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[转载]甜甜的小雪糕:尼安德特人基因组的论文在科学界引起的反应

已有 254 次阅读 2019-9-16 11:14 |个人分类:读书笔记|系统分类:科研笔记| 遗传学研究, 尼安德特人, 基因组 |文章来源:转载

2018年底贺建奎公布“基因编辑婴儿”引发轩然大波。在对贺建奎的调查尚未结束的时候,2019年初,“疟疾抗癌”又引起争论纷纷。两个科研项目都被科学界指责公开实验成果的方式不恰当,并且在伦理上不道德。但是,如果科研工作者不通过这种方式公开成果,科研项目又应该如何公开成果并获取公众的支持呢?科研项目到底应该如何立项并获取资金呢?德国马克斯·普朗克学会演化人类研究所的斯万特·帕博在进行绘制尼安德特人基因组的过程中就展示了一个合格的科研项目应该如何立项,并应该如何向大众说明自己的成果?让我们来看一下他的自述:

立项那天晚上回到冷泉港实验室的小房间后,我躺在床上,盯着天花板。到目前为止,我的职业生涯都很优秀,甚至可以说较为杰出。我有一个资金雄厚的永久研究职位,做着有趣的项目,并且每年数次受邀到世界各地做报告。但是现在在公开场合承诺测序尼安德特人的基因组序列,我是真的豁出去了。如果成功,那么这显然是我迄今为止最大的成就;但如果失败,我们将陷入人尽皆知的尴尬境地,我的职业生涯也将告终。我知道,真正的成功不像我演讲得那样容易获得。我们的成功依赖于三样东西:许多454测序仪、大量资金以及保存良好的尼安德特人骨头。这三样东西我全都没有,但幸运的是,似乎没有人意识到这一点。但是,我对这一境况再清楚不过。我在床上躺了很长时间,脑中思考着如何获得使项目得以运转的所有必需品。  


斯万特·帕博

我们的首要任务是从454生命科学公司那里获得大量测序仪。我之前多次造访454生命科学公司,不过为了购买这么多仪器而去则是头一回。和454公司的合作非常愉快。454生命科学公司对这个项目充满了兴趣,因为它不仅能为人类的演化提供真正独特的见解,同时,更为实际的是,它能给454生命科学公司的技术带来更多关注。我欣然同意454生命科学公司的人成为我们真正的科学合作伙伴以及未来论文的共同作者,但这并不意味着我们可以免费测序。最后,他们给出了一个价格:500万美元。我无法确定这消息是好是坏。这个价格超出我预想的金额,但并非完全离谱。我们表示会回去考虑一下。

第二天回到冷泉港之后,我根本无法集中精力。500万美元是一大笔钱,大约是德国大型科研经费的10倍。马普学会为研究所的主任们慷慨地提供了大笔经费,让他们可以专注研究而非花时间撰写申请资助的报告。但500万美元仍然是一笔巨资,比我们整个系部的年度预算还高。我想起了发育生物学家赫伯特·雅克勒,自我来到德国后,每遇到科学生涯的关键转折点,赫伯特一直给予我支持和建议。现在,他是马普学会生物医学部的副主席。

幸运的是,马普学会是一个研究机构,负责管理的是如赫伯特这样的科学家,而不是行政人员或政治家。就在那个下午,我决定从冷泉港打电话给他。打通电话后,我描述了尼安德特人基因组测序的可行性和所需成本,我向他询问,对于在欧洲筹集如此多的经费有什么建议。他说他需要考虑几天再给我回复。第二天,我回到莱比锡,在希望和绝望之间徘徊。也许我们可以找到一个富有的资助者,但是如何才能找到呢?

我回莱比锡两天后,赫伯特没有食言,如期给我打了电话。他说,马普学会最近成立了一项主席创新基金来支持一些特别的研究项目。他已经与学会主席讨论了我们的项目,学会原则上已准备给予资金支持我们的项目,分三年支付。他们甚至已经留出了这笔钱,并希望我们能提供一份书面计划书,让同领域的专家评审。

我很吃惊,挂断电话时甚至忘了表示感谢。这笔钱让世界变得不一样了!我冲出办公室来到实验室,喋喋不休地把这个消息告诉我见到的第一批人。然后我立马坐下来,开始起草计划书,描述那些让我们可以保证在三年内测序出尼安德特人基因组的全盘计划,当然,这一切都以拥有充足资源为前提。我很高兴地写了一份计划书,其中还包括我们要在莱比锡的研究所开展的工作。

