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王晓东的科研思路追踪

作者 zgfidxh
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  • 精华评论
  • 独孤久健

    谢谢分享!

  • osbrk

    值得学习!

  • 思考者

    不错!
    直接贴出来,排排版就跟好了!

  • 思考者

    王晓东成名的核心成果是细胞色素C的发现。其他的成果可以看成是在这个发现的基础上的上下游的扩展。
    对于这个细胞色素C的发现,基本方法是王晓东拿细胞抽提掖过多个层析柱分离蛋白,检测活性峰,最后得到比较纯的活性蛋白,发现是细胞色素C。

    这种screen蛋白的思路,是70-80年代没有基因screen技术的时候非常流行的技术,很多重要蛋白都是这样发现的。

    对于这些screen的实验,更依赖于运气而不是idea,因为你不知道你能得到什么,只能拿最后得到的东西去分析结果。试想如果apoptosis中本来就没有细胞色素C的参与,王晓东现在可能还是一个普通faculty。或者王晓东晚两年动手,就可能有别人做出来。

    个人认为这里有点把王晓东神话了。具体说来王晓东的idea,并不一定比其他的人高出一等。

    现在是分子生物学的时代,似乎大家都对那些耗时费力的纯化实验不屑一顾。王晓东自己也说过,做好的science要比较“傻”的人才行。说到底还是一个研究方法的问题,我们只能从实验得到的现象来学习下一步实验该往那里走,而不是用现在已知的模型去fit你的数据,如果天天想着耍小聪明,找捷径,最后可能一事无成。王晓东的成功可能有很多运气的成分,但是这种研究方法却是现在大多数人都缺乏的。一个好的实验方法是很难用落伍不落伍来形容的,有很多用了几十年的实验方法,在今天看来仍然是经典。

    能把经典的手段运用到极致,在这个领域能做到这一点的少得很;为什么是王晓东挖到这座金矿而不是其他人。我不觉得这里有神话王晓东的意思,他就是调亡领域里首屈一指的大牛。

    相对于研究方法来说,选定研究方向更为重要。王小东的成功很大程度上是因为他选了凋亡机制这个重要的方向,再加上机遇和运气他后面要做的RNAi机制的研究方向无疑也是很重要的。Stanley J. Korsmeyer, 和王教授是研究类似问题的,用不同的多样的方法,对该领域的贡献尚在王教授之上。他发论文的速度是王教授无法相比的,不想说他更优秀,但不可否认,研究手段的差别是一个重要因素。

    基于活性介导的活性成分分离? assay-based active componnent purification

    这个思路是很经典的思路,同时另外一个意思就是很老套的思路。

    前面有人说得很对,最重要的是在合适的时间选对了合适的方向,至于具体的技术、思路,很多都是常规的。

    比如Watson和Crick发现DNA double helix结构,就是在合适的时间选择了合适的方向的经典的例子。当时蛋白的二级结构已经发现,结晶学技术也有突破,亟待解决DNA的二级结构的问题,当时Pauling等大牛都在做,可以说,如果Watson 和Crick没发表他们的结构的话,这个问题基本上也大致能在六十年代得到解决。当然,不能排除天才科学家的贡献,但是具体谁做出成果,有时也有一定的运气成分。

    我的理解是,各方面的研究基础、工具基本具备,该领域文献数最少,有足够眼光认识其长远的价值,这个时候就看谁开始捞第一桶金了。

    生物实验更多的是扎扎实实的体力活,是bench work。要贯彻一个好的课题,很多时间都是花在如何解决实验细节上的。如果做学生的一开始就想要做哲学高度的idea,往往会竹篮打水一场空。

    做任何事情,如果能把一件事情做深,研究透,不说功成名就,混口饭吃就比较容易了。

  • 思考者

    三板斧——王晓东科研思路简评


    其实研究王晓东的科研思路,发现这个规律是相当明显的,他自己也曾在讲课时提到科研的三板斧,其中的两板斧肯定是:建立体外生化检测系统,用这个系统跟踪蛋白纯化过程。他的过人之处就在于他的实验室能用 100升的细胞,过5,6个column最终纯化得到单一的生化组分。这个毅力有点像那个从几十万个猪脑提取某个激素的故事,他的实验比提激素可能要简单,但是他提取的不是一个,而可能是几个,这几个将细胞调亡线粒体途径阐述得相当干净明了(干净的意思是他用体内尤其是体外重建实验证明的,不像某些文章结论模糊不清)。

    建立体外检测系统,跟踪纯化蛋白这个思路如果有办法实现基本上是万能的,王用同样的方法研究RNAi发现了RNAi pathway里一个很重要的蛋白就是一个例证。

    有兴趣的同学可以读读他的文章
    http://www.swmed.edu/home_pages/ ... ic/publications.htm
    他的实验室主页
    http://www.swmed.edu/home_pages/wanglab

    王晓东说世界上没有他纯化不出来的蛋白,呵呵。其实,他的lab纯化是很厉害,但决不至于天下唯一。他们最初做出cytochrome c还是有些lucky的,

    思路倒是比较直接,看上去比较简单,建立好体外检测系统,然后开始分离不同组分,结合DNA ladder(他们用这个做凋亡检测体系),直到最后分离到单一有效组分为止。但事实远不是这么简单,因为凋亡过程现在大家都知道,是多个蛋白参与,这就大大增加了分离难度。同时重组4,5个组分不太可能,技术上现在几乎达不到(事实上,他们后来鉴定了3个组分,加一个人工组分,这已经是很牛了,做过纯化的人就知道,光一个就要玩死好多人)这里最关键的是体外凋亡系统的建立,分离是复杂烦琐的,所以体外检测系统一定要简单,有良好的重复性,不然,大家可以想象这个纯化太难做了,或者说几乎不可能,因为你所有的纯化都是以这个检测系统为指导的。

