【获奖作品】蛋白凶手现形记

问:如果你不知道凶手长什么样，你怎么能抓住他？

杰出的谋杀和模糊的杀人犯

这是一起悬而未决的谋杀案。凶手的作案手法极其残忍。

尸检报告指出，死者的所有肾脏都严重受损，肾脏皮质和髓质出现许多不同大小的囊肿。这些囊肿逐渐挤压肾组织，造成肾实质损伤。有证据表明，所有死者生前均有不同程度的血尿、蛋白尿、白细胞尿和高血压，且由于毒素积累，大多数死者生前均有尿毒症。警方称这起谋杀为“多囊肾病”此外，根据警方的统计，凶手的目标不是特定的年龄，无论是强壮的成年人还是精力旺盛的儿童，都可能被残忍地杀害。

网络图

这个谋杀案一被报道，就引起了全世界警察的注意。凶手作案手法的神秘和结果的残酷实在令人发指。许多*投入了大量的人力和物力来抓捕罪犯。经过多年的共同努力，结合大量的证据，警方终于在上世纪末取得了突破性的进展——这起案件与两个名叫PKD1和PKD2的嫌疑人有关！

据报道，这两个人的真正身份是已经在细胞膜上生活了很长时间的蛋白质。它们通常以组合形式出现。他们的主要工作是将物质从细胞膜的一侧运送到另一侧。然而，由于一些不确定的原因，指导这两个人工作的PKD1基因和PKD2基因突然发生了显著的变化，导致这两个人不仅对自己的工作不忠，还怀有邪恶的想法，犯下了这一滔天罪行。

1994年，警方首次通过克隆技术获得了疑似PKD1蛋白的信息，包括其分子量和氨基酸序列。两年后，警方通过同样的技术获得了关于疑似PKD2蛋白的信息。首次获得了它们的拓扑结构。

什么是拓扑结构图？这是一幅只知道嫌疑犯大致外貌的画像。例如，通过这幅画像，我们知道嫌疑犯PKD1有一个惊人的骨架，它像11节的鞭子一样穿过细胞膜11次。然而，由于线索和绘图工具有限，这幅画像非常粗糙，而且不可能知道这两个人犯罪时的作案手法，因此不可能有针对性地消除他们。

那时，追捕罪犯的工作陷入了僵局。

石神探与摄影神器

时间过得很快，尽管两人的反犯罪行动从未停止过，但各国警方并未取得任何实质性进展，此案已被搁置了一段时间。最终，正义步入了2018年。在中国，一位名叫史的侦探出现了。

史和他的团队在《科学》杂志上写道，他们终于成功地为这两个人画了一幅详细的肖像！

《史·龚毅》团队成就报告

来自世界各地的警察给了它一个推动！

根据相关消息来源，绘制这两个人的详细肖像的过程极其艰难。此前，尽管警方已经证实这两名嫌犯生活在细胞膜上，但生物细胞不是固定的装置，而是一直在经历新陈代谢、甚至分裂和分化的超复杂生物体。此外，细胞膜上有许多种类和数量的蛋白质，所以如果它们想转移位置，很容易隐藏在其他蛋白质中。

为了找到这两个人，侦探石先生找到了另一条路。他没有直接从细胞膜上进行搜索，但是根据以前的方法，他首先发现了指导这两个人工作的相关基因，然后将它们转移到细菌的DNA中。在细菌中，这些基因继续产生与怀疑完全相同的蛋白质。

虽然这种方法简单方便，但可获得的蛋白质量极其有限，50升细胞只能获得100微克蛋白质。据他的团队中一个叫王的助手说，这些蛋白质只能研究三到五次，最终只能得到一两个样本。

为了尽可能准确地获得嫌疑人的样本，石小组历尽艰辛，不断探索，终于积累了足够的资料。然后，他们提供了他们的照片制品——冷冻电子显微镜！

冷冻电子显微镜是一种利用冷冻固定和透射电子显微镜在低温下观察样品的显微技术。它是近年来获得生物大分子结构的重要手段。什么是冷冻电子显微镜，有多少头牛？)

冷冻电子显微镜成像过程(图片来自:单粒子冷冻电子显微镜technology.www.lifeomics.com)

在绘制嫌犯肖像的过程中，史和他的助手首先将获得的蛋白质样本冷冻，然后将其置于显微镜下，然后让高度相干的电子作为光源从上方进行拍摄。电子穿过样品后会被散射。探测器和投影系统可以成像和记录电子的散射信号。最后，经过处理，两个嫌疑人的画像将跃上报纸！

通过画像，警察终于看清了两个嫌疑犯的真实面目。此外，警方还发现，在工作或犯罪时，PKD1和PKD2以1: 3的比例结合成大分子。不仅如此，这幅画像还打破了警方之间的长期争端。此前，一些警察一直认为这两个人的主要工作是形成离子通道，将钙离子从细胞膜的一侧输送到另一侧，但照片显示他们不是钙离子通道。这给未来的工人带来了新的思考，来推测他们的工作方式。

石绘制的蛋白质分子结构图(来源:科学)

非常远，非常近。

这幅肖像画的成功绘制为侦探史的团队做出了巨大贡献。此外，近年来，石团队利用冷冻电子显微镜技术成功绘制了多幅蛋白质肖像，为中国在世界生命科学领域的立足做出了巨大贡献。

在此之前，有人质疑石被称为侦探，但他只做肖像，很少继续追捕嫌疑人，这是真正的侦探的名字。然而，他们没有意识到这幅画像是像弓和箭一样画的。虽然弓箭是有益的，但如果你找不到目标，你就无法射向它。尽管这位侦探并没有亲自抓到罪犯，但他为全世界的侦探指明了方向并设定了目标。他的贡献不可低估。

此外，作为一个解决犯罪的奇迹，冷冻电子显微镜已越来越多地应用于普通研究机构。以前，由于成本高，虽然人们知道冷冻电子显微镜功能强大，但很少有人真正接触到它。但是随着中国在科学研究上投资的增加，越来越多的地方已经配备了这种人工制品，越来越多的人已经学会使用它。

通过他们的努力，越来越多的罪犯画像被画了出来，越来越多的工人精神矍铄地奔赴战场。

随着时间的推移，佟迪洲先生用他的双手剥蛙卵，向世界展示了我们坚韧不拔的精神。今天，大量人工制品的发明和使用让世界看到了我们的创造力和开拓精神“君子善于制造东西，长于伪装”。

尽管包括多囊肾病在内的一些罪犯仍在威胁着我们的健康，在研发消除他们的药物方面仍有很长的路要走，但我们相信这一遥远的未来值得期待，并将最终通过一幅又一幅肖像和一项又一项研究来实现。

虽然很远，但也很近。