華人學者認為與導師合作有望問鼎諾獎,背後的爭論何在?
? 儘管在學術上成果認定上有爭議,但他們仍保持良好的師生關係,圖為達內爾85歲生日時與傅新元的合影
編者按
本文的採訪介紹了JAK-STAT這一重要發現的學術貢獻爭議,但這一採訪僅反映了其中一方的觀點,沒有Darnell教授一方的意見,也不代表《知識分子》編輯部的意見,我們支持華人學者擺事實講道理,理性爭論,最後科學界自有公論,雖然冤枉時有發生。
撰文 | 葉水送
責編 | 李曉明
知識分子為更好的智趣生活 ID:The-Intellectual
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美國洛克菲勒大學教授詹姆斯·達內爾(James Darnell)被視為諾獎的有力競爭者。很多人可能對他很陌生,但在生命科學領域,達內爾是一位「詹姆斯·沃森(James Watson)式」的重要人物,是數個領域的奠基者,先後獲得蓋爾德納獎(1986年)、拉斯克獎(2002年)以及美國國家科學獎(2003年)等重要獎項。對於達內爾來說,似乎只缺一個諾獎,足以認可其在學術領域的傑出成就。
隨著時間流逝,這位87歲的老學者或許正在逐漸被人遺忘。他早已淡出學術界,但近日筆者在「2017年中國細胞年會(CSCB)」上仍聽到中科院生物物理研究所的科學家介紹基於達內爾開發的CLIP技術,發展出一種全新的蛋白質與核酸相互作用的技術,其學術生命力可見一斑。
達內爾不僅數次獲得提名,有望自己獲得諾獎,同時也是一位能夠培養出「諾獎」學生的導師,如前美國國家科學院院長、著名生物學家大衛·巴爾的摩徐發表傅宣傳冊(1975年獲得諾獎),就是他的得意門生。
學術界主流觀點認為達內爾是JAK-STAT(信號傳導及轉錄激活因子)細胞信號通路的最早發現者和開拓者。但這項代表性工作,在科學界也存在爭議,尤其是華人生物圈,因為它涉及到一位在這個領域同樣做出出色工作的華人學者傅新元。他也是達內爾的博士後。
? JAK-STAT通路的分子機制
? 1993年,Science雜誌將其列為十大科學突破發現之一
JAK-STAT通路的發現到底有多重要?
JAK-STAT細胞信號通路讓外界信號刺激轉導至細胞內,不僅對細胞信號轉導有著重要作用,同時對炎症、癌症的發生等方面有著重要作用。1993年,美國著名學術期刊《科學》雜誌將JAK-STAT細胞信號通路的發現,評為「年度??科學突破」之?。截至目前,總共有7個STAT成員被發現。
2017年是JAK-STAT通路被發現的整整25周年,這個領域發表的文章已有3萬餘篇。「免疫系統發育的每一步,幾乎都由這個通路來進行調控。」新加坡國立大學醫學院(原生物化學系主任)教授、南方科技大學講座教授傅新元表示。
JAK-STAT通路的發現與這位華人學者早年的工作密不可分。熟悉這段歷史的人認為,他才是JAK-STAT通路的最早發現者。由於傅新元曾是達內爾的博士後,讓這項工作的貢獻鑒定變得困難起來,甚至產生了嚴重的分歧。
誰是JAK-STAT信號通路的最早發現者?