    起初,他们想要建立这样一个检测系统,然后就搞一个细胞抽提物,当然它自身不会诱导凋亡,然后他们就尝试加东西,加任何可以加的东西,只要能诱导凋亡就行。事实上王提起往事,说,一直到他们快要绝望的时候,他们幸运地发现一个本来用来当作dATP的对照,ddATP的东东可以强烈地诱导凋亡(当然,大家现在也应该意识到,他纯化的细胞组分里,mitochondria是有一点破裂的,不然cytochrome c不会释放出来,凋亡也不可能发生,这又是一个lucky的东东,呵呵),所以,后来他们把dATP提高到能诱导凋亡的浓度,这样,才有可能做后面的分离纯化。事实上,分离出apoptosome里的几个组分到不需要绝顶高手,(后面的工作才真正可以体现他lab的超强纯化能力)。从王lab出去的li peng现在singapore,后来hongkong做出了另外两个mitochondria里释放出的蛋白也能诱导凋亡,其实我看到很多做纯化很牛的实验室,在别的领域,要加入进来也是做东西的,但这个领域通过这种方法再也做不出令人exciting的data了,包括王现在在做的,都是添砖加瓦的工作。扯远了,呵呵。

    后来大家都知道,那个apoptosome model,其中的dATP很重要,但实际上他的体外系统用的dATP的浓度是体内的1k倍(更高?不记得了,有兴趣的可以自己去查.所以,体内真实情况是和他这个model不完全一样的。

    王觉得在生理dATP浓度下,一定有其它的因子参与了apoptosome的组装.在一篇正在reviewing 的paper里,他通过借助chemical genetics方法筛选出的一个抑制凋亡的小分子,在基于UV诱导的凋亡检测体系下(这样就去处了高浓度dATP的作用),纯化到另外两个分子能够帮助组装apotosome。到时候大家看那篇paper,那才是纯化真功夫的显示。

    我其实觉得王晓东过人之处并不在于他的纯化,前面说过,其实在其它领域也有很多用体外系统来研究机制的牛lab,但王是第一个把这个系统引入apoptosis的人。所以,掘了第一桶金。以前介绍过许田也是如此,第一个把tumor的概念引入drosophila,做出了漂亮的工作。这个第一个才是重要的,王没有谈当时是否有忐忑的感受,但许是说了,他当时和别人说这个idea之前,没有人理会他,倒是有不少嘲笑:)。我想,王在没找到ddATP之前,也是极其郁闷的吧,这个时候,对自己的idea没有坚强的信念,是走不下去的。当然,他也有一点点lucky:)

    实际上,总有人固执地认为保守的是非常重要的,当然新的演化也是必须的和重要的。我也觉得保守的通路不可被忽视。

    关于凋亡的通路,就mammalian cell而言,现在主要集中在Death Receptor 和mitochondr a pathway上,但这并不意味着这两条就是全部。

    death receptor很重要,因为之不光介导stress-induced apoptosis,同时也介导免疫细胞的apoptosis,体内实验也证实了这一点。而对mitochondria pathway事实上大部分数据是建立在stress-induced apoptosis上,这个全世界都广为采用的系统极有可能夸大了cytochrome c的作用。因为实际上大家用的都是tumor cell line,而tumor的一大特征就是获得avoid apoptosis的特性,所以,有可能mitochondria-independent apoptosis pathway 发生了loss/gain of function,而mitochondria pathway里的proteins stored in mitochondria很少报道突变,比如cytochrome c,smac,Endo G。

    通常这条pathway在tumor cell line里的变化只发生在其它调控蛋白上,比如BCL-2,XIAP过表达之类。所以,一种解释可以说那些mitochondria蛋白有其它的生物学功能,对cellsurvival必须,所以,这样一来,就有可能使得在dish里培养的tumor cell line基本上都依靠这条通路才能走向apoptosis。

    所以,那篇genes&dev做出来的oncogene-induced apoptosis很重要,提示可能不光是stress,cytochrome c在其它的凋亡诱导途径中也起重要作用。早期作出来的是p53通过转录下游effector作用在mitochondria上,这篇文章是c-myc。也许还有其它更多的,但可惜现在还没有多少报道。

    stress这种诱导方式太复杂,说不清楚,最终的结论还是要在体内得到才能下。有一点要说明的是,caspase和mitochondria pathway是不能等同的。

    相关蛋白的KO mice的建立也部分说明了mitochondria这条通路在发育中起重要作用。但这些数据本身解释起来就很复杂,远远没有得出统一的结论,似乎这条pathway中的各个effector都负责不同的组织的凋亡。

    现在的热点,就象你说的,去研究cytochrome c和其它一大堆鬼东西怎么释放出来,真是无聊极了,呵呵(个人喜好)。

    我自己感觉在体内mitochondria pathway不是细胞首选自杀方式,改变现在的研究系统,抛弃tumor cell line:)也许可以得出更多的有意思的东东。所以,线虫和果蝇才显得那么重要,不然,有谁认为在果蝇里研究凋亡还有什么用?因为它们是in vivo,而不是仅仅因为它们也保守,

  • 思考者

    以上两份均为转载

  • sky_bolt

    王晓东也是一奇才

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