有種記憶力競賽,大家可能在電視上看過,參加的選手能在短短的時間內把一大串數字、名詞、人臉、名字記下來。比方說 5 分鐘內記住 125 個詞、或是在 15 分鐘內記住一千多的數字、或是可以把 pi 值記到小數點後很多很多位。你可能會覺得這些人記憶力特佳是天生的,但這其實是可以靠後天訓練來達成的。
前世界記憶大賽冠軍 Boris Konrad的另一個身分是荷蘭唐德斯腦、認知及行為研究所(Donders Institute of Brain, Cognition, and Behaviour)的博士後研究員。在他參與的一項研究中,一群原本記憶力並沒有特別突出的實驗參與者,經過密集的訓練後,不但記憶力增強,大腦迴路的連結也和職業選手們變得更加相似!
這項研究的實驗參與者包括一群世界排名前五十的記憶競賽選手,和一群記憶力並未特別突出的一般參與者。研究者利用磁振造影儀(MRI)掃描所有實驗參與者在休息時、試圖記住大量詞彙時大腦的活動狀態。接著,一般參與者被分成了三組,其中一組接受特殊訓練(method of loci);第二組接受另一種訓練,不過這個訓練的目的並不是增強記憶力,主要是為了讓第二組參與者和第一組參與者一樣有接受某種訓練;第三組則是沒有接受任何的訓練。
至於第一組所接受的訓練是什麼呢?method of loci,又稱為 memory palace 或 mind palace,中文譯名為「位置記憶法」。據說古羅馬哲學家西塞羅就有採用這種記憶術,也據說這亦是記憶競賽選手們常用的一種記憶策略。
Dresler, M., Shirer, W. R., Konrad, B. N., Müller, N. C. J., Wagner, I. C., Fernández, G., … Greicius, M. D. (2017). Mnemonic Training Reshapes Brain Networks to Support Superior Memory. Neuron, 93(5), 1227–1235.e6. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2017.02.003
1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。
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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。
麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。
而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。
不過,這裡有個關鍵細節。
在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。
從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思
融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。
我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。