1982年,傅新元考入復旦大學,成為著名遺傳學家談家楨的弟子,不過他在復旦大學沒待多長時間,當年就獲得著名華人生物學家吳瑞主導的CUSBEA第一批獎學金資助,去美國哥倫比亞大學攻讀博士。不過,他雖然通過了CUSBEA考試,但自作主張,提前離開當時在廣州舉辦的出國前培訓,教育部差點因此取消其出國名額,好在得到談老先生的幫助,傅新元才順利出國。
1988年至1991年間,傅新元從哥倫比亞大學獲得博士學位,師從哥倫比亞大學生物系主任、美國科學院院士James Manley,之後來到國際頂尖的科學研究機構——洛克菲勒大學,很多在生命科學研究領域的「執牛耳者」在這裡任教,引領著生命科學的發展。達內爾就是其中出色的一位。來到達內爾實驗室後,傅新元以博士後的身份做干擾素的誘導轉錄工作。
短短3年間,他做出了至今看來仍是一流的科研工作。據傅新元回憶:
雖然研究成果看起來不錯,不過當年這可是一個苦差事,達內爾實驗室的其他學生不願意干,「因為太累、太辛苦」,他從達內爾那裡接過這個課題,每天十幾個小時呆在冰冷的庫房裡純化蛋白,最後終於從大約3000升經干擾素處理激活的HeLa細胞中,提取到大約 5-10 微克的蛋白。
? ISGF3蛋白的氨基酸序列鑒定
1990年,傅新元發表了第一篇有關ISGF3多肽(干擾素-α-誘導STAT複合體)的測序結果文章,相關論文發表在《美國科學院院報》(PNAS)上。
雖然傅新元在1990 年通過艱苦工作,純化到了ISGF3多肽,但是限於當時的蛋白質分析技術, 第一批樣本沒有產生足夠的數據。於是1991年,達內爾讓實驗室成員克里斯·辛德勒(Chris Schindler)參與到傅新元的工作中來,開始重新利用傅新元1990年發表在PNAS上那篇論文的方法重新提取ISGF3蛋白(p91,113)。
在將蛋白純化後, 傅新元找到了美國生物學家Lee Hood實驗室的Rudi Aebersold (Rudi 是瑞士科學家,現在是蛋白質組學的國際領袖),用當時最先進的蛋白分析技術,幫助他來測ISGF3蛋白的氨基酸序列,並由此設計探針,篩選cDNA文庫,尋找相應的基因。
1992年,傅新元等人克隆出p91和p113的cDNA,並發現它們是一個新的基因家族,於是將其先後投在Science、Cell雜誌,但審稿近8個月時間後,仍無果。無奈之下,達內爾將其又投稿在PNAS雜誌上。在這篇文章中,傅新元提出了轉導刺激(Transcriptional Activator)以及信號變換(Signal Transducers),之後達內爾在此基礎上,將其拼成STAT(其英文有「動作快」的意思)。據達內爾向他人介紹,命名的創意來自他的夫人。
與此同時,傅新元的合作者辛德勒,也同時在PNAS雜誌上背靠背發表了一篇文章,介紹其發現了一個p91的基因,能夠編碼兩個蛋白。
1991年,傅新元獲得了紐約西奈山醫學中心(Mount Sinai School of Medicine)助理教授的職位,並在那邊繼續這項新的研究。他逐漸把科研工作從洛克菲勒大學轉向西奈山醫學中心。
1992年2-3月,傅新元的這項工作在西奈山醫學中心獲得重大突破,他發現了p91和p113蛋白含有一種新的酪氨酸激酶結合的保守序列:SH2結合域,該分子能夠調控STAT通路,進而調控基因的表達和信號轉導。1992年7月24日,傅新元的這項工作發表在Cell雜誌上,值得一提的是,傅新元是這篇重要文章的唯一作者。「這是第一篇把細胞表面受體到基因調控機制弄清楚的文章」。傅新元表示。
兩星期後,也就是1992年8月7日,辛德勒與達內爾在Science雜誌也發表了有關信號轉導方面的科學發現,「但他們只發現了一個現象,並沒有把關鍵的機制弄清楚,而我的文章,這兩方面都闡述得很清楚」。
