的早期警告。

生物技术学家正在探索相反的办法：把商业用途的蛋白质基因与紧张蛋白质促进剂联结起来，然后，当有害环境在反应罐中发展起来时，细胞会减缓它们对许多一般蛋白质的合成作用，但增加紧张蛋白质的生产。细胞也生产出更多具有商业意义的蛋白质，因为蛋白质基因与紧张促进剂是相联结的。尔后，技术人员可从含有较少其他一般蛋白质的媒介中很容易获取所要的蛋白质。

对紧张的忍受也可用于农业。遗传栽培的植物含有过多的紧张蛋白质基因的模板，它们能在一般植物不能忍受的环境中生长。因此有可能生产出抗热、抗旱或抗盐碱的庄稼植物来。暖房仍发挥其环境变暖的效用，但人类将愈加依赖可能在更高温度下生长的植物，科学家们尚不清楚何种紧张蛋白质能提供这种保护。

［New Scientist，1989年4月1日］

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*题目系译者所加。