阶段难点：那些不寻常的CNS题目

题记：文献题目不走寻常路，有可能是因为其创新性太强，也有可能是为了凸显故事性。这种情况在CNS等期刊那里很常见。在这些非典型题目中，有“mechansim for”、有“molecular basis”、有“A-B-C axis/module/network/hub” 等，一眼无法提取清晰观点，对新手来说非常不友好。此时，只能忽视题目，直奔摘要。然而，回过头来，理解这种复杂题目对于掌握“追根溯源”类文章的整体框架和解法非常有帮助，对逻辑思维的训练非常有利。

（全文2182字，需时10分钟）

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什么是所谓的“mechanism”？

生物学中的“调控（regulation）”与日常用语中的“调控”意义相似，即调控者（regulator）通过某种操作或操作链，对被调控者的数量或质量等方面进行调整，最终改变被调控者原有的功能或效果。该操作或操作链的集合在生物学中被称为机制（mechanism）。由于调控的参与者多为具有生物学活性的分子，因此也被称为“分子调控机制”（molecular regulatory mechanism）。

多个调控者的关系可以用逻辑线条连接，形成了分子机制网络。常见分子机制可以用模型图来描述。下图是个示例【1】。

在这些逻辑线条中，根据调控者之间紧密程度，又分为直接调控和间接调控两类。直接调控是调控者通过物理性直接作用，改变被调控者自身特性或组合方式，进而使其生物学功能发生改变的过程。间接调控则是由不同的直接调控按一定的逻辑顺序组合而来。

“机制”的研究，归根结底是对各个直接调控事件以及其相互之间形成的逻辑链的认识。

02

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直接调控机制的特点

从上述过程很容易看出，直接调控过程至少具有物理性和效用性两个特点。

——物理性

直接调控依赖生物活性分子间的物理相互作用（physical interaction）。已知的酶促反应，受体 - 配体识别，靶标识别等调控过程均要求调控者与被调控者之间存在一定程度的物理接触。这种接触涉及经典牛顿力学范畴中的多种相互作用方式，包括范德华力、氢键和共价键等，存在于多种生物活性分子间，比如蛋白质与蛋白质之间、蛋白质与核酸之间，以及小分子化合物与蛋白质之间……

就目前人们的认识来说，生物学现象的背后支撑的规律仍然属于经典牛顿力学的范畴。尤其在“机制溯源，追因果逻辑”的文献中，“物理上互作”的结论是普遍的，必要的！因此，可以说，了解“物理上互作”的种类和验证方法是下一个阶段的积累任务。庆幸的是，这些种类非常有限，记忆的工作不用太多。

——双重效用性

直接调控中，调控者一定对被调控者的生物活性进行了改变。这种改变可能是激活其潜在功能，也可能是抑制其原有功能，或赋予其新的功能。这些改变将体现在由被调控者所介导的下一级调控中，最终会体现在全局。比如，某蛋白质受到激酶的磷酸化修饰调控后其活性增强。不论该蛋白之后其对 DNA 的结合能力增强，还是可能的自身蛋白的稳定性增加，都是这个调控有用性的直接体现（immediate effect）。这种磷酸化的改变最终在某个生物学情景下发挥作用，影响关心的全局（可以是细胞或组织或生物体）的状态。

所谓的“调控”就是建立在关心的全局“效用性”上的，因为有了全局“有效用”，不同的调控者才进入研究者的视野。可以说，不同于“物理性”，全局“效用性”对于间接调控也是必要的，是基础性的。

是否存在全局无效，仅存在直接效用性呢？当然是存在的，甚至是大量的，但目前这种无法称之为对于该全局的“调控机制”，因为这种关系不影响对该全局的调控。

03

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直接调控机制的完全解法

让我们再次回到“机制溯源”类文献的题目：（AX）、（ABX）

进一步细化有关直接调控的完全解法：

第一类：A直接调控X

如果成立，需要的证据有：

证据，A肯定能够与X中的组分发生物理上的互作（A的直接物理性）

证据，A肯定能够影响到这个组分的特性（A的直接效用性）

证据，A的变化与X的功能有相关性和决定性（A的全局效用性）

当A间接调控X时，证据1就不需要了。之前提过的be required for或be involved in、control、trigger、promote等均属于间接调控类。

公众号：科学粉ScienceFans

第二类：ABX中，A直接调控B

如果成立，需要的证据有：

证据，A肯定能够与B发生物理上的互作（A的直接物理性）

证据，A肯定能够影响到B的特性（A的直接效用性）

证据，A的变化与X的特性有相关性和决定性（A的全局效用性）

证据，B的变化与X的特性有相关性和决定性（B的全局效用性）

证据，B的变化对A的功能实现有决定性（B的必要性）

其实，这类和第一类很类似，可以看作是把X的“组分”独立出来，成为需要证明全局效用和必要性的“B”。

这类题目的解法非常经典、非常常见，非常基本！可以利用下图来记忆！

第三类：ABX中，B直接调控X

这类文献一般仅会强调B的机制，其解法基本上是第二类和第一类的叠加。

第四类：ABX中，A直接调控B，B直接调控X

这类文献的本质上是上述几类的叠加，涉及的创新点非常多。往往会采用“mechansim for ”、“molecular basis for ”或“ A-B-C axis/module/network/hub” 等来起题目。这些就是本节开头提到的，令新手们头大的文章题目。

结语：对于不同类型题目的“完美解法”的畅想是基于常识和逻辑的，是一把抽象的尺子。有了这把尺子，我们才能审视和批判，以至于欣赏。

就像有了“圆”这个抽象，我们才能把“一个轮胎”和“一个井盖”联系在一起，才得到相关启示：用轮胎滚动的方式来移动沉重的井盖。其实，世界上很难观察到绝对的“圆”，世界上也没有所谓的“完美”！

这就是抽象的妙处！！！

参考与注释：

【1】模式图https://www.medchemexpress.cn/pathway.html

【2】文化之旅（23）：哲学

当人们面对一个轮胎、一个井盖时，如果没有“圆”的抽象，人们无法想到两者的直接联系；当意识并抽象出“圆”时，便可以得到启示：用轮胎滚动的方式来移动沉重的井盖。其实，世界上很难观察到绝对的“圆”，我们只可能无限地逼近“圆”。更有趣的是，“圆”是我们认识世界的工具。有了这个概念，我们的认识、交流、创作、学习、欣赏等才得以更加深入、更加系统，才会有更细致的比较、类比和计算，去解释和预测自然现象中的近似圆形，如行星的轨道、雨滴的形状等。