颜宁获聘新职，担任深圳湾实验室主任 “归去来兮”的她，到底在做些什么？(6)

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2023-03-23 15:08:39 长安街知事

诺贝尔物理学奖获得者理查德·费曼曾半开玩笑地说过一句话，“许多基础的生物问题是非常容易解决的，只要能看到它们就行”。颜宁自己也说过，“结构生物学是打开人类观测分子世界的眼睛”。阻拦我们解开很多疾病奥秘的最大拦路虎，就是我们看不见体内这个微观世界正在发生什么。所以，人类发明了各种各样的工具去“看”，颜宁过去使用的X射线晶体衍射法，现在使用的冷冻电镜，都是这样的工具。不过，在目前阶段，即使是再先进的工具，都有局限性。所以，在得到蛋白质的氨基酸序列后，科学家们往往要通过各种方法，先对蛋白质结构进行一定的预测。比如说，从数据库里，找到与研究对象同源的已知蛋白质作为模板，再通过理论计算方法进行优化，得到预测的蛋白质结构模型。之后，他们再通过一系列的实验设计，去观测蛋白质，然后比对观测信息和模型，不断修正模型，最后得出结果。

从结构预测到实验验证，可以说每一步都要消耗大量的人力物力，而且很多时候，甚至是大多数时候，实验结果会告诉你，你预测的结构不太靠谱，最好从头再来一遍。所以，结构预测得准不准，很大程度上就决定了这种字面意思的“猜-测”过程，要重复多少回。这就是人、dollar和时间的事。那科学家们当然希望，这预测能做得越准越好，最好一“猜”一个准，只要拿到氨基酸序列，就能通过某种炫酷的公式啊、模型啊，把结构算出来。这样，指不定连实验都省了，完美！

不过，天底下哪有这样的好事啊。虽然蛋白质的折叠确实受物理规律的支配，但是蛋白质分子太复杂，含有的氨基酸从几个到几万个不等——要知道，100个氨基酸组成的蛋白质，就有3的198次方种可能的稳定结构，这还不算它与周围的溶剂分子相互作用。人类掌握的规律又那么有限，要判断这些氨基酸链的折叠方式，谈何容易？我打个比方，你知道一座房子有几块砖，几根梁柱，也知道把房子建起来，要符合力学定律，还有很多限制条件，比如说房子的功能，周围的环境，等等。那么，你可以算出房子长什么样吗？如果是一座泡在水里的，有大大小小、成千上万不同材料粘在一起的，用途尚不明朗的建筑呢？我只能说，很难的啦。

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