为什么一定要学好“生物化学或分子生物学”(病毒学之话外篇)

小时候,父亲给我讲过一个故事《纪昌学射》。故事大意是,赵国有个年轻人,名叫纪昌,他梦想成为一名射箭高手,于是诚恳地去拜神射手飞卫为师。飞卫说:“你先学会看东西不眨眼睛,然后才可以谈射箭。”纪昌回到家里,仰卧在妻子的织布机下,用眼睛注视着织布机上的梭子练习不眨眼睛。两年后,即使锥子尖刺在他的眼眶上,他也不眨一下眼睛。纪昌把自己练习的情况告诉了飞卫,飞卫说:“年轻人,这还不够啊,要练到看小物体像看大东西一样清晰,然后再来告诉我。”纪昌回到家中,用细绳系住一只虱子悬挂在窗户上,面向南远远地看着它,天天看,月月看,逐渐地,虱子渐渐变大了;三年后,虱子在纪昌眼里有车轮那么大。纪昌搭弓射箭,一箭穿透了虱子的心脏。纪昌又把自己练习的情况告诉了飞卫,飞卫拍手称快,说道:你已经是一名神射手了!

故事讲完了,看似与今天的主题相关性不大。如今,我们都急着傍大牛,申课题,发论文,申专利,搞合作。但,多数科研工作者实际似乎都疏忽了应该坚持锤炼的基本功。梨园行当,不论是武生、武旦、武丑,还是青衣、老生、花脸,吊嗓翻跟头几乎是每天的必修课。

生物化学或分子生物学,作为生命科学领域的最最基础学科,又有几个科研工作者能坚持去锤炼呢?而实际上,以病毒学为例,稍微有几年科研经历的工作者都清楚,病毒学研究稍微深入一点,拼得就是生物化学或分子生物学。

因为,病毒本质就是一个核酸&蛋白复合物,因此其主流研究方向的本质就是无数个生化/分子生物学反应。病毒入侵→结合受体→进入细胞→脱去衣壳→核酸复制→mRNA转录→蛋白翻译→加工修饰→病毒装配→出芽生殖→刺激免疫→免疫应答→抗体分泌… …这一整套过程,环环相扣、皆为基础生化反应。

现在都说贫穷限制了想象力,其实生物化学或分子生物学功底差,更限制科研工作者的想象力。导致结果就是:实验成功了,归咎为运气好;假使失败了,却不知从何找原因。前几天,某君突然极为兴奋的给我打了个电话,说自己逆向思维想到了一个前无古人的idea,通过改造非洲猪瘟病毒,使其能在传统细胞系上达到工业化繁殖的程度。他想用非洲猪瘟病毒表达一个外源配体,然后就可以感染常见细胞系(如Vero)了,这样就解决了非洲猪瘟病毒无细胞系可用的尴尬。

这看似很“前无古人”的idea,其实是很难实施的。原因有三:其一,这种配体表达一定是在病毒囊膜表面的展示性表达,而非传统的胞内表达;其二,既然是病毒囊膜展示性表达,就必然是外源配体与病毒本身蛋白的融合表达,且要保证表达量可以接受;保证病毒自身蛋白功能不受影响;最重要的是必须保证配体的空间结构不能受融合蛋白的影响,且要非常完美地展示在病毒囊膜表面。实际上到这里,实验设计已经极为困难了,这需要有结构生物学家认真参与才行。其三,即便是外源配体可以完美地展示在病毒外表面,又怎能保证重组病毒顺利进入细胞?病毒的外源配体与细胞受体结合就一定能进入细胞吗?那抗体与细胞受体结合为什么却不能进入细胞呢?而实质上,病毒要想顺利进入细胞,这是由一系列信号转导通路所控制的,这是一整套级联反应。

当我把以上三点质疑告诉他时,他却依然坚持自己的想法是独树一帜,前无古人。他说,科研有时候就需要灵光一现。但,他忽略了一点,灵光一现的前提是具备极为扎实的生物化学或分子生物学基本功。举这个例子,其实就是想说明,有时候一些看似“前无古人”的idea,实质上就是生物化学或分子生物学基本功太糙造成的。2020-03-18

F. Liu

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