一個細胞，是如何變成一個人的？

　　2018-11-07 22:45人才/基因/化學

　　

　　內容來源：2018年10月27日，在混沌大學舉辦的創新線下課程「生物學思維」(廣州專場），中山大學博士生導師、萬人計劃科技創新領軍人才王宏斌，進行了主題為「生物學思維：秩序從何而來？」的精彩分享，筆記俠作為合作方，經主辦方和講者審閱授權發布。

　　封圖設計&責編| 麗麗

　　完整筆記•科學主義

　　本文優質度：★★★★★口感：蜜汁石榴

　　一個細胞，是如何變成一個人的？

　　腫瘤為什麼會嚴重身體健康？

　　疾病是怎麼來的？

　　上一期我們分享了關於組織的邊界以及如何形成組織的話題，今天，我們將圍繞「秩序從何而來」這個話題展開分享。（直接點擊藍色字可查看）

　　細胞，遠比你想象的聰明

　　對於一個細胞生命來講，它有作為邊界的膜。

　　膜裡面包裹很多的物質，無時無刻不在高度的、有秩序的發生生物學過程，以保證我們每一個人、每個生命的機體健康正常的運行。

　　如果要為它找一個中樞，來指揮其所有活動的話，可能就得進入到細胞核裡面的遺傳物質。

　　大家一定在各種場合反反覆復聽到遺傳信息，聽到基因。

　　但我覺得很多人並不是真的了解遺傳信息是怎麼回事，遺傳信息是如何解讀的？

　　遺傳信息是如何變成我們現在所看到的的生物學實體的？這些問題很多人並不是很清楚。

　　

　　對於細胞來說，決定細胞命運機制的就是它裡面的遺傳物質，那麼，這一套遺傳物質到底是什麼？它的組成成分是什麼？

　　這跟前面講到的膜很像，它的組成究竟是什麼？這套信息為什麼能夠有序地支持整個生命活動？

　　一、任何秩序背後

　　一定有一套信息來⽀撐它

　　我們可以從一個生命，比如一個細胞去逐漸分解它，看看組成細胞的最底層的是什麼。

　　

　　分解下來就會發現，大概有這三大類。一類叫核苷酸，可能很多人不知道核苷酸是什麼，這個雙螺旋估計應該很熟悉。

　　其實組成雙螺旋的每一個鹼基，我們就把它叫做核苷酸，簡稱為核酸。

　　另外，就是蛋白質，蛋白質的基本組成單位就是氨基酸。還有一種就是糖。這是三層大概比較簡單的小分子的物質。

　　在這幾種物質中，生命選擇核苷酸作為它的遺傳信息的繼承者，為什麼？

　　希望你們思考一下，它應該具備什麼特點？

　　要回答這一問題，先來思考一下信息這個概念是什麼？這個詞可能不好解釋，我們把它換一個詞：「語言」。

　　

　　從上圖看到的是什麼？二進位，零和一，對吧？我們都知道APP等軟體的背後的底層邏輯是都是編程語言。

　　那麼，你覺得編程語言該具備什麼樣的特點？

　　第一、 簡約。

　　零和一很簡單，但它可以有足夠多的變化、組合，可以承載無限量的信息，這是一個很重要的點。

　　第二、可被讀取。

　　如果信息不能被讀取，語言不能被讀取，那麼這一切將毫無意義，它就只是一個符號。

　　讀取是什麼？就是你能將其轉換成某一種思維，或者另外一種語言能解讀它。

　　第三、可記錄，可存儲。

　　所有的記錄複製都代表著什麼？穩態，即它是穩定的，這個系統必須是穩定的。不能今天發的信息是一個意思，明天又變成一個意思了。

　　

　　核苷酸僅僅包含ATGC四種鹼基，這四種鹼基符合我們前面說到的第一個原則，即簡約。

　　而且它能夠被記錄和串聯起來，而用核苷酸來做它的密碼來存儲的話，有什麼好處？

　　

