“Những việc chúng ta cần làm tiếp theo rất rõ ràng: dựa trên các điều kiện hạn chế toán học mà bộ mô hình này đưa ra, chúng ta sẽ thiết kế lại cấu trúc khung protein hoàn toàn mới.”

Từ Minh đứng tại vị trí thuyết trình; trên màn hình phía sau lưng ông, hình ảnh của mô hình tính toán động dinh học đa quy mô được hiển thị. Sau một tháng tính toán liên tục bằng siêu máy tính, những điều kiện hạn chế cần thiết cho cấu trúc túi hoạt tính lý tưởng đã được đưa ra.

Trong số những người có mặt tại buổi họp, các thành viên nhóm nghiên cứu của Viện Thách thức Toán học Quốc tế đã từng xem qua những điều kiện hạn chế này trước đó, vì vậy biểu cảm của họ không hề thay đổi gì.

Ngược lại, phía Viện Hóa học, bao gồm cả Giáo sư Chu Khởi Sâu, tất cả đều không khỏi nhăn mày một chút.

Mặc dù sau khi nghiên cứu về chất liệu khắc quang cực tím, họ đều tin tưởng vào Từ Minh và cho rằng vấn đề xúc tác enzyme không phải là bài toán không thể giải quyết được trong hóa học hiện đại.

Nhưng khi nhìn thấy những thông số mô tả topo, biểu đồ đường đứt gãy điện thế tĩnh, ma trận kết nối mạng lưới liên kết hydro, cùng các điều kiện về trường phối trí kim loại được biểu diễn dưới dạng ten-sor trên màn hình, họ nhận ra rằng những thông số này đã vượt ra ngoài phạm vi biểu hiện của hóa học thông thường.

“Đây thực sự vẫn là một vấn đề thuộc lĩnh vực hóa học sao?” Lu Chuan, ngồi ở giữa phòng họp của Viện Hóa học, không khỏi thì thầm.

Có vẻ như anh ấy đã nhận ra mức độ khó khăn trong việc xây dựng cấu trúc protein hoàn toàn mới.

Rõ ràng, đây không phải là công việc dễ dàng chút nào.

Khi đang thuyết trình, Từ Minh cũng để ý đến phản ứng của mọi người. Ngay sau khi kết thúc câu nói trước, ông tiếp tục giải thích các điều kiện hạn chế đó bằng ngôn ngữ hóa học:

“Giáo sư Chu…”

“Dựa trên các điều kiện hạn chế mà mô hình đưa ra, chúng ta cần một loại protein nhỏ gồm khoảng 150 axit amin; loại protein này phải có khả năng gấp nếp ổn định trong dung dịch nước, và ở trung tâm nó phải có một túi kỵ nước có đường kính 0,8 nanomet.”

“Độ dốc điện thế tĩnh trên bề mặt trong của túi này phải tuân theo hàm số này.”

Nói đến đây, Từ Minh nhanh chóng chuyển hình ảnh.

Ngay lập tức, một đường cong phức tạp xuất hiện trên màn hình.

“Tại tọa độ x = 0,2 nanomet, điện thế phải là -15 mili volt; tại x = 0,5 nanomet, điện thế phải tăng lên thành +8 mili volt;

“Tại vị trí liên kết của cụm kim loại ở sâu bên trong túi, điện thế phải gần b

“Hiệu trưởng Từ Minh ạ.”

“Có vẻ như khoang hoạt tính của enzyme cố định nitơ tự nhiên không yêu cầu độ chính xác cao đến thế phải không ạ?”

Anh bày tỏ ra những thắc mắc trong lòng mình.

Từ Minh nghe xong liền nhìn anh với ánh mắt đầy an tâm. Rồi ông mỉm cười và trả lời:

“Bởi vì các enzyme tự nhiên không cần điều đó.”

“Theo kết quả mô phỏng tính toán động, khi phân tử carbon dioxide đi vào khoang hoạt tính, mức độ phân cực của liên kết cacbon-oxy sẽ thay đổi tùy theo vị trí.”

“Độ chính xác này được thiết kế để ‘ kéo dài’ liên kết cacbon-oxy ở vị trí cụ thể, giúp giảm bớt rào cản năng lượng cần thiết để nó bị phá vỡ.”

“Tôi hiểu rồi.” Lục Xuyên gật đầu đáp lại.

Trong mắt anh hiện lên niềm vui khi đã học được điều mới từ Từ Minh.

