“樓。”盧庚說,“從宏觀視角看,都是很小的東西,但我們縮到atp大小之后,那些蛋白會變得像樓一樣巨大,而且結構復雜。”
“很好!”宋河點頭,“剛剛你們用了工廠的比喻,其實工廠太小了,細胞內能量流動帶動這些巨型蛋白機械,就像城市運轉一樣復雜,即便只看每一個單獨的蛋白,結構也像汽車發動機一樣精致。”
“下面要進入一個重要的概念了。”宋河說,“路徑依賴!”
三個學生若有所思,似乎已經想到了什么。
“盧庚,你說。”宋河抬抬下巴,“你想到了什么?”
“細胞內的蛋白質機器極度復雜,這種特別復雜的機制很難修改,因為稍微改錯一點,整個機器就會土崩瓦解,只能在原有基礎上微調,也就是路徑依賴。”盧庚說。
“沒錯!”宋河微笑,“繼續!”
“如果我們人工設計生命,可以打破這種路徑依賴,重新設計蛋白質機器?”盧庚瞪大眼睛,“院長您是想告訴我們這個嗎?”
“悟性不錯!”宋河欣賞夸贊,“自然界已存在的細胞,就像燃油車,經過漫長的修改,燃油發動機越來越趨近于性能上限。”
“但如果重新做車子,可以走截然不同的道路,譬如做一臺電車,一臺平價電車的加速破百時間,可以直追百萬豪車!”
虞半夢開口,“而且電車的自動駕駛效果更好,燃油車的自動駕駛效果差,不止是性能上限突破了,功能限制也可以突破!”
“說到點子上了!”宋河贊許,“談到功能限制,咱們要進入一個重要話題,原核生物和真核生物的基因規模!”
高能量
宋河從兜里掏出手機,展開大屏,三兩下點出一份文件。
“瞧瞧。”宋河把手機遞過去,“這是100種細菌古菌和70種真核細胞的數據,觀察一下,算算數字。”
三個學生湊在一起翻看文件,片刻后歸還手機。
“看出來了?”宋河問。
“我粗估了一下平均值,相比而言,真核細胞的體積巨大,是細菌古菌體積的一萬五千倍。”虞半夢說。
“同時真核細胞的呼吸速率低一些,大概是細菌古菌的35。”查信然補充。
“那么每個真核細胞每秒耗氧速度是細菌古菌的……5000倍!”盧庚說,“院長您剛剛說基因規模,我又臨時想到一種算法,算單個基因平均能使用的能量,結果是20萬倍……細菌古菌的每個基因能用1個能量的話,真核生物里的單個基因能用20萬個能量!”
“很好!”宋河微笑,“20萬倍的基因能量差距,5000倍的細胞個體能量差距,這就是真核生物和原核生物的本質區別!”
“有本老書。”安東尼奧在一旁插話,“瓦茨拉夫·斯米爾寫的《能量與文明》,這本書并非生物學著作,算是人類史和社會學著作。”
所有人看向安東尼奧,聽他分享。"