在《造化弄人》里，彗星提及的“借助特定蛋白質(zhì)餓死癌細(xì)胞”這一醫(yī)學(xué)概念，被籠統(tǒng)地稱為“基因療法”，這種表述其實(shí)并不準(zhǔn)確。
其實(shí)嚴(yán)格來講，這種借助特定蛋白質(zhì)，通過抑制癌細(xì)胞營養(yǎng)攝取等途徑來“餓死”癌細(xì)胞的醫(yī)學(xué)技術(shù)，應(yīng)被稱為“靶向代謝療法”或者“蛋白質(zhì)阻斷療法”。
盡管這部影視作品并沒有對(duì)此概念展開過詳細(xì)的闡釋，但孩子們卻通過母親的講解，大致明白了一些其中的基本原理。
具體來說，在《造化弄人》中，彗星之所以只需對(duì)舞龍做個(gè)簡(jiǎn)單的基因測(cè)試，就能分辨出他體內(nèi)哪些細(xì)胞是“健康細(xì)胞”，哪些又是攜帶癌變基因的“癌細(xì)胞”，這是因?yàn)槿梭w細(xì)胞都攜帶遺傳信息（基因），而正常細(xì)胞與癌細(xì)胞在基因?qū)用娲嬖诓町悺?p> 基因測(cè)試技術(shù)恰好能夠檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的基因序列以及表達(dá)狀況。
例如：在肝癌中，特定的基因變異，如TERT啟動(dòng)子的突變、CTNNB1（編碼β- catenin蛋白）突變、TP53抑癌基因的失活或缺失，以及AXIN1基因的突變等，這些基因變異可作為識(shí)別肝癌細(xì)胞的分子標(biāo)志物。
此外，肝癌中還可能涉及ARID1A、ARID2等染色質(zhì)重塑基因的突變，以及NFE2L2等氧化應(yīng)激相關(guān)基因的異常，這些分子改變?cè)诟伟┑陌l(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用，并可作為潛在的診斷和治療靶點(diǎn)。
特定蛋白質(zhì)的作用機(jī)制猶如為癌細(xì)胞量身定制的“絕食計(jì)劃”，它們既能阻斷癌細(xì)胞獲取葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的途徑；又能通過抑制血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）來切斷腫瘤血管生成，最終觸發(fā)癌細(xì)胞凋亡程序，從而達(dá)成彗星所說的“餓死”癌細(xì)胞的效果。
畢竟，人類及所有動(dòng)物體內(nèi)的抗體，都是由蛋白質(zhì)組成的。
蛋白質(zhì)作為構(gòu)成生命的基本要素，是生物體內(nèi)最重要的有機(jī)大分子之一，其主要承擔(dān)著結(jié)構(gòu)支撐、物質(zhì)運(yùn)輸、催化反應(yīng)、信息傳遞、免疫防御等多重職責(zé)。此外，它還參與細(xì)胞膜的構(gòu)建、酶促反應(yīng)的進(jìn)行、肌肉的收縮以及神經(jīng)信號(hào)的傳遞等。
簡(jiǎn)而言之，抗體作為免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的一種特殊蛋白質(zhì)，能夠識(shí)別并結(jié)合外來病原體，從而啟動(dòng)免疫應(yīng)答，保護(hù)生命免受侵害。因此，若沒有蛋白質(zhì)，動(dòng)物體內(nèi)的免疫系統(tǒng)將如同失去武器的戰(zhàn)士，難以抵御外來侵犯。
不僅如此，蛋白質(zhì)還具備身體修復(fù)和維持正常生理的功能。
當(dāng)細(xì)胞受到損傷時(shí)，如：被外界病毒、細(xì)菌侵襲，或是因內(nèi)部代謝紊亂產(chǎn)生有害物質(zhì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，多種蛋白質(zhì)（包括酶、結(jié)構(gòu)蛋白、信號(hào)蛋白等）會(huì)協(xié)同作用，它們?nèi)缤?xùn)練有素的微型醫(yī)療團(tuán)隊(duì)般，參與到細(xì)胞的修復(fù)和再生過程中，通過DNA修復(fù)、蛋白質(zhì)折疊修復(fù)等機(jī)制來恢復(fù)細(xì)胞的正常功能。
尤其是根據(jù)個(gè)人基因信息制造的特定蛋白質(zhì)，在理論上猶如為每個(gè)人量身定制的“超級(jí)修復(fù)劑”。
它不僅能具備快速填補(bǔ)細(xì)胞損傷部位以及激活細(xì)胞內(nèi)修復(fù)信號(hào)通路的能力，還能快速助力細(xì)胞恢復(fù)正常的生理功能。