Cuộc họp kết thúc, các quy trình và kế hoạch liên quan cũng được xác định sơ bộ. Vì vậy, Từ Minh và Chu Khai Sâu không chần chừ, ngay sau khi kết thúc cuộc họp đã bắt đầu thực hiện các thí nghiệm.

Chỉ còn mong rằng Phòng Thí nghiệm Thiết kế Protein của Viện Hóa học có thể tạo ra những sản phẩm tương ứng dựa trên những điều kiện toán học này.

……

Trong hai tuần tiếp theo, Phòng Thí nghiệm Thiết kế Protein của Viện Hóa học trở thành một “chiến trường” nơi dữ liệu và ý tưởng hòa quyện vào nhau. Nhiều máy tính công suất cao hoạt động liên tục ngày đêm, sử dụng phần mềm thiết kế protein để thực hiện công việc tái thiết kế, biến các điều kiện của mô hình tính toán động đa thang thành chuỗi axit amin.

“Thiết kế số 135: Cấu trúc khung giao diện đáp ứng yêu cầu, nhưng mô phỏng động học phân tử cho thấy ở vị trí thứ 58, axit glutamate sẽ tạo thành một cầu muối, gây ảnh hưởng đến độ chính xác của liên kết.”

“Hãy thay thế nó và kiểm tra xem góc β có còn duy trì được hay không.”

Những cuộc trao đổi tương tự diễn ra ở mọi góc phòng thí nghiệm. Quá trình thiết kế giống như một bức tranh ghép đa chiều; chỉ cần thay đổi một axit amin thôi cũng có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của cấu trúc bậc hai, độ ưa nước của bề mặt, cũng như kích thước của kênh chất nền phối tử kim loại.

Tất cả các biến số đều liên kết với nhau.

Dĩ nhiên, nhờ sự nỗ lực chung của mọi người, kết quả đạt được là rất đáng kể; tổng cộng đã có hơn hai nghìn thiết kế được thực hiện.

Ngày 19 tháng 6, thứ Tư.

Kỳ thi đại học – chủ đề hot nhất trong tháng này – đã chính thức kết thúc, và hàng triệu thí sinh cuối cùng cũng có thể tận hưởng khoảng thời gian thoải mái quý giá này.

Mọi người đều thực sự thư giãn

Sau vài ngày chờ đợi trong yên bình, kết quả kỳ thi đã được công bố.

Tuy nhiên, khi nhìn vào phòng thí nghiệm thiết kế protein thuộc Viện Hóa học, dù đã là giữa đêm khuya, vẫn có rất nhiều người đang bận rộn làm việc.

Chu Khai Sâu từ nhà đến phòng thí nghiệm, chưa kịp bước vào đã gặp học trò của mình là Lộ Xuyên ngay tại cửa.

Những vết thâm quanh mắt rõ ràng và vẻ mặt buồn ngủ cho thấy anh ta đã thức trắng đêm để làm việc trong những ngày qua.

“Sao vẫn chưa về nghỉ? Đã muộn thế này rồi!”

Thấy vậy, Chu Khai Sâu là người đầu tiên hỏi thăm.

Mặc dù dự án xúc tác enzyme hiện nay liên quan đến nhiều lĩnh vực và có lý do cần phải hoàn thành nó một cách triệt để, nhưng sức khỏe vẫn là điều quan trọng nhất.

Nghe thấy giọng nói quen thuộc, Lộ Xuyên vô thức ngẩng đầu lên và đôi mắt anh ta bỗng nhiên trở nên lớn hơn khi nhìn thấy người đứng trước mặt.

Anh ta vội vàng hỏi: “Thầy, sao bây giờ thầy lại đến đây?”

“Không ngủ được nên quyết định đến phòng thí nghiệm xem sao,” Chu Khai Sâu trả lời và tiếp tục giải thích.

Là một viện sĩ của Viện Hóa học, người đại diện cho dự án xúc tác enzyme, và cũng là người đã tích cực thiết lập sự hợp tác với Viện Nghiên cứu Thách thức Toán học Quốc tế, mặc dù ông tin tưởng hoàn toàn vào Từ Minh, nhưng áp lực mà ông phải đối mặt vẫn không thể tránh khỏi.

Trước khi kết quả chính thức được công bố, việc ngủ ngon là điều khá khó xảy ra.

Chu Khai Sâu tiếp tục hỏi: “Viện trưởng Từ vẫn ở bên trong à?”

“Vâng.”

