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品质源于技术 服务源于态度 这是阿什卡微信公众号的第749篇原创文章 首发于2020年3月21日 ▽
硫酸可以杀死病菌,但喝硫酸消毒是愚蠢的。杀敌,是为了自己好好活,而不是陪敌人斗气,共赴黄泉。
在体内杀灭病菌,比在自己的土地上杀敌还要小心百倍,因为家园破败可以重建,但身体受损很难复原。所以,干掉病菌的最高境界,永远是手术刀式的定点清除。
而我——你的免疫系统,是定点清除的鼻祖。超过10亿年经验告诉我,定点清除的第一要义,是精准识别。对此,我无所不用其极。今天,主要聊两款高精尖武器。
非特异免疫系统的左右护法杀招强,战线广,十项全能。但达芬奇只有一个,全能往往意味着泛而不精。
非特异免疫系统的照妖镜——几个通用受体,可以开展两种模式的识别:
病菌模式——正经细胞不带、而病菌那些妖艳贱货普遍携带的明显特征。
危险模式——细胞受损信号。
面对千变万化的病菌,左右护法区分敌我没问题,但精准识别微妙差别就力有不逮了。
所以对付某些特别狡猾的敌人,就达不到“狠准稳快”的战略要求。这时候,就得请求系统技术支持了——在病菌脑门儿贴上各种标签:坏蛋、拆、精品美食……
前面聊过,战事吃紧时,左右护法都会释放细胞因子。其中白细胞介素1、白细胞介素6和肿瘤坏死因子可以调高体温,也可以让肝脏往血液里释放一些蛋白(代表人物是C反应蛋白),引发急性炎症反应。这些蛋白可以激活一套高精尖武器——补体系统。
补体系统出场姿势有点刻意。
它是一系列蛋白酶组装而成,座次像梁山好汉一样,依次排开。
和平时期,它们按照座次,手脚被一根链子捆在一起,闭关装死,也就是没有活性。
一旦大哥和病菌表面的特定分子结合,它就扭转身形,说一句“我们失去的只是锁链”,便一把扯断自身枷锁。大哥一激活,便立马回身砍断二哥的铁锁,二哥再激活三哥……
说到这儿,你可能会想到机枪,第一颗子弹发射的后坐力,帮第二颗子弹上膛,并推动撞针击发之,以此类推,子子弹弹无穷匮也。
补体系统设计比机枪更惊艳,它形成了一个串联放大式反应序列,在病菌表面产生了大量补体复合物。
说白了就是给病菌贴上标签,告诉左右护法巨噬细胞和粒细胞:盘它,吃它,就是不能留着它。
为了激励吞噬细胞,标签上可能还有:新品美食,免费品尝。
这个给病菌打标签,加强吃货细胞吞噬能力的功能,叫做调理功能。
除了调理功能,补体还有装甲爆破功能,在病菌表面形成破膜复合物,打个洞杀死它。
接下来出场的是战略战术无人机,大名鼎鼎的定点清除利器——抗体。
给病菌贴标签,是抗体的拿手好戏之一。所以,补体的名字,本来是“补充抗体功能”的意思。
补体的大哥不仅能被病菌表面分子激活,还能被结合了病菌的抗体激活。于是,补体、抗体、吞噬细胞之间,形成了一个铁三角:补体和抗体就像给吞噬细胞多装了两双眼睛;抗体可以激活补体;吞噬细胞又可以激活抗体。
这哥仨,都可以识别病菌表面的分子,但在这个技术领域,抗体是一骑绝尘。
吞噬细胞和补体是死脑筋,只能识别那些它们生来就能识别的分子,不认识的就是不认识,不会学习。所以,吞噬细胞和补体只能是常规兵种,老老实实地在非特异免疫部队服役。
抗体就不一样了,它千变万化,能识别的分子不可计数。所以它隶属特种部队,是特异免疫的大杀器。
这种无人机体积小,造价低,产量高,却功能强大,可以为任何敌人量身打造,一经投入使用,敌人莫不闻风丧胆。
抗体的作战手法就是一个字:贴。当然是贴到病菌身上,打死也不下来。
这一贴有两用:
一种抗体是和病菌蛋白结合,废其武功,或者让它忘记自己是谁、在哪、干嘛的。比方说,一个病毒千辛万苦伪造了良民证,隆重地安置在专用手臂上举着,做着骗进细胞城取代老大的病菌梦,不料一个抗体啪叽一声,连臂带证糊了个满,甩又甩不脱,逃又逃不掉,只能等死。这种抗体叫“中和抗体”。
另一种就是为吃货战友打标签,这貌似和补体没啥区别,但别忘了抗体是标签界的王者。你都能贴,也不如我贴得全、贴得精、贴得准,这是定点清除病菌的保障。
我们先欣赏一下这款无人机的绝妙设计。抗体由蛋白质组装而成,丫长得有点像英文的Y:
由图可见,两条长长的重链拼成Y形骨架,骨架的两条枝丫上,通过氨基酸之间形成的二硫键,各悬挂一条轻链,这就完成了抗体的基本结构。
其中,下面的蓝色部分是固定区,约占3/4。
其余1/4是可变区域,在两个枝丫尖端紫色部分。这部分安装不同的装备,就可以结合不同的抗原,对付不同的敌人。咱们把这个可变的装备叫“接头”好了。
就像多功能扳手,同一个手柄,换上不同的套筒,就能对付不同型号的螺丝。
巧妙的是,抗体结合抗原,也像套筒扳手一样,是结构互补——
看抗原和接头的构型,很显然,图中的六个抗原,只有一个可以和这个抗体结合。
原理虽然简单,但是,确保任何抗原来了我都能结合,却是个超级大难题。
因为,病菌千变万化,抗原花样更是数不胜数,而且构型不断翻新,还不可预测。
面对这个亿年难题,我采取了一个最笨的,也是最有效的办法:穷举法。说白了就是造出尽可能多的接头构型,让每个抗体都有一个不同的接头,用来结合不同的抗原。
这样,虽然我不知道会遇到哪种抗原,但是我知道,只要拥有接头品类足够多的抗体,从概率上来说,总有一款适合它。
这个基本策略说起来容易,但做起来很难:免疫识别的高度多样性如何实现?
我们都知道生命的“中心法则”,即DNA转录形成RNA,RNA翻译形成蛋白质。基本原则是,一基因决定一蛋白。那么到底什么是基因?
这里简单讲,基因就是一段可以编码蛋白质的DNA。
当然,事情往往不那么简单。有时,一个基因是由好几段在染色体不同位置上的DNA拼凑而成的。这个过程叫做基因重组。
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