因?yàn)槊總€(gè)人的基因都是獨(dú)一無二的，特定蛋白質(zhì)猶如專為個(gè)人打造的“超級(jí)裝備”，能夠精準(zhǔn)地識(shí)別細(xì)胞損傷的類型和程度，就像擁有高精度掃描儀一樣，不放過任何一個(gè)細(xì)微的損傷點(diǎn)。
組成蛋白質(zhì)的基本單元叫氨基酸，而氨基酸的基本元件則是更簡(jiǎn)單的原子（碳C、氫H、氧O、氮N等）。
以最簡(jiǎn)單的氨基酸(甘氨酸)為例，它的分子式為C?H?NO?，化學(xué)結(jié)構(gòu)為α-氨基乙酸，是由2個(gè)碳+ 5個(gè)氫+ 2個(gè)氧+ 1個(gè)氮所直接組成。
換句話，簡(jiǎn)單地說，如果把生物體中的蛋白質(zhì)比作一棟大樓，那氨基酸就相當(dāng)于磚塊，而組成磚塊的“基本單元”則類似于泥土（原子）和燒制工藝（代謝途徑）等。
說起人工化學(xué)合成蛋白質(zhì)，早在1963年時(shí)，那時(shí)的生物醫(yī)學(xué)人工化學(xué)合成蛋白質(zhì)領(lǐng)域，主要依賴于固相肽合成法（SPPS）。
該技術(shù)主要是通過共價(jià)鍵將起始氨基酸的羧基端固定于不溶性樹脂載體，形成可延伸的鏈起點(diǎn)，隨后以氨基端為反應(yīng)位點(diǎn)，在自動(dòng)化合成儀的精密控制下，循環(huán)執(zhí)行活化氨基酸的偶聯(lián)反應(yīng)與保護(hù)基團(tuán)的脫除步驟。每個(gè)循環(huán)通過交替進(jìn)行偶聯(lián)-脫保護(hù)操作，逐步延伸多肽鏈長度，最終經(jīng)純化及體外折疊形成具有生物活性的功能蛋白質(zhì)。
然而，傳統(tǒng)的SPPS技術(shù)存在顯著效率瓶頸。盡管自動(dòng)化設(shè)備將單循環(huán)時(shí)間從2-6小時(shí)壓縮至90分鐘，但整體合成周期仍受多因素制約。
因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，合成時(shí)間與鏈長呈現(xiàn)非線性增長關(guān)系：10肽需2-3天，20肽需5-7天，50肽則長達(dá)2-3周。這種非線性效應(yīng)源于長鏈合成過程中樹脂載體空間位阻增大、反應(yīng)位點(diǎn)可及性下降以及副反應(yīng)概率提升等累積效應(yīng)。
該技術(shù)另一固有局限在于長鏈合成能力。那就是當(dāng)多肽鏈超過50個(gè)氨基酸殘基時(shí)，樹脂表面肽鏈密度過高會(huì)導(dǎo)致鏈間聚集，顯著降低偶聯(lián)效率。
盡管在1993年發(fā)展的自然化學(xué)連接法（NCL）通過肽硒酯替代策略實(shí)現(xiàn)了200肽以下的合成突破，但其前體多肽硫酯的制備需依賴Boc-SPPS工藝，而該工藝必須使用強(qiáng)腐蝕性氫氟酸（HF）。HF的劇烈反應(yīng)條件導(dǎo)致糖基化、磷酸化等翻譯后修飾基團(tuán)難以穩(wěn)定存在，嚴(yán)重限制了修飾多肽的合成可行性。
這迫使研究者需在鏈長延伸與修飾保持之間做出權(quán)衡，成為制約NCL技術(shù)普適性的關(guān)鍵瓶頸。
直至2021年10月30日，一碳生物合成蛋白質(zhì)技術(shù)橫空出世。該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量高達(dá)85%，且氨基酸組成與天然蛋白質(zhì)相似，可包含數(shù)百個(gè)氨基酸殘基。
其技術(shù)原理，主要是利用特定微生物（如產(chǎn)氨棒桿菌、甲烷氧化菌等）的代謝途徑，在特定條件下將一氧化碳和氨轉(zhuǎn)化為氨基酸，再通過微生物自身的蛋白質(zhì)合成機(jī)制形成蛋白質(zhì)。該技術(shù)原料來源廣泛（如工業(yè)尾氣），合成周期在特定條件下可縮短至22秒左右。
彗星目前所采用的合成技術(shù)，就是在此原有基礎(chǔ)技術(shù)上改良而來的全新Promax版的合成技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)⒓兌忍嵘?9.89%這一極高水平，且合成出的氨基酸組成與天然蛋白質(zhì)幾乎完全一致，成功實(shí)現(xiàn)了人工化學(xué)合成蛋白質(zhì)領(lǐng)域從跟跑者到領(lǐng)跑者的劃時(shí)代重大突破位置，堪稱人工化學(xué)合成蛋白質(zhì)領(lǐng)域的“超時(shí)空躍遷”。
……