　　好處是它可以把相鄰的串起來，在化學上、物質上串成一條，它可以串成一串東西，在結構上有一個相對穩態的結構。

　　不是孤零零的，而是有序的串起來，這一點很重要。另外，它除了可以串起來，還可以有一個所謂的成對的性質。

　　比如C和G可以配對，A和T可以配對，一旦配對，意味著它不僅是一條單鏈，它還可以變成一條雙鏈。

　　這就是DNA雙螺旋的來歷。雙螺旋是因為它有雙面，結構和空間上形成一個螺旋，所以就是雙螺旋。

　　所以，由於它只有四個，又能夠串聯起來，還可以成為雙鏈，那麼，結構上比較穩定。

　　因為單鏈的東西很脆弱，很多的內部結構會被暴露出來受到破壞。

　　所以，一旦形成雙鏈，它裡面這些部分就會被這個相互配包裹起來，那麼，相對來說，能夠保證它結構上的穩定。

　　但是還有一類核苷酸叫RNA，所以為什麼是DNA被選擇作為生命界所有生命的遺傳物質？

　　為什麼是DNA而不是RNA呢？這兩個的不同點在RNA比DNA不穩定。所以，更趨向於選擇一個更穩定的物質作為它的基本結構單元，幫它串起來。

　　複雜維度

　　與此同時，DNA又具有複雜維度。複雜維度是什麼意思？我們可以先看看這張圖。

　　

　　這個圖多畫了兩個箭頭，這兩個箭頭有什麼關係？

　　我在這邊打了5個字母。那麼，GCAGT、TGACG是不是同一個東西？答案：不是。它有兩個維度。

　　這就是它形成雙鏈的另一個重要的特點，它給它多了一個維度，看起來是一條鏈，但由於另外一條鏈是另一個方向，所以它增加了一層信息在裡面，所以，信息維度加倍複雜。

　　說到這裡，或許有人會覺得這個雙鏈在結構上已經穩定了，那它在細胞里是不是就是以雙鏈的形式，像一團亂麻的繩子自由地漂浮在液體當中？其實不是的。

　　因為信息它本身的承載者就是ATGC，這個化學物質相對來講還是不太安全，所以還給它加了一個蛋白結構幫助它來穩定。

　　同時，除了把它纏在雙鏈里裡面，它還弄了蛋白來幫助它，它就是通過結繩打包把它藏在裡面。

　　這就好像一本書，書商為了保護書會在書外面裹一層塑料膜。

　　那麼，這層塑料膜在細胞里的話，就對應著核小體。

　　這層保護會帶來一個效應，要讀它還得拆包，可能我們經常聽人說有知識沒文化，也就是說，你知道很多，但這些知識沒有轉變為你的行為，不把它解讀出來，讓這些知識沒辦法指引你去做對的事情。

　　所以解讀基因就是一個複雜，重要的過程。而這也是這節課里需要帶給大家的重要理念。

　　所以，在這裡我們需要知道：

　　第一、為什麼選擇DNA？

　　第二、DNA是很高級的，它有複雜的維度，並且，大部分情況下它是被鎖起來的，就像一本書被包裝起來了，還沒有被打開。

　　你需要的時候要怎麼樣打開？知道一點很重要，所以，接下來分享的就涉及到細胞如何解讀信息。

　　二、如何解讀信息？

　　在了解解讀信息的方法之前，我們先來了解一下中心法則，即DNA存儲的信息，最後怎麼樣變成細胞生存需要的蛋白質。

　　但從DNA到蛋白質有一個解讀的過程，叫轉錄，轉入成為RNA，然後再把它翻譯成蛋白質。

　　理解生命從遺傳物質到最後的生命功能的執行者蛋白質，這就是解讀信息的基本路線。

　　

　　如何把你儲存的知識轉變為你的文化？

　　首先要做的事情是定位，也就是說你去圖書館要知道書的位置才能拿一本書出來，拿到書後，有很多線裝書，平時不讀是捆起來的，現在要把它打開。

　　那麼，什麼決定這個書能被打開？

　　就是上面的這些蛋白，是被稱之為核小體蛋白上面的這些修飾，然後就會有一些蛋白質，就像解碼器一樣，能夠讀到這些位置，然後讓這一區域鬆開，DNA就裸露出來了，可以被解讀了。