Lộ Xuyên gật đầu, có lẽ anh ta đang nghĩ đến điều gì đó, và một nụ cười ngượng ngùng xuất hiện trên khuôn mặt anh.

Lần thứ hai cùng Từ Minh thực hiện dự án nghiên cứu, anh lại có thêm những hiểu biết mới về sự tự giác phi thường của Từ Minh.

Ngoài việc có khả năng chịu đựng công việc lâu hơn bất kỳ ai khác, tinh thần làm việc của anh ta cũng rất mạnh mẽ.

Cùng với tài năng và hiệu suất vượt trội, điều này cũng gây ra áp lực đối với những người xung quanh.

Dù sao thì ngay cả những thiên tài hàng đầu của đất nước cũng đang nỗ lực làm việc chăm chỉ, thì làm sao người khác có thể dám nghỉ ngơi?

Chỉ có những nhà nghiên cứu lớn tuổi như Chu Khai Sâu mới phải về nhà để nghỉ ngơi và bổ sung sức lực kịp thời.

Rõ ràng, Chu Khai Sâu đã quen với tình huống này từ lâu rồi.

Ông vỗ nhẹ lên vai Lộ Xuyên, sau đó quay người bước vào phòng thí nghiệm.

Trong đám đông, anh ta nhanh chóng tìm thấy Từ Minh và tự nguyện bắt chuyện với anh ta.

“Bây giờ tôi mới hiểu tại sao anh có nhiều thời gian đến thế để nghiên cứu nhiều lĩnh vực kiến thức khác nhau.”

“Theo tình trạng hiện tại của anh, thậm chí còn vượt trội hơn cả học sinh trung học phổ thông.”

“Tôi nghĩ trên thế giới này không ai sánh kịp anh đâu.”

Từ Minh nhận ra người đến gần mình, tạm dừng công việc đang làm và mỉm cười đáp lại:

“Bạn đã nhận được phần mới của cuốn sách: ‘Chương 285: Đây còn là vấn đề hóa học nữa sao?’ Liên kết đọc sách ở đây.”

“Có lẽ là do tôi thường xuyên luyện tập nên mới như vậy.”

“Tinh thần của tôi cũng rất tốt.”

“Ngoài ra, tôi cũng muốn hoàn thành dự án enzyme càng sớm càng tốt, để góp phần vào cuộc cách mạng công nghiệp.”

Nhờ vào khả năng ngủ sâu và các yếu tố khác, anh ta có nhiều thời gian hơn người khác để học tập, và coi sự tự giác như một nguồn động viên tích cực. Vì vậy, việc làm thêm giờ đến lúc này cũng hoàn toàn bình thường đối với anh ta. Còn những người khác thì chỉ có thể ngưỡng mộ anh ta từ xa mà thôi.

Nghe những lời nói của Từ Minh, Zhou Qishen không khỏi cảm thấy xúc động và thử hỏi một cách thăm dò:

“Về phần thiết kế ban đầu cho cấu trúc protein, thì sao rồi?”

“Đến tối nay, chúng tôi đã thu thập được hai nghìn phương án thiết kế ban đầu, và đã liên lạc với trung tâm siêu máy tính. Từ ngày mai, chúng tôi sẽ bắt đầu vòng sơ tuyển đầu tiên.”

Từ Minh nói một cách chắc chắn:

“Nhờ vào sức mạnh tính toán của siêu máy tính, chúng tôi có thể tiết kiệm được rất nhiều thời gian.”

Trong số hai nghìn phương án thiết kế ban đầu đó, phần lớn đều không thể tạo ra được cấu trúc protein mong muốn. Nếu chỉ dựa vào con người để thực hiện các thí nghiệm thử nghiệm, thì cả chi phí nghiên cứu lẫn thời gian phát triển đều sẽ tăng lên gấp nhiều lần. Nhưng với sự hỗ trợ của siêu máy tính và các mô hình tính toán động đa quy mô, chúng tôi có thể nhanh chóng loại bỏ đi phần lớn những phương án không phù hợp. Sau đó, thông qua sự phân tích sâu sắc của anh, chúng tôi sẽ chọn ra phương án phù hợp nhất để tiến hành thí nghiệm cụ thể. Nếu mọi thứ diễn ra suôn sẻ, thì không mất nhiều thời gian chúng tôi sẽ có được cấu trúc protein lý tưởng – loại enzyme nhân tạo cần thiết để thực hiện công việc này.

