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问题软件毁了5篇论文 晶体结构研究重要成果付之东流

来源:科学时报
摘要:2006年12月22日出版的美国《科学》杂志,刊登了美国斯克里普斯研究所蛋白质结晶学家GeoffreyChang和5位共同作者的一篇请求撤销发表在《科学》上的3篇论文的信,其中1篇论文发表于2001年,另外两篇论文发表于2005年。《科学》杂志的文章指出,因为计算机软件问题,Chang最近撤销了5篇发表在顶级学术期刊上的论文,除了3篇......

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        2006年12月22日出版的美国《科学》杂志,刊登了美国斯克里普斯研究所蛋白质结晶学家Geoffrey  Chang和5位共同作者的一篇请求撤销发表在《科学》上的3篇论文的信,其中1篇论文发表于2001年,另外两篇论文发表于2005年。同期出版的《科学》杂志发表文章,介绍这起因计算机分析软件程序问题而导致的撤稿事件。  



        《科学》杂志的文章指出,因为计算机软件问题,Chang最近撤销了5篇发表在顶级学术期刊上的论文,除了3篇《科学》上的论文外,另1篇发表在美国《国家科学院院刊》上,还有1篇发表在《分子生物学》上。  



        Chang是一位蛋白质结晶结构专家,他的职业生涯是绝大多数年轻科学家可望而不可及的梦想:1999年,年仅28岁的他获得了位于加州圣地亚哥的斯克里普斯研究所的终身职位;1年后,他参加了在白宫举行的颁奖仪式,接受了这个国家的年轻研究人员所能得到的最高荣誉——青年科学家和工程师总统奖;在详细解释细胞膜上重要蛋白质的分子结构方面,他的实验室完成了一大批高显示度的论文。  



        然而,美梦变成了噩梦。2006年9月,瑞士研究人员在《自然》杂志上发表论文,严重质疑Chang小组在2001年发表于《科学》上的一篇论文中对一种蛋白质结构的描述。当Chang亲自开始调查时,他被自己的发现吓坏了:他们自己研制的数据分析程序会弹出两组数据,颠倒了研究小组取自蛋白质结构的电子密度图。不幸的是,他的小组用同样的程序分析了其他蛋白质数据。结果,Chang和同事因此撤销3篇发表在《科学》上的论文,并报告说,发表在其他期刊上的另外两篇论文也含有同样的错误结构。  



        “我被摧毁了。”Chang说,“我希望人们能够理解这是一个过失,我为此感到十分抱歉。”虽然这些工作也耗费了其他研究人员的时间和精力,但他们并不认为这是蓄意为之的错误,许多人赞赏Chang迅速和直接报告问题的做法。英国伦敦帝国学院的生物化学家Christopher  Higgins说:“我非常高兴他能这样做,因为学术界对这些蛋白质的最初结构一直存在着疑惑。现在,这个领域能够真正地向前推进了。”  



        有研究人员认为,在Chang所撤销的论文中,影响最大的是2001年发表在《科学》杂志上的一篇论文,这篇论文描述了从大肠埃希氏菌属中分离出的一种名为MsbA蛋白质的结构。MsbA属于一个古老的巨型分子家族,这些分子利用来自三磷酸腺苷的能量在细胞膜间运送分子。这些被称为ABC运送者的蛋白质分子实施了许多十分重要的生物学功能,因为它们在抗药性方面的作用而具有很高的临床研究价值;而其他分子则会清除癌细胞中的化学治疗药物。Chang的MsbA结构描述了ABC运输者系列的第一个分子图像,许多研究人员认为这些研究对弄清这类关键蛋白质的功能是一个重要贡献。在Google  Scholar上搜索,这篇文章已经被引用了364次。  



        随后撤销的两篇描述其他细胞MsbA结构的论文,一篇是2003年发表在《分子生物学》期刊上的论文,描述霍乱弧菌的MsbA结构,一篇是2005年发表在《科学》杂志上的论文,描述鼠伤寒沙门氏菌的MsbA结构。此外,还撤销了一篇2004年发表在美国《国家科学院院刊》上的论文,一篇2005年发表在《科学》上的论文,这两篇论文描述了不同类型的运输蛋白质EmrE的结构。  



        加州理工学院的Douglas  Rees教授是Chang在博士后期间的导师,他说,在5年的时间里结晶并获取5个膜蛋白质是一件令人难以置信的技能。对蛋白质晶体学家来说,这类细胞膜蛋白质是一种挑战,因为它们量大、难以处理,而且非常难以结晶——结晶是用X射线进行测量所必需的。Rees说,Chang的成功在于他的决心,“他有一种不可思议的动力和职业道德。他结晶了别人不能结晶的蛋白质,在这个意义上他真正促进了该领域的发展”。Rees认为Chang的数据是好的,但有差错的计算机程序软件让一切付之东流。  



        然而具有讽刺意义的是,Rees以前的一位博士后、瑞士联邦技术研究所的Kaspar  Locher在今年9月14日出版的《自然》杂志上发表论文,暴露了Chang研究小组的问题。Locher的论文描述了取自葡萄状球菌的ABC运输者Sav1866的结构。出人意料的是,这个结构戏剧性地不同于MsbA结构。当将Sav1866的结构和Chang取自葡萄状球菌的MsbA结构在计算机屏幕上进行对比时,Locher立即意识到MsbA的结构被颠倒了。对晶体结构学家来说,解释一种分子的“镜像”结构是一项挑战,许多错误导致对镜像结构的错误解释。  



        在看到《自然》的论文时,Chang立即跟踪调查混合的分析程序,他说这种程序是从别的实验室得到的。Locher推测,如果Chang花时间获取分辨率更高的结构,那么他就能发现这些错误,他说:“我认为,为了得到第一个分子的结构,他承受了极大的压力,这也是他使用有限数据的原因。”也有研究人员指出,如果Chang更仔细地关注与MsbA不一致的生物化学发现,那么他就会发现这些问题。Higgins说:“当第一个结构出来时,我们和其他人都说,‘我们真的并不十分相信它是正确的,因为它与很多事实不一致’。”  



        Chang实验室的这个计算机分析软件已经流传出实验室。弗吉尼亚大学的生物化学家Marwan  Al-Shawi说,他暂停了原来准备递交的几篇论文,因为他用Chang的MsbA结构建立了一个与人类癌症抗药性有关的ABC运输者的计算机模型。加拿大多伦多大学的David  Clarke说,他的小组非常艰难地说服期刊接受他们与Chang的MsbA结构相矛盾的生物化学研究结果,Clarke也是一个基金委员会的成员,他说:“提交那些结果与撤稿论文结论不一致的申请经历了痛苦的时间。”  



        斯克里普斯研究所的同事力挺Chang。Chang所在部门主任Peter  Wright说:“他正在从事一些真正漂亮的工作,这一事件是降临到他身上的一场灾难。”“我完全相信他能渡过难关,继续做出伟大的工作。”Chang目前正在重新分析他的原始数据,希望很快能递交有正确结构的论文,他相信新结构将具有重要的生物学意义。
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