标准不一,又何谈学术伦理?

2014-03-11 09:31 来源:科学月刊 作者:李 文山
字体大小
- | +


美国麻省理工学院化学系 Alice Ting 教授

美国麻省理工学院化学系 Alice Ting 教授及其博士后学者 Amar Thyagarajan 于 2010 年 10 月在学术期刊《细胞》发表了一篇论文。然而 Thyagarajan 离开实验室后,原有研究团队再也无法重现论文中的实验结果,遂开始怀疑此论文真实性。尔后, Ting 教授于 2013 年初主动撤销了该论文,并指出 Thyagarajan 变造数据。至此,或许大家多会认为 Thyagarajan 伪造影像数据已然成为事实。但事实上,丁教授不仅不允许 Thyagarajan 以重复实验的方式来证明清白,也几乎不给予对方任何抗辩的余地。如此一来,无人可鉴定这些原始数据是否真的遭到伪造。我们应该如何看待这件事呢?
 
整体事件始末原由 Alice Ting 教授 Amar Thyagarajan (唯一合作者) 发表的一篇论文,关于发展一新影像技术, BLINC (Biotin Labeling of INter Cell ular Contacts),可以清楚的观察到活神经细胞表面即时的交互作用,但是在 Thyagarajan 离开后, Ting 的实验室成员在使用相同的质体架构(plasmid constructs)及方法(protocols )下却无法于神经细胞上有效的重现相同结果。在 Ting 主动通报校方后,麻省理工学院完成了独立调查工作,并写了一封信给副教务长,亦为当时《 Cell 》期刊研究副总裁 Dr. Claude Canizares,说明他们发现此篇文章的唯一合作者 Thyagarajan 伪造及修改实验影像,并是唯一该为此事件负责的人。 Ting 于 2013 年 2 月 14 日主动向 Cell 编辑撤销该论文, Thyagarajan 则拒绝签署该撤销文件。
 
Ting 于撤销文章上明确表示, 虽然 Thyagarajan 的方法无法应用在神经细胞上,她的实验室成员已陆续发现利用新变更的质体架构及方法, 才让 BLINC 可以侦测到神经细胞中的跨越细胞蛋白交互作用(trans- Cell ular neurexin-neuroligin interactions), 且也找出为何 BLINC 会失败的原因。因此, Ting 实验室立即公布新一代的影像标记方法 ID-PRIME(Interaction-Dependent PRobe Incorporation Mediated by Enzymes),并将结果发表于 2013 年 PLoS ONE 期刊中 。美国化学会的《化学与工程新闻》周刊(C&EN) 随即于 2 月 25 日报导了这个事件 ,文中指出, Thyagarajan 已辞去波士顿专利公司的职务,他表示从未收到 Cell 对于将撤销文章的通知,他个人亦反对撤销的行动,他强调他已与同事重复此技术 4 年以上,并保证此方法之实用性,可疑的是,他留在实验室的原始资料已被他人删除或篡改,他由衷希望接下来美国联邦科研诚信办公室(ORI)的调查,可以还他一个公道。
 
到底事件的症结在哪里?为什么 Ting 和 Thyagarajan 有如此截然不同的认知及主张呢?
 
