1304章 你特么挺能猜的
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张林兴冲冲地离开实验室后，杨平将注意力转回大屏幕上的“身份图谱”。
即使这真是胰腺癌的共性靶点，设计出能精确识别它的K因子也非常难，更别说还要保证新的K因子的安全性、特异性、递送效率……”
杨平分析道：“现在我们面临几个技术难关——蛋白复合物的三维结构解析；基于该结构设计具有高亲和力与特异性的K因子； K因子在体内的稳定性与递送系统。设计K因子是最难的，虽然我们有现在的K因子做参考这也是一件难度极大的工作。”
教授都说难，那真的难。
“结构解析可以交给我。”陆小路主动请缨，“我们研究所不是刚刚安装了冷冻电镜嘛，300kV的Titan Krios，配套了最新的直接电子探测器，如果样本准备得好，理论上可以解析到近原子分辨率。”
“需要多少样本？”宋子墨问。
“纯化后的蛋白复合物，至少需要0.5毫克，纯度要在95%以上。”陆小路报出数字。
唐顺倒吸一口凉气：“从胰腺癌细胞里纯化出0.5毫克膜蛋白复合物？这得培养多少细胞？”
“至少……500升培养规模。”徐志良迅速心算，“而且……膜蛋白纯化得率通常低于1%，实际……需要更多。”
“按常规速度这起码要两个月才行，不过使用我们的扩增技术可以加快培养速度，你们将样本细胞取来交给我，我来培养，培养细胞是我们的老本行。”唐顺接来培养细胞的工作。
“也许有另一种思路可以节约时间，让观察立即开始。”一直沉默的格里芬突然开口，他的中文很流利。
所有人都看向他。
格里芬走到白板前，拿起笔：“我在美国时参与过一项非传统结构解析的工作。当时我们面对的是一个极难纯化的膜受体，最后采用了原位结构解析的方法，不是纯化蛋白，而是在接近天然状态的细胞膜上直接观察。”
他画了个简单的示意图：“具体来说，我们将目标蛋白标记上金纳米颗粒，通过低温电子断层扫描技术，对完整细胞的局部区域进行三维成像。虽然分辨率达不到原子级别，但足以看清蛋白的大致构象和关键相互作用界面。有了这些信息，就可以用计算模拟的方法补全原子细节。”
“这方法有先例吗？”宋子墨问。
“2019年《自然》上有篇论文，解析了细胞突触中NMDA受体的原位结构，分辨率到了4.5埃。”杨平准确引述，“关键在于标记技术和图像处理算法。金标记可能会干扰蛋白天然构象，我们现在有更好的选择——基因编码的迷你标签，比如ALFA-tag或SpyTag，可以共价结合特异的纳米标记物，干扰更小。”
格里芬没想到杨教授居然对这种偏门论文都有过涉猎，他的知识面这么广。
陆小路的眼睛亮了起来：“如果能在癌细胞原位看到这个身份锁的结构，不仅能指导K因子设计，还能验证它在真实肿瘤微环境中的状态，这比纯化后可能失活变性的蛋白更有意义。”
“但技术难度很大。”格里芬谨慎地说，“冷冻电子断层扫描对样本制备要求极高，图像信噪比低，数据处理复杂……”
“我们可以试试。”杨平拍板，“陆小路，这个方向由你负责，多与格里芬交流，先从少量细胞开始摸索条件。”
“是，教授。”陆小路认真点头。
格里芬非常兴奋，他的意见得到杨教授的认可，这可是他进修史上可以吹牛的高光事件。
安排完结构解析的工作，杨平转向另一个难题：“即使有了结构，设计K因子也是个挑战。传统的抗体或小分子都难以满足要求，抗体太大，难以穿透肿瘤基质；小分子特异性不够，容易脱靶。”
“也许可以借鉴自然界的灵感。”宋子墨若有所思，“教授，还记得您之前提到过的分子胶水概念吗？某些天然化合物能够将两个原本不结合的蛋白拉在一起。如果我们能找到或设计一种分子，能特异性地将胰腺癌细胞的身份锁和免疫细胞的杀伤受体粘在一起……”
杨平沉思片刻：“K因子与这些事完全不同的理论，在K疗法没有铺开之前，我们不是一直在寻找新的K因子吗？一无所获！现在我们已经找到胰腺癌的身份锁，按照我们在骨肉瘤的研究成果来看，这个身份锁一定对应一把钥匙，这把钥匙一定存在，只是我们没找到而已，这部分工作我来做吧。”
教授要亲自出手了？
疫苗的增强子X-2的研究过程尚历历在目，教授可是带着几个刚毕业的博士突破重重困难，让X-2惊艳亮相。
现在教授亲自研究针对胰腺癌的K因子？是不是说明这事已经成功了一半？宋子墨的直觉是这样的。
……
深夜十一点，研究所实验大楼里大部分灯已经熄灭，只有结构生物学实验室的灯还亮着。
