熟 鸡蛋 返生 有 可能 吗 ？这项 研究 得 了 “诺贝尔奖” (2) Ist es möglich, ein gekochtes Ei wieder zum Leben zu erwecken? Diese Forschung wurde mit dem "Nobelpreis" ausgezeichnet (2) Is it possible to return a cooked egg to life? This study won the "Nobel Prize" (2) Можно ли вернуть к жизни вареное яйцо? Это исследование получило "Нобелевскую премию" (2)

有 的 侧链 基团 是 亲水 的 愿意 和 水 在 一块 willing to be with water 有 的 不 愿意 这 都 是 亲水 的 It's all hydrophilic 那么 为什么 在 外边 的 都 是 亲水 的 So why is it all hydrophilic on the outside? 在 里边 都 是 疏水 的 It's all hydrophobic inside 其实 很 简单 因为 蛋白质 一般 都 是 处于 水溶液 环境 当中 Because proteins are generally in an aqueous environment 所以 愿意 和 水 在 一块 你 在 外面 露着 不 愿意 和 水 在 一块 的 你 在 家里 憋着 所以 这些 个 不 愿意 和 水 在 一块 的 缩到 里面 去 了 形成 了 一种 特殊 的 化学键 叫做 疏水键 总而言之 因为 各种 化学键 的 作用 它 就 会 形成 一种 更加 高级 的 复杂 的 结构 it will form a more advanced complex structure 除了 这 三级 结构 以外 In addition to this tertiary structure 还有 更加 高级 的 结构 叫做 四级 结构 There are more advanced structures called quaternary structures 那 什么 叫 四级 结构 呢 就是说 一个 蛋白质 的 分子 不 一定 是 由 一条 肽链 组成 的 它 可以 有 好几条 肽链 组成 你 比如 这是 一条 肽链 这 又 是 一条 肽链 这 又 是 一条 肽链 它们 几个 彼此 缠绕 在 一块 形成 了 一个 蛋白质 整个 这个 结构 我们 就 称之为 四级 结构 你 比如说 像 这个 血红蛋白 它 就是 由 四条 肽链 组成 的 形成 了 这样 的 一个 分子 formed such a molecule 这种 分子 它 就 特别 适合 于 输送 氧气 那么 为什么 会 有 不同 的 高级 结构 呢 我们 知道 这个 一级 结构 是 由于 基因 决定 的 对 吧 This primary structure is genetically determined, right? 那么 高级 结构 由 什么 决定 呢 So what determines the high-level structure? 有 一个 这个 化学家 名字 叫做 安芬森 安芬森 1972 年 诺贝尔化学奖 他 提出 了 一个 准则 he came up with a guideline 他 说 之所以 会 有 不同 的 结构 那 就是 由 一级 结构 决定 的 that is determined by the primary structure 就是 一级 结构 它 是 决定 高级 结构 的 就是 高级 的 结构 完全 是 由 一级 结构 决定 的 你 给 我 一个 一级 结构 理论 上 来讲 我 是 可以 确定 高级 结构 是 什么样 的 原因 是 什么 从 我们 物理学 角度 来讲 From our physical point of view 就是 因为 它 要 找到 一个 能量 最低 的 状态 Just because it has to find a state with the lowest energy 不同 的 结构 能量 是 不 一样 的 有 可能 这个 能量 的 这个 变化 情况 是 这个 样子 的 It is possible that this change of this energy is like this 那么 你 从 某 一个 结构 出发 你 总是 要 找到 这个 能量 的 最低点 能量 的 最低点 这个 能量 的 最低点 就是 折 完 了 之后 的 一个 样子 所以 不管 你 从 什么 地方 出发 你 就 应该 找到 这个 能量 最低点 这 就是 所谓 的 安芬森 准则 你 给 我 一级 结构 我 就 能够 决定 了 高级 结构 当然 在 现实生活 中 也 有 一些 不太 满足 的 Of course, there are some unsatisfactory things in real life. 