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偶见论文里的老友是科研狗大喜的理由 精选

已有 11451 次阅读 2017-5-4 08:46 |个人分类:科学精神|系统分类:科普集锦|关键词:论文老友,图灵,生物图式,蓝藻| 蓝藻, 图灵, 论文老友, 生物图式

身为苦扒了三十年的科研狗,每日来到实验楼,昨天上午瞥见一楼学术报告栏有韩国学者讲座的海报。起先没有在意,走了几步感觉那个名字勾到了我的记忆,再转回去看个仔细,没错,这家伙叫Ho-Sung Yoon!会不会是19年前发现PatSScience 282: 935-938)的那个英俊少年?

 

这人我只在19年前的一次学术交流会上见过一面,早已不在我所从事研究的领域,所以见过之后就没联系过。但是,直到最近,本实验室发表的论文还在讲PatS如何剪切、加工。

我赶到报告会场,报告还没开始。我问他,你跟Jim Golden干过吗?他说是。我说是你发现的PatS吗?他说是,眼睛里闪出了一丝喜悦。确认啦,就是这家伙!19年过去,我已记不清他当年的样子,无论跟海报上的照片还是眼前的报告人都对不上号。但是,听说话的声音,唤起我的记忆,还是当年那个人。

当年,我在密西根州立大学做博后,Ho-Sung在德克萨斯A&M大学读博士,他因发现了一个编码13肽的小小基因能决定固氮细胞在蓝藻藻丝上的分布图式大大火了一把。这是怎么回事呢?

说得稍远点,1952年,图灵写国际象棋程序那一年,他还顺便提了一个理论,解释生物体经过胚胎发育为什么会形成各式各样的图式。图灵假设,有一种起促进作用的因子,它能够自我激活,还能决定另外一种抑制因子的形成,后者反过来抑制促进因子。它们之间的反应,加上扩散速率一种慢,一种快,就会自然出现各类图案。图灵丢下的这个理论让许多人忙到现在还没停下,包括俺这样的科研狗。

图灵“反应-扩散”理论预言两个因子可以决定形成不同图式

(自Science 329: 1616-1620

 

Ho-Sung读博士的时候也是苦扒这个理论的科研狗。我们不是研究斑马或者斑马鱼的条纹,更不是老虎、豹子身上的花纹,我们研究的是一种微生物自带的图式。有一类小小的微生物,叫蓝细菌,中国人叫蓝藻。你或许吃过螺旋藻,听说过太湖的水华蓝藻,就是它们一个大家族的成员。我们用的叫鱼腥藻,身体很简单,简单到要用显微镜才看到:一列细胞组成的藻丝,本来个个都能进行光合作用,会像植物那样捕光、把二氧化碳固定下来合成碳水化合物,还释放氧气,可是缺乏氮营养的时候就有一些细胞变化成进行固氮作用的细胞,叫做异形胞。异形胞能固氮,把氮气变成氨,进一步合成氨基酸、蛋白质。可是这跟图灵理论有啥干系呢?有啊!这些异形胞不是挤在一堆的,而是有规律分布的,它们在藻丝上五步一岗,十步一哨,就是这个样子:

所以呢,就有说法啦:这个可以用来研究图灵理论。美国有个叫Peter Wolk的教授,当年,也就是博主刚生下来那年,他就发表了一篇文章,说异形胞里应该产生一种抑制物质,能扩散所以会抑制附近的其他细胞,让别人都不能分化成异形胞,只有它们自己能分化。所以,必然会形成隔一些细胞才产生一个异形胞的格局。博主二十多岁的时候被这理论迷得五体投地,后来找机会投奔了Peter,一干就是5年。

当然,做科研这事是一件风险投资,俺跟着Peter拼命干了5年,并没找到啥因子,可是远在德克萨斯的Ho-Sung跟着当时的少壮派Jim Golden找到了一个叫PatS的因子。这个因子是只有13个氨基酸组成的小肽。Ho-Sung发现只有C端的5个氨基酸组成的小肽RGSGR是有用的,因为人工合成一个RGSGR五肽也能抑制鱼腥藻形成异形胞。而且,既然这个5肽能从细胞外扩散到细胞内,那么也应当可以从一个细胞扩散到其他细胞,也就是图灵说的那种能扩散的抑制因子!这个发现让我们这个圈子的人兴奋啦,Ho-Sung当然也就火啦。

Ho-Sung这家伙当年获得这个发现不容易,花了8年才拿下博士学位。不过呢,这位帅哥找到PatS,又去哈佛做了两年博后,之后响应祖国号召,回韩国去干大事了。直到昨天,来水生所讲报告,说他用开放池养藻试图让韩国能产油的事。

Ho-Sung讲的报告是关于藻类大量养殖的,跟图灵理论没一点关系,虽有趣味,但不是我的兴奋点。于是,我拉住他涛涛不绝地讲他离开这个圈子以后,关于PatS又发现了什么。我说,你知道吗?有个西班牙团队后来证明,PatS实际上是17肽,而不是13肽。你知道吗?夏威夷大学有个团队发现6肽,也就是ERGSGR,比5RGSGR的抑制能力更强,所以提议应该是加工成6肽而不是5肽。他说不知道,呵呵直笑,就像是离开家乡很多年,回到家听乡亲们讲东家的猪娃西家的狗崽。末了,我告诉他,直到最近,我的团队才直接用质谱检测证明,PatS是先加工成7肽,也就是DERGSGR,之后切成6肽,再切成5FEBS Letters, 591: 751-759),所以你当年的假设是对的,夏威夷那个团队的提议也是对的,把这些串起来,我们进一步的假设是:先形成的7肽抑制能力弱,所以分化细胞不会抑制自己,之后向两侧其他细胞扩散,加工成6肽、5肽,抑制能力强,所以能抑制其他细胞。他睁大眼睛说太好了。是的,差不多19年过去了,真的太好了!

从报告会回来,高兴的劲头一直没有过去。一口气写下这篇博文,今天配上插图,表达一只科研狗仿佛“他乡遇故知”的人生喜悦。

一个科研工作者,靠啥支撑人生的乐趣?就是那个精神家园,就是那个家园里的新交和故知。一生能再见到你,聊一聊让我们都曾为之辗转反侧的那么个问题,看一看我们用生命的时长丈量的那片沃土和那片土地上美好的景色---说起这一切,好比干下一碗醇厚的美酒,醉了。

 



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