陆小路站在冷冻电镜控制台前，眼睛盯着屏幕上不断刷新的数据流。他已经连续工作了十四小时，但精神依然高度集中。样本制备比预想的顺利，他采用了一种改良的低温固定方法，最大限度地保留了细胞膜蛋白的天然状态。
屏幕上，经过初步处理的断层扫描图像逐渐清晰。无数细胞器的轮廓中，细胞膜上分布着一些明显的颗粒状结构，那是用SpyTag标记的PANC-ID1复合物。
“分辨率初步估计在20埃左右。”格里芬的声音从身后传来，他端着两杯咖啡走过来，“够看见大致的形状和聚集状态，但要看清结合界面，至少需要10埃以下。”
陆小路接过咖啡，说了声谢谢：“第一轮数据收集完成，接下来是三维重构和分类。我写了个新的图像对齐算法，也许能提升信噪比。”
“你还会写算法？”格里芬有些惊讶。
陆小路难得地露出一丝微笑：“在德国的时候，我辅修了计算生物学，结构生物学现在就是一半实验、一半计算。”
两人并排坐在工作站前，陆小路调出他编写的程序界面，代码简洁高效，注释清晰，显示出扎实的计算机科学功底。
“这个聚类算法很有创意。”格里芬仔细阅读后评价，“你不仅按形状分类，还加入了局部膜曲率和邻近蛋白分布作为特征，这样能更好地区分真实的信号和噪音。”
“膜蛋白的功能往往受微环境影响。”陆小路解释道，“同一个蛋白在平坦膜区域和曲率高的区域构象可能不同，与邻近蛋白的相互作用也会改变其可及性。我们设计的K因子最终要在真实的肿瘤环境中工作，所以这些信息很重要。”
通过与陆小路的交流，格里芬觉得这个年轻人的水平应该是世界顶级的，但是同为肿瘤学方面的专家，格里芬以前怎么对陆小路毫无印象，甚至他几次来中国参加学术会，居然没有听过陆小路的报告，不应该呀。
格里芬看了陆小路一眼：“你也是从事肿瘤研究的，为什么我以前没有拜读到你的论文，我与中国学者也有过交流，以前怎么从未听说过你的名字，不应该呀。”
陆小路一言难尽：“我也是来三博研究所才略有成果，以前嘛……”他没有再说下去，实验室里安静了片刻。
“抱歉。”格里芬说。
他意识到陆小路有难言之隐，或许他是大器晚成的人才，以前没有什么成果。
两人休息一会，结束闲聊，陆小路重新将注意力转回屏幕，启动了三维重构程序。成千上万的二维投影图像开始被计算、对齐、迭加，逐渐构建出细胞局部区域的三维模型。
时间一分一秒过去，凌晨两点，初步的三维重构完成。
屏幕上，一个令人惊叹的微观世界展现在眼前：癌细胞的质膜不是光滑的平面，而是布满了起伏、凹陷和突起。在这些动态的膜结构中，PANC-ID1复合物像一个个微小的锁具镶嵌其中。
陆小路放大其中一个复合物，在目前的分辨率下，能看出它由三个主要亚基组成：一个横跨膜的核心，一个较大的胞外结构域，以及一个较小的、形状不规则的附属蛋白。
“这个小的应该就是你发现的未知蛋白。”格里芬指着那个不规则的模块，“它似乎通过柔性连接与核心相连，像是在膜表面摆动。”
“这可能是调控机制。”陆小路若有所思，“如果这个附属蛋白的构象可变，那么锁的开合状态也许可以调节。K因子要起作用，可能需要稳定在开启状态。”
就在两人专注分析时，实验室的门被轻轻推开。
张林探头进来，看到有人，愣了一下：“陆博士，格里芬医生，你们还在啊？”
“你又来干什么？”陆小路问。
“我……我睡不着，起来溜达看到这个实验室亮着灯，我以后谁下班没关灯呢。”张林不好意思地挠头，“既然这里开着灯，白天那个呼吸实验的数据，我用新学的机器学习方法重新分析了，发现了一个有趣的相关性，想用大屏幕看看。”
“你睡在实验室？”陆小路很是奇怪。
张林点点头：“我和小五都睡在实验室，做实验不睡在实验室怎么行，笨鸟先飞嘛。”
陆小路不免心生一丝敬佩，他们还挺认真的，不是说着玩玩。
“什么相关性？”陆小路问道。
“手部姿势改变时，不只是呼吸模式变化，心率变异性也有同步改变。”张林走进来，打开自己的笔记本电脑，“你们看，这是拇指食指捏合时的频域分析，低频功率增加，高频功率减少，这是交感神经活性相对增强的表现。而拇指无名指捏合时，情况正好相反——更像是副交感神经激活的模式。”
陆小路格里芬对视一眼，这确实超出了简单的“注意力转移”解释。
“你的意思是，特定手势能直接调节自主神经平衡？”陆小路严肃起来。
“数据暗示这种可能性，但我不确定机制。”张林说，“也许是通过某种尚未明确的体感-自主神经反射，或者……等等，你们在看什么？”
