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CNS可恶,生物信息学就NB? 精选

已有 10400 次阅读 2012-4-18 21:41 |个人分类:我的思考|系统分类:科研笔记| 生命科学, 实验, 生物信息学, 计算机, cns


最近在参加一个生物信息学的培训。一般的这种著名机构举办的培训,开头肯定是一个牛人介绍一些最新的进展,讲讲目的、意义等概括性的东西。我自己两年的研究生学习,前一年半的很大部分工作也都是在做与生物信息学相关的东西,但是我对生物信息一直持谨慎的态度。这位研究员今天吹的似乎有点神乎其神了。

生物信息学是随着基因组时代一起产生的一门新兴的交叉学科。维基百科把生物信息定义为:Bioinformatics is the application of computer science and information technology to the field of biology and medicine——电脑和信息技术在生物学和医学领域的应用。包括的方面很多,这里不一一列举。最近甚至兴起了半导体物理学在DNA测序上的应用。查看更多:http://en.wikipedia.org/wiki/Bioinformatics

我这里讨论的主要是后基因组时代的各种组学,如基因组、转录组、蛋白组学等对生物学现象的探究和解释,同时只专注生物学而不是计算机及其他方面。

他一上来似乎就想否定经典的控制变量法,认为控制变量法只是片面的从一个方面探究了某种因素的作用和影响。他举了个例子:我们现在看到的表型就像郑和下西洋航行的船,影响的因素就是船上的帆。他说船在不同的风向和水流情况下其实每个帆的作用都是不相同的。于传统的研究方法,就是在一种情况下把船帆一个个砍掉最后只剩下一个,来探究这个帆的作用。这种方法完全是非常片面,无法令人信服的。

然后他又举了个例子:有一个著名的科学家(名字没听清楚),在一个领域做得非常好,先后在CNS上发表了几十篇文章,最后当他年老的时候,写了一篇文章说自己以前做的所有的东西都是错的,没有价值。——结论是他是一位伟大的敢于说真话的科学家。

接着他又提出一个问题,要我们猜一猜CNS上发表的文章可重复性大概有多少?我回答说低于50%,(我当时一边正在看孙学军老师关于CNS荼毒无穷,以及杨晓虹博主的解读)。他说:对!但是不准确,应该是15% or >15%?)。然后又说了很多,最后从CNS上文章无法重复的问题,得到的结论是传统的实验方法已经没有多大用了。

接下来,又开始引用一位大牛的某个演讲,说生物学正在面临变革。变革的下一步就是生物信息学与系统生物学。

整个上午的前半场,我听到的逻辑就是如此。最受不了的是,他还举了自己的例子,感同身受地说,自己之前也做过很多的实验,也是过来人。最终庆幸没有“误入歧途”——选择了做生物信息学。而且他还慷慨地表达了他的遗憾,语重心长地说,自己国内国外这么多年,非常遗憾地看到很多很聪明、本应该更有作为的科学家把自己的一身奉献在了,这些毫无用处的工作上。

突然感觉有一股很强烈的本山大叔忽悠的味道,引导别人喜欢和热爱自己的工作,也不能用这种老百姓太过于喜闻乐见的形式吧!

以上这些不知道是不是我理解有误。其实后来的提问环节,我也就某些地方提出了我的质疑,但是由于是上课,也没敢使劲争辩。

关于当中的,许多观点,我还是不太认同的:

1.控制变量法,探究一个因素的功能(影响),并非只是把其余的帆都砍掉,来看剩下的这个帆的作用——显然没有很好地理解控制变量法。引进工程学的思想,它可以有各种组合,比如只砍掉1个,看看它给整体带来的影响。然后继续砍掉2个、3个、4个,而且砍不同的个数还有它们各个位置上的不同组合(这里还可以引入时间)。如此才能算是全面的探究某一因素的影响。事实上CNS上很多的文章,一般都有二三十个实验,包括附件里面还有非常多的信息,逻辑推理非常严密。

2.探究生物现象(其他现象也是如此),一个因素起作用与它的特殊性是不可分割的。那么如此一来,肯定有人会说,世界是不确定性的——那肯定的,因为肯定不是确定的。生命之所以强大而充满魅力,很大部分是因为它的复杂性和不确定性,但它肯定也有符合自然规律的美,美的一面我们是能发现的,但更多的是径一周三。

3.我想问问,到底什么才算是有价值的?如果一个人的理想是拥有一个美满的家庭,那么是不是在他人生的路上只有结婚的那天和生孩子的那天是有价值的呢?还有一个一直搞不懂的,做科研为什么一定非得有用?纯粹的实用主义,只会导致浮躁的科研态度——那属于还没有脱贫的想法。科研是一种高级的精神思维活动,探究未知世界,满足人类的好奇心也是很大的一部分。而且有些科学,或者其中的某些分支科学本身就注定了它永远无法走向应用,发展成有用的东西。比如,生物进化、地球演化历史等。照这么讲,电影、音乐都是完全没必要存在的——不看电影、不听音乐也可以活得很好啊。

