2015年9月,北大清华的两位科学家陷入了前所未有的争议漩涡中,清华大学学者张生家在Science Bulletin发表了一篇关于磁遗传学的论文,被北大学者谢灿控为“抢发”,掀起中国学术界的一个难解谜题。两所大学展开调查,清华大学随后将张生家解雇。11月,谢灿的论文终于公开发表于Nature Materials,科学界与公众终于获得与这场风波有关的全部具体学术信息。
本文对两位科学家的论文做了详细注解,通过这些注解,读者可以一览两位科学家各自的工作,也能对“论文抢发之说”有更深入的认识,形成自己的观点。
我们除了关注这个争议事件本身,还应该关注该事件的长远影响:在科研合作越来越来普遍的今天,科学家如何规范合作方式,避免这类事件的发生?当然,争议不应该掩盖两位科学家的科研成果:本文亦是对“磁遗传学”领域一系列重要发现的详细介绍。
先来看谢灿的研究。
谢灿的论文主要提出、解答了以下问题:MagR是如何被发现的?MagR与Cry/MagR的物理结构有何特点?谢灿团队从果蝇入手,筛选生物体内潜在的磁感受蛋白。他们认为,果蝇中的磁感受蛋白应该具有以下特点:1)含有铁元素,或者可以与铁结合2)在头部表达3)不存在于细胞膜上。
他们以此为依据,从果蝇基因组的12536个编码蛋白的基因中,进行了3轮计算机筛选,随后又进行了1轮理论筛选,1轮实验筛选与验证,最终成功鉴定出MagR蛋白。
谢灿团队提出的动物用来感受磁场和导航的“生物罗盘”模型,该模型具有光依赖性,核心是一个具有内在磁性、由蛋白质磁复合体构成的磁感受器Cry/MagR复合体。复合体的中心是一个棒状的蛋白多聚结构,该结构由线性聚合的磁感受受体(Magnetoreceptor,简称MagR)组成,MagR中含有铁硫簇;棒状结构的外部缠绕着隐花色素(Cryptochromes,简称Cry,是一种感光蛋白)。
谢灿的研究到此结束,下面是张生家论文的核心内容。张生家通过研究,主要做出了以下发现:带有外源MAR的HEK-293细胞可以对磁场做出反应,并导致细胞膜的去极化。张生家团队利用远程磁刺激,启动了带有MAR的细胞的磁遗传效应。研究者向HEK-293中转入了MAR和指示钙离子跨膜运动的荧光蛋白GCaMP6s。细胞发出的荧光的强度,可以表示钙离子跨细胞膜流动的程度(即细胞膜去极化的程度)。
张生家的研究到此结束,全文完。敬请读者指正误译与不详尽之处,欢迎留言讨论。转载请先联系newmedia@huanqiukexue.com,给杂志社打电话也行。这里是“科学美国人”中文版《环球科学》服务科研人的微信号“科研圈”。想知道我们都干些啥,可点击阅读原文查看历史消息。