他的注意力被主屏幕上的三维结构模型吸引：“这是胰腺癌的那个靶点？哇，这么清楚！”
“初步模型，分辨率还很低。”陆小路说。
张林凑近屏幕，仔细看了半晌，突然说：“这个摆动的小蛋白……它表面是不是有一些正电荷富集区域？”
陆小路一怔：“你怎么看出来的？现在的分辨率看不出电荷分布。”
“不是看出来的，是猜的。”张林指了指结构模型上几个略微凸起的区域，“你看这些地方，在三维空间里形成了一种凹陷-凸起-凹陷的模式。如果我是自然进化出的锁，要和其他分子特异性结合，很可能会利用电荷互补，正负电荷相吸是最简单直接的相互作用之一。”
格里芬若有所思：“用计算化学方法可以预测表面静电势，陆教授，要不我们试试？”
陆小路点头，调出另一个程序，基于已有的低分辨率结构，他用AlphaFold2预测了复合物的全原子模型，然后计算了表面静电势分布。
结果令人惊讶，正如张林猜测的那样，那个摆动的小蛋白表面，确实有三个明显的正电荷富集区，呈三角形排列。
“这很可能就是结合界面。”陆小路声音里带着兴奋，“如果K因子要识别这个靶点，它的结合表面应该有相应的负电荷互补区域，你特闷挺能猜的。”
张林嘿嘿笑了：“看来我这不务正业的观察力偶尔还有点用嘛。”
陆小路拍拍他的肩：“科学发现有时就需要不同角度的眼光，对了，你那个手势影响自主神经的发现，也许可以从神经解剖学找找解释。手掌和手指有丰富的机械感受器和本体感受器，它们的传入神经在脊髓和脑干有广泛的投射，理论上确实可能影响自主神经核团。”
“真的？”张林眼睛亮了，“陆博士，你能指导我看些文献吗？”
“明天吧，现在太晚了。”陆小路看了眼时间，已经凌晨三点，“大家都回去休息吧。”
格里芬这时说：“你要是有需要，我可以介绍美国那边的神经学方面的专家给你。”
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即使这真是胰腺癌的共性靶点，设计出能精确识别它的K因子也非常难，更别说还要保证新的K因子的安全性、特异性、递送效率……”
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“需要多少样本？”宋子墨问。
“纯化后的蛋白复合物，至少需要0.5毫克，纯度要在95%以上。”陆小路报出数字。
唐顺倒吸一口凉气：“从胰腺癌细胞里纯化出0.5毫克膜蛋白复合物？这得培养多少细胞？”
“至少……500升培养规模。”徐志良迅速心算，“而且……膜蛋白纯化得率通常低于1%，实际……需要更多。”
“按常规速度这起码要两个月才行，不过使用我们的扩增技术可以加快培养速度，你们将样本细胞取来交给我，我来培养，培养细胞是我们的老本行。”唐顺接来培养细胞的工作。
“也许有另一种思路可以节约时间，让观察立即开始。”一直沉默的格里芬突然开口，他的中文很流利。
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格里芬走到白板前，拿起笔：“我在美国时参与过一项非传统结构解析的工作。当时我们面对的是一个极难纯化的膜受体，最后采用了原位结构解析的方法，不是纯化蛋白，而是在接近天然状态的细胞膜上直接观察。”
他画了个简单的示意图：“具体来说，我们将目标蛋白标记上金纳米颗粒，通过低温电子断层扫描技术，对完整细胞的局部区域进行三维成像。虽然分辨率达不到原子级别，但足以看清蛋白的大致构象和关键相互作用界面。有了这些信息，就可以用计算模拟的方法补全原子细节。”
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“2019年《自然》上有篇论文，解析了细胞突触中NMDA受体的原位结构，分辨率到了4.5埃。”杨平准确引述，“关键在于标记技术和图像处理算法。金标记可能会干扰蛋白天然构象，我们现在有更好的选择——基因编码的迷你标签，比如ALFA-tag或SpyTag，可以共价结合特异的纳米标记物，干扰更小。”
格里芬没想到杨教授居然对这种偏门论文都有过涉猎，他的知识面这么广。
陆小路的眼睛亮了起来：“如果能在癌细胞原位看到这个身份锁的结构，不仅能指导K因子设计，还能验证它在真实肿瘤微环境中的状态，这比纯化后可能失活变性的蛋白更有意义。”
“但技术难度很大。”格里芬谨慎地说，“冷冻电子断层扫描对样本制备要求极高，图像信噪比低，数据处理复杂……”