同行评议两年之期近在眼前,《自然》和《科学》开始抛来橄榄枝,让我们提交关于尼安德特人基因组的论文。1996年,我将首个尼安德特人线粒体DNA序列发表在《细胞》上,这是一份更为严肃的分子生物学期刊,所以这次我还想这么投。但有人说应该把文章发表在《自然》或《科学》上,因为每个人都能看到这项工作。尤其是学生和博士后们,他们认为将论文发表在那两份有名的期刊上有益于职业生涯。

6月,《科学》的编辑劳拉·扎恩(Laura Zahn)来访,并与我们讨论尼安德特人的文章。《科学》是由美国科学促进协会出版的期刊,所以劳拉来访后不久,美国科学促进会便邀请我在他们的年度会议上就尼安德特人的研究发表报告。2009年2月12日至16日,该年度会议将在芝加哥举行。而这也就确定了最后期限。我觉得我们应该能赶上,所以接下了这个报告,这意味着我们的论文将最有可能发表在《科学》上。

AAAS即美国科学促进会,而《Science》则是美国科学促进会的期刊美国科学促进会希望我在芝加哥演讲时顺带召开新闻发布会。之前我一直害怕无话可说,现在终于可以宣布,我们已经产生了达到1倍覆盖的基因组序列。但是,正如我之前让该项目在莱比锡发布,我现在觉得,美国科学促进会的新闻发布会也应该在莱比锡举行,并且为了感谢454生命科学公司对我们项目的早期支持,我想与他们一起组织记者招待会。

美国科学促进会同意了。2月12日,我们同454生命科学公司一起在莱比锡组织新闻发布会,并且通过视频连接芝加哥,与会者和芝加哥记者可以提问。然后我飞往芝加哥,演讲定于2月15日。我在新闻稿和芝加哥的演讲稿里集中强调以下方面:为了首次获得已经灭绝的人类基因组,我们克服了种种技术障碍。我描述了托米·马里契奇如何使用微量的放射性标记,找出并改进造成DNA损失的步骤;我们如何在洁净室中产生的文库带上标签后,消除影响前导研究的污染问题;阿德里安·布里格斯和菲利普·约翰逊的细致研究如何发现DNA序列中的错误模式;以及乌多·斯坦泽尔和艾德·格林开发的计算机程序如何识别和标定尼安德特人 DNA片段的位置,并同时避免许多陷阱。

成果公布在科学领域内,很少有结果是不可更改的。事实上,往往在付出大把努力地深入了解之后,人们通常可以预见即将发生的进展,而且能让研究变得更加完善。然而有些时候有必要制定标准,确定发表结果的时间。2009年秋天,我觉得时机已成熟。从多个方面看,我们要写的论文都将是一个里程碑。

首先,它是首个测序出的已灭绝人类的基因组。尼安德特人作为所有现代人类最近缘的亲属,有着重要的演化意义。我也认为,我们已为未来的很多研究奠定了技术基础。我希望我们所开发的技术现在可以从许多这样的遗骸中得到完整的基因组。我们的发现最容易引起争议之处:尼安德特人为欧亚大陆的现代人类贡献了部分基因组。但由于我们已经通过三种不同的方法,三次都得出了相同的结论,所以我觉得已经明确地解决了这个问题。虽然今后的研究工作一定会弄清遗传贡献是在何时、何地以及如何发生的,但目前可以肯定的确有遗传贡献。现在是时候向世界展示我们的成果了。

我的野心是写出一篇尽可能让大众都理解的文章,不仅是遗传学家,还包括考古学家、古生物学家和其他人,他们都会对我们的研究感兴趣。事实上,为了发表我们的研究成果,我受到了来自各方各面的压力。

《科学》的编辑一直在催问我什么时候提交文章;记者不停给我以及团队的其他成员打电话,询问我们什么时候发表结果。我的科学报告也越来越注重技术细节问题,而非基因组对我们的启示。这令我越来越不安,因为大家都意识到我们一定会报道有趣的结果。尽管有压力,我仍觉得在发表之前保密结果至关重要。我很担心那50个知情者中,会有人告诉记者我们在当今人类中发现了尼安德特人基因流的证据。如果发生了这样的事,这个消息会很快传遍各家媒体。最终,2010年2月1日将所有材料提交给《科学》。

3月1日,我们收到三位审稿人的意见。大约三周之后,我们收到了第四位审稿人的意见。对于审稿人来说,在手稿中找到许多问题很常见。不过这次,他们并没有多说什么。我们花了两年时间来发现工作中的缺陷,这使我们能够找到自己研究中的大部分弱点。不过,我们就文本内容的修改与编辑来来回回交换了许多次意见。最后,文章于2010年5月7日发表,包含174页补充材料。1这篇文章“更像是一本书而非科学论文”,一位古生物学家如是说。