Nghe thấy sự tự tin và chắc chắn trong giọng nói của Từ Minh, Zhou Qishen cũ

Áp lực mà bản thân tự đặt ra cho mình bỗng nhiên giảm đi rất nhiều.

  “Có vẻ như tối nay tôi đến đây thật sự là đúng quyết định, thật là đáng mong đợi!” Zhou Qishen nở nụ cười rạng rỡ trên khuôn mặt.

  Ngày hôm sau.

  Từ Minh cùng toàn thể các thành viên nhóm nghiên cứu kết nối vào phòng họp của trung tâm siêu máy tính, và nhập dãy các thiết kế ban đầu vào mô-đun đánh giá nhanh của mô hình.

  “Dữ liệu đang được nhập vào.”

  “Tiêu chí lọc là: năng lượng tự do khi gấp phải thấp hơn -8,0 kilocalo trên mol; giá trị dự đoán năng lượng liên kết của các cụm kim loại phải thấp hơn -12,0; đường thông qua chất nền phải luôn mở trong ít nhất 10 nanosecond trong quá trình mô phỏng phân tử.”

  “Phép tính bắt đầu.”

  Tiếng báo cáo đồng bộ vang lên từ hai địa điểm khác nhau trong phòng; 2.000 thiết kế được chuyển đổi thành các mô hình toán học.

  Trong vũ trụ số, chúng phải trải qua những áp lực tiến hóa khắc nghiệt.

  Một số thiết kế về mặt lý thuyết hoàn toàn không thể được gấp lại; một số có thể gấp được, nhưng hình dạng “chiếc túi” được tạo ra không đáp ứng yêu cầu; một số có thể liên kết với các cụm kim loại, nhưng mức độ ổn định hoàn toàn sai lệch.

  Khi từng thiết kế bị loại bỏ, chỉ còn lại một số rất ít phương án có khả thi cao nhất.

 ‥Quá trình lọc nhanh này kéo dài tổng cộng mười hai giờ.

  Mọi người đã ở lại đến tận 9 giờ tối mới cuối cùng nhận được kết quả lọc.

  “Giáo sư Từ.”

  “Theo báo cáo, trong tất cả các thiết kế, có 13 thiết kế duy trì được tính toàn vẹn cấu trúc trong suốt 100 nanosecond.”

  “Các cụm kim loại liên kết ổn định, đường thông qua chất nền vẫn mở.”

  Lù Chuan kiềm chế những biến động cảm xúc mạnh mẽ trong lòng, báo cáo kết quả lọc các thiết kế bởi siêu máy tính trước mặt toàn thể nhóm.

  Trong số 13 thiết kế này, rất có thể sẽ có những cấu trúc protein hoàn toàn mới, cần thiết để thực hiện quá trình xúc tác enzyme.

  Chỉ mất hơn nửa tháng thôi, họ đã đạt được bước này; nếu so với những dự án trước đây mà anh từng tham gia, điều này thậm chí còn là điều không thể tưởng tượng nổi.

  Nhưng chính Từ Minh đã biến điều đó thành hiện thực.

  Tất nhiên, anh rất rõ ràng rằng việc có thể lọc nhanh như vậy là nhờ vào trình độ thuật toán thông tin của Từ Minh – không chỉ trong lĩnh vực toán học và hóa học mà còn ở nhiều lĩnh vực khác. Nếu là người khác, việc lọc 2.000 thiết kế xu

Thậm chí cuối cùng cũng không thể đạt được kết quả tốt đẹp nào cả.

  Đối với báo cáo này, Chu Khải Sâu cũng vô cùng hài lòng và ngay lập tức bắt đầu trò chuyện một cách hào hứng:

  “Chúng ta có thể bắt đầu quá trình tổng hợp rồi.”

  “Mười ba thiết kế khác nhau sẽ được tiến hành tối ưu hóa các trình tự gen, sau đó tổng hợp thành gen và xây dựng các vector biểu hiện.”

  Nhưng ngay khi anh vừa nói xong, Từ Minh ngồi ở vị trí chủ tọa đã lắc đầu bày tỏ ý kiến khác:

  “Vẫn còn quá chậm… Chúng ta cần phải tiến hành vòng lọc thứ hai.”

  “Vòng lọc thứ hai ư?” Ánh mắt Chu Khải Sâu tràn đầy sự ngạc nhiên.