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格里芬非常兴奋，他的意见得到杨教授的认可，这可是他进修史上可以吹牛的高光事件。
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杨平沉思片刻：“K因子与这些事完全不同的理论，在K疗法没有铺开之前，我们不是一直在寻找新的K因子吗？一无所获！现在我们已经找到胰腺癌的身份锁，按照我们在骨肉瘤的研究成果来看，这个身份锁一定对应一把钥匙，这把钥匙一定存在，只是我们没找到而已，这部分工作我来做吧。”
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陆小路站在冷冻电镜控制台前，眼睛盯着屏幕上不断刷新的数据流。他已经连续工作了十四小时，但精神依然高度集中。样本制备比预想的顺利，他采用了一种改良的低温固定方法，最大限度地保留了细胞膜蛋白的天然状态。
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陆小路难得地露出一丝微笑：“在德国的时候，我辅修了计算生物学，结构生物学现在就是一半实验、一半计算。”
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通过与陆小路的交流，格里芬觉得这个年轻人的水平应该是世界顶级的，但是同为肿瘤学方面的专家，格里芬以前怎么对陆小路毫无印象，甚至他几次来中国参加学术会，居然没有听过陆小路的报告，不应该呀。
格里芬看了陆小路一眼：“你也是从事肿瘤研究的，为什么我以前没有拜读到你的论文，我与中国学者也有过交流，以前怎么从未听说过你的名字，不应该呀。”
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陆小路放大其中一个复合物，在目前的分辨率下，能看出它由三个主要亚基组成：一个横跨膜的核心，一个较大的胞外结构域，以及一个较小的、形状不规则的附属蛋白。
“这个小的应该就是你发现的未知蛋白。”格里芬指着那个不规则的模块，“它似乎通过柔性连接与核心相连，像是在膜表面摆动。”
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张林探头进来，看到有人，愣了一下：“陆博士，格里芬医生，你们还在啊？”
“你又来干什么？”陆小路问。
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“初步模型，分辨率还很低。”陆小路说。
张林凑近屏幕，仔细看了半晌，突然说：“这个摆动的小蛋白……它表面是不是有一些正电荷富集区域？”
陆小路一怔：“你怎么看出来的？现在的分辨率看不出电荷分布。”
“不是看出来的，是猜的。”张林指了指结构模型上几个略微凸起的区域，“你看这些地方，在三维空间里形成了一种凹陷-凸起-凹陷的模式。如果我是自然进化出的锁，要和其他分子特异性结合，很可能会利用电荷互补，正负电荷相吸是最简单直接的相互作用之一。”
格里芬若有所思：“用计算化学方法可以预测表面静电势，陆教授，要不我们试试？”
陆小路点头，调出另一个程序，基于已有的低分辨率结构，他用AlphaFold2预测了复合物的全原子模型，然后计算了表面静电势分布。
结果令人惊讶，正如张林猜测的那样，那个摆动的小蛋白表面，确实有三个明显的正电荷富集区，呈三角形排列。
“这很可能就是结合界面。”陆小路声音里带着兴奋，“如果K因子要识别这个靶点，它的结合表面应该有相应的负电荷互补区域，你特闷挺能猜的。”
张林嘿嘿笑了：“看来我这不务正业的观察力偶尔还有点用嘛。”
陆小路拍拍他的肩：“科学发现有时就需要不同角度的眼光，对了，你那个手势影响自主神经的发现，也许可以从神经解剖学找找解释。手掌和手指有丰富的机械感受器和本体感受器，它们的传入神经在脊髓和脑干有广泛的投射，理论上确实可能影响自主神经核团。”
“真的？”张林眼睛亮了，“陆博士，你能指导我看些文献吗？”
“明天吧，现在太晚了。”陆小路看了眼时间，已经凌晨三点，“大家都回去休息吧。”
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