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二月:属于科研地瓜的世界

 二月突然觉得过得很快,一年里,两个月就这样过去了,2024年还远吗?

春节后开工很多deadlines都随之而来。对科研工作者来说,这就是一年中最忙着写东写西的时候了,申请经费、再多的经费、奖励金、再多的奖励金。于是,这段时间就像闭关一样,心理负担很重的,一直找资料和写作。但是过了一阵后,我又突然醒觉,为什么心头烦躁于写作呢?这不过是工作的一部分。

这工作说起来,简单的描述,不就是:读很多别人的作品 -->思考消化,促成假设 --> 做实验 --> 写出来。为了精通这个工作,需要做的事也是这三种:很会读、很会思考、很会写(或者在这个年代还需要加一项:很会讲)。

哈哈,不知道以上总结算不算把这行贬低了。但是,看似简单,我觉得很多行内的人,或者是我而已,对于科学原理的了解,只限于“盲人摸象”的程度。举个简单的例子来说,我们知道有些cancer 很难根治,因为现有的药物和治疗方案常常不能准确性的杀死所有癌细胞,而剩下没被杀死的癌细胞也就“春风吹又生”,并且产生抗性(resistance) .。所以,目前的医学不是不好,只是还不至于对症下药,无法完全根治。

问题是,我们该如何寻找更有效地治疗方式?

那就针对一个病人对比正常人,看他们之间有什么不同,然后针对性的target那些病变的细胞,就这么简单吧?但是细胞或基因千千万万种,诱导病情的原因也林林种种。为了精确的找到哪些与病变有关联的基因或小分子molecules,科学家不得不非常针对性的进行试验。在实验体中敲除或者激活这些小小的基因或分子,看它们产生的效果。这样的做法,就是所谓的“盲人摸象”了。首先,为了找到有关联的因子,就像盲人只手在两个大象之间找出它们的分别。然后,为了验证,只能一小堆一小堆的实验。

另一个例子是,身体里的immune system,也是马拉松式的两军大战。外面的细菌为了顺利闯进身体里,会做很多动作避开免疫大军的发现和包围,这就是所谓的immune evasion。上周五刚听了一个楼上教授的分享,我真惊叹这些细菌的“思路”,这些都是所谓的:“道高一尺魔高一丈”。

于是,科学家们的假设和实验结论一直只能一点点地被验证、发现...但是谈到突破,我觉得还没有十分惊艳的方法能够突破传统的,快速阐明一种病情。这也许是因为人类对于人体还不够深入了解。过去几十年,科学知识是一点一点的累计。从1990年开始,人类的基因一直到了2003年左右才被完整的测序出来,这也只是大概92%。过后二十几年,直到现在,还陆续有新的测序方式纠正人类基因库的错误,大概每10000个就有一个错误的几率。

以下是一些大概数据:

1. 人体大概有三十亿(3 billions)的nucleus DNA,去年才又追加了剩下的8%,也是二亿(200 millions)的DNA base pairs(bp)(但不排除还有错误或分别)。

参考:Nurk S, Koren S, Rhie A, Rautiainen M, Bzikadze AV, Mikheenko A, Vollger MR, Altemose N, Uralsky L, Gershman A, Aganezov S. The complete sequence of a human genome. Science. 2022 Apr 1;376(6588):44-53. DOI: 10.1126/science.abj698

2. 这三十多亿的nucleus DNA里,大概有60千的gene,但是只有大概19-20千的gene是明确的知道会转成蛋白质。

3. 这些发现都是缓慢进行的。因为1990年时,人类的技术只能够准确的确定70-100 bp,到了2010年初,才逐渐提升技术可以准确地确定120-150 bp、2-3k bp、7-8k bp......直到去年2022年,那个最新的追加期刊报告(第一点提及的文章)是由一架能准确测序 20k bp 长度的机器测序出来的。

4. 第三点说的“准确测序”,是说100%准确的测序长度。一直以来,要完整排好三十亿的DNA,都是靠后期的生信分析,把这些段落排列推断出来的。

换句话说,现在的科技技术还没办法完全准确的把100%个人基因谱列出来。虽然如此,即使能够列出来,我们也不太懂已知基因的功能,真正被研究透彻的基因可能才是其中的1%。

。。。

从演化学的角度,任何一个还没有被淘汰的东西,都应该有其作用的。这些未知的、属于或不属于人类的基因(不属于人类的但是存在于人体里那种,例如微生物群,例如mitochondrial DNA),都应该跟人的健康息息相关。

这么多未知的个体和未发现的功能,我们知道的真的太少太少了。

当然,可以看得出科学发展是越来越快的,最近还搭上很夯的AI技术,应该会有更快更多的发现。我觉得,如果人类能够用一个很新很新的技术,能够观看全貌,而不再局限于盲人摸象,这样的话,很多科学上的问题都能够被解决了吧?

那个连贯的点,到底是什么呢?但也许,不需要观全貌,用已知的大数据,靠数学、统计学和逻辑,也能推敲出来,但是怎样做才能更接近真相呢?这些疑问和好奇,就是科研工作者共同的热血吧。

我也不知道为什么热血的在这里写下了洋洋数千字,对我的进度条真的一点帮助也没有。啊,我想请求各方神明的保佑,让我快点写完能够为自己“升职加薪”的功课吧!

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四月:活着

 距离上次这里更新,刚刚好过了一年。 这一年里,常常围绕思考的一个课题,还是上篇提到的--“人为什么要努力呢?”。但这一次,我觉得,至少比之前的我,已经很肯定这个问题的答案了。 关于一个人的寿命能有多长,生命的宽度能有多宽,这些很少出现在我的思考中,或者,很少深入思考。这些课题,...