  Theo anh, việc tổng hợp mười ba thiết kế này chỉ cần mất một khoảng thời gian và số lần thí nghiệm vừa phải là đã đủ; miễn là có ít nhất một trong số chúng thông qua được các thử nghiệm xúc tác cuối cùng, thì đồng nghĩa với việc căn bệnh nan y của hóa học hiện đại này đã được giải quyết triệt để.

  Nhưng Từ Minh lại cho rằng cần phải tiến hành thêm một vòng lọc nữa trên cơ sở mười ba thiết kế đó.

  Việc thực hiện vòng lọc thứ hai này sẽ do chính Từ Minh đảm nhận.

  Ông hy vọng rằng thông qua kết quả của vòng lọc này, có thể xác định được thiết kế nào có tính khả thi cao nhất, và từ đó bỏ qua các bước tổng hợp tiếp theo.

  Nghĩ đến đây, Từ Minh không giấu giếm gì, mà trực tiếp trả lời một cách thoải mái:

  “Tôi sẽ tự mình tiến hành vòng lọc thứ hai này… Hãy cho tôi vài ngày thời gian.”

  “Được thôi.” Chu Khải Sâu suy nghĩ một chút rồi quyết định đồng ý.

  Dù sao thì, công việc nghiên cứu về xúc tác enzyme đã tiến triển đến giai đoạn này, và quá trình nghiên cứu cũng đã rất hiệu quả rồi. Việc chờ thêm vài ngày cũng không ảnh hưởng gì đến tiến độ công việc.

  Tuy nhiên, anh cũng không mong rằng chỉ với một lần thử nghiệm là có thể thành công, và trong lòng vẫn quyết định sẽ tiếp tục thực hiện tất cả các bước thí nghiệm tổng hợp.

  Từ Minh không quan tâm đến suy nghĩ của người khác, mà ngay sau khi nhận được mười ba thiết kế đó, ông bắt đầu phân tích chúng.

  Và kết quả cũng đúng như ông dự đoán: Sau vài ngày nghiên cứu, ông đã xác định được thiết kế nào có tính khả thi cao nhất.

  Ông tin chắc rằng thiết kế này chắc chắn sẽ giúp giải quyết triệt để vấn đề liên quan đến xú

Từ Minh gật đầu nói: “Hãy yêu cầu phòng thí nghiệm chuẩn bị các thiết bị cần thiết cho quá trình tổng hợp thử nghiệm đi. Tôi tin vào sự đánh giá của mình.”

  “Tôi hiểu rồi.” Sau một khoảnh lặng ngắn, Châu Khởi Sâm nhanh chóng reag lại và không tiếp tục suy nghĩ quá nhiều về vấn đề này.

  Ngay sau đó, ông liền triệu tập Lộ Xuyên cùng các thành viên khác trong nhóm hóa học để bắt đầu thực hiện các bước tổng hợp và xây dựng vector biểu hiện dựa trên phương án được Từ Minh lựa chọn cuối cùng.

  Mặc dù mọi người đều khó tin rằng chỉ nhờ sức lao động con người mà có thể tái kiểm tra lại những phương án đã được máy tính siêu tốc lọc ra, chỉ để lại duy nhất một phương án đúng đắn, nhưng mọi người vẫn làm việc một cách nghiêm túc và không hề chậ trễ.

  Đội ngũ gồm Châu Khởi Sâm và các nhà nghiên cứu đã trực tiếp phụ trách việc vận hành các thiết bị như máy PCR và buồng điện di trong phòng thí nghiệm. Hệ thống tạo ảnh gel cũng hoạt động liên tục, không ngừng nghỉ ngày đêm.

  Ba ngày sau, quá trình tổng hợp gen đã hoàn tất thành công, và kết quả giải trình tự gen cũng được xác nhận là chính xác. Việc xây dựng vector biểu hiện và quá trình tinh khiết hóa protein cũng được thực hiện trong vòng một tuần.

  Khi tháng Bảy đến, khoảnh khắc hào hứng và mong đợi nhất của Viện Hóa học cùng Viện Nghiên cứu Thách thức Toán học Quốc tế cuối cùng cũng đến – đó là thời điểm tiến hành các thử nghiệm phản ứng trên protein mục tiêu này, để xác định liệu liệu nó có thể đạt được hiệu quả xúc tác như mong đợi hay không, và liệu liệu chúng ta có thể giải quyết được vấn đề về xúc tác enzyme trong thời gian ngắn như vậy hay không.

  Thế giới được miêu tả trong “Chàng học sinh giỏi quá mức tự giác” chính là thế giới đầy ắp những điều thú vị như vậy.