化學與未竟之夢（其三）

我從小就以為我會成為科學家，可惜並沒有。這些追尋的足跡是美的，也是注定未完的。

誰知道呢？

大二上學期的某天，我在 PTT 班版看到 Henry 學長在幫老師徵專題生，這應該是我第一次聽到徐尚德老師的名字。「用物理化學方法研究蛋白質結構嗎......」雖然我對生物化學並沒有太多概念，但這個徵人文寫成這樣，各種關鍵字實在讓我很心動。當時我決定，就是這裡了！

我想說的是，如果你是企圖心很強，甚至畢業想出國唸書的，這實在是一個非常好的地方。這邊是一個人拿一個 project，指導你的人就是老師本人，我保證一定會學到非常多東西，你沒有一絲鬆懈的機會。[...] 去年七月加入實驗室後，年底就發了一篇小小小 paper。雖然很小，但是從頭到尾都是自己完成的，包括英文。此外，之間參加過很多個研討會，到了韓國，也去了澳洲，甚至到德國 NMR 實驗室做一個月短期研究。一切都在這一年又三個月之間。所以只要企圖心夠強，老師絕不會攔你。（PTT NTUCH-104 版，2013/11/20，大二上學期）

大二下學期末，我寫了封信跟徐老師約見面。在那個簡短的會談中，徐老師提到這個暑假中研院生化所本來就有短期研究計劃，所以接下來兩個月就讓我先跟其他的暑期專題生一起做研究吧。後來我才知道，那個生化所主導的研究計畫不僅要考試篩選，還有一些我根本不符資格的限制。而我之所以能出現在那裡，僅僅是因為我寄了封信給徐老師，而徐老師也答應我而已。

此後我便明白，有時運氣就是會莫名其妙降臨。假如我先看到了那不符資格的暑期研究計畫，我會不會就忽略這個機會呢？在看似無望的情境中，只要拼一把的代價沒有太高，總是有賭中的時候。誰知道呢？所以還是不要輕言放棄吧。

畜牧人生

那年的暑期研究，含我在內共有六位專題生，分別給六位不同的學長姐帶，而帶我的就是 Henry 學長。第一天花了點時間在環安衛的講習上，回到實驗室後就正式開始 lab tour and training，從實驗室的每個設備該如何使用講起。

相較於詹老師的有機實驗室，這間實驗室真的很乾淨。沒有有機溶劑的味道，沒有會溶穿橡膠手套的鹵素溶劑，甚至不一定需要實驗衣與護目鏡。放置生化廢棄物的垃圾箱上印有巨大的 Biological Hazard 警告圖樣，但也只是靜靜地立在角落。只要不把大腸桿菌吃下肚，還真想不到有什麼危險之處。只要每次做完實驗就洗手，想喝水總是沒問題吧？對於討厭口渴的我來說真是太好了。

既然加入了研究蛋白質的實驗室，當然要學會怎麼製造蛋白質，而我覺得這蠻像在養雞的。為了做出特定結構的蛋白質（雞蛋），我們要先將一段特殊基因放入大腸桿菌（雞）之中，利用它們來製造蛋白質。嵌入基因後，因為空氣中有各種不同的細菌，因此我們要加入抗生素來場大屠殺，確保只有含有特殊基因的大腸桿菌活下來。

但要怎麼確保活下來的是含有特殊基因的大腸桿菌呢？我們要先挖一點點大腸桿菌出來，用「膠體電泳」的方式檢驗它們製造的蛋白質。這個膠體就像一片薄薄的果凍，只要先把蛋白質溶液放在果凍上緣，通電下去，帶有電荷的蛋白質就會開始在果凍中向下游泳。因為不同的蛋白質有不同的游速，所以我們在通電一段時間後，會把這片果凍染色來揭露游泳進度，只要蛋白質移動的距離符合預期，就可以確認這批大腸桿菌沒問題。總之，就是根據果凍上的圖案來占卜這群大腸桿菌是不是對的雞。

然而不幸的是，在抗生素大屠殺後倖存的大腸桿菌實在太少了，無法產生足量的蛋白質。就像雞太少了，雞蛋自然不夠用，因此我們會讓這些雞吃點好料，先來養個雞。倖存的大腸桿菌會被我們加入充滿營養液的大型錐形瓶中，讓它們一變二、二變四地分裂複製，幾個小時就夠養出一整瓶的大腸桿菌，而他們身上就帶有我們要的蛋白質。

有了這麼多雞之後，我們要怎麼拿到雞蛋呢？這就有點獵奇了。我們會先用高速離心機把這些大腸桿菌集中起來，並用超音波直接震碎這些大腸桿菌。這時整杯溶液中飄浮著大腸桿菌的碎塊、蛋白質與各種亂七八糟的物質，我們再透過好幾道純化手續把蛋白質分離出來。我已經不想談這要怎麼用雞來比喻......總之就是殺雞取卵吧。

雖然聽起來是個大量製造的工程，但其實滿滿兩公升的大腸桿菌溶液最後只能純化出 1~2 mL 的蛋白質溶液。這些蛋白質的保存期限並不長，也只夠做三天份的實驗，因此每週都要重新製作蛋白質才行。

