生物學家能修好電視機嗎？

家裡的電視有二十多年的歷史了，突然有一天電視機故障了。作為一個生物學PhD的我打算自己動手修理電視。

首先想到的是電視機主板的的線路圖，這樣就可以按圖索驥。可是事與願違，說明書早已不知所蹤。無奈之下，只能拆開老式的電視機背後的蓋板，看到的是密密麻麻的花花綠綠的小零件，我要想辦法怎樣確定其中某個零件，比如黃色的三角部件的作用？用顯微鏡觀察顯然不是一個很好的選擇，因為這樣只能看到零件的內部結構，卻無益於了解它的實際作用。

我想到了一種更粗暴的辦法，就是把零件挨個拆下來，看看電視會有什麼變化。如果用鉗子把零件末端切斷時，電視機突然沒有聲音了，那就說明這個零件與聲音有關，如果電視畫面變成了黑白，那就意味著這個零件與色彩有關。

生物學中研究某個基因的功能也是這個辦法。生命是由無數蛋白質組成，為了確認某種蛋白質在生命現象中發揮的作用，最直接的辦法就是創造出沒有這種蛋白質的狀態，看看生命體會出現什麼問題。

但生命不是電視機這樣的機器，把生命比作電視機就是一個巨大的錯誤。而且，基因敲除和拆掉主板上的零件也是兩碼事。

我們的生命，始於受精卵誕生的那個瞬間。生命是一個單向的過程，發育進程都是按照時間軸進行的。

掌控生命現象的各種蛋白，會在某個具體的發育時期，某個器官，某個細胞中被合成出來。這一時刻新合成的蛋白質會和上一時刻細胞內的狀態發生相互作用，形成動態平衡。當一個動態平衡結束之後，又會產生另一種信號，促進動態平衡進入下一個階段。

要是在這個過程中，本該在某個時機、某個細胞合成的蛋白質缺失了。下一時刻的動態平衡的平衡點就會相應的移動，盡量彌補這種欠缺帶來的影響。這種緩衝能力，正是動態平衡系統的本質。就像蹺蹺板的一頭輕了，那就把平衡點往重的那一頭移一點。

如果機體少了一種酶，影響了某種反應，動態平衡系統就會曲線救國，開闢另一條路線，或者招募另一種結構和功能類似的替代物。這也是為什麼幾乎的基因組中都存在大量冗餘基因的殘骸，如果結構斷裂造成了空洞，那就多生產一些類似結構的元件把缺口補上。生命現象中的種種重複和過量，就是為了這些突發情況做的準備。類似的基因有好幾組。能生產同一種物質的途徑也有好幾條。

要是某種蛋白的造成了不可挽回的損傷，而且沒有備用的零件來替代。發育過程就不會進入下一個階段，迎來的就是死亡。當動態平衡系統無法維持的時候，熵增原理就會發揮作用，細胞會進入程序性死亡，自我溶解，被母體吸收重新利用。

如果損傷並不致命，可以修復，或是可以繞道，動態平衡系統也會想方設法彌補影響。然而這種容錯性有時候反而會弄巧成拙。平衡系統對偶發的缺失做出靈活的反應，但是它對人工改造的「間諜」卻沒絲毫的準備。本來能夠完美契合的蛋白質多出來一點稜角，這會造成什麼結果呢？系統會認為這個位置的沒有異常，還是按照既定的路線進行下去。然而這個稜角的異常仍然存在。在細胞不斷分化的過程中，這些小稜角已經造成空間結構的改變，而且這種錯位會隨著時間的推移不斷放大。此時，異常蛋白已經形成的網路已經無法進行修補，在發育的某個時間節點上最終會崩塌。這個現象就和癌症的成因類似，不斷積累的微小差異最終讓正常細胞走上了癌細胞的道路，直到癌細胞失去控制。

蛋白分子的部分缺失或局部形變帶來的顯性負效應有可能比整個蛋白缺失更嚴重。人工植入的變異的蛋白會對生命造成負面影響，反而比沒有帶來的影響更大。顯性負效應最典型的例子是朊蛋白。缺失三分之一結構的朊蛋白會造成嚴重的後果，而完全缺失朊蛋白則不會帶來明顯的副作用。

基因敲除或植入帶來的種種現象，都是與時間有關的。敲除基因，並不等於把這個基因完全從生命體中摳出來。只是在某個時間節點上，在組裝拼圖的瞬間，這個拼圖沒有被生產出來。植入不完整的基因，也不是在拼圖完成後，拿掉某一個元件。這個殘缺的元件會在時間軸的某個節點出現，成為蛋白質網路的一部分。

在時間軸的某個節點上。本該合成出來的拼圖沒有出現，會導致既定的路徑無法走通。於是，生命就不會按既定的路線對摺，而是稍微錯開一點，沿偏離的線對摺。朝下一個階段進發。雖然最終的成品和預期的性狀略有不同，但是平衡仍能得到保障。如果紙張在時間軸的某個節點沒有覺察到互補性的異常，還是沿原路對摺，那麼最後的成品就會坍塌。

機器的生產和組裝不存在時間的概念，從理論上來講，無論從那個零件開始組裝都沒有問題，機器組裝完成後，我們也可以隨時更換某些零件，而且可以將所有零件還原到最初的位置。生命則不然，內部有著不可逆的時間洪流，就像是沿著時間軸的摺紙，一旦開始，就沒法回頭。

updata：

果然大家最關心的還是電視機的事。經過一番掙扎，我才恍然大悟，當我理清一條控制通路的時候，也是對它某個早已脆弱電視元件的過度消耗，就像風燭殘年的細胞一樣，DNA已經傷痕纍纍，苟延殘喘的細胞早已被迫關閉了那些不必要維持的功能。老化的零件和線路也只能維持低強度的電流刺激，每一次強行重啟一條控制通路，會讓這些老化的零件和線路過載。細胞需要消耗更多能量來開啟一條通路，導致脆弱的穩態被打破，最終走上了不可修復的命運，就像煙花一樣迸發出最後的光芒，然後漸漸歸於沉寂。完了，又燒了一個零件。

假如真有上帝造物這一說，那他也一定無數次遇到這個問題。但他也會很快會明白他所精心設計的生命並不完美，因為他知道他也無法讓一個已經推倒的多米諾骨牌復原。他唯一能做是看著倒下的軌跡，重新設計一副新的多米諾骨牌。於是我也釋然了，默默打開京東，下單最新款的小米4K電視。（此處非廣告，如有雷同，純屬巧合）