比如说 像 疯牛病 疯牛病 那个 朊病毒 For example, the prion like mad cow disease 它 就是 一个 一级 结构 是 正确 的 但是 是 却 折叠 折错 了 这么 一种 蛋白质 But it is a protein that is folded in the wrong way 然后 它 可以 引起 其他 蛋白质 的 一些 变化 这 以后 我们 可以 给 大家 讲 一 讲 所以 安芬森 原则 可能 有 一些 特例 So there may be some exceptions to the Anfinson principle 好 我们 花 了 这么 长时间 Well it took us so long 都 在 讲 蛋白质 的 结构 It's all about protein structure 蛋白质 是 由 氨基酸 组成 的 Protein is made up of amino acids 氨基酸 构成 了 肽链 肽链 经过 折叠 就 变成 了 蛋白质 对 不 对 好 那么 下面 咱们 就要 讲 一 讲 说 为什么 这个 生 鸡蛋 一煮 它 就 变 成熟 鸡蛋 熟 鸡蛋 就 不再 是 稀 的 了 而是 变成 固体 了 Boiled eggs are no longer runny but solid 这个 熟 鸡蛋 到底 能不能够 恢复 成生 鸡蛋 呢 我们 称之为 蛋白质 的 变性 与 复性 We call it denaturation and renaturation of protein 变性 和 复性 首先 我们 现在 说 变性 蛋白质 的 变性 是 什么 意思 呢 就是 你 外界 环境 发生变化 that your external environment changes 比较 典型 的 比如说 加热 或者 是 你 加入 了 一些 化学 的 物质 像 尿素 或者 一些 其他 的 物质 在 加热 和 化学物质 的 作用 下 怎么样 呢 How about with heat and chemicals? 它 的 高级 结构 被 破坏 了 高级 结构 破坏 的 意思 是 说 就是 你 折叠 的 情况 跟 以前 不 一样 了 It's just that your folding is not the same as before. 本来 人家 是 折叠 好 的 一个 蛋白质 Originally it was a folded protein 就 好像 一件 织好 的 毛衣 一样 Like a knitted sweater 结果 经过 了 加热 或者 化学物质 result from heat or chemicals 它 把 这个 化学键 给 破坏 了 把 这件 毛衣 给 拆 了 变成 什么 become what 变成 了 一团 毛线 turned into yarn 也 就是 变成 了 这样 的 比较 伸展 的 这个 肽链 了 That is to say, it has become such a relatively stretched peptide chain. 我们 要 知道 肽链 上 是 有 疏水 基团 和 亲水 基团 的 We need to know that there are hydrophobic groups and hydrophilic groups on the peptide chain 这个 很 重要 比如说 那 这个 是 疏水 的 基团 然后 还有 亲水 的 基团 它 还有 亲水 的 基团 好 那么 你 本来 是 团 在 一块 的 Well, then you were in a group 疏水 基团 在 里边 亲水 基团 在 外边 现在 你 展开 了 now you unfold 一 展开 了 之后 水在 哪 那水 就 跟着 这些 亲水 基团 走 对 吧 Then water follows these hydrophilic groups, right? 水 就 跟着 这些 亲水 基团 走 那 这个 疏水 基团 呢 这个 疏水 基团 不 愿意 跟 水 在 一块 但 周围 全是 水 你 说 它 怎么办 吧 它 只好 你 不是 很多 条链 对 吧 It's just that you don't have a lot of chains, right? 很多 条链 这些 个 疏水 基团 它们 就 彼此 聚集 了 是不是 你 有 很多 条链 这 很多 条链 的 疏水 基团 它 就 彼此 聚集 了 于是 就 形成 了 什么 形成 了 沉淀 所以 你 看起来 一旦 你 加热 了 或者 加 一些 化学物质 使 它 变性 了 你 就 会 发现 这个 蛋白质 本来 是 溶于 水 You will find that this protein is originally soluble in water 后来 就 不 溶 了 对 吧 比如说 我们 煮 鸡蛋 那 鸡蛋 是不是 后来 就 变成 固体 了 对 吧 卤水 点 豆腐 Marinated tofu 点 完 了 豆腐 之后 那 豆浆 变成 了 固体 了 After ordering the tofu, the soy milk became solid. 