　　

　　所以，這裡其實是一個非常前沿的理論，也就是所謂的表觀遺傳學概念，即你有了基因，但鎖打不開，那麼你的基因就沒法被表達。

　　我們通常認為，遺傳是爹媽給小孩的。

　　但需要注意的是，除了遺傳下來的基因，更重要的還有表觀結構，也就是幫它鎖住結合，穩定住它的這些相關的修飾，這些修飾有些可以被遺傳的，有些不能被遺傳。

　　可能跟外界的環境有所關聯，這就造成了信息解讀時，可能會和儲存的信息存在一些差異。

　　

　　通常情況下，我們看到的這條中心法則是什麼？DNA到RNA、RNA到蛋白質。

　　

　　首先你看，DNA上表示基因的部分只是很小的，紅色的一部分，這是什麼概念？

　　就相當於一本書上面，大部分都是廢話，只有幾行字是有意義的，你把它讀出來，還得跳著讀，挑出核心部分，才能去進行翻譯，組裝成為最後的需要說的話，也就是蛋白質。

　　這就是調控的過程， 調控決定我是否需要啟動基因的表達，決定調控序列該什麼時候表達。

　　為什麼需要調控？因為一旦蛋白出來了，就是開弓的箭，開弓沒有回頭箭，一旦被翻譯出來后，也沒法收回來，你就很難再去控制了，很可能是一個負向的效果。

　　所以，在拉弓放弓那一刻就得好好琢磨。

　　所以，基因的表達其實就是先定位，然後把它解開，再找到足夠的原件上來，組裝成一個火車頭來啟動，再沿著這個軌道開始啟動基因的轉錄。

　　

　　這個火車頭像什麼？生物學概念叫啟動子。

　　俗語說：萬事開頭難，那麼，基因啟動也是決定基因的表達的開始的很重要的一點。

　　啟動子很重要，因為它決定了啟動的方向，決定了哪一條鏈的哪一端可以被表達出來。

　　「火車跑得快，全靠車頭帶，」所以，車頭是決定成功與否的很重要的環節。

　　為什麼這些所謂的調控就可以達到我們剛剛所說的作用？因為從DNA到RNA是需要一個機器，一個蛋白質機器，也就是DNA轉錄酶幫它做一個轉換。

　　這個轉換器的起始，需要若干種不同的蛋白組合在一起，叫做啟動子，組合在一起之後，位置對了，就開始啟動基因的轉入，讓它從DNA變成RNA。

　　所以，反向推的話，一旦整個啟動子沒組裝好，那麼這個基因也沒用，即使把它打開，把核小體解開也沒用。

　　可見，基因解讀的調控是非常嚴密的。

　　

　　方向的重要性

　　比如王羲之的一個帖子，按古人的讀法是從右往左，如果你不懂的話，按現代人看的話，是從左往右讀。這就是語言方向的重要性。

　　當然，世界上也有很多聰明的中國人，能把《玄機書》裡面的每一個字，橫著、豎著、斜著，都能把它讀成一首詩。

　　這在細胞裡面，我們把它叫做迴文。總而言之，方向很重要，因為它決定了你能否讀取信息以及讀取信息的準確性。

　　有了定位和方向，那麼，還需要什麼？需要你把它準確的讀出來，也就是從DNA變成RNA。

　　剛剛我們提到，為什麼沒有選RNA作為遺傳物質，因為它通常是單鏈，相對不穩定。

　　所以，在這個轉換的過程中，生命還多加了一個保險，這樣，即使它不是單鏈RNA，也讓它穩定一點。

　　因為它是單鏈，容易被水解，容易被破壞，而且破壞通常是從兩端開始，所以，我就給你兩端先保護一下，相當於給它加一個帽子。

　　

