您当前的位置:首页 > 当代文学 > 战斗细胞

17 烹饪美味的受体菜谱

17 烹饪美味的受体菜谱

要明白适应性免疫细胞为什么能识别宇宙中所有可能的敌人,我们得回顾一下前面的章节“闻出生命的基本构件”。这一章讲过的原理对理解下面的部分非常重要,我们来复习一下。

我们前面讲过,地球上的所有生物都由同样一批基础部件组成,部件主体是蛋白质。蛋白质可能有无数种形状,你可以把它们想象成立体拼图块。免疫细胞要和细菌的蛋白质结合,才能识别并俘获细菌。

先天性免疫系统可以用前面说到过的“Toll样受体”识别出细菌表面的一些常见蛋白质。不过这也限制了先天性免疫系统的识别范围,因为它能且只能识别可以和Toll样受体结合的结构。

尽管微生物无法完全避免用到这些常见蛋白,但它们仍然可以将大量的其他蛋白质用作建材。用免疫学术语来说,能被免疫系统识别的蛋白块叫“抗原”。有几亿种可能的抗原先天性免疫系统现在还无法识别,而神奇的演化也决定了未来总会出现新的抗原。抗原是和后面内容密切相关的重要概念之一,所以我再重复一遍,加深印象:抗原是免疫系统能够识别的异物结构。

世界上有几亿种潜在抗原,这就是几亿种不同的蛋白质。适应性免疫细胞想出了一个绝妙的办法来解决这个难题。此时此刻,你体内就至少有一个免疫细胞,有能识别这几亿抗原中某种特定抗原的受体。我再重复一遍:你体内当下就有识别全宇宙每种可能抗原的潜能。

好好想想这句话。人们很容易把这个事实一带而过,感受不到其中的神奇。这办法本身就够怪的了,更怪的是它真的奏效。

等一下。受体是由蛋白质构成的,而我们前面也说过,一个基因就是生成一种蛋白质的编码。要是有几亿种不同受体来识别世间每种可能蛋白质的形状,那编码免疫细胞上受体的基因是不是要有百亿千亿?其实没有。人类基因组大约只包含2万到2.5万个基因。等等。这么少的基因怎么能编码出这么多的受体蛋白?还不仅如此:这2万到2.5万基因中的大多数做的都是与免疫系统无关的事,比如编码维持细胞生命的蛋白质。要生成宇宙中已知的最大图书馆,演化却只给予了人类免疫系统少量的基因片段,甚至连完整的基因都不是。这怎么可能呢?答案就是,基因片段精妙的混合搭配生出了极其丰富的多样性。我们来试着讲一下其中的道理。

假设你是一名厨师,要准备一场全宇宙最不可思议的晚宴。可能会来好几亿客人,他们都非常挑剔,惹人讨厌。每个人都要属于自己的专供菜谱。要是没有,他们就会发火,还想要你的命。雪上加霜的是,你事先也不知道哪些客人会来。怎么办?你只有开动脑筋。

你看了一下厨房,只找到83种原料,这些原料可以分成三大类:蔬菜、肉类和碳水。要是你没明白过来,我就告诉你,这些原料就代表着基因片段!总之你决定要用这些原料混合出不同的菜谱。

现在,你有50种蔬菜来做开胃菜:西红柿、西葫芦、洋葱、辣椒、胡萝卜、茄子、西兰花等。你选了一种。接着是肉,这很简单,只有6种选择:牛肉、猪肉、鸡肉、羊肉、金枪鱼和螃蟹。你也选了一种。最后从27种碳水中选一种:米饭、意面、炸薯条、面包、烤土豆等。用这三大类原料,且每一类都有一些选择,就可以得到如下菜谱:

西红柿,鸡肉,米饭

西红柿,鸡肉,炸薯条

西红柿,鸡肉,面包

西葫芦,牛肉,意面

西葫芦,鸡肉,意面

西葫芦,羊肉,意面

洋葱,猪肉,烤土豆

洋葱,金枪鱼,炸薯条

洋葱,猪肉,炸薯条

……

以此类推。你明白了吧。总之,83种原料经过各式各样的组合,最后可以得到8262种不同的主菜菜谱。花样已经很多了,不过要给每位可能出现的客人都奉上独一无二的搭配,这些还不够。

你决定加一道甜品。你故技重演,这回原料更少,但原理相同:

巧克力,肉桂,樱桃

焦糖,肉桂,樱桃

棉花糖,肉豆蔻,草莓

……

以此类推,直到最后甜食和香料组合成了433道不同的甜品!甜品和主菜任意搭配,还能得到更多选择。8262道主菜和433道甜品,组合起来就有3577446份独特的晚宴菜谱!现在有了几百万份菜谱,你决定天马行空,在它们的基础上继续发挥。比如,这份菜谱里去掉半个洋葱,那份里加一个西红柿。任何改动都会使可能的菜品数量暴涨。最终的菜谱看上去可能是这样的:

主菜:西红柿,鸡肉,米饭,半个洋葱;甜品:棉花糖、胡椒、草莓、1/4个香蕉。

辛苦烹饪了一天,随心所欲地搭配增减原料,你做出了至少几十亿道独一无二的菜品,足够招待1亿客人了。大部分菜味道都有点怪。但反正目标是为难缠的客人提供多种多样的菜品,味道不重要。

从原理上说,适应性免疫细胞也是这样利用基因片段的。它选取不同的基因片段随机组合,并重复这个过程,再随机加入或删去一些部分,用得到的基因来编码几十亿种不同的受体。基因片段有三种不同的类型,适应性免疫细胞就从每一类中随机选出一种基因片段进行组合,形成“主菜”。接着免疫细胞重复这个过程,但这次是用更少的片段来做“甜品”,完成之后再随机增减一些部分。用这个方法,免疫细胞生成了至少几亿种独特的受体。

每份菜谱都可以满足晚宴上某位客人的需求,而这里,“客人”指的就是可能入侵人体的微生物抗原。于是,通过精心的重组,免疫系统为应付敌人可能制造出的任何可能的抗原都做好了准备。不过这也带来了隐患:生成如此多样受体的妙招,也让适应性免疫细胞对身体构成了巨大的威胁。毕竟,又有什么能让免疫细胞不去生成识别“自身”的受体,把自身的一部分当成抗原呢?有的,那就是它们所受的训练。

现在我们终于该谈谈一个非常重要的器官了,尽管你可能从没听说过它。

上一章 封面 书架 下一章