为什么 呢 就是 因为 蛋白质 发生 了 变性 形成 了 这种 疏水 基团 的 聚集 发生 了 沉淀 此时 它 不光 结构 被 破坏 了 At this point it is not only the structure is destroyed 它 的 这个 生物 特性 也 没有 了 its biological properties are gone. 不能 再 完成 以前 的 生物 功能 了 Can no longer perform the previous biological function 但是 有 一件 事 没有 破坏 是 什么 But one thing that doesn't break is what 就 这个 毛线 没有 断 That thread didn't break 或者说 它 的 一级 结构 其实 是 没变 的 就是说 它 的 这个 氨基酸 序列 其实 还是 那个 样子 That is to say, its amino acid sequence is still the same. 它 没有 变 所以 这样 就 有 一种 可能 就 有 可能 把 它 还 能 折叠 回去 对 不 对 这 就是 所谓 的 复性 蛋白质 的 复性 就 指 的 是 什么 呀 就 指 的 是 条件 恢复 了 It means that conditions are restored. 比如说 本来 你 加热 后来 你 不 加热 了 或者说 本来 你 加入 了 一些 化学物质 Or maybe you added some chemicals 什么 尿素 什么 的 what urea or something 现在 你 把 尿素 什么 的 去掉 在 这种 情况 下 这个 蛋白质 又 重新 的 发生 了 折叠 The protein is folded again 这种 情况 下 我们 就 称之为 蛋白质 的 复性 重新 发生 了 折叠 这个 实验 其实 老 早就 有人 做 了 This experiment was actually done a long time ago. 比如 我们 刚才 说 的 这个 安芬森 1972 年 诺贝尔奖 获得者 他 就 做 了 这样 的 一个 著名 的 实验 他 当时 的 工作室 旁边 有 一个 养牛场 牛 呢 这个 外国人 他 不吃 牛 的 胰脏 What about cows, this foreigner doesn't eat cow's pancreas? 把 胰脏 当做 垃圾 就 扔 了 这安芬森 就 给 捡回来 了 然后 从 胰脏 里面 提取 了 一些 牛 的 酶 拿 这些 酶 做 了 很多 的 实验 其中 就 包括 这个 酶 的 变性 和 复性 实验 首先 这个 安芬森 把 这个 具有 活性 的 酶 给 它 干什么 给 它 加入 了 一些 化学物质 比如说 尿素 还有 一些 其他 的 物质 它 可以 破坏 这些 蛋白质 的 这个 化学键 于是 蛋白质 就 从 一件 毛衣 变成 了 一团乱 毛线 了 此时 它 就 变成 了 变性 的 蛋白质 了 变成 变性 的 蛋白质 之后 after denatured protein 他 又 干 了 一件 事 什么 事 呢 就是 把 这 里面 的 尿素 去掉 Just get rid of the urea 通过 什么 方法 通过 透析 的 方法 by what method by the method of dialysis 什么 叫 透析 呢 透析 的 意思 就是 加入 一个半 透膜 Dialysis means adding a semi-permeable membrane 这是 一个 杯子 里边 有 很多 的 水 然后 你 把 这个 包含 有 变性 蛋白质 和 尿素 的 Then you put this containing denatured protein and urea 这个 混合 溶液 this mixed solution 装到 了 一个半 透膜 里边 inside a semi-permeable membrane 半透膜 就是 它 只能 透过 小 分子 它 不能 透过 大分子 所以 这里 边 的 小 分子 尿素 就 逐渐 往外 跑 了 So the small molecule urea here is gradually running out. 