　　三、為什麼要從DNA轉化為RNA？

　　因為DNA是儲存在很多垃圾信息里的，如果你不懂把這些東西扣掉的話，是讀不出來準確的東西的。

　　為什麼我要把它藏在中間，因為它還可以讀成另外一種方式。

　　比如GTAG中間可以扣掉，所以，你可以把GT跟這個AG中間把它扣掉，它就可以讀成另外一種方式。

　　所以，你是不是開始理解生命的奇妙之處了。同一套遺傳信息，我們把它讀成幾個版本，甚至完全不一樣，這個叫可變剪接。

　　雖然很久以前我們就知道2萬個基因，但你要知道有各種可變剪接的形式，可能就有各種蛋白的形式。

　　以前我們知道的是蛋白基因很重要，但我希望你們現在明白，調控很重要。

　　為什麼？

　　這大概有3萬個鹼基因組成的這段基因，真正拿來變成蛋白質的那個序列，拼起來的只有這些綠色的小小的這一點點。

　　所以，大概是1/30，是用來把它轉換成蛋白質的，剩下的用來做什麼？都是用來調控，決定這個信息能否被準確地解讀出來。

　　所以，DNA的奇妙之處是在於，它的信息維度是日常之高的，有各種組合和提取的可能性。

　　這就是一個複雜系統，它的遺傳密碼在生命里以一種複雜的方式存儲。

　　因此，真正要讀取它的時候，你可能要去偽存真，但這個「偽」，要打個引號，因為它不是沒用的，它要起到一個很重要的調控作用。

　　所以，有句話說：運用之妙，存乎一心。

　　有人或許會問，這麼高級這麼複雜的體系一直都存在嗎？

　　對於生命來講，並非如此，剛剛我們說的這一套複雜的剪接體系，是因為你系統足夠複雜才需要。

　　如果複製你的系統很簡單，就像兩個人的公司，就沒必要整那麼複雜的體系。

　　所以，是生命的過程中需要複雜的功能才用它演化出了這樣複雜的體系，而簡單的系統，傳遞的信息就更直接。

　　如果只是一個簡單的細菌，那麼它快速增殖就好了，不需要整那麼複雜，所以，它的基因很簡單，不需要有剪切，只需要簡單、快速就好。

　　所以你的信息儲存傳遞系統，得跟你整個組織和體系的功能的複雜度相匹配。

　　簡單的系統配簡單的密碼系統，複雜系統配一個複雜的編碼系統。

　　就像我們處在社會主義階段，你就不能以一個發達社會要求我們，所以，每個組織都有它當下的階段，決定你做出決策和判斷。

　　四、RNA如何變成蛋白質？

　　從核酸到蛋白質，這其中有一個巨大的鴻溝就像是換了一個語言體系，從DNA變成氨基酸了聽不懂，怎麼辦？

　　所以，這其中就得有一個很重要的一點，轉換，找一個中介把信息轉換過去。另外一個，就是升維，從一維的儲存信息，轉換為三維的蛋白質結構。

　　核酸怎麼變成氨基酸？

　　它必須要找一套中介的翻譯系統，幫助其讀取它的RNA上的密碼信息。這就需要一個載體分子上。

　　這個載體分子就像一個口譯似的，它是理解生命如何從核酸就是DNA和RNA的信息轉換成高級結構的氨基酸信息的。

　　

　　這個翻譯者，我們稱之為RNA，這個結構很巧妙，巧妙在哪？它有三個鍵，這三個鍵和這一邊的密碼配對，後面能夠帶上氨基酸，每一個帶不同的氨基酸。

　　也就是說，這個口譯要更複雜一點，它能同時請英美法俄日的四個國家的翻譯。

　　剛才我們講了幾點：

　　1.信息如何找到一個翻譯者幫你翻譯。

　　2.三維。三維是什麼概念，就是前面提到的ATGC都是一個線性的，就好像打開一本書，是一行一行讀過來，它就是一維信息。

　　但是到了氨基酸層面，一維就有問題了。

　　維度就加了，三維變成一個立體的結構，這就需要產生一個升維的效果，加入結構的信息，這是怎麼實現的呢？

　　

