DNA揭示上帝的设计： DNA密码 - 上帝的签名

张逸萍译自﹕“ How DNA Reveals God's Design: DNA's Code: The Signature of God ”
by Dr. Alan L. Gillen on April 25, 2024
（ https://answersingenesis.org/genetics/dna-signature-god/ ）

 

 摘要

程式码在当今世界非常重要：二维码（ QR code ）、条码（ barcode ）、电脑代码、手机代码等等。识别、诊断和通知，都需要特定的资讯。 DNA是生命的密码：微生物、植物、寄生虫、动物和人类。 4月25日是“DNA日”，因为历史上的这一天（ 1953年4月25日）詹姆华生（ James Watson ）和弗朗西斯克里克（ Francis Crick ）将DNA描述为双螺旋结构，是生命的密​​码。尽管我们认为DNA是生命的基因蓝图，但人类认识它，只有80年。 1944年2月1日，奥斯瓦尔德·艾弗里(Oswald Avery) 、科林·麦理德( Colin MacLeod )和麦克林·麦卡蒂( Maclyn McCarty)撰写了一篇革命性的论文，论述DNA作为肺炎链球菌从无害变为致病的转化（ transformation ）原因。 DNA是遗传物质，这基本的发现，最终促使华生和克里克发表了关于DNA结构的里程碑论文。 这项变革性的发现最终引导了生物技术（ biotechnology ） ——一项令人敬畏的技术。人类的操作性科学的发现，固然功不可没，但创造DNA的上帝更应受赞美。

华生和克里克承认，如果没有艾弗里的实验室和罗莎琳德富兰克林（ Rosalind Franklin ）实验室，他们（ 80年前）就不会研究DNA （ Watson 1968 、 2012 ）。今天，我们利用DNA来诊断疾病、辨别祖先、了解细菌的起源，以及用于生物技术产品。 DNA代码有大量的资讯，证明了上帝智慧和技巧。从某种意义上来说， DNA是上帝的签名。它的程式码很简单（只有四个字母），表达得很复杂（基因组， genome ），刺绣似的美丽（组织蛋白， histones ），表达很雄伟（表观遗传， epigenetics ）。这些资讯同样地用在微生物和人类，因此我们也可以更了解细菌的起源。 自咒诅（创世记3章）以来的突变（ Mutation ），造成原始密码和资讯的流失，但DNA帮助我们了解许多病原体（ pathogen ）和寄生虫的起源，但我们也可以利用利用聚合酶链锁反应（ PCR ）密码识别病原体和寄生虫的DNA来诊断传染病。

序言

虽然脱氧核糖核酸（ deoxyribonucleic acid ， DNA ）早在1869年就被描述过，但直到20世纪中叶，在弗雷德里克·格里菲斯（ Frederick Griffith ， 1928年）、艾弗里（ 1944年）以及阿尔弗雷德·赫尔希（ Alfred Hershey ）和玛莎·蔡斯（ Martha Chase ， 1952年）的经典实验之后，遗传机制才被证实是基于DNA的。[1]最后，在1953年，华生和克里克确定了“同类相生” （ Like Begets Like ） ，并且DNA （造物主的生命密码）存在于DN A双螺旋碱基的序列中及其复制核糖体（ ribosome ）中（图1 ）。[2]

图1. DNA双螺旋及其编码碱基。 Zephyris , CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons.

DNA是一种精心设计的化学物质，由五碳糖（脱氧核糖， deoxyribose ）、磷酸盐和四种含氮讯息碱基组成。嘌呤（ purine ）碱基是腺嘌呤（ adenine ， A ）和鸟嘌呤（ guanine ， G ）；嘧啶（ pyrimidine ）碱基是胸腺嘧啶（ thymine ， T ）和胞嘧啶（ cytosine ， C ）（图1 ）。如果将梯子扭曲成螺旋状，并保持梯级与侧面垂直，那么就是DNA分子的粗略模型。 梯子的两侧由交替的糖分子和磷酸分子组成，梯子的台阶是含氮碱基（通常简称为「碱基」）（图1 ）。这些优雅而简单的程式码是基于造物主的生命蓝图，含有大量资讯。

 

