对于每个人来说，我们最希望是把握每一刻的瞬间，然后去探索未知和新奇的东西、发明，发展出来新的工具来解决遇到的问题，这个就是我想做的事情。

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这是陈良怡

一刻talksX亚洲龙联合打造的《大探索家》的分享。研究生物学的目的是为了了解人体，只有真正了解了人体，才能把研究的结果用于治疗人类。他认为人体就像一辆车，只要你每一个部件都能够完好无损地运行，生活就会变得愈加美好。

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本期一刻talks讲者：陈良怡

北京大学分子医学研究所

教授、博导、知名学者

20min阅读，感知科技与生物医学

科技正在助力细胞生物学的革新

我叫陈良怡，来自于北京大学分子医学研究所，做的是生物医学这方面的研究。

那么我们为什么要研究细胞呢？因为细胞是生命的最小的单元，也就是说，如果我们把细胞再往下细分的话，就没有生命这个本身这件事情了。

科技给细胞生物学带来的变化就体现在技术上的革新，会让我们研究或者看到之前看不见的东西，比如说现在正是诺贝尔奖颁发的时候，去年的诺贝尔物理学奖就给了这个冷冻电镜，让我们能够看到一些分子像I这样的结构。

年的诺贝尔化学奖也是颁发给了超分辨荧光显微镜，让我们能够更清楚地看到细胞内的这些分子的状态、结构、功能。只有当我们有了这些工具以后，我们才能看得更清楚，看见这些实时动态发生的过程。

人都有生老病死，我们研究细胞的最终目的是预防这些疑难杂症

胰岛素分泌是跟我们人体消化食物变成葡萄糖代谢相关的，那么在细胞的尺度上，代谢是由我们细胞内的一种很重要的细胞器，叫线粒体来产生能量，然后就像一个小的工厂一样，发动每一个细胞。

我们有了超分辨显微镜以后，我们就可以清楚的看见这个细胞内每一个线粒体它这个发电机是什么样子的。打个比方说，看到了它怎么样把这个葡萄糖，转换成细胞所通用的货币叫ATP，看见这个过程在什么地方在什么时候发生，然后呢个ATP的产生怎么样又转换成信号，告诉外界在这个胰岛，这种β细胞里面的胰岛素的囊泡和细胞膜融合，然后释放出来，就是说有了这个显微成像的这样一个技术以后，我们才能看见这个过程，才能进一步推演。

当我们能够看得越来越仔细，越来越清楚，而且能够以越来越快的速度看到这细胞里面这些分子的动态的变化的过程中，我们就可以真正的深入地理解这个机制是什么样子。就好比是说，你隔着一快磨玻璃去看事物，和把这个磨玻璃拿走以后看事物，你得到的感触和内层（inside）是完全不一样的。

在传统的意义上来讲，很多人认为生物学是离现实生活非常远的，如果我们去跟应用的科学、计算机、通讯相比，大家会觉得生物学研究的细胞，跟人的关系没有那么密切。

当然我觉得现在的一个趋势就是，生物实际上是跟医学是密切联系在一起的，我们研究生物学的很大程度上是为了知道人体疾病发生发展的过程。从这个意义上来讲，它应该是在所有的学科里，和人关系最密切的，因为我们都有生老病死。

《进化论》是一个非常强有力的理念，现代生物学里面最重要的一个理念，叫物竞天择。由于进化我们看到了这些精巧的分子，相互作用的机制，发现DNA的双螺旋结构肯定是另外一个非常大的一个进步，然后第三个可能是测序。到了今天，生物学第一次可以不仅仅是只停留在研究这些和我们隔的很远的地方的这些动物、细胞，而是真正有潜力可以应用在人身上，有潜力应用在这些疾病的预防治疗上面，我觉得这个是很令人激动的。

糖尿病实际上也是跟进化有关的，在古时候你吃了东西可以尽量储存在身体里面的人，在大饥荒的时候才能够幸存。因为在古代的时候，你获得食物的来源本来就是不定的，只有最节俭的这种人，就是吃了东西能够尽量转换成你的，可以储存东西的这些人群才能够被自然选择出来。

但是到了现代，由于食物本身并不是限速因素了，食物本身特别多，所以糖尿病实际上是，因为他储存的食物太多，造成了一种并发症。所以它也是一个自然选择以后的结果，但是随着现代的社会，比如说像可口可乐这些垃圾食物大量的存在，如果你没有控制的话，身体就拼命的把这些都储存进去，储存了你不需要的东西。

