事关下个诺贝尔奖:美国科学界激辩基因修饰技术英雄榜

作者: 陈晓雪等

来源: 知识分子

发布日期: 2016-01-20

美国科学界关于CRISPR技术的发现历史和贡献者之间的争论。Eric Lander在Cell杂志上发表的综述文章引起了Jennifer Doudna等科学家的强烈不满,他们认为文章中关于他们贡献的描述存在事实错误。争论的核心在于CRISPR技术的专利归属和科学贡献的公正评价。

绝大部分科学家并非像宣传文章里说的不计名利,更不是有些人假扮的清心寡欲、高风亮节,而是很在乎功劳的归宿。竞争是事实存在的,无须标榜“不争”以欺世盗名。只是,在中国这样的名利之争一般尽可能不公开,但这两天美国生物学界的激烈争论甚嚣尘上,部分争论公开了……就这次争议,《知识分子》独家采访了关键当事科学家。

从这样的事例中可以看到,国际科学界争论是文明争论,摆事实讲道理公开进行,不是捣浆糊,不是背后一堆告状信,更不是……我们需要清醒地认识到,何为竞争,如何竞争,怎样建立公平竞争的制度和环境?

1月14日,国际三大学术期刊之一Cell杂志在线发表了麻省理工学院教授、Broad研究所所长Eric Lander一篇关于基因编辑技术CRISPR发现历史的综述,并介绍了这一技术发展重要节点上的科学家。

三天之后,加州大学伯克利分校的分子生物学家Jennifer Doudna公开驳斥这篇文章。美国科学界关于CRISPR的纷争的讨论再次升温。Eric Lander在Cell杂志上写了一篇关于CRISPR方面的综述,CRISPR技术的开拓者之一Doudna对此表示抗议,称介绍自己的“成就”存在“事实错误”。

在美国国家生物技术信息中心(NCBI)的网站,她在这篇文章下面评论道,虽然Cell的编辑声称作者(Eric Lander)直接参与向相关的个人作了大量的事实核对,但是这篇文章对她实验室的研究以及与其他科学家互动的描述,“在事实上是错误的”,“作者没有核实(这些事实),而且文章在发表之前我并未同意”。

CRISPR技术被证实可以在活体真核生物中做到精确而有效的基因组编辑。

此后,CRISPR技术给科学家带来了暴风骤雨般的改变,无论是在生物医学领域还是农业领域,成千上万个实验室开始使用并应用这一技术。“我还不曾见过有分子生物学家还没有听说过CRISPR”,Eric Lander在文章开头写的CRISPR技术发展历程中的这一重要工作,虽然并未提及其在Broad研究所的同事、华裔科学家张锋是最主要的贡献者,但是在学界这并非什么秘密。CRISPR技术的重要性,已是人尽皆知。

实际上在此前的2012年,科学家们报道CRISPR-Cas9系统可以作为简单、灵活的基因组编辑工具,其中涉及的三位最重要的科学家正是Eric Lander这篇文章引起争议的主角。到底谁是CRISPR的英雄?Eric Lander在这篇标题为“The Heroes of CRISPR”的文章试图给出答案。

Eric Lander的文章引起Doudna的强烈不满。

她认为,作者对她实验室的研究以及与其他科学家的互动描述“在事实上是错误的”。可是,具体到哪些事实是错误的,Doudna在PubMed上的评论并没有说明。在给《知识分子》的邮件回复中,Doudna说,“我和我的同事将在未来合适的时候进行回应。

”众所周知的是,Eric Lander所在的麻省理工学院Broad研究所和Jennifer Doudna所在的加州大学伯克利分校,正在为争夺CRISPR技术相关专利打得不可开交,CRISPR技术也被视为诺贝尔奖的热门领域。Eric Lander的文章发表之后,除了遭到Doudna的反驳指责之外,还遭受多位科学家的口诛笔伐。

一位不具署名的研究者在匿名同行评议网站PubPeer上表示,“对这篇文章中Eric Lander未能阐明其与CRISPR技术的利益冲突,我感到非常震惊和失望。他所领导的Broad研究所以及他曾发表的论文,在CRISPR技术专利上仍存在法律诉讼问题。Lander和Cell杂志的编辑需要阐明他们在本文中观点可能并不能让人们公正评价(CRISPR技术),此外缺乏利益冲突声明这一信息也是不合适的。