　　對於這個問題，你只需要給他加上一點點化學修飾，我們稱之為磷酸化。

　　比如一個磷酸的集團。

　　我把它打在上面，它不影響整個組成，它只是改變表面可能一點點的電荷和化學性質。

　　但它的三維結構就可以從一個沒有活性的狀態，自動組裝變成一個有活性的狀態，就好像一個電燈泡，點著了。

　

　另外一種，你可以把磷酸去掉，也可以讓它從有活性變成沒有活性。

　　所以，就是一個最簡單的化學修飾，就能改變它的活性和作用方式，把維度給升上去。

　　你可以看整個編碼過程，如果從廣義上的編碼講，狹義的編碼可以理解為DNA、RNA到蛋白。

　　但從廣義上的編碼應該是一個個有功能的蛋白，是能執行對於當下它需要的生物學功能，完成一個細胞它生命活動的當下的作用。

　　所以這就是信息從DNA到RNA到蛋白質，從狹義的儲存的信息到廣義的執行的信息的整個過程。

　　六、信息是如何可以被發展的？

　　在解決完信息表達執行的問題之後，又會涉及到一個生命個體的發育過程。

　　以一個人為例，剛開始只是一個受精卵，是一個單細胞，但它是如何變成人的樣子的？

　　這是一個增殖的過程，即細胞數量的增加，以及細胞功能分化的過程。

　　

　　那麼，到最後為什麼眼睛是眼睛，耳朵是耳朵，鼻子是鼻子，心臟是心臟，這背後的邏輯調控機制是什麼？

　　大家先看一下下圖，這是一個斑馬魚的發育過程，每個細胞都知道該往哪個方向去發展，就好像人去看幼兒園的小孩，可以有各種可能。

　　

　　但長大之後，小孩要高考，面臨專業學校的選擇，大學畢業後面臨就業的問題。

　　那麼，誰教育這些細胞做出這樣的選擇？這背後的決策信息是什麼？換句話說，誰決定哪些信息該表達出來剛好是這種狀態、這種功能的細胞。

　　要解答這一問題，先給你看一個書的封面，這本書叫做《HOX gene》

　　

　　如果把書的封面上面蓋掉的話，那你一定不會把它想成一本生物學的書。這是一個很優雅的女士，背上放了五彩斑斕、顏色不同的鵝卵石。

　　往下串下去的，跟剛剛那個一樣，為什麼每一個體節是這樣的？

　　這個由Hox基因決定的，這是一個開關，它決定這個位置的細胞該表達哪些基因，讓它發育成這個體節。

　　如下圖，是一個hox基因，每一個方框代表1個hox基因。這個是果蠅，它的頭部是粉色的hox基因表達。

　　

　　這個臉頰，是綠色的hox基因表達。然後後面的每一個體節都是由不同的hox基因表達。在果蠅上hox基因的表達就產生了這樣的關聯性。

　　我們說生命起源，人大概是一樣的，這是一個很好的例證。

　　從上圖可以看到，決定人的體節分化的也是Hox基因，它大概的分佈，跟果蠅很像。

　　因為hox這一類基因決定了一個生命個體的整個發育和體節的形成，在某種程度上，是比較高級的基因。它像一個上游的開關，是可以控制很多過程的。

　　那麼，如果它變化了怎麼辦？如果這個基因的表達出了問題怎麼辦？

　　如果我把一個本來在這個位置的翅膀的位置的基因，放在了另外一個位置，讓它也一起表達的話，它就多了一對翅膀出來。

　　本來不應該長觸角的地方，長了一對足出來。

　　

