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7、双星轨 ...
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京华大学生物信息学实验室,凌晨两点四十七分。
培养皿在超净工作台的冷光下泛着幽蓝,如同深海中被月光照亮的珊瑚。覃梦薇俯身在显微镜前,睫毛在数据终端屏幕投下蝶翼般的阴影,随着屏幕上滚动的碱基序列轻轻颤动。她已经在这间实验室连续工作了三十七个小时,白大褂下摆沾着微量培养基的痕迹,袖口有被试剂腐蚀出的细小孔洞。
基因测序仪突然发出有节奏的蜂鸣——不是警报,是程序完成提示音。她设计的variant算法刚刚在结核杆菌基因组里发现了第49种异戊烯基转移酶(PTs)同源序列。屏幕上,那个新发现的基因片段如金色河流般高亮显示,周围环绕着复杂的注释信息:开放阅读框长度、启动子区域、可能的调控元件……
四十九。这个数字打破了三年前哈佛团队保持的四十七种的行业纪录。更重要的是,新发现的这个同源序列在活性位点区域有三个关键氨基酸的突变,可能导致底物特异性的改变。
“β-分支杆菌的DMATS型PTs活性位点三维建模显示……”覃梦薇柔声自语,语调如同实验室恒温系统般平稳。她的手指在触控板上滑动,分子动力学模拟图谱在眼前展开——蛋白质主链如蓝色丝带般缠绕,活性位点残基以球棍模型呈现,周围环绕着水分子的红色点云。
计算机集群正在后台运行模拟计算,处理器风扇的嗡鸣像是某种生物的低语。她站起来伸展身体,颈椎发出轻微的“咔”声。连续三十七小时保持同一姿势,眼睛因长时间注视屏幕而微红,但她依然保持着有条不紊的操作节奏:保存数据、备份至云端、记录实验日志、准备下一轮验证实验的试剂。
窗外,北京的夜色正浓。校园路灯在梧桐树叶间投下斑驳光影,远处生物楼还有几扇窗户亮着光——那是和她一样的科研守夜人,在各自领域追逐着微小而重要的发现。
她打开邮箱,看到《Cell Systems》的接收通知。那篇她和团队花了一年半完成的封面文章——《多组学整合揭示益生菌干预代谢综合征的分子图谱》——已经正式在线发表。编辑特别在邮件中称赞了文中详尽的实验方法和严谨的数据分析流程:“这正是我们需要的科研范式:扎实、透明、可重复。”
覃梦薇微微一笑,不是骄傲,而是欣慰。她回复感谢邮件,然后点开另一个附件——是温靖刚发来的论文预印本。
同一时刻,沪江大学数学楼501室,下午的阳光正透过百叶窗在地板上切出明暗条纹。
黑板上的粉笔字迹飞扬跋扈,白色符号在墨绿色背景上如星座般铺展。温靖刚刚写完第十四个推演公式,把粉笔折成三段——这是他的习惯,每完成一个重要步骤就要换支新粉笔。
“各位看官请注意!”他转身对满屋的听众眨眼,台下坐着数学系从本科生到教授的各路人马,还有几个从物理系、计算机系慕名而来的旁听生,“这第十四步就是见证奇迹的时刻!”
教室里响起几声无奈的笑声。温靖的讲座风格在严肃的数学界堪称异类——他会把复杂的概念用漫画形式画在黑板上,会在证明间隙插入网络梗,会在关键时刻故意制造戏剧性停顿。但没人能否认,这个年轻人确实在改变着什么。
P vs NP问题——计算复杂性理论中那个悬赏百万美元、困扰学界半个世纪的难题——此刻在他脑海中如量子叠加态般闪烁。不是完全解决,那不可能,但他证明了一类重要的NP问题在特定约束条件下可以多项式时间内归约为P问题。这意味着对于某些实际应用场景,那些原本被认为“难解”的问题,其实有高效的算法路径。
昨天凌晨三点,大洋彼岸的审稿人打来视频通话。屏幕上,那位满头白发的《Annals of Mathematics》编委瞪着眼睛:“温同学,你是否考虑过将计算几何的Gromov双曲度量引入复杂度分析?”
“张教授,这个问题我三年前就想到了!”温靖爽朗笑声通过扬声器传遍办公室,几个熬夜赶论文的研究生从隔壁探出头,“不过您既然提了,我明天就加个附录说明这个思路为什么行不通——不是方向错了,而是度规空间的选择会导致我们忽略问题的拓扑本质。”
挂断视频,他继续在草稿纸上涂画。粉笔灰沾满袖口,咖啡杯在桌角已经冷透。窗外的上海正从黑夜转为黎明,黄浦江上的货轮鸣笛声隐约传来。
在他论文的致谢部分,有一行特别的文字:“特别感谢京华大学生物信息学实验室49种PTs同源蛋白大数据,为我的数学模型提供了完美的应用场景。”编辑曾建议删掉这看似无关的致谢,他坚持保留:“数学不是空中楼阁,它需要现实的土壤生根。”
上海光源国家实验室,实验大厅空旷如机场机库。
同步辐射X射线衍射仪正在解析某种放线菌代谢产物的晶体结构。覃梦薇站在操作台前,盯着屏幕上跳动的电子云密度图——那是蛋白质分子中电子在三维空间的概率分布,每一个亮点都是一个原子可能的位置。
实验室里安静得能听见自己的心跳。仪器运转的轻微嗡鸣像是深海鲸歌,而她则是那个倾听者。数据流在屏幕上滚动,每一个峰谷、每一条等高线都在讲述分子结构的故事:α螺旋的周期性重复、β折叠片的氢键网络、活性位点的配体结合口袋……
“覃同学,你的数据太完美了,”身边比她大几届的研究生小声说,语气里满是惊叹,“连蛋白质在晶格中的微小构象变化都捕捉到了。这分辨率……”
“每个分子都有自己的故事,”覃梦薇温和地笑了笑,眼睛依然盯着屏幕,“我们只是学会了倾听。”
她调整参数,收集另一组衍射数据。光束线上的同步辐射光如同最精细的手术刀,将晶体内部结构层层剖开。这些数据将与她之前在京华做的分子动力学模拟相互印证,构建出蛋白质从静态结构到动态功能的完整图景。
而这其中最新发现的那个PTs同源蛋白,其底物结合口袋的形状恰好可以用温靖论文中提到的某种几何不变量来描述。她想起三天前读他论文时那个瞬间——当看到“曲率流在配置空间中的收敛性”那段时,她突然意识到,这或许能解释为什么某些突变会改变酶的催化效率。
她在研究笔记的空白处写下:“温的复杂度分层理论或可用于优化基因测序算法的比对步骤。特别是处理高度重复序列时,当前算法的时间复杂度是O(n²),如果引入分层近似……”
笔记的下一页,贴着《Annals of Mathematics》那篇论文的首页复印件。她轻轻推了推滑到鼻尖的眼镜,嘴角泛起一丝几不可察的微笑。