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EP 1132020-07-312:29:24

基因組的美與亂

Manolis Kellis

計算生物學家 Kellis 從數位遺傳講到新冠病毒的演化,再談到工程師該學生物的「容錯」,最後落在孩子與生命的意義。

Manolis Kellis: Human Genome and Evolutionary Dynamics | Lex Fridman Podcast #113在 YouTube 看 ↗

重點6 條

  1. 遺傳是數位的,表現卻可以是連續的:Kellis 說生命每次複製都不會丟資訊,因為遺傳資訊是數位的;Mendel 的離散遺傳之所以看起來不成立,是因為身高這類性狀背後有成千個基因,每個只貢獻一點點,疊起來就像連續值。
  2. 人類有兩條遺傳路線:一條是從父母往下傳的基因,一條是靠教育、文化、網路橫向傳遞的想法。他說人類的幼年期特別長,大腦長時間保持可塑,拖得越久,父母把想法傳給孩子的機會就越多。
  3. 用演化特徵讀基因組:他博士班做的是比較多個物種的基因組,看一段序列是以蛋白質、RNA 還是調控序列的方式在演化。同一套方法後來用在新冠病毒上,他說 ORF10 不像蛋白質基因,ORF3a 裡面則藏著另一個小基因。
  4. 突變與選擇才是病毒的「聰明」:他說病毒不是聰明或惡意,傳得好又不致命的版本自然留下來;他舉 D614G 為例,說那個位置在蝙蝠間的演化裡從沒變過,進入人類之後卻變成主流。
  5. 基因組又亂又耐錯:他認為生物先求穩健、再求特化,基因加了新功能就靠複製再分工,打亂兩成的字母人也未必察覺;他主張工程師也該把容錯放在完美之前。
  6. 意義發生在接收的那一端:從腦機介面、翻譯、語源,一路談到他為 42 歲生日辦的「生命的意義」座談。他說話語在傳到聽的人身上之前是空的;養孩子則讓他成為不一樣的老師。

時間軸29 段

01 03:56
數位遺傳之美

生命是數位的,Mendel 發現離散遺傳,Fisher 解釋它為何能長出連續性狀,再談人為何彼此這麼像。

02 09:12
垂直與水平遺傳

任兩人有 99.9% 相同;另一種遺傳是想法的橫向傳遞,人類大腦的發育拖得很長,正好留給這種傳遞。

03 14:38
知識民主化

網路讓知識人人可得,代價是不再尊重專業,他主張教的不只是知識還有取得知識的方法。

04 17:47
疫情中的資訊

從疫苗設計的速度談到怎麼自學新冠,先讀教科書,再看 Wikipedia,並稱它「淺但夠權威」。

05 26:39
人類成為模式生物

人類族群裡幾乎每個位置都有突變可找,所以研究人本身反而比果蠅更直接,缺點是做不了組合式剔除。

06 29:46
自由意志

他認為選擇背後還是化學受體,往上追只是把問題往後推,並用天氣預測類比。

07 33:28
模擬假說

他直接說是胡扯,沒有實證;當成思想實驗他覺得可愛,但用奧坎剃刀來看,機率是零。

08 35:33
為理解生物而用電腦

他說自己用電腦科學來理解生物,並解釋神經網路為何好用,是因為它們配合的是我們所處的物理世界。

09 41:15
新的感官

他把 LIGO 看成替人類加了一個新感官,也猜想還有我們沒感應到的訊號。

10 45:29
這個時代與代表作

他覺得現在是當人類的好時機,並談對自己論文的看法:媒體注意的不見得是最基礎的。

11 49:40
演化特徵

他博士班論文:比較多物種基因組,用不同序列的變化模式區分蛋白質、RNA 與調控序列。

12 57:21
新冠的基因清單

套用到 SARS-CoV-2,說 ORF10 不是蛋白質,ORF3a 裡另有一個小基因。

13 1:00:30
S1 為何演化特別快

與環境接觸的蛋白質演化得比內部的快,因為每換一種宿主就得重新適應。

14 1:03:10
病毒聰明嗎

他認為聰明的是選擇機制,不是病毒,並說病毒不想殺死宿主。

15 1:07:42
病毒如何劫持細胞

逐步講一條病毒 RNA 怎麼讓人類細胞只製造病毒蛋白質。

16 1:12:08
瘟疫如何塑造人類基因

他不擔心人類會滅絕,並以瘧疾與鐮刀型貧血、肥胖風險基因、免疫多樣性為例。

17 1:19:39
人造病毒與重組

他說這次的病毒不是人為設計的:最近的親戚在一個從沒感染過人的分支,要設計也不會從那裡下手;並說明 S1 在冠狀病毒之間本來就會重組。

18 1:23:20
免疫系統與環境

他談疫苗接種率、各國死亡人數差異,以及過度乾淨的環境與過敏。

19 1:25:39
飲食與運動

他說運動加飲食才是對各種疾病都有用的辦法,也提到自己實驗室在做的單細胞研究。

20 1:29:05
微生物組、斷食與安慰劑

他說最個人化的營養建議跟腸道菌比較有關,之後解釋安慰劑效應代表我們不懂心智與身體的交互作用。

21 1:35:33
數位核心與內容索引

基因組沒有 go-to,靠短序列標記來決定誰被開啟,而且容錯性極高。

22 1:39:28
雜亂的設計

病毒精簡是由大變小的結果,並以酵母的整套基因組複製為例說明演化靠複製再分工。

23 1:45:57
D614G 突變

這個位置在蝙蝠病毒裡從未變過,進入人類後頻率大幅上升。

24 1:50:05
工程師該學壞掉

他主張工程師要把穩健放在完美之前,演化的做法是先變差才爬上新的高點。

25 1:54:10
語言的模糊

他認為說話是把想法壓縮再展開,誤解本身可以產生新想法。

26 1:58:04
腦機介面

他認為輸出端可以靠訓練大腦去配合機器,很有希望;要把資訊直接送進大腦則遙遠,語言還會是主要的輸入方式。

27 2:08:04
翻譯與語源

他從語源談到一個詞的歷史包袱,並說意義是在接收端才完成的。

28 2:15:28
生命的意義

他描述為 42 歲生日辦的座談,邀了 42 人各講七分鐘,並提到一位朋友對「become one」的三種解讀。

29 2:21:10
感恩、工作與孩子

疫情期間他每天從早上六點做到晚上七點,週末也不停,並談為什麼養育孩子讓他成為更好的老師。