　　如上圖，這是一個hox基因有問題的家族，這個hox基因是特意決定指端的分化，最後的指骨分開。

　　所以，一旦這個基因有問題，可以看到小朋友的指骨是聯合在一起的，沒有辦法正常分開。

　　hox基因為什麼重要？

　　hox基因如何發揮功能？

　　因為它就是一個調控，是前面的啟動子，是火車頭的一塊，它能定位，又可以進一步的去決定它們下游的基因表達，最終造成的效果是由這兩個分別控制，有相同的，有不同的，也有交叉的，有獨立的。

　　這種組合最終決定hoxA和hoxB它們下面控制的這個細胞成為一種什麼樣的形態，什麼樣的功能。

　　這個概念怎麼理解？

　　如果你擁有了一整個圖書館，那也是沒用的，你只是有了那些書而已。

　　而如何讓你成為一個內心富足的人，是你能夠真正的讀過那些書，讀過，意味著你知道什麼。

　　但更重要的是你在該用哪本書的哪一個點時，在你的腦海中能夠想起來，這才是最重要的。

　　而這就是Hox基因能夠做到的功能，確定什麼時候用什麼基因。

　　

　　知道了hox基因，大家就知道了生命這個有機體是如何發育成健康形態的了。

　　所以，1995年有三位科學家，就因為在hox基因的解讀上做出了傑出的貢獻，而獲得諾貝爾醫學獎和生理學獎。

　　

　　七、有序、有度

　　我們說腫瘤就是無序無度，所以會對身體造成嚴重的影響。

　　那麼，細胞如何保證自己有序有度的去解讀信息？比如兩條狗。

　　