事实上,如果是这样,这篇文章就根本不能发表。”不过根据Eric Lander回复给《科学家》的声明,他已披露了“实际和可能产生的利益相关”,包括他所在的机构拥有CRISPR专利和专利申请。他还表示,他在12月中旬给Doudna发过邮件,请她对文章中的事实进行核实。

Cell杂志也回应道,作者已经声明并没有个人的财政利益相关,并声明他所在的机构Broad研究所、麻省理工学院和哈佛大学拥有与CRISPR相关的专利和专利申请。

同时,Cell在声明中指出,文章的平衡性、公平和准确是编辑和作者考虑的首要因素,同行审稿人会特别要求对(文章的)平衡和公平给出意见,他们提供的任何意见都会在修订版中体现。同时,作者直接向相关的科学家作了大量的事实核对。

在接受《科学家》采访时,Doudna表示,Lander确实在(2015年)12月18日联系过她,但他只分享文章节选的一部分。“他拒绝和我分享关于描述我实验室研究的更多内容,”Doudna在邮件中说。“我从来没有看到过完整的文章,直到出版,我有电子邮件来往可以证明。Lander博士应该给出提供意见的其他科学家名单。

”而Lander则认为,“她确认了她的个人背景信息,但是她说她不希望以任何形式对CRISPR技术发展的历史发表意见。在写这篇文章的过程中,我收到世界各地十余位科学家关于CRISPR发展的意见。不幸的是,Doudna博士是唯一一个拒绝的。然而,我充分尊重她不分享观点的决定。我也明白,会出现不同的观点。”

事实上,CRISPR“英雄榜”上的另一位科学家,曾与张锋在CRISPR研究上有过合作的哈佛大学遗传学家George Church, 对Lander这篇文章同样颇有微词。“(2015年)12月14日,Eric问了我一些非常具体的问题,我要求核实事实(我一般都会这么做)”,Church在给《科学家》的回复中写道,“他在1月13日发给了我预印版(Cell登出这篇文章几个小时前)。

我马上发给他一个事实错误的清单,但没有一个改正。”Church告诉《科学家》,“和Jennifer Doudna相比,我需要核实的信息是非常有限的。我在1月14日一大早就给Eric发了修改意见,但是这些在网上的文章中没有体现。(我于12月提供的)基本的事实核实本来可以早一些,文章也不会那么夸张。即使是现在,这些都不是很难解决,而且会带来很大的区别。”

Church争论的事实是,Lander写道,当Church的团队“着手在哺乳动物细胞中测试crRNA与tracrRNA融合”时,他意识到了“张锋的工作”。此外,Church指出,“Prashant Mali和杨璐涵做了测试”,而不是他。总的来说,Church说,“Eric的Cell文章有条理有步骤地遗漏了很多年轻研究者的重要作用。

”美著名科学作家Carl Zimmer第一时间声援Doudna,转发并关注这一事件。美国著名科学作家Carl Zimmer也在第一时间关注了这一事件,并在Twitter上转发相关信息,为Doudna打抱不平。

美国加州大学戴维斯分校(UCDAVIS)生物学家Paul Knoepfler甚至在Twitter上发起了一个名为“Lander教授是否给予Doudna教授公正的评价”的在线调查,在74人参加调查的数据统计显示,其中约有53%的人认为,Lander的这篇综述文章有失公正。不过,Zimmer并没有透露更多参与者的身份。

生物学家Paul Knoepfler在Twitter上做的一个在线调查,53%的人,认为Lander的这篇综述未能如实评价Doudna的贡献。加州大学伯克利分校生物学家Michael Eisen在Twitter上写道,“最糟糕的(事实)扭曲是,Lander所有的CRISPR英雄都是研究负责人(PI),学生和博士后过去都干吗了?