4.CNS为什么可重复性没有想象的那么高。我觉得杨晓虹博主的分析非常到位,果然是“极其聪慧”、“见识宽广”,见:就《可恶的CNS》说几句——杨晓虹

生物信息学、系统生物学我一直对此持保留态度。做一些工作的同时,一直在徘徊——到底以后研究的方向是不是完全要走向这方面。研一的时候,非常坚定。之前几年正是生物信息兴起最疯狂的几年,很多人都认为生物信息大有作为。后来越来越发现,生命是如此复杂,生物信息学并不像预期的那么强大。去年(2010年)几乎所有的生物信息学杂志影响因子都降低了很多,大家对它的认识也渐渐的回归理性。不过那疯狂的几年也为生物信息学打下了坚定的基础。研二上半年,我开始有了一些新的认识,自己也一边着手准备寻找可以做的“湿实验”课题。

最近与许多人交流一些关于这个问题的看法,渐渐的趋向于认同如下观点:

1.生物信息学、系统生物学都只是一种手段,以后也会越来越常规化,所以必须要掌握。

2.作为一种工具,它只适用于某些现象的解释。最重要的是凝炼问题,然后选择合适的工具,千万不要碰到一个问题,采了样品什么也不想就拿去sequence,以为就能看到所有情况,整体地解释现象。

3.生物信息在很长的时间内,将是一种辅助,近期还不可能替代分子生物学、细胞生物学、生物化学的地位。还待长足的发展,千万不能过于激进。的确它能提供很多的信息,但对于信息而言,并不是没有条件的越多越好。很多时候,选择太多也就等于没有选择。这时候,我们往往需要对信息进行一些整合,得到一些结论,再去解释现象。最终导致的就是现象解释现象。例如,这位研究员举了他自己的学生花了很长的时间分析了藏羚羊的心脏组织表达谱,由于没有比较的对象就与人类心肌肥大症的心脏组织表达谱进行了比较,最后发现两者几乎一样。大家一定都在想,然后呢,然后就没了——发文章了——这就是主要结论。

个人觉得,一个生物学问题的真正解释,还是应该要朝着物理和化学的方向发展。物质结构组成的改变、构象变化、化学反应等直观现象的解释在一套严密的逻辑范畴下才令人信服。——生物信息似乎目前还不具如此说服力。

至少从最近纯生物信息学还无法得到超大型的项目,领导整个生物学的发展;生物信息学发表文章的影响因子普遍不高;最近个人基因组测序也在遭到质疑等,也从现象上解释了它并非想象中的那么进展神速、威力无比。更多的,技术本身也还在发展中,遭遇到了很多挑战。最重要的,我们对基因组、基因调控、细胞代谢等的理解还需要大的突破。

作为生物信息学者,如果没有强大的生物学背景,不对生命充满敬畏;不是首先凝练问题,然后再设计实验,大胆想象的同时,小心求证;就会陷入一个用现象解释现象的境况当中——这样只会阻碍生物信息学的发展。很多现象对现象的解释逻辑上似乎行得通,但是缺乏说服力——复杂世界只有部分的现象是在人类的逻辑理解范围内的——说白了就是显而易见的东西,平民百姓也知道。现在你是科学家,硬是要说这就是科学,确实谁也奈何不了你。

最后给大家看个有意思的笑话,轻松轻松

为什么太上老君的八卦炉奈何不了孙悟空呢?太上老君不能将孙悟空炼化的真正原因是:古时候炼丹炉是煤炭炉,最高只能达到1200℃左右,而孙悟空是石猴,主要成分二氧化硅,熔点1600℃左右,的确炼不掉!懂点科学多么重要! 

那么孙悟空为什么会被炼成火眼金睛呢?原来二氧化硅在八卦炉1200摄氏度的高温下发生了玻璃化,所以具备了类似照妖镜之类的作用,可以看出妖精鬼怪。 

那么八卦炉又为什么会坏掉呢?原来孙悟空的组成远非二氧化硅那么简单,还有一部分碳酸钙,在八卦炉1200摄氏度作用下,碳酸钙发生分解:CaCO3==CaO+CO2。二氧化碳是的八卦炉内压力增大,最终导致八卦炉爆炸,孙悟空破炉而出! 

那么孙悟空破炉而出之后为何变得狂暴呢?因为他身上的碳酸钙变成了氧化钙,吸收空气中的水分发生化学反应会发热,故而狂暴。  

那么后来孙悟空为啥又温和了呢?还跟唐僧一起去西天取经?原来如来把孙悟空压在五行山下,常年风吹日晒,孙悟空身上的氧化钙又吸收了雨水,随后变成了氢氧化钙,所以性情也就变的温和了。

后来孙悟空为什么能够成佛呢?原来在西行的路上,孙悟空身上的氢氧化钙又在不断的吸收二氧化碳,最终到了西天之后又变成了碳酸钙,又变成了坚硬的金身。原来水晶是一种无色透明的大型石英结晶体矿物。

——看来吴承恩也先生是个化学高手啊



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