剩下 的 这个 就是 蛋白质 了 The rest is protein 于是 他 就 通过 这样 的 方法 不停 地去 换 清水 keep changing the water 让 这个 尿素 一点点 出来 所以 剩下 的 那些 就是 没有 尿素 的 蛋白质 结果 他 再 去 检测 的 时候 发现 这个 变性 的 蛋白质 把 这个 尿素 透析 掉 之后 它 又 恢复 成 了 有 活力 的 酶 it reverts back to the active enzyme 这 说明 了 什么 呢 说明 这个 蛋白质 是 可以 复性 的 对 不 对 变性 的 蛋白质 还 可以 复性 这 就 好像 是 一团 毛线 It's like a ball of wool 又 可以 重新 变会成 一件 毛衣 了 受 什么 力 驱动 变回成 毛衣 的 呀 就是 因为 它 要 找到 这个 能量 的 最低点 Just because it wants to find the lowest point of this energy 所以 它 还 能 变回去 so it can change back 这 就是 比较 早 的 这个 复性 实验 了 它 就是 安芬森 做 的 那 我们 现在 所谓 的 鸡蛋 返生 也 是 一个 蛋白质 的 变性 和 复性 的 实验 我们 来说 一下 在 前 几年 西澳大利亚 大学 有 一个 年轻 的 学者 名字 叫做 奥蒙德 这个 奥蒙德 他 就 想 研究 一下 说 怎么样 去 改变 化学反应 的 一个 速率 How to change the rate of a chemical reaction 于是 就 做 了 一个 装置 So I made a device 这个 装置 其实 就是 一个 管子 可以 这样 旋转 This device is actually a tube that can be rotated like this 那么 依靠 离心力 可以 对 化学反应 进行 某些 程度 的 改变 some degree of change 紧跟着 他 就 做 了 这样 一个 实验 Immediately following him, he did such an experiment 他 从 这个 鸡蛋 的 蛋清 里边 蛋清 里 其实 有 很 多种 这个 蛋白质 他 提取 了 一种 叫做 溶菌酶 的 蛋白质 这个 溶菌酶 本来 是 清澈 的 然后 他 就 加热 通过 这个 90 摄氏度 加热 了 20 分钟 结果 加热 了 之后 它 就 变白 了 这 说明 什么 说明 蛋白质 变性 了 变成 了 这个 变性 的 蛋白质 那么 这个 变性 的 蛋白质 自然 是 没有 生物 活性 的 然后 紧跟着 他 做 了 一件 事 就是 他 利用 尿素 把 这个 蛋白质 溶 了 然后 再用 他 的 这 一套 装置 用 他 的 这种 旋转 的 装置 再 利用 这个 透析 的 方法 结果 就 发现 它 又 变 回成 了 溶菌酶 他 就 说 你 看 我 这个 旋转 的 方法 比 这个 传统 的 尿素 加 透析 的 方法 更 快 可以 达到 一个 更好 的 效果 所以 我 做到 了 什么 呀 就让 这种 变性 的 蛋白质 重新 又 变 回成 了 溶菌酶 你 看 我 鸡蛋 就 返生 了 对 不 对 其实 他 这个 实验 创新性 其实 并不多 因为 他 就是 利用 这种 机械 旋转 的 方法 把 这个 安芬森 这种 变性 复性 的 这种 实验 给 加速 了 然后 他 所 复原 的 也 只是 鸡蛋清 中 的 一种 叫做 溶菌酶 的 蛋白质 而 鸡蛋 中有 很多很多 种 蛋白质 你 说 你 要 使 所有 鸡蛋清 中 的 蛋白质 同时 能够 变 回 原来 的 状态 同时 能够 复性 这个 难度 太大 了 所以 现在 学界 一般 认为 说 熟 鸡蛋 想 返生 是 非常 非常 困难 的 虽然 说 也 并不一定 是 绝无 可能 那么 他 当时 这 篇文章 出来 了 之后 也 是 造成 了 全世界 舆论哗然 许多 人 都 去 采访 他 说 你 怎么 把 熟 鸡蛋 给 变生 的 最后 他 居然 还 得 了 一个 诺贝尔奖 叫做 搞笑 诺贝尔奖 这个 搞笑 诺贝尔奖 是 一个 山寨 的 诺贝尔奖 比如 2015 年 的 时候 这个 化学奖 就 颁发 给 研究 熟 鸡蛋 返生 这位 科学家 了 生物 奖是 颁发 给 一个 人 研究 鸡屁股 上面 加 一个 重物 Add a weight to the chicken butt 它 这个 鸡 走 起来 就 特别 特别 像 恐龙 这个 物理学奖 颁发 给 一个 人 研究 说 动物 为什么 尿 尿 的 时间 都 在 21 秒 加减 13 秒 之 范围 内 数学 奖 颁发 给 一个 人 研究 摩洛哥 国王 是不是 有 888 个 孩子 那么 每 一位 获奖者 都 会 获得 10 万亿 津巴布韦 币 的 奖励 大约 相当于 人民币 两分 钱 创办 这个 奖 的 马克 · 亚伯拉罕 说 他 是 希望 将 这个 奖 颁发 给 那些 乍看 令人 发笑 而后 让 人 思考 的 成就 以 激发 人们 对于 科学 的 兴趣 虽然 是 一个 山寨 奖 Although it's a copycat award 但 它 每年 的 颁发 地点 是 在 哈佛大学 颁奖 者 也 是 真正 的 诺贝尔奖 获得者 而且 在 2000 年 的 时候 搞笑 诺贝尔奖 中 的 物理奖 颁发 给 了 安德烈 · 海姆 以 表彰 他用 磁悬浮 技术 悬浮 起 了 一只 青蛙 结果 在 2010 年 的 时候 安德烈 · 海姆 又 因为 石墨 烯 的 技术 而 获得 了 真正 的 诺贝尔奖 其实 科学 就是 这样 我们 去 看 一个 研究成果 不要 去 看 它 的 结果 是否 可笑 而 要 去 看 它 的 研究 过程 是否 科学 严谨 和 合理