幻影之躍

某天回程，我站在捷運南港站的月台，凝視牆上的幾米壁畫。那由溫柔筆觸繪成的捷運車廂，即將載我回家，而我望見了自己跳下月台的身影。

「剛剛那是......？」

列車進站，我一如往常上車。一時震驚之後，似乎沒什麼異狀，慢慢地也就淡忘了。

與醣共舞

把蛋白質製造出來後要做什麼呢？當然是拿來做實驗囉～我拿到的題目是研究蛋白質與乳糖的結合反應，嘗試從熱力學的角度分析 Galectin 家族中的三種蛋白質（代號為 Galectin-1, Galectin-7 與 Galectin-8）與乳糖結合的反應有何不同。

既然是從熱力學的角度出發，那就要量測結合反應的焓、熵、自由能等熱力學參數，而我用的「等溫滴定量熱法（Isothermal titration calorimetry, ITC）」就是其中一招。ITC 本身並不難理解，就是在一個恆溫的環境下，把乳糖一滴一滴慢慢加到蛋白質溶液裡，並量測這個過程中的熱量變化，僅此而已。

滴定時，儀器會紀錄乳糖的比例與反應熱，畫成一張圖，再套用數學模型來推算反應的熱力學參數。而我則觀察這些參數來研究 Galectin-1, Galectin-7 與 Galectin-8 與乳糖的結合反應，並嘗試從數據中洞視隱藏的真理。

總體來說，似乎只要把蛋白質和乳糖放進儀器，等個幾小時讓他跑完實驗後，我再去拿這張數據表即可。然而魔鬼藏在細節裡，從溶液的製備、去除氣泡與把溶液加入儀器的特殊技巧，都讓手殘的我花了一兩週反覆熟練。在平白消耗不少蛋白質後，我才能穩定重現文獻上的實驗結果，這一切並沒有我想像中那麼容易。

此外，ITC 真正的關鍵在於控制蛋白質與乳糖兩者的比例。由於一次實驗能滴定的量有限，要是比例差距太小，可能把乳糖滴完了都還沒有反應完全，而無法推算正確的結果；反之如果比例差距太大，幾滴乳糖下去就把蛋白質都反應完畢了，數據量就會少到難以分析。

為了找出蛋白質與乳糖的完美比例，就得以不同的比例反覆重複這個實驗，期望某次實驗能一次就做出好結果。問題在於，完美比例可能不存在......這時就要用不同的比例做兩到三次實驗，再把這幾次實驗的數據合併分析，才能得出那些熱力學參數。

我總覺得，這個過程就像蛋白質與乳糖的雙人探戈。我進你退，你進我退，反覆多次才能配合完美。不過 Galectin-1, Galectin-7 與 Galectin-8 三個蛋白質的個性並不相同，Galectin-8 甚至有兩個不同的結合部位，也是辛苦乳糖了。

整個暑假，就在這看不見的雙人舞中度過。

反覆記號

或許是為了參與幻日樂團當時在 the Wall 的演出，那兩個月我反覆聽著他們的新專輯《黑羽》。無論是主打的〈黑羽〉，我最愛的〈鴉夢〉，亦或是純粹的演奏曲〈月殞〉，這張專輯完整封存了當時的記憶，而如今我也以此召喚七年前的自己。

那兩個月中，我的日子過得工整規律。週一製作蛋白質，週二三四做實驗並整理數據，週五實驗室 meeting 並準備下週的蛋白質材料，週末在宿舍閱讀文獻並撰寫英文的 weekly report，每週穩定重複著。

這也是我至今最貼近上班的一段日子。平日早上從宿舍騎腳踏車到科技大樓站，坐捷運到昆陽站，轉搭公車到中研院，最後走上生化所五樓的 512 研究室，單趟超過一小時。這就是所謂通勤嗎？

到了午餐時間，中研院門口的餛飩麵與水餃，中研市場內的赤肉羹和乾麵，都是和學長姐與同期的專題生一起吃的。或許是因為一人拿一個 project，專題生彼此的交流並不多，只有這樣的時刻大家會一同聊上幾句，交換彼此的日常，並討論待會要訂什麼飲料。

下午的工作結束後，如果趕不上傍晚五點半那班往臺大的接駁車，自己坐車回宿舍往往也七點多了，吃完晚餐就超過八點。在那之後，我通常沒辦法再集中精神，常常無意識地在網頁間穿梭來去，很快地睡覺時間就到了。

而隔天，又是同樣的一天，後天自然也是如此。

夏夜飛霜

暑期研究的最後一週，專題生們不再成天做實驗，而是窩在電腦前整理數據，拼命撰寫最終的研究報告。當時我想，如果能整理成像期刊論文那樣，豈不是太帥了嗎？因此我在寫作之餘，也特別注意表格與文字排版的樣式，最終以 "Thermodynamic study of galectin-1, -7, and -8 binding to lactose" 這篇報告作為暑期研究的總結。

現在看來，先不說有許多歐文排版的細節沒有顧到，數據本身也不知道能不能用，而最後的 References 更是凸顯文獻閱讀量不足。即便如此，當時的我真的已經很滿意了。表格上的每個數據，都是好幾次實驗的成果，都是蛋白與醣攜手跳過的舞，每個字都是我的青春。

回到臺南老家，我把自己兩個月的青春印成兩頁 A4，和我的家人分享。這段冒險他們無法參與，但依然點頭以示鼓勵。或許在那個瞬間，我是個令他們驕傲的兒子吧。

那天半夜，我把報告親手撕個粉碎，紙片紛飛若雪。