故事＋测试＋科普： 当蒋科学见到了鬼。。。or 您有成美国院士的潜质吗？

或 “小葱配偶奇遇记。。。"

 

悲剧啊，悲剧！ 俺们周末刚设了个擂台，就马上听“噼里啪啦”的扔砖，一片混战，“好”在都是扔给小麻哥的。但也吓趴了。擂台不搞了，放个讲台，好勿啦？

 

1。测试： 您有成为一个美国院士的潜质吗？

 

对象：生物类，大四以上的同学。允许讨论，不需（许）查资料。非生物类的同学，也可试试第一问，不难。

 

考题：

一个蛋白质YFP (your favorite protein)  包含2个重要的功能部分（domain）：A domain，B domain。那么比如说， 有了A和B,YFP就“跳舞”发荧光。 现把A接到蛋白质X上，也就是弄了个人造的蛋白质AX；又把B接到蛋白质O上，也就是弄了个人造的蛋白质OB。 第一问：如果X和O可相互作用（interact),那么AX和OB一日碰上，有无可能“共舞”发荧光？

 

生物类的同学们，请先回，想好“有无可能”再来第2问。

请先回

 

第二问： 如果AX和OB一日相见，会“共舞”发荧光。那么问：您能不能以此为基础，设计出一个方法用来找新的可以和蛋白质X相互作用的蛋白质（蛋白质X的binding proteins)？

 

生物类的同学们，请先回，答题后再来看下面的故事。

 

如果答对了，恭喜，您有得美国院士的潜能；别浪费了您的高智商。

 

2. 故事：一个美国院士的诞生

话说那一个风雨交加的夜晚，电闪雷鸣，费尔兹老师不知为啥，睡不好觉，费尔兹（Fields)是纽约州立大学石溪分校的起步不久的小小的助理教授。博士＋博士后，一路走来不容易啊，有了自己的实验室，发现还没个头，还要奔甜妞(tenure)。原来的实验方向是不错，接着做，混个甜妞行，但捞天女还不够。干啥好呢？而且实验室经费不多，人少力量小。

 

费尔兹想起了，前几天收到的一通知，学校的技术开发办有笔钱，要大家申请pilot grant，～5万一个项目，那80年代后期可资助一个学生一年的工作；proposal 要是新方向，有应用价值的。费尔兹那时做的工作是很基础的基础研究，用酵母菌做transcription (基因表达，调控)的机理。那如何来开发，应用呢？

 

费尔兹想到了上面的测试题。那时已知：transcription activator (调控激活因子，是一种蛋白质)有包含2个重要的部分（domain）：DNA binding domain (识别,粘接DNA) + activation domain (激活)。见下图：

激活因子很重要，有基因，没激活因子来激活一下，这基因就不表达，象个僵尸。

 

费尔兹想到一个有意思的问题：那么把这原来在一个蛋白质上的2 domain，拆开，分装在另两个（感兴趣的）蛋白质X&Y上，如果这2蛋白质X&Y能相互作用，走到一起来，是不是能把这 2 domain带到一块，又可起 transcription activator的功能 － 来激活基因的表达捏？

 

换句话说：一个坏人常做坏事，是因其有坏心＋坏胆。那么比如，李鬼有坏胆但无坏心，犟科学同志是有坏心但无坏胆，两人不认识，自然不碰面，倒天下太平；但一日，朋友做东，两人见面一碰杯，后果可能会如何捏？！！！。。。。。。

 

再比如，阿拉聪明绝顶，但连个钉子都钉不直，打工都没人要；偏李鬼不爱想问题，可就爱东敲一榔，西来一锤，（怎么他也爱使锤子？），动手能力强，但注定没嘛大出息。可一日，朋友做东，两人见面一碰杯，后果可能会如何捏？不好意思，见下2图：

 

同理，费尔兹想测测是不是拆开分装会怎样，凑到一起是不是能恢复活性。成功的话，有不少东西可挖掘，前景很好。整理，整理，proposal 报上去，拒了！说是没有开发应用价值！

 

塞翁失马， 焉知非福! 费尔兹后来转手，投给一公司的基金会，中了20万！

 

实验做起来很简单，出来结果如何捏？ 不出所料，李鬼＋犟科学，成事不足，败事有余，坏事了！同理，如果2蛋白质X&Y能作中介把这2 domain带到一块，费尔兹发现可能起 transcription activator的功能！

 

大功告成！ 整理，整理，递上去，一审就过，上Nature了！（http://www.nature.com/nature/journal/v340/n6230/pdf/340245a0.pdf） 这就是生物界有名的yeast two hybrid 酵母双杂交.