交织的复杂性

我们在圣经、 DNA和人体设计中都能看到相似之处。亨利·莫里斯( Henry Morris ， 1995)在谈到诗篇139:15时说：“被联络”意味着刺绣，这生动地描述了双螺旋DNA分子程序，它一点一点地组织起整个婴儿的美丽结构。 ”吉伦(Gillen ， 2020a)解释说，在诗篇139:13中，“覆庇”意味着“编织”。在这篇诗篇中，大卫描写了造物主编织在人体内部的结构（内在部分）。 在赞美上帝的诗中，诗人优美地描绘了人类的构成过程。大卫并不知道他在诗篇139:15-16中描绘的图画在科学上是多么准确。 在古代，人类从未听过DNA ，就是种螺旋状对称分子交织在一起，构成了生命的蓝图的DNA。然而，诗人却非常精确地描绘了人体精巧的结构。[3]   这种交织的复杂性，以及每个人生活中错综复杂的细节，都并非偶然。即使经过数十亿年的时间，透过突变和自然选择（ natural selection ）发生进化的机率，简直接近零，这一观察结果指向了造物主的存在。一定有一位技艺精湛的工匠，才能将如此精美的织物编织到人体的各个系统中。生物体的复杂性直接证明了进化论的谬误。因为DNA具有对称性、目的性、精确的规范和高度的相互依赖性，那么最合乎逻辑的推断是，该物体是由一位智慧的创造者，一位生物工程大师制造的。

 

上帝可见于DNA的细节中，而且可见于双螺旋结构及其交织的设计中。

奥斯瓦尔德·艾弗里、艾琳·查加夫（ Erin Chargaff ）和罗莎琳德·富兰克林团队描述的转化剂、化学数据和X射线衍射分析，使华生和克里克得以提出DNA分子的三维结构（图1 ），并因此获得了诺贝尔奖。 两条相互缠绕的多核苷酸链（ polynucleotide ）形成对称的双股螺旋，其中每条链每3.4 nm旋转一周。碱基沿着每条链的间距为0.34奈米，因此每条链每螺旋圈有10个碱基，相应地，双螺旋每圈有10个碱基对。 该螺旋结构是“右手螺旋” ，即是说，每条链在延伸过程中都遵循顺时针方向。密码的联结，如同万物一样，都是由基督维系的（西1:17 ）。

遗传密码以三个一组的形式读取。我们现在知基因是DNA的一小段序列。人类基因组中约有20,000至25,000个基因，总共约有30亿个碱基对。遗传密码仅使用A 、 T 、 C和G这四种核苷酸，将核苷酸（ nucleotide ）序列编码，成为生物所有特征的全部资讯。 字母很简单，但表达方式却很复杂。相较之下，肺炎链球菌有2,236个基因和216万个碱基对的环状染色体（即使这也很复杂）。

 

糖衣微生物的DNA显示，密码改变会导致疾病

肺炎链球菌显示，编码的变化会导致疾病（ McCarty 1985 ）。这是导致“细菌起源”的分子的证据。转化的历史之所以重要，是因为它最终证明了DNA是遗传物质。 .如果没有这项证据，生物学家后来就没有动力去阐明它的结构，而这为过去半个世纪的重大进步铺平了道路。弗雷德里克·格里菲斯（英国圣公会教徒）在1928年尝试研制一种治疗由肺炎链球菌引起的肺炎的疫苗时，发现了这种转化过程。格里菲斯是英国的细菌学家，他在实验室工作，从肺炎患者的标本中分离和鉴定肺炎球菌，并且得到许多链球菌菌株（ McCarty 1985 ）。研究得出两个重要结论：（ 1 ）哺乳动物的细菌性肺炎，可由多种肺炎链球菌菌株引起；（ 2 ）某些菌株可在自身周围合成糖衣荚膜。这种荚膜能够保护细菌免受受感染动物的防御机制的攻击，使细菌能够致病。首先，当他给小鼠注射活的R型肺炎链球菌（无荚膜且无毒力）时，小鼠保持“健康” ，正如预期的那样。其次，注射了活的S株（有荚膜且毒性强）的小鼠死了，这也在预期之中（图2 、 3 ）。第三，如果他先取肺炎链球菌S株，用热固定法处理细菌，然后将这些死细菌注射到小鼠体内，小鼠仍然存活——加热会杀死这些被包裹的细胞，使其在注射到小鼠体内时无害。在第四次实验中，他将已死亡的S菌株与活着的R菌株混合在一起，这两个菌株单独来看都是无害的。 . 然而，当注射这种混合物后，小鼠却死亡了。 他得出结论，一定存在某种转化因素，导致这种糖衣微生物从无害（ R ）形式转化为致病（ S ）形式，因为肺炎链球菌开始时是死的，无法复活。因此，死亡的S细胞必须向活着的R菌株提供某种物质，才能恢复其抵抗小鼠免疫系统的能力，从而繁殖并引起肺炎。此外，这种获得的能力会遗传给转化和改变了的细菌的后代（ Dubos 1976 ； Gillen 2020b ）。