? 達內爾對傅新元1992年的Cell文章的修訂,前後共修訂兩次(論文發表前的修改)
? 達內爾給傅新元的信件,對論文修改發表意見
? 在文章發表前,傅新元給「牛師兄」巴爾的摩發送信件,獲得對方積極回信
很多人認為傅新元在搶發論文。傅新元否認了這一觀點,並向《知識分子》澄清了這一說法,「我發現這個SH2結構域後,第一個打電話的就是達內爾,我的這篇Cell文章也給他看了,並先後編輯了兩次,因此並不存在外界傳言所說的搶發問題。他當時還把文章給辛德勒看了,但辛德勒回了一句:Fu is wrong(傅新元是錯的)。達內爾可能自己也沒仔細看,也認為我的結論是錯的,加上我當時已經離開了他的實驗室,所以他不願意把名字放上去,」接著傅新元繼續補充道,「不過他當時有提出讓我的這篇文章,要引用辛德勒和他的那篇即將發表的Science文章,由於Cell雜誌審稿時間快一些,我這篇文章提前發表出來。當文章發表後,達內爾發現SH2的確存在,然後趕快把他和辛德勒的文章發了出來,但這篇文章中沒有提及SH2這一重要機制。」
? 傅新元和達內爾分別在Cell和Science雜誌上發表的論文
? 諾獎得主Edwin Kreb回復給傅新元的信件
達內爾與傅新元之間看不見硝煙的鬥爭,或許是從這時候開始。「雖然在公開場合,我們仍保持著非常友好的師生關係,但有時候達內爾卻在刻意迴避我的名字和發現,只引用辛德勒文章。」傅新元無奈地表示,「1991年,辛德勒參與到這項工作,只是輔助我,但最後獲得了達內爾的支持。」目前,達內爾的那篇Science文章引用次數達到近900次,而傅新元的原創發現文章則僅有400多次。這或許就是眾人嚮往的科學聖殿里「不科學」的一面吧。
不再只是關注基礎科學,開啟創業之路
離開紐約西奈山醫學院,傅新元輾轉至耶魯大學、印第安納大學等數個高校任職。2008年,他來到了新加坡國立大學,擔任醫學院生物化學系主任。2016年,加入南方科技大學生物系。當年出色的工作,也讓傅新元收到諾獎委員會發出的提名。
在傅新元的履歷中,還有一段值得一提的歷史,那就是2000年參與創立清華大學基因組研究所,並成為該所的首任所長,由於該所創立在人類基因組計劃(HGP)剛完成不久,因此人們對基因組研究所寄予厚望,熱切地期望迎接一個嶄新的時代到來:基因組學時代。但這個研究所存在時間並不長。當時有十多位來自耶魯大學、哈佛大學、杜克大學等著名高校的華人學者應邀加盟,如今這些學者很多已全職回國,成為中國生命科學的中流砥柱。
最近幾年,傅新元開始了自己的創新創業之路。他將工作重心從基礎科研轉向於應用,專註於基於JAK-STAT通路來開發藥物,他將其稱之為老傅的「創業3.0版本」。
「在生命科學領域,既在基礎科研領域有所重大突破,同時也造福於人的,可能並不多,信號轉導領域算是其中一個,」傅新元表示,「基於JAK-STAT通路,已有3個藥物被美國食品藥品監督管理局(FDA)批准,我現在也在做藥物開發,從信號轉導通路調控基因,研究疾病,從而進行藥物開發。」
有評論指出,如果沒有傅新元,達內爾遲早也會發現STAT通路的機制,傅新元的工作,起到了臨門一腳的作用,貢獻顯著,但傅新元並不認同這一說法。我們也曾嘗試聯繫一位曾熟悉這段研究歷史的華人學者評論此事,但因「議題複雜」而被婉拒。
在諾貝爾獎的百年歷程中,有很多偉大的科學發現是基於師生之間的合作完成的,如端粒酶功能的發現,就是導師和學生合作的經典範例,但是也不乏師生之間的學術貢獻存有爭議的情況。
正如西班牙偉大的思想家奧特加·伊·加塞特曾說,「科學需要合作,這是因為知識在彼此的合作中重新被發現。」
(徐可對本文亦有貢獻)
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