返回第72章 食气者神明而寿  三体世界中开辟修行路首页

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林凌调取记忆。细菌视紫红质是某些嗜盐古菌的光合蛋白,结构极其简单:一个视黄醛辅基嵌入七次跨膜的蛋白质中。

吸收光子后,视黄醛异构化,引发蛋白质构象变化,將质子从细胞內侧泵到外侧。整个系统只需要一个基因(bop)和一个辅基(视黄醛,维生素a衍生物,动物细胞本就能合成)。

更重要的是,细菌视紫红质已在动物细胞中成功表达过——1995年,《科学》杂誌报导了將bop基因转入非洲爪蟾卵母细胞,实现了光控离子通道功能。

“用bop基因替代复杂的植物光合系统。把bop蛋白定位到线粒体內膜上,建立光碟机动质子泵。”

林凌的设计方案在接下来两周內迅速成型:

基因构建:bop基因(密码子优化)+线粒体靶向信號肽(將蛋白质引导至线粒体)+內膜定位序列(確保插入內膜正確方向)

调控系统:光诱导启动子(蓝光敏感)+代谢反馈抑制(atp/adp比值高时下调錶达)

辅助因子:视黄醛合成相关酶基因共转染(確保辅基充足)

安全机制:温度敏感降解標籤(体温超过37.5°c时蛋白快速降解)

1997年5月,“绿洲-精简版”实验启动。

这次不再使用培养细胞,而是直接进入小型动物实验——十二只c57bl/6小鼠,分三组:

对照组:注射空白载体

低剂量组:10^8 tu(转导单位)bop载体

高剂量组:5x10^8 tu bop载体

注射部位:尾静脉全身递送,利用病毒天然的趋向性,部分会富集在高代谢组织(肝臟、心臟、骨骼肌)。

注射后第七天,开始光照干预:每天將小鼠置於蓝光led照射下12小时(光照强度200μmol photons/m2/s),另12小时黑暗。

监测指標:体重、摄食量、活动量、血糖、血酮体、核心体温、代谢笼气体分析(o2消耗、co2產生)。

前两周,无明显差异。

第三周,高剂量组出现异常:在光照期,小鼠的氧气消耗率比黑暗期下降了15%,二氧化碳產生率下降了18%,但活动量没有减少。

“它们在光照下『呼吸变慢了』。”林凌盯著数据曲线。

更惊人的发现来自第五周:高剂量组小鼠的日均摄食量比对照组减少了22%,但体重维持稳定,血糖和血酮体水平正常。代谢笼数据显示,在光照期,这些小鼠的呼吸商(rq=co2產生/o2消耗)显著降低,从正常的0.85降至0.72——提示脂肪氧化供能比例增加。

解剖发现:高剂量组小鼠肝臟、心肌、骨骼肌的线粒体密度增加了30%。电镜照片显示,线粒体內膜嵴的密度和表面积明显增加。免疫萤光染色確认,bop蛋白確实定位在线粒体內膜上。

最关键的证据来自离体线粒体功能检测:从高剂量组小鼠肝臟分离的线粒体,在蓝光照射下,质子梯度建立速度比暗处快40%,atp合成速率增加28%。

“成功了……虽然效率不高。”林凌长舒一口气。

但问题隨之而来。

第六周,一只高剂量组小鼠在光照期突然出现全身强直性痉挛,体温骤升至41.2°c,两小时后死亡。尸检发现广泛性线粒体肿胀,內膜破裂。

“质子漏。”林凌分析数据,“bop泵出的质子可能在某些条件下『短路』,直接通过內膜泄漏回基质,將电化学势能转化为热能。类似解耦联剂的作用。”

隨后的深入研究发现,bop蛋白在线粒体內膜的插入方向並非100%正確。约30%的蛋白反向插入,在光照时不是泵出质子,而是將质子泵入基质,破坏质子梯度。更麻烦的是,视黄醛辅基在强光下可能產生自由基,导致氧化损伤。

“需要更精密的定位系统和抗氧化保护。”

1997年8月,第二代“绿洲-2.0”载体设计完成,增加了:

双靶向序列(確保蛋白正確定向插入內膜)

线粒体特异性启动子(只在代谢活跃组织的线粒体高表达)

线粒体过氧化物酶体增殖物激活受体(pparγ)共激活因子(增强线粒体生物发生,应对增加的代谢需求)

线粒体超氧化物歧化酶(sod2)基因共表达(对抗氧化应激)

动物实验显示,二代载体安全性大幅提升,无急性死亡案例。光照期能量节省效应维持在15-20%水平,摄食量减少18-25%,体重和血糖稳定。

但林凌知道,这距离“食气者”还很远。

“目前的效果,相当於给身体加装了一个『太阳能辅助充电宝』。”他在项目总结会上坦言,“在光照充足的情况下,可以减少约四分之一的食物需求。但不能完全替代进食,更无法实现『吸风饮露』。”

“效率的瓶颈在哪里?”“墨子”问。

“第一,光照面积。小鼠体表面积小,毛髮遮挡,实际接受光照的皮肤面积有限。人类情况类似,除非大面积暴露皮肤。”

“第二,光谱匹配。bop最佳吸收峰在570nm(绿黄光),我们用的蓝光led並非最优。需要开发宽光谱或可调光谱的吸光蛋白变体。”

“第三,能量分配。產生的额外atp可能被细胞用於各种代谢活动,不一定『节省』下来。需要配套的代谢重编程,引导细胞將『免费能量』用於修復、增强而非增殖。”

“第四,长期適应性。身体可能因为能量输入增加而下调其他能量获取途径,產生代谢依赖。一旦光照不足,可能出现能量危机。”

林凌独自留在实验室。

他看著培养皿中依然翠绿的衣藻叶片,忽然想起“超我”记忆中的一段话,来自某本科幻小说:

“真正的光合人类,需要的不是一片叶子,而是一整个生態系统的智慧——植物亿万年演化出的光適应、光保护、光修復的全部策略,压缩进一副动物的躯体。”

也许,技术路径最终会走向“共生”而非“移植”。

不是把植物基因塞进人类细胞,而是构建一种新的生命形式:人类细胞与经过高度改造、极度简化的“人工叶绿体”共生。这种人工叶绿体只保留核心的光能转化模块,其他所有复杂功能(碳固定、次生代谢、胁迫响应)全部剥离,由宿主细胞提供。

或者更激进一点:不改造身体,改造环境。

设计一种可穿戴的“光合共生服”——內层是植入bop基因的人工皮肤组织,中层是微流道循环系统(输送营养物质、清除废物),外层是柔性光伏材料。穿戴者就像穿著一层活的“光合皮肤”,在阳光下自动生產能量物质,通过循环系统输送到全身。

又或者……意识层面的突破。

林凌闭上眼睛,再次进入“五感归元”状態。

这一次,他不只是內视细胞,而是尝试用意识引导能量流动。

他想像光照在皮肤上,光子穿透细胞,被bop蛋白捕获,驱动质子泵,atp合酶旋转……

渐渐地,他感觉到身体的微妙变化:在实验室的日光灯下,皮肤似乎真的多了一丝“暖意”,不是温度的热,而是某种能量的充盈感。心率略微减缓,呼吸变深,就像刚吃过一顿简餐后的满足状態。

但当他尝试量化这种感受时,它又悄然消散。

“意识可以引导基因表达,可以优化生理功能,”林凌睁开眼睛,“那意识能不能直接『引导』能量获取?不是通过分子机器,而是某种更直接的……规则层面的借用?”

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