第174章 十大教授的考验(2/2)

首发：~第174章 十大教授的考验

张启微微思索片刻，便从容作答：“当 egf 与受体结合后，受体发生二聚化与自磷酸化，这使得受体胞内段的酪氨酸激酶活性被激活。接着，磷酸化的酪氨酸位点招募并激活 grb2 - sos 复合物，sos 蛋白可以激活 ras 蛋白，使其从 gdp 结合形式转变为 gtp 结合形式而被激活。激活的 ras 进一步激活 raf 激酶，raf 磷酸化并激活 mek，mek 再磷酸化激活 erk（属于 mapk 家族）。激活后的 erk 可以转位到细胞核内，磷酸化多种转录因子，如 elk - 1 等，从而调控相关基因的表达，最终实现对细胞增殖与分化的调控。在这个过程中，还存在着多个负反馈调节机制，例如 erk 可以磷酸化 sos，使其活性降低，从而对整个信号通路起到反馈调节作用，确保信号传递的精准性与适度性。”

魏文胜教授听后，脸上露出了满意的笑容，点头示意张启回答正确。

这时，另一位知名的生物学教授饶子和站起身来，声音洪亮地说道：“我是饶子和教授。张启，接下来这个问题是硕士研究生阶段的难度。在蛋白质结构解析中，对于膜蛋白这种特殊结构类型，其结晶困难重重，试阐述目前常用的提高膜蛋白结晶成功率的策略有哪些？并且详细说明其中一种策略的作用原理。”

张启眼神专注，不假思索地回应道：“目前常用的提高膜蛋白结晶成功率的策略有多种。比如，使用去垢剂来增溶膜蛋白，使膜蛋白从细胞膜中分离并稳定存在于水溶液环境中以便后续操作。还有脂质立方相法，将膜蛋白重组到人工构建的脂质立方相中，模拟膜蛋白的天然膜环境，利于其形成有序的晶体排列。以脂质立方相法为例，其原理是脂质立方相具有特殊的三维结构，能够为膜蛋白提供一个类似生物膜的疏水环境，同时其有序的脂质结构可以引导膜蛋白在其中以特定的取向和间距分布，减少蛋白分子间的无序聚集，从而增加膜蛋白分子间相互作用形成有序晶体的可能性。在这个过程中，通过精确控制脂质的种类、比例以及实验条件如温度、压力等，可以进一步优化结晶效果。”

饶子和教授听完，不禁对张启的敏捷才思和深厚学识竖起了大拇指，现场的其他教授也纷纷点头认可。

紧接着，蒋争凡教授也开口提问：“我是蒋争凡教授，那我出一个同样硕士研究生阶段的问题。在细胞自噬过程中，ulk1 复合物是如何被激活从而启动自噬的？请详细说明其上下游的调控机制。”

张启几乎是在蒋争凡教授话音刚落的瞬间便开始作答：“在营养充足的条件下，mtorc1 与 ulk1 复合物结合并使其磷酸化，抑制 ulk1 的激酶活性，从而阻止自噬的启动。当细胞处于营养匮乏或应激状态时，mtorc1 的活性受到抑制，对 ulk1 复合物的抑制作用解除。同时，ampk 被激活，ampk 可以直接磷酸化 ulk1，也可以磷酸化与 ulk1 相互作用的蛋白，如 ulk1 结合蛋白 atg13 和 atg101，增强它们与 ulk1 的相互作用并促进 ulk1 的活化。活化后的 ulk1 进一步磷酸化下游的 atg 蛋白，如 atg14l、vps34 等，这些磷酸化事件共同作用，启动了细胞自噬过程中的膜泡成核、延伸等关键步骤，最终形成自噬体，包裹并降解细胞内的底物。”

蒋争凡教授面露惊色，对张启如此快速且精准的回答深感钦佩，台下的新生们也被张启的表现深深折服，原本的喧哗声变成了一片赞叹的低语。

此时，汤富酬教授站了起来，清了清嗓子说道：“我是汤富酬教授，下面这个问题可是博士研究生阶段的难度了。你可有信心？”

话音一落，现场围观的学生们一片哗然，纷纷交头接耳，都觉得这要求实在是太苛刻了，连博士研究生的问题都拿出来考，这不是故意为难人嘛。

张启却只是微微一笑，坦然说道：“请您出题便是。”

汤富酬教授点了点头，正式出题，“在单细胞转录组测序技术中，如何克服因单细胞起始量少而导致的基因覆盖度低以及技术噪音大的问题？请阐述目前最前沿的解决方案及其技术原理和优势。”

张启镇定自若地回答：“针对基因覆盖度低和技术噪音大的问题，目前有一种基于微流控技术与独特分子标记（umi）相结合的前沿方案。微流控技术能够精确地操控单细胞，将其与反应试剂高效混合，减少样本损失并提高反应效率。而独特分子标记则是在反转录过程中为每个原始的 mrna 分子添加特定的标签。这样一来，在后续的扩增和测序过程中，可以通过识别这些标签来区分真实的转录本信号和由扩增产生的噪音信号，从而有效地降低技术噪音。通过这种方案，不仅能够显着提高基因的覆盖度，还能提升数据的准确性和可靠性，使得单细胞转录组测序结果更能反映细胞的真实转录状态，为深入研究细胞异质性等生物学现象提供有力的支持。”