回归到科学层面,让我抽丝剥茧地为此事件分析分析: Neurexins(NRX)是神经突触前膜的附着蛋白质,可以跨越突触(synapse)间隙与突触后的膜蛋白 neuroligin(NLG) 结合,此跨细胞的结合作用和突触的形成、规格及稳定性相关,是目前研究神经细胞突触反应的热门主题之一。为了能看见这两个蛋白质 NRX 和 NLG 的交互作用,有两个质体架构 BirA-NRX 和 APNLG 首先被 Ting 实验室发展出来,BirA 是具 ATP 依赖性之大肠杆菌生物素连接酶(E.colibiotin ligase),可以催化它的 15 个长链氨基酸受体肽(amino acid acceptor peptide, AP)受质中的赖氨酸(Lysine)生物素化(biotinylation)反应。所以,生物素化的 AP 即可和含萤光的共轭链酶亲和素(streptavidin)结合,如此便可观测到活神经细胞表面交互作用的萤光影像。这样的设计,在学术原理层次而言相当清楚,合乎逻辑,在实验技术而言,对于研究蛋白质的学者也并不困难,那么,问题出在何处?为了回答为何 BLINC 方法在神经细胞应用碰壁的窘境,在 PLoS ONE 的文章中, Ting 的团队重复所有的BirA-NRX及AP-NLG的质体架构,并从这二组质体出发排列组合几种不同的架构,测试其个别表现蛋白质的效率及即时萤光影像的观测中发现:在人体胚胎肾细胞(HEK Cell s)中, BLINC 的技术是有效且具再现性;但在神经细胞中却还是失败。分析到这,对于熟悉蛋白质研究的专家而言,立即想到不同的BirA-NRX/AP-NLG质体架构、启动子(promoter,启动特定基因转录的 DNA 片段)以及其他因子都会影响蛋白质在不同培养细胞中的表现程度。 Ting 的学生也证实在 Cell 文章中使用的 BirA-NRX 及 AP-NLG 都用 CMV 启动子,这是造成蛋白质的表现量太差及不稳定的原因。当 Ting 将 CMV 换成 CAG 启动子或增加 AP 的数目(3XAP)都证实可以有效的增加蛋白质的表现量及增强链酶亲和素的讯号,其中所使用的CAG启动子早已被其他实验室发表证实是在神经细胞中有很好的转殖基因表达能力。接下来,她使用上述最好的 CAG-BirANRX1β及CAG-3XAP-NLG1 质体架构组合进行实验,还是无法看到 BLINC 方法在神经细胞中产生的萤光影像。她推论可能是BirA(35KDa)太大所致,为了证明她的推测,二个不同剪接点(fusion site) 的质体架构(BirA36-NRX3β,BirA272-NRX3β)被应用于 BLINC 实验。结果,BirA36-NRX3β 或 BirA272-NRX3β 与3XAP-NLG1 的组合都可以在HEK 细胞中显现 BLINC 的萤光影像,只有 BirA272-NRX3β 与 3XAP-NLG1 的组合才可在神经细胞中显出部分的萤光影像,即便如此, Ting 不认为此部分萤光是扩散的突触现象,而是由于蛋白质相互重叠产生的错觉,起因于过大的BirA蛋白质严重阻碍 NRX3β 运输(Trafficking)到神经表面所致。之后, Ting 舍弃了 BLINC 的方法而开发了 ID-PRIME 之技术,此技术以大肠杆菌硫辛酸连结酶(LplA, E. coli lipoic acid ligase)取代BirA,以连结酶受体肽 LAP (the Ligase Acceptor Peptide)取代 AP,便成功的观察到神经细胞中的跨细胞蛋白交互作用影像。
 
至此,事件的来龙去脉大致已非常清晰, Ting 及其团队也已经明明白白地于 PLoS ONE 的发表文章中交代清楚,就如同她在 C&EN 报导上所说的,在论文内,科学自会说明(The science in the papers kind of speaks for itself)。读到此处,或许大家多会赞同 Ting 的说法转而相信 Thyagarajan 伪造影像数据是事实。我认为身为科学工作者,在无百分之百的证据支持下,妄下断论是相当危险的,充其量也只能说是假设,而非事实。
 
疑点一,为何 Ting 一开始不让 Thyagarajan 回到麻省理工学院,在校方的监督下,公正客观的重复实验呢?如同上海生科院林国强院士,处理他的博士学生造假数据,最后撤销JACS , 2006, 128, 5624-5625 论文一事,,林院士当时立即要求该博士学生回所重复实验。
 
疑点二,为何该博士后之原始影像资料已被删除?如此一来,无人可鉴定这些原始资料及影像是否真的遭到伪造修改或只是撷取真实影像中的一小部分。 Ting 也没有针对此事说明。局部的影像资料选择性发表在期刊上,是否称为伪造数据呢?部分学者、教授在发表文章时,都希望学生准备好论文草稿,含所有图表、图像等,也因此没有仔细分析是否学生提供的影像资料是重复稳定的实验数据、或只是偶然发生或只发生在全影像中的局部范围,这些影像资料在发表前的再确认分析,绝对是教授(学者)的责任。
 
疑点三, BLINC 技术应用在人体胚胎肾细胞是成功的,却无法在神经细胞中看到效果。这代表在科学原理上, BLINC 产生影像的理论基础是正确的;不同质体架构在不同细胞中蛋白质的表现量或运送能力会不同,即便是在相同的实验条件下(虽说不太可能),也会因为操作者的不同而有些许出入,我相信许多研究蛋白质的学者会同意此一看法。 Ting 的团队没有得到与 Thyagarajan 相同的结果,而 Thyagarajan 信誓旦旦已重复此实验四年也是非常有可能的事。
 
实验室中出现论文撤销,学生变造数据的情形,不该一味地由校方片面宣布都是学生个人的责任,每一位指导教授(学者)都应该有勇于承担整体事件的责任感,不时问自己在论文发表前有没有仔细分析、鉴定学生资料影像的准确性;实验室的氛围是否让学生感到伪造数据完成实验是必须的;还是学生个人的人格问题使之不能成为一个可信赖的科学家,这些都是从事科学教育及研究工作的我们所责无旁贷之事啊。
 
冀共勉之。
 
 

编辑: zhongguoxing

版权声明

本网站所有注明“来源:丁香园”的文字、图片和音视频资料,版权均属于丁香园所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:丁香园”。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。同时转载内容不代表本站立场。