在以前的生物化學(xué)領(lǐng)域，要想弄清楚一個(gè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，人們只能依靠一些較為落后的設(shè)備，如借助“冷凍電鏡”“X射線晶體衍射儀”和“核磁共振波譜儀”等來找出蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。
這些傳統(tǒng)的方法雖然挺實(shí)用的，但往往要投入大量時(shí)間和資源，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和不斷優(yōu)化條件，才能最終確定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。
而且，最主要的是，這些方法還存在一定的概率性——有時(shí)即便重復(fù)個(gè)上千次的實(shí)驗(yàn)，也有可能會(huì)一無所獲，其結(jié)果的不確定性就如同蒙眼射靶一般；并且，還時(shí)常存在脫靶的概率，其難度自然不言而喻。
至于為什么一定要找出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，用母親給孩子們解釋的話來說，“決定蛋白質(zhì)性狀和功能的，就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸序列和蛋白質(zhì)最終折疊成的形狀?！?p> 以Y形蛋白為例，它是免疫系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)病毒和細(xì)菌入侵時(shí)產(chǎn)生的一種特殊蛋白質(zhì)。若用形象的比喻來描述，它就像娃娃機(jī)里的夾子，能夠精準(zhǔn)地鎖定并抓住這些入侵者。
雖然以前的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主“克里斯蒂安·安芬森”曾在1972年的體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，只要一個(gè)蛋白質(zhì)的序列不發(fā)生改變，并且一直處于同一個(gè)化學(xué)環(huán)境中（如適當(dāng)?shù)碾x子濃度、pH值和溫度），那么它每次都能折疊出同樣的三維結(jié)構(gòu)。因此，蛋白質(zhì)在空間中該如何折疊，這些信息其實(shí)都已經(jīng)包含在了它的氨基酸序列中了。
簡(jiǎn)單來說，如果能知道一個(gè)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，理論上應(yīng)該是可以準(zhǔn)確地推測(cè)出它的三維結(jié)構(gòu)的。
雖然他當(dāng)時(shí)提出的這個(gè)“安芬森假說”在當(dāng)時(shí)得到了生物化學(xué)領(lǐng)域廣泛的認(rèn)可，可是后來的生物化學(xué)領(lǐng)域卻再次用實(shí)驗(yàn)證明了，這個(gè)假設(shè)在真實(shí)生物體內(nèi)應(yīng)用時(shí)會(huì)存在局限性。
因?yàn)樵谏矬w實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)條件下，雖然能很容易測(cè)出一個(gè)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，但即使拿到了這個(gè)序列信息，卻依舊無法僅憑細(xì)胞環(huán)境調(diào)控（如氧化還原狀態(tài)波動(dòng)、分子擁擠效應(yīng)、伴侶蛋白的輔助作用等）準(zhǔn)確推算出蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。
而在《造化弄人》里，彗星雖然沒有使用以前傳統(tǒng)的設(shè)備（如X射線晶體衍射儀、核磁共振波譜儀、冷凍電鏡等）來解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但她卻用上了號(hào)稱微觀世界“上帝之眼”且更為先進(jìn)的“同步輻射光源站”中的“生物大分子晶體學(xué)線站”，并結(jié)合“超級(jí)量子計(jì)算機(jī)”等高科技設(shè)備，用來解析蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)和預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的折疊問題。