”除了Lander成为众矢之的,在PubPeer网站上,很多匿名人士也将矛头指向了Cell杂志。一名不具姓名的人士表示,“实际上,我对此并不感到惊讶,Cell与哈佛和麻省理工学院的科研群体走得很近,Cell杂志就像是麻省理工学院的宣传期刊一样”。

也有人说,“很难相信,这篇文章竟然出现在Cell杂志Scientific Perspective栏目上,我很想看评审专家的意见,以及他们如何让这篇不切实际的文章得以通过。”

就在本文发稿前3小时,北京时间1月20日上午6点,Charpentier在PubMed留言,“很遗憾,关于我和合作者的贡献的描述是不完整和不准确的。作者也没有问我要核实有关我或我实验室的语句。在作者提交该文之前,我没有看到关于它的任何一部分。而且,该杂志也没有将我纳入评审流程。”《知识分子》将持续跟进这一争议的最新进展。

Eric Lander总结的CRISPR英雄谱

[1993年] 西班牙科学家Francisco Mojica于1993年首先在嗜盐古细菌Haloferax mediterranei的基因组中发现了大约30个碱基对(bp)长度的回文重复序列,这些序列由36bp的间隔序列隔开。后来Francisco Mojica使用生物信息学方法在2000年左右在20种不同的微生物基因组内发现了类似的序列,但这些序列的作用当时并不知晓。

[2005年] Francisco Mojica经过生物信息学序列比对方法,发现CRISPR序列中三分之二的间隔序列为病毒或外源质粒的序列。他意识到CRISPR系统与细菌的获得性免疫有关。该结果于2005年发表于Journal of Molecular Evolution杂志上。

与此同时,法国科学家Gilles Vergnaud和俄国科学家Alexander Bolotin分别独立得到与Francisco Mojica类似的结论,即CRISPR与细菌的获得性免疫有关。二人的论文都于2005年发表于Microbiology杂志。

[2007年] 法国科学家Philippe Horvath和他的同事Rodolphe Barrangou以及Sylvain Moineau在研究生产酸奶的乳酸杆菌对噬菌体的抗性时,发现了Cas7和Cas9蛋白在CRISPR中的作用:Cas7产生间隔和重复序列,Cas9则是核酸酶。

[2008年8月] 荷兰科学家John van der Oost通过生物化学方法鉴定了一系列Cas蛋白,并发现这些蛋白需要切割一段长为61碱基的前体RNA(crRNA)才能工作。他们证明了crRNA的作用,并通过人为设计相应的crRNA序列使菌株获得了抵抗噬菌体的特性。这是人类首次编辑CRISPR系统。

[2008年12月] 阿根廷科学家Luciano Marraffini和他的导师Erik Sontheimer(美国西北大学)证实了CRISPR系统的底物是DNA,并且意识到该系统可能可用于DNA编辑。

[2010年12月] Sylvain Moineau证实了核酸酶Cas9可以在crRNA的指导下对特定序列的DNA进行切割。

[2011年3月] 法国科学家Emmanuelle Charpentier和德国科学家Jörg Vogel在研究微生物小RNA时意外发现一种含量极高的RNA(tracrRNA)正巧从CRIPSR位点旁边转录,并且序列可以与前体crRNA配对。他们发现tracrRNA对于crRNA的加工成熟是必须的。

[2011年7月] 立陶宛科学家Virginijus Siksnys在大肠杆菌中重组了嗜热链球菌的CRISPR系统,证实了该系统至少需要Cas9核酸酶,crRNA和tracrRNA三个组分。

[2011年] 2011年3月的一次微生物学会议上,Charpentier遇到了加州大学伯克利分校教授Jennifer Doudna。二人讨论后决定合作,她们在体外重组了CRISPR系统,得到了与Virginijus Siksnys类似的结果。她们还发现crRNA和tracrRNA可以融合为一条RNA,称为单链引导RNA(sgRNA)。

[2012年] Virginijus Siksnys于2012年4月6日将手稿投递给Cell杂志,6天后该杂志通知其拒稿。Virginijus Siksnys与当年5月21日将该稿投给PNAS杂志并于9月4日在线发表。Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna于2012年6月8日将论文投与Science杂志,并于6月28日发表。

[2012年] 华裔科学家张锋(Feng Zhang)首次使用CRISPR系统实现了对哺乳动物细胞的DNA编辑。

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