图2.转化实验和糖衣微生物，肺炎链球菌。 
Griffith experiment by Madeleine Price Ball, CC0, via Wikimedia Commons. 
Pneumococcus by The Oswald T. Avery Collection via NLM Digital Collections.

格里菲斯的工作揭示了变化的重要性（ 1928年），这激励了艾弗里在20世纪30年代初开始了他的研究工作（ McCarty 1985年）。 大约过了13年，人们才最终确认这种转化因子正是DNA ， 并且是一种耐热的物质。 他们早在1943年就掌握了证据，但直到1944年2月1日才公布。奥斯瓦尔德·艾弗里（医学博士，美国细菌学家和浸信会教徒）、科林·麦理德（加拿大遗传学家）和麦克林·麦卡蒂（美国医学博士和化学家）研究转化提取物，从S菌株细胞中纯化了DNA 。 他们发现，在R细胞的生长培养物中添加少量S细胞DNA ，就能持续产生一些转化细胞，这些转化细胞具有S型肺炎链球菌的特征荚膜多糖。从这些转化了的细胞中提取的DNA样本，含有微量的蛋白质和RNA ，但用降解蛋白质的酶处理，或用核糖核酸酶（ ribonuclease ， RNase ，一种降解RNA的酶）处理，转化能力并未改变。有趣的是，用降解DNA的酵素处理后，转化活性被破坏了。这些实验表明，遗传物质是DNA 。 然而，他们的一些实验被认为是粗糙的（即， DNA中可能含有污染物）。因此，科学界对核酸是否为遗传物质仍存在一些疑问（ Dubos 1976 ）。 还需要进行更多实验来证实DNA是普遍的遗传物质。麦卡蒂在1944年至1950年代后期获得了一些佐证，附近的哥伦比亚大学的哈蒂·亚历山大（ Hattie Alexander ）博士也获得了佐证。

 

上帝存在于DNA转化过程的细节中

20世纪40年代初，艾弗里和化学家兼医生麦卡蒂研究肺炎球菌的转化，其中「 R型」（无毒）肺炎球菌在培养基中加入杀死的S型肺炎链球菌后，转化为有毒的「 S型」。 变异后的肺炎链球菌在毒力和类型上与被杀死的糖衣微生物肺炎链球菌相同，而且这种变异是永久性的，可以遗传。 随后，艾弗里和麦卡蒂从肺炎球菌样本中分离出活性“转化物质” ，并发现该物质是脱氧核糖核酸，即DNA 。[4]   他们在1943年发现，并于1 944年2月1日在《实验医学杂志》（ Journal of Experimental Medicine ）上发表了他们的研究结果。他们写道，「从遗传学的角度来解释」这种转化现像。[5]    DNA显然能够透过某种密码改变细菌的性质，使菌株从无害变为致命。大多数科学家漠视艾弗里的发现，因为当时的遗传学家和细菌学家并没有广泛阅读该出版物，而且许多人都忙于世界第二次大战。他们的发现传播有限，很少有人具备欣赏他们工作的科学知识，而且可用于继续进行科学研究的资金也有限。 直到华生和克里克注意到这篇论文，以及其他重复实验的支持证据和哈蒂·亚历山大对流感嗜血杆菌的研究，科学家才开始充分理解这项工作的重要性。麦卡蒂继续努力证明， DNA不仅仅是细胞核中的一种惰性化学物质。他从一头牛的胰脏细胞中分离出了某定量的去氧核糖核酸酶（ Deoxyribonuclease ， DNase ） 。 DNase 是一种生物催化剂，它是一种能破坏DNA但对其他分子没有影响的酵素。 研究人员将转化物质与 DNase 混合，发现混合物失去了转化细菌的能力，并得出结论： “如果本研究中关于转化原理中的化学物性质得到证实，那么核酸就必须被视为具有生物特异性。 ” [6]   起初有人质疑这个结论，但其他人证实了这个结论，不久之后，哈蒂·亚历山大也在流感嗜血杆菌（ Haemophilus influenzae ）中证实了这个转化。