它本身确实是一个新问题，就是很难克服的，那么我们希望做的事情就是可以找到瘦的人为什么会瘦，他的基因或者他的代谢里有什么样的秘密，同样的这种食物，他留存储存的部分为什么这么少？

我们找到这个原因，就有可能就是从本质上来预防它。糖尿病一旦已经发现时，我们最多只能是维持，因为疾病已经发展很长的时间了，我们现在的所谓的糖尿病的预防，或者是诊断的标准建立时，实际上你已经处在高糖的水平很长很长的时间了。这个时候疾病已经发展到很后面了，你很难治愈它，那么我们如果能够找到更好的方法，在前期能够找到预防的手段的话，可能会更有用。

什么样的身体才是健康、均衡的？

科学的使命就是，让我们知道更清楚，我们的身体是什么样子的，让我们的生活会更美好一些。对于疾病来说，细胞是我们生命的最基本单元，当我们生病了的时候，从器官到细胞的每一个部分，都会发生变化的。因为我们说每个部分都是连接在一起的，那么生物学本身尤其是，如果我们能够可视化地看到这个过程，会大大的帮助；而且在不同的尺度上看到这个过程，可以大大地帮助我们了解自己的身体机能。

举个例子来说，想象一下你的身体是台汽车，那么你的汽车部件是联系在一起的，比如说我们看发动机，它有这个杠杆连到轮子那儿去，上面会连着方向盘，然后我们看到这个车开得不平时，可能是方向盘没有校准好，也可能是轮子有问题，也可能是杠杆有问题。

所以呢，我们具体看见了外在表现出来的现象时，我们实际上是要看到它涉及到的过程。如果我们能够在不同的尺度上看到生物学里的从细胞到器官到整体的这些变化，那么将会有助于医生更清楚地了解这个疾病，也可以了解人的健康状态，如果是在健康人上，你会了解你的健康的状态是什么样子的。

对于人来说，一个健康，均衡和长寿的身体，就像我们的这个亚洲龙这个车一样的，是没有什么短板，是每个地方都比较平衡，优秀。

未来：人工智能将助力癌症治疗

AI和VR将会对生物学，尤其是对于我们可视化过程会有很大的助力。在成像影像的过程中，会产生这个terabyte（TB，太字节）甚至petabytes（PB，拍字节）的数据，那么如何去分析处理这些数据，提取出来有用的信息，一定会需要AI的深度学习、大数据的分析。

那么倒过来讲，生物学本身也可能会对这个AI的将来造成影响，现在的这些深度学习，它都是基于神经科学的这些原理。人这种生物学的大脑，它的本身和重量是远远小于我们现在的超级计算机的，但是它的学习和记忆的这个过程和现在的神经网络是完全不一样的，如果我们能搞清楚一些基本的机制的话，就有希望使我们的这些人工智能变得更加拟人化、智能化和小型化。

生物学是一个非常广泛的一个领域，在某种意义上我们可以说，它是最有效的一个系统，它不一定是最高效的，但是它是在这样一个空间尺度的限制下，最有效的一个系统。所以它可以用在很多的不同的地方。

不仅是人，而小到一个细胞里面的细胞核里就存储了整套的信息，所以你想象一下，所有的人或者动物都是从一个细胞来的，从一个精子和卵子结合在一起，最后能够发育成一个完整的，但是每个人都不一样的，个体差异性的个人，所有的这些信息，其实都存在在这个小小的细胞里面。

癌症其实本质上就是一个老年的病，就是到年纪很大时候，你累计的基因突变造成不可逆的变化。所以呢，有一些我们不能从本质上解决的问题，我们能做的是，在个体上尽量找到更多的治疗疾病的方法，或者是改善它的方法。死亡本身是不可避免，那么疾病我觉得在本质上有很多是不可避免的，但是有一些比如说单基因的遗传，突变引起的疾病是有可能预防的。

生物医学是和我们每个人的身体、生活密切相关的，那么我们说在生物学里最重要的一个概念就是物竞天择，适者生存这样的进化论。古希腊的哲学家也说过，人不能够两次踏进同一个河流，这也是我们来做生物学，来看动态变化的最主要的一个原因，因为我们的人体里面的细胞和这些器官，时时刻刻都在变，那么我们的这个科学本身，针对这些变化也得不断创新，不断发展，不断向前进，让生活变得更美好。

对于每个人来说，我们最希望是把握每一刻的瞬间，然后去探索未知和新奇的东西、发明，发展出来新的工具来解决遇到的问题，这个就是我想做的事情。

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