　　我小時經常聽評書，單田芳先生講李元霸。

　　天生神力。我們都知道有些人可能天生可能彈跳很好，跑步很快。這種事有沒有道理？它背後的生物學道理是什麼呢？

　　有兩條狗是同一個品種，為什麼其中一隻的肌肉這麼發達？因為它體內有一個基因突變了，不發揮功能了，造成它這種表現。

　　所以，這個基因是幹嘛的？它的作用是抑制肌肉發育，讓它的肌肉不要過度的發育。

　　很有意思的是，表面上看這條狗好像也沒有什麼特別不好的，也很正常。

　　那麼科學家就懷疑為什麼要有這個基因存在，為什麼要抑制，不讓肌肉那麼發達。

　　後來才明白，其實，在進化的過程當中，不是時時刻刻都處在保暖階段，很多時候都是很饑渴的，所以，不可能有那麼多的能量的供給，支持你這麼強壯的肌肉的。

　　在飢荒年代，誰最容易先餓死？天塌了，誰最容易被砸死？答案是：大個子。

　　所以，細胞會表達一些基因，去抑制，讓自己的某一部分肌肉不要過度生長。

　　所以，這個案例說的意思是什麼？就是你需要有一個很好的平衡控制它自己。

　　基因密碼也會給自己加一些緩衝，加一些抑制和反饋，讓自己變得不那麼極端。所以，有序和有度才能活得長，這是非常重要的。

　　另外一個例子，ERCS缺失后，會出現肥胖、二型糖尿病、腫瘤。你的氣道病變，你的腸道疾病，甚至是帕金森症都跟這個緊密關聯。

　　系統裡面的一個叫做內質網的細胞器，就是我們剛剛看到的複雜內膜系統有個內置網的細胞器，在這個裡面會有很多新合成的蛋白存儲。

　　那麼什麼是ERCS呢，就是細胞合成蛋白質的細胞器，叫做內質網，ER。

　　ER的膜上放一些蛋白叫ERCS，這個蛋白的作用就是監控，監控那些新合成的蛋白質。

　　如果它沒有成為正常的三維構型，變成了不正確的構型，就有可能不希望發揮作用，或者會誘發一些細胞死亡。

　　所有的疾病都是因為細胞過度地積累了一些沒有正常摺疊成為三維空間構型的蛋白在那裡。

　　正常情況下，細胞有一個很好的監控體系去監視這些，比如，在這裡你可以看到這個蛋白監視到這個錯誤的，沒有摺疊的蛋白，它怎麼響應？

　　它就把剛剛用於製造這個蛋白質的RNA剪接掉，有些時候它不剪接，就在那放著，一旦需要剪接的時候，就需要它剪接化，它才把它剪成一個可以表達的RNA，然後翻譯成蛋白。

　　蛋白是做什麼的？

　　回到細胞里去，重新打開。讓一些下游的基因回去把這些沒有摺疊好的蛋白給它降解掉，水解掉，把它消化掉，或者是幫摺疊好。

　　所以，你可以看到剛剛我們所講的從DNA到RNA到蛋白質的這個信息解讀的過程，有可能是暫時中止在某個階段，暫停鍵。

　　除了這點，它還可以把自己一個一個膜上的蛋白切割掉，切一段出來。

　　壯士斷臂，細胞里也可以斷臂，只不過斷出來，那個臂還可以有生物學活性，它跑進去啟動基因的表達。

　　基因中心法則其實是可以半暫停的，甚至是在修飾階段也可以暫停，甚至一個已經合成好的蛋白，它都可以自己把自己切掉一部分，讓我這一部分進去發揮生物學功能。

　　這整個過程就是一個反饋，有了反饋，才能防止大量的沒有摺疊好的蛋白出現。如果這個反饋被破壞了，你的體內就會發生這些病變。

　　所以，細胞很有趣，它內部有很好的監控系統，可以主動控制。

　　像第一個例子，它主動讓基因控制自己的某一個組織，不要過多無序的發育。

　　而第二個例子，它可以反饋，可以監控體內的各種狀態。就像企業內部，有一個感知和內部的反饋機制，讓它處於一個正常狀態。

　　八、細胞如何跟外界的信號反應？

　　外面會有一些信號進來，我們如何感知和應答這些信號？

　　試想一下，如果細胞需要針對外部環境做出響應的話，該怎麼辦？為什麼現在見面要加微信？

　　因為加了微信可以私信，加微信就是一個能夠相互交流的通道。

　　這個交流，就需要可以感受到外界的信號，細胞有一個很重要的概念，叫細胞可以接受信號傳導，它可以接受外在的信號。

　　接受的大部分信號，細胞膜的表面有一個蛋白可以去感知。膜的作用就是聯通，這個聯通不僅是物質的聯通，還有信息的聯通。

　　那麼，為什麼需要感知外界的信號？

　　有一句話叫做no man is island，即沒有一個人是孤立的。

　　細胞也是這樣，研究發現，如果只有一個細胞，那就很容易死掉。

　　所以，它需要跟外界的環境和細胞發生主動的交流，因為它會反過來給它接觸，給它信號刺激，這個信號刺激可能會檢查你是不是活著，是不是可以分裂，是不是可以分化？

　　比如，一些細胞可以變成肌肉細胞或者上皮細胞，這些除了自身的因素以外，更包括環境的外因。

　　所以，任何時候外因也是非常重要的，人生存的環境也很重要。

　　細胞的死亡也會受到環境的調控，這些外界的信息具有一個問題，還記得我剛剛講膜，為什麼細胞不可以無限大？

　　是因為表面積沒辦法跟得上它體積的增長，所以，它必須在一個有限的尺度里。

　　那麼一旦它的表面積跟不上了，它缺乏了外面的信號，就會主動停止它的體積的增長。

　　細胞很有意思，它會在細胞膜上放受體，然後有那麼多的信息，不是所有，就像信息都會被接收到，都應該接收到。

　　怎麼辦？它就放一些小的，就是每一類大概放一兩個，放少量在膜上，感知到之後，再向下去做應答。

　　從一個快遞公司角度來講，快遞小哥可能是公司最末端的，或者說最直接與客戶聯繫的。

　　但你想過沒有，一個快遞小哥感知到用戶信息后，他怎麼能夠快速的將其反饋到總部？有沒有一個公司可以有這樣一個及時快的通道？很難。

　　細胞也是如此，沒法把膜上的一個信息，單一的感知到一個蛋白。它也是一級一級的傳遞。

　　但為了快速響應，它會把信號放大，會在細胞感知到一個單一的信號。

　　比如說這是細胞外，它只感知到一個分子，但它可以快速的在細胞里產生大量的我們稱之為第二信使的東西。

　　可能它感知到信號，可以向上游跟十個同級別的，比如主管，同時間發信息給它們，我感知到這個信息了，然後這一類的主管再以同級別的方式傳遞，也就是說，一個聲音，它可以擴大十倍，再擴大一百倍。