显然，艾弗里是实验室的领导者，他提出了DNA是转化原因的想法。在早期，艾弗里和麦理德在证据方面取得了一些小进展，但化学家麦克林·麦卡蒂（被称为「麦」）负责实际操作，于是有可能得到证据。麦克林·麦卡蒂加入实验室后，开展了许多后续的生物化学工作，但该计画的推动力量是艾弗里。到1942年，他们已经证明转化因子在1亿分之一的浓度下具有活性，并且会受到攻击DNA的酵素的影响。

随着更多实验的进行， DNA发展史也随之完善（ Watson 1968, 2012 ）：

1.      艾琳·查加夫(1948)的关键数据表明，鸟嘌呤的量与胞嘧啶的量相同，腺嘌呤和胸腺嘧啶的相对量也相同（ G = C和A = T ）。

2.      1952年，微生物学家阿尔弗雷德·赫尔希和微生物学家玛莎·蔡斯最终证实了DNA是遗传的物质基础。在这些实验中，病毒（噬菌体）的DNA和蛋白质外壳都被标记，然后证实了大肠杆菌（ E. coli ）中细菌病毒T2的编码和毒力因子，都在DNA中。

3.      莫里斯·威尔金斯（ Maurice Wilkins ）实验室的罗莎琳德·富兰克林（ 1951-52年）拍摄的DNA X射线衍射照片（ X-ray diffraction photographs ）显示出非常对称的图案，这几乎可以肯定地反映了巨型螺旋的旋转。

·梅尔（ Stephen Meyer ， 2010 ） 在《细胞中的签名》 （ Signature in the Cell ）一书中也讨论了这一时期，他指出艾查加夫认识到艾弗里的工作、 DNA 、语言、「语法」以及序列编码的重要性：

哥伦比亚大学的欧文‧查加夫读了艾弗里的论文后，立刻意识到它的重要性。他回忆说，他看见「生物学语法轮廓的雏形」。 “艾弗里给了我们第一份新语言的文本，或者更确切地说，他告诉我们应该去哪里寻找它。我决心要找到这份文本。 ”

更重要的是，查加夫认识到，即使对于四种碱基（ A 、 T 、 C和G ）比例相同的核酸，序列也可能出现“巨大”数量的变异。 正如他所说，不同的DNA分子或DNA分子的部分可能「在组成成分的序列上有所不同， [尽管]它们的比例相同。」（ Meyer 2010 ， 68 ，重点为笔者所加）。

然后，在1953年，华生和克里克确定了DNA的双螺旋结构。因此，艾弗里在早期分子生物学中发挥了关键作用。

 

总结

该模型使人们很容易理解DNA分子作为遗传讯息稳定载体的作用、其精确复制的方式以及某些类型突变的可能性。

五项实验——格里菲斯的转化实验、艾弗里的转化因子实验、查加夫关于所有生物都具有相同四种DNA碱基的数据、赫尔希和蔡斯的T2噬菌体「搅拌机实验」以及罗莎琳德·富兰克林的X射线衍射。这些实验之后不久，人们对DNA化学的认识不断加深，并开始提出DNA分子的物理结构。直到1953年，华生和克里克提出了双螺旋结构。 该模型使人们很容易理解DNA分子作为遗传讯息稳定载体的作用、其精确复制的方式以及某些类型突变的可能性质。尽管仍有病毒等少数例外情况，但DNA是遗传物质，这一知识，已被证明是推动分子遗传学进一步研究的强大动力。

我们采用相同的方法和技术研究DNA ，因为这种密码在不同物种中以相同的方式运作。这将加强人们了解到，上帝是DNA的创造者，并以DNA作为其签名。 DNA具有特定的、有序的复杂性。

