Popular Science 年度十大年轻杰出科学家系列之 Arjun Raj

每年，Popular Science 都会10位聪明的年轻科学家和工程师，并将他们成为 Brilliant Ten. 与之前获奖的110位学者一样，这次获奖的10个人都在各自的领域里做出了杰出的贡献，甚至重新定义了该领域。他们中有些人关注的是一些实际生活中的问题比如说如何让互联网更安全，而还有的人则专注于一些抽象的现象，比如外太空的气候咋样。他们十位很显然都具有一个特质，那就是聪明，除此以外他们还很有影响力。如果这些人能够解决各自所面对的问题，我们的世界会变得更加安全，智能和光明。—编者寄语

Arjun Raj
宾夕法尼亚大学

成就：解开细胞内部基因表达之谜

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我们都知道同一个个体的身体内部的所有细胞都具有相同的DNA，但是我们并不了解这些DNA所携带的基因是如何表达的以及它们表达频率如何，我们也不知道这个细胞究竟会分化成神经元呢还是心肌细胞？它是健康的细胞还是病态的细胞，总之一直以来我们对关细胞内部是如何运行工作基因是如何表达的等等都很困惑。而来自宾夕法尼亚大学的 Arjun Raj 和他的同事共同开发了一种新的技术从而帮助我们跟踪基因表达以及它们的影响。

就像杂货店的销售单会告诉我们哪个食物最受欢迎一样，负责传递 DNA 携带的遗传基因的 RNA 分子货告诉我们哪些基因出现了以及它们各自出现的频率。Arjun Raj 通过将一个含有荧光片段 DNA 与细胞共培养从而跟踪一股特殊的 RNA。这些荧光片段与 RNA 结合之后会使得该 RNA 具有荧光，在一个特殊的荧光显微镜下我们便可以看到该荧光，从而跟踪该 RNA 运行轨迹，看着它随时间一步步迁移“点亮”身体，就像过圣诞节我们挂的装饰的小灯点亮屋顶一样。

通过这种技术，Raj 发现具有相同基因型的细胞往往也不会以同样的速率转录基因，比如有的情况下，母系的基因要比父系的基因转录的更为频繁。而当染色体发生破裂重组以后（在癌细胞里发生较为频繁），一些未损害的基因往往比正常细胞里基因表达水平要更高。Raj 还发现具有相同基因型的昆虫，基因表达水平的差异往往与寿命的长短相关。Raj 说：“最让我们兴奋的是我们并不知道未来我们还会看到什么。”现在生物学家们可以看到这些微妙的现象，而他们正在努力研究这些现象或者事件发生的原因。本文译自 popsci，由 老人爱怡 编辑发布。