关于基因检测的一个对话,基因检测中的尼安德特人基因占比的测定与帕博的工作紧密相关感谢acaleph的绘图我们文章发表的那天,向科学界提供基因组序列的两大主要机构——英国剑桥的欧洲生物信息研究所和美国加州大学圣克鲁斯分校维护的“基因组浏览器”,将尼安德特人基因组开放给所有人免费使用。

此外,我们把从尼安德特骨中测得的所有DNA片段提供给公共数据库,包括那些我们认为是源于细菌的DNA。我希望每个人都能检查我们所做的每一个细节。如果可以的话,我希望他们能做得更好。这篇尼安德特人基因组的论文在科学界引起的反应,远超我发表过的任何其他文章。几乎每个人都给予了正面评价。最好的评价来自威斯康星麦迪逊大学的约翰·霍克斯(John Hawks)。他是米尔福德·沃尔波夫门下的古生物学家,是“多地区连续”假说的构建者之一。他经常在博客上很有见解地讨论人类学的新文章和想法,这使得他在人类学领域很有影响力。

“这些科学家给全人类献上了一份大礼,”他在博客中写道,“尼安德特人基因组给了我们一张由表及里的自画像。我们可以看到并且从中得知,人之所以为人的遗传变化本质—它使我们作为全球性的物种出现……这就是人类学应该做的研究。”我们的团队当然很高兴,只有艾德试图保持冷静,他给整个联盟写邮件:“谁能给约翰·霍克斯一些氧气?”我们论文所辐射的读者范围比想象的广,但大多数人并不为他们的祖先曾与尼安德特人交配而震惊。事实上,许多人似乎产生了一些有趣的想法,就像以前有过的那样,一些人甚至自愿检查是否含有尼安德特人血统。我开玩笑说,一些有趣的遗传模式在此发挥了作用,我们需要调查一番。但我们明显看到,传统文化思想影响了人们对尼安德特人外表的想象。

流行的传言是,尼安德特人高大、健壮、肌肉发达、有点粗野,甚至有点头脑简单。在男性中,这些特征可以接受,甚至是正面的,但是在女性身上,没有人会认为这些特征具有吸引力。当《花花公子》杂志打电话来约访我们的工作时,我冒出了这个想法。我接受了他们的采访,因为这可能是我唯一一次出现在《花花公子》上的机会。该杂志最终写了4页长的故事,名为《尼安德特人之爱:你愿意与这样的女人睡觉吗?》,附上的插图里有一个健壮且非常脏的女人站在雪山上挥舞长矛。这个绝对缺乏吸引力的形象或许解释了,为什么几乎没有男性想与尼安德特人结婚?

2010年12月3日,在我们的文章发表7个月之后,我收到一封来自劳拉·扎恩的电子邮件。她是《科学》的编辑,负责我们那篇文章。她告诉我,我们的文章获得了美国科学促进协会的纽科姆·克利夫兰奖。在我的职业生涯中,我曾获过一些科学奖项,也因此增加了自信。但这个奖项对我来说还是很特别。纽科姆克利夫兰奖设立于1923年,每年颁发给发表在《科学》上的最佳研究文章或报告。最初又名1000美元奖,后来奖金增至2.5万美元。最让我高兴的是,该奖项授予文章的所有作者,所以这一荣誉代表这篇论文是我们联盟的共同成果。正如琳达那天晚上告诉我的:“在《科学》上发表论文是一件大事,但在《科学》上发表了当年最佳论文?大部分人恐怕更是做梦都想不到。”

 

帕博至今仍活跃在科研一线,2018年9月《nature》的封面文章即出自帕博团队为什么同行评议与合理地公开成果如此重要?模仿一句俗话地说,好的科研项目都是相似的,不好的科研项目则总是缺了些什么。现代科研事业已经变得越来越复杂与专业,如果没有科学界的评议,我们将会面对越来越多“基因编辑婴儿”这样的闹剧。现代科研的每一分进步的背后都是有原因的,现代科研制度与科学共同体的每一分进步都是为了科学的进步而设计的,不论是伦理的要求,同行评议的要求,还是发表论文的要求,以及学术诚信的要求,这些要求的目的不是为了捆住科学进步的手脚,而是为了科学的健康发展,更是为了让科研造福大众。

  



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