遗传讯息用于指导细胞功能并从一代传递到另一代的机制，就蕴藏在每个生物体的基因组中。在了解哪种化学物质导致了这种情况之后，可以回顾蛋白质和DNA的研究历史，最终回顾1953年华生和克里克在《自然》杂志上发表的关于DNA双螺旋结构的报告。随后对复制机制和遗传密码的阐明，使人们了解了微生物、人类、病原体和寄生虫。虽然人们已经确定基本遗传密码在造物界所有生物体中都是一致应用，但其中大部分工作都是透过对病毒、细菌和寄生虫的研究完成的。研究发现，细菌能够被转化，因此可以从其他来源引入新的基因。 结果， DNA组装和利用的主要机制被阐明。 证据表明， DNA具有高度的组织性，其利用也井然有序，这表明它和设计有关，因为秩序是工艺、艺术、建筑、编码、语言、「编织/刺绣」的特性，而不是自然界中的偶然或疏忽。 这些属性可从创造模型来预测。多年来，人类运用操作科学（ operational science ）取得了非凡的发现，然而荣耀归于耶稣基督，祂创造并维系着万物（约1:3 ；西1:17 ）。

 

基因组密码与理解细菌和寄生虫的起源

我们也可以利用病原体和寄生虫的DNA密码来诊断传染病。 就像如今普通人使用二维码、条码和电脑程式码来扫描特定资讯一样，遗传DNA或RNA代码可以告诉生物学家和医务人员关于血液、尿液、组织或身体样本中的有什么病原体或寄生虫。 程式码非常精确：在电脑、二维码和人工智慧（AI）中，如果发生故障，就会产生不便；  在微生物和人类DNA的世界里，后果是致命的。此外， DNA基因组学和DNA的损失有助于我们了解寄生虫的起源，例如食脑变形虫（ Gillen 2019 ）。它有助于我们诊断病理性的资讯遗失。编码方式的改变，其实是讯息的丧失，似乎可以解释自由生活的变形虫（非致病性）演变成如今被称为食脑的变形虫的过程。我在一本名为《细菌的起源》（ The Genesis of Germs  ， Gillen 2020 ）的书中讨论了细菌的起源，并在书中和线上出版物中，列举了许多例子。基因组密码帮助我们了解细菌和寄生虫的起源，包括肺炎、鼠疫、麻疯病、食脑变形虫和疟疾。资讯遗失，原始资讯被窜改。 因为健康往往取决于DNA讯息，而这种序列性和特定复杂性的变化，导致病原体和寄生虫的出现，这些病原体和寄生虫原本并非上帝美好创造的一部分，而是被人类的罪恶和对造物主的背弃，而玷污了神的创造。信徒可以期待一个未来，细菌将会消失，而不是产生，这都要感谢上帝。

 

作者

Dr . Alan Gillen is a Professor of Biology at Liberty University.
Image credit: Sarah Streetman

 

参考资料

Avery, O. T., MacLeod, C. M., and M. McCarty. 1944. “Studies on the Chemical Nature of the substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types: Induction of Transformation by a Desoxyribosenucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus Type III.” Journal of Experimental Medicine 79, no. 2 (February): 137–158. https://doi.org/10.1084/jem.79.2.137 .

McCarty, M. 1985. The Transforming Principle: Discovering that Genes Are Made of DNA London: Norton.

Dubos, R. J. 1976. The Professor, the Institute and DNA . New York: Rockefeller University Press.

Gillen, A. L. 2020a. Body by Design: Fearfully & Wonderfully Made . 6th printing. Green Forest, AR: Master Books.

Gillen, A. L. 2020b. The Genesis of Germs: Disease and the Coming Plagues in a Fallen World Rev . ed. Green Forest, AR: Master Books.

Gillen, A. L., Augusta, J., and K. Schneckenburger . 2019. “The Genesis of the 'Brain-Eating' Amoeba.” June 19, 2019. https://answersingenesis.org/biology/microbiology/the-genesis-of-brain-eating-amoeba/ .

Meyer, Stephen C. 2009. Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design . San Francisco: HarperOne .

Morris, Henry. 1995. The Defender's Study Bible . Green Forest, AR: Master Books.

Watson, J. D. 1968. The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA. New York: Atheneum .

Watson, J. 2012. The New Annotated and Illustrated Edition of The Double Helix . New York: Simon & Schuster.

 

注释

 

 

 

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