汤富酬教授听后，不禁鼓起掌来，其他教授也纷纷投来赞许的目光，原本喧哗的学生们也被张启的精彩解答惊得安静下来，对他的钦佩之情更甚。

谢振邦教授缓缓起身，目光中带着期许与考验，说道：“我也出一个博士研究生阶段的问题。在基因编辑技术中，crispr - cas13 系统与 crispr - cas9 系统相比，其在 rna 编辑应用中的独特优势与潜在风险分别是什么？并且详细阐述如何在实验设计中优化 cas13 系统的编辑特异性以避免脱靶效应。”

张启微微仰头，稍作思考后便流畅作答：“crispr - cas13 系统专注于 rna 编辑，其独特优势在于能够对 rna 进行可逆性的编辑操作，不改变基因组 dna，这为一些临时性基因功能调控研究提供了便利。同时，它可以靶向特定的 rna 转录本，在处理一些由 rna 异常导致的疾病模型研究中有很大潜力。然而，其潜在风险是可能存在非特异性的 rna 切割，引发细胞内 rna 稳态的紊乱。在优化 cas13 系统编辑特异性方面，可以通过设计更精准的 crrna 序列，利用生物信息学工具预测并排除可能与非靶标 rna 结合的序列；还可以对 cas13 蛋白进行改造，比如突变一些与非特异性结合相关的氨基酸位点，或者与一些辅助蛋白结合，增强其在靶标识别过程中的精准度，从而有效降低脱靶效应。”

谢振邦教授眼中满是赞赏，忍不住赞叹道：“太完美了！”

台下围观的学生们却炸开了锅，有的学生皱着眉头，一脸困惑地说：“太难了，这说的都是啥啊，我完全听不懂。”

而另一些学生则附和道：“虽然听不懂，但感觉好厉害的样子，不明觉厉啊！”

只见一位须发皆白的教授缓缓站起身来，现场顿时一片惊呼：“竟然是林忠平教授！”这位在生物学界赫赫有名的学术大咖，其多年的研究成果与深刻见解一直备受敬仰。

林忠平教授目光深邃地看着张启，声音沉稳有力：“现在我要提问你一个超过博士研究生阶段的问题，这也是当今学术前沿的焦点之一。在微小rna机制研究中，我们知道微小rna对基因表达有着复杂的调控作用，那么从分子层面阐述，微小rna是如何精准识别靶mrna并抑制其翻译过程的？并且，微小rna与转基因安全性是不是有关联？”

张启神色镇定，有条不紊地回答：“微小rna主要通过其种子序列与靶mrna的 3"utr区域互补配对结合。在细胞内，微小 rna会与ago蛋白等形成沉默复合体（risc）。当微小rna的种子序列与靶mrna互补程度较高时，risc会抑制mrna的翻译起始过程，或者促使其脱腺苷酸化从而降解mrna，以此实现对基因表达的调控。

而关于微小rna与转基因安全性的关联，实际上两者并没有直接关联。转基因作物中的外源基因表达产物主要是蛋白质，微小rna主要在转录后调控内源性基因表达。虽然在一些研究中有发现植物微小 rna 可能进入动物体内，但并没有证据表明这些微小 rna 会因转基因操作而产生特异性的、足以影响转基因安全性的变化。在已有的大量转基因安全性评估实验中，从分子、细胞到个体水平的多项检测指标均未显示微小rna与转基因安全性存在必然联系，其作用机制与转基因过程中的基因插入、表达调控等环节相互独立，在不同的生物学过程和层面上发挥作用。”

林忠平教授专注地听完，微微点头，对张启的回答表示认可与赞赏。

张启之所以回答的这样精准，是因为他在上一世与2024年的诺贝尔奖得主直接交流过。

2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了两位美国科学家维克托·安布罗斯（victor ambros）和加里·鲁夫昆（gary ruvkun），以表彰他们发现微小rna（microrna）及其在转录后基因调控中的作用。

在林忠平教授之后，又有三个教授也相继抛出了高难度的问题，涵盖了细胞生物学、分子遗传学、生物化学的研究范畴，而且都超过了博士研究生阶段。

张启始终全神贯注，思维犹如一台高速运转的精密仪器。每一个问题提出后，他都能在极短的时间内梳理出清晰的解题思路，随后便镇定自若地给出精准且详细的解答。

随着时间的推移，张启已经顺利地解答完了9个问题，他的表现令在场的教授们愈发惊叹，而那些围观的学生们也早已被他强大的学术实力所震撼，整个大礼堂弥漫着一种对知识与智慧崇敬的氛围。