　　你可以看到級聯放大的效果是什麼？

　　可能最開始外界感受到的信號強度很低，10的-10次方，很低。

　　但可以通過類似這種級聯放大機制，在非常快的時間內讓它增加10的4次方這個數量級，變成10的-6次方這個數量級，然後每一個又可以向下級放大。

　　這是一個很有效的機制，讓它去感知微弱的信息，並且把信息向內傳遞得到激發。

　　這種信息的傳遞，最終如何去影響整個細胞呢？

　　有兩種機制：一種是它快速的，比如說我前面提到的，裡面已經有一些蛋白，但沒有打上磷酸化，沒有把它點開讓它有活性。

　　它可以快速的把那些蛋白變得有活性，這大概是秒，或者是分鐘級別的事情，我們體內每時每刻都在做這樣的事情。

　　但一旦涉及到基因層面的全局修改，它就得審慎，傳遞的過程、決策的過程就得變慢了，大概是由分鐘到小時的級別。

　　如果這個響應和決策過程是在你的組織里發生，你可以設想一下，什麼時候需要快，什麼時候需要慢。

　　所以，一旦這些信息通路出現問題，就有可能導致癌變就是生命體的邏輯所在。

　　九、克隆

　　如果你有一套很好的基因，拿給我，我是不是可以變得跟你一樣，美麗、聰明，這就是所謂的克隆的理想。

　　克隆是什麼？

　　1997年有一些英國科學家就做了這樣的事情，克隆的意思是把一個動物 基因拿出來，移植到另外一個細胞里，把原理細胞里的DNA換掉，再讓它發育。

　　

　　的確，它能發育成一個個體，但這個個體跟原來的一樣嗎？不一樣。

　　為什麼？這就是我們今天這節課講到的內容，雖然它們都有完全一樣的基因，但它讀取的那套系統，它的基因表達可能有問題，不會一模一樣地打開它。

　　然後它的調控信號又會不一樣，最終造出來的生物的效果就不同。

　　所以我們說，不能簡單的複製和模仿，一定是要有序地將你認為對你有價值的、當下那些信息拿來，在此刻來用，才是對的。

　　有信息並不表明它就能夠正確表達。

　　人體與植物18%的基因是相似的，跟酵母26%的基因是很相似的。跟小鼠是92%，跟猩猩是98%，但是相似不代表一樣。

　　總結一下：

　　聽了今天的的分享，你應該理解一個廣義的中心法則，就是信息是儲存在那裡。

　　但解碼之前需要先定位，定位之後，你還要有能力把它解讀出來，解讀出來可能還只是在RNA這個層面，它可能只是一套機制，一個制度。

　　但它是否真正變成有效果的東西，成為一套有結構秩序，就還需要進一步轉換。在這裡面很多的反饋調節來保證它的一個協調和穩定。

　　企業會不會也是這樣呢？

　　一個企業的戰略、藍本，如何成為有效的管理體系，這個體系是否可以得到縝密有序地執行，成為一個不斷發展、進步的，不斷創造財富和社會價值的組織？這也是我們需要去思考的。

　　所以，信息塑造秩序應該是什麼樣的過程呢？

　　信息該如何進行解讀，如何被執行，我們如何建立一個比較好的良性的反饋體系，讓整個組織有序的運行下去，這是留給大家的思考題。謝謝！

　　混沌廣州依託混沌大學（一所面向未來的創新大學），落地城市創新學習中心。匯聚認知型創新企業家，以獨特的視角，傳授最前沿的創新創業實戰理念，培養具有國際化視野的創新創業人才，助力廣州城市創新。