 

容易勿啦？文章总共占一面半纸。一个原理设计图，一个construct (用料)设计图，只一组实验数据！容易勿啦？从设计到实验，点破了，讲起来难度都不高，个把月就可搞定。 拎勿清格阿木头， 难在哪里晓得伐？

 

为什么可上Nature涅？ 这技术有很大的应用价值！生物研究里，常常要搞清某个蛋白质的功能，不是件易事。那么比如，我们在犯罪现场附近逮到了李鬼，自然而然他成犯罪嫌疑人了，可这小子嘴巴硬，不开口！怎么办？就要调查他的背景底细了，小子无前科！咋办？要彻查与他有交往的人！然后，我们发现李鬼近来常和犟科学同志混在一起，有突破了！犟科学同志是什么人？他是有底案，挂号了的！一挖，人赃俱获！同理，如果要搞清某个蛋白质的功能，除了对其“拷打”，还要调查这蛋白质和哪些别的蛋白质有接触。当时找蛋白质－蛋白质相互作用（protein-protein interaction) 的方法不多，有效的也少。

 

有了这 yeast two hybrid，改改，就可大规模的筛选了，彻查这蛋白质和哪些别的蛋白质有接触。那么比如，李鬼。。。，算了，换个人，比如那个小葱同学，我们帮他找对象，我们先给他装个花心，然后给每个女生装个花胆，把小葱同学往这女生堆里一扔，一筛选，好几十个对象马上就找到了！在这一夫多妻是允许滴！（一妻多夫也是合法滴）当然有些是小葱可遇不可求滴，比如俄罗丝的美女，马上剔除。当然，这方法不是万能的，有 false positive 假阳性,  false negative 假阴性. 要做后续工作，确定相配才好。

 

同理，如果要搞清某个蛋白质X，给它装上DNA-binding domain,还建了个库（library): 别的成千上万的蛋白质都分别给装上activation domain；就可开始海选了。这些个库，一旦组装后，大家拿来就可用，自己只要把自己蛋白质X加上 DNA-binding domain 就好，上手很快。

 

（看到这，隔壁的老王头来劲了，“大哥，帮俺找找对象，行不？”结果一下海，老王头见谁都粘乎，花心大萝卜！嘎拼头，太过分了，马上剔除！）

 

这技术一出来，马上得到推广，提高，应用。风靡全球啊！有了two hybrid, 有人就整出了one hybrid (for DNA-protein interaction),还冒出 three hybrid (for RNA),也有reverse two hybrid (反向)。。。原来是用酵母菌yeast作载体，又冒出bacteria,mammalian 等等载体。这思路一打开，费尔兹是把 tranascription factor 拆开,后人学样，弄出了split ubiquitin (for membrane protein), split GFP…，很好的弥补了 yeast two hybrid 的一些缺陷.

 

现如今红得发紫的癌症大拿史蒂夫＊ 鳄乐基，当年出人头地，就是跟风及时；当然鳄乐基后来另做了很多其他的开创性的工作。

 

费尔兹教授发财了吗？不知道。但发达了！文章越来越多，领域越来越广，名气越来越大。后来给挖到西雅图的U. of Washington，成了HHMI （Howard Hughes investigator),当选美国院士。虽然他后来的工作做的也很好，但提起他的大名，大家多自然而然的就想起了yeast two hybrid,当年可是解了很多人的急。

 

3。化令子

拎勿清格阿木头， 难在哪里晓得伐？ 学到点东西伐啦？不是每个人都可以躺在苹果树下，等苹果砸下来的！费尔兹教授就是比别人多走了一步，酵母双杂交（yeast two hybrid）的理论基础是别人发表了的工作，人所共知，谁都可以去挖掘，但谁先很“简单”的延伸应用一下，就可走出一片新的天地，比手头上西洋挂气的课题更来的嘞。。。

 

其实科学史上，类似的“便宜”事还不少，“鼓捣”出 PCR 而得诺奖的 Kerry Mullis,该也是一个，额锅头滨着体壶办，杀更。。。

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自饶海科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-296014-432524.html

上一篇：美国NIH的基金申请没有创新行吗？
下一篇：鸿飞兄来美国挖到金矿了！