实验成果不能被重复? “三无”教授被质疑论文造假

2016年5月2号,河北科技大学副教授韩春雨作为通讯作者的研究论文《DNA-guided genomeediting using the Natronobacterium gregoryi Argonaute》被发表在了英国《自然-生物技术》网络版上,其中的新基因编辑技术NgAgo-gDNA震惊全球学术界。然而截止目前,全球没有任何一家实验室对外宣布,已经完全成功重复韩春雨的实验。这项曾经载满了荣耀与赞誉的发现如今却承受着越来越多的质疑,多个国家的科学家正建议《自然-生物技术》介入调查,并公开韩春雨实验中的所有原始数据和实验条件。 

新“基因剪刀”横空出世 NgAgo-gDNA技术优势在哪里?


NgAgo-gDNA是指韩春雨团队研发出的一种新的基因编辑技术,通过DNA作为介导寻找替换目标,具有对靶点选择没有限制,向导设计制作方便等优势,在未来可能实现精准而简单的操作,降低基因编辑门槛。基因编辑技术是指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除、加入等。


NgAgo是NatronobacteriumgregoryiArgonaute这一短语的简称。韩春雨团队的研究表明,来自格氏嗜盐碱杆菌的一种Argonaute蛋白作为一种核酸内切酶,在向导DNA的引导下,能够在人体细胞中进行基因组编辑。


目前CRISPR-Cas9是最为普遍的基因编辑技术,被称为“基因魔剪”。RNA引导的核酸内切酶Cas9是最常用的基因组编辑工具,主要通过RNA寻找替换序列。


相较于CRISPR-Cas9,NgAgo-gDNA具有一定的优势。1.由于向导核酸是DNA而非RNA,因此规避了RNA易于形成复杂的二级结构而带来的脱靶效应;2.向导设计制作简便,可以像合成PCR引物一样合成短链单链DNA向导;3.可编辑基因组内任何位置,NgAgo对靶点选择没有限制,对基因组任何位置都能有效引入双链断裂;4.对游离于细胞核内的DNA具有更高的切割效率。


澳大利亚国立大学的基因学家盖坦·巴尔焦(Gaetan Burgio)则认为就目前而言,CRISPR-Cas9自身的优势更为显著,“总的来说,我更倾向于CRISPR,因为它比NgAgo更加高效,更加确定。对NgAgo来说,它还需要很长时间去优化。” 


虽然韩春雨更加强调基因编辑技术的便利性,并认为在此项上NgAgo表现更佳,“Cas9的‘取材’范围有限,NgAgo的优势之一,就是大大扩充了基因编辑的取材范围。”但他仍是谨慎地表示,NgAgo–gDNA系统和Cas9都为基因编辑应用提供了更好的工具和多样化的选择,各有各的用处。

 一时之间赞誉如潮


随着韩春雨的论文登上英国《自然-生物技术》杂志,这项新的基因编辑剪辑技术可能成为我国首个“中国创造”的尖端生物技术。国内不少媒体都难掩激动之情,纷纷提笔报道。


令国人激动的是,如果属实,韩春雨在名不见经传、条件算不上好、科研经费缺乏、实验室简陋的河北科技大学里做出的研究成果竟不逊于世界一流的麻省理工、哈佛、斯坦福等大学。韩春雨的成果发表,瞬间刷爆了大家的微信朋友圈,其中既有世界著名的生物学家,刚刚踏上科研路的研究员,也有普通的网民,大家议论纷纷。






同时也引发了网友们对985、211高效占据过多的科研经费的不满的讨论。





北京大学理学部主任、生物学家饶毅教授评论:“韩春雨的工作是国际一流的技术推进。”清华大学医学院教授鲁白也评论说:“在一所不太有名的大学,我们自己培养出的科研人员也能做出这样的成果,能够和美国的最新技术叫板,是一件了不起的事情。”浙江大学医学院基础医学系研究员沈啸则对NgAgo可以取代Cas9 的评价保持了较为谨慎的态度,他说:“最客观的说法是找到了新的基因编辑工具”。


《自然》杂志执行主编尼克·坎贝尔曾就此项技术评论说:“虽然这项新技术还处于初期,但有一些理由让我们相信它与现在普遍使用的CRISPR-Cas9技术相比有多种优势,特别是在更精准的基因编辑方面。”

多国科学家无法重复实验结果引质疑 呼吁韩春雨公布数据


然而从论文发表至今的近三个月内,全球暂时尚未有科研团队完全重复出韩春雨实验结果,韩春雨关于新基因编辑技术NgAgo-gDNA的实验结果遭到了来自各国的学者的质疑,更有多国科学家公开建议《自然-生物技术》介入,要求韩春雨公开原始数据。


七月初,方舟子公开发文质疑河北科技大学韩春雨“诺贝尔奖级”实验成果存在“不可重复复制操作”的问题,暗指韩春雨科研成果的存在“造假”的可能性。


 7月29日,在此之前曾宣称已成功复制实验结果的盖坦·巴尔焦在Twitter上发布长文《我的NgAgo经历》 反戈一击,否认了自己7月15日之前部分重复实验时得出的结论,称经过多次尝试,依然未能重复出韩春雨的结果。一度支持韩春雨的盖坦·巴尔焦突然表示没有严格意义上的证据显示韩春雨的NgAgo-gDNA技术有基因编辑的迹象,呼吁韩春雨公开所有原始数据和实验条件。



国际转基因技术协会(ISTT)也在其Twitter上推送数位科学家的实名评论,表示他们都未能成功重复实验结果。国际转基因技术协会原主席路易斯·蒙特柳曾对媒体表示,多个实验室分别利用人类、老鼠或是斑马鱼的细胞重复实验,但无一成功,所以他建议,在韩春雨提供更详细的实验说明前,国际研究者应停止使用NgAgo。


前普林斯顿大学教授、现就职于美国霍华德休斯医学研究所(HHMI)下属研究机构Janelia Farm的科学家David Stern说,无法利用NgAgo在果蝇中进行编辑。


另一位西班牙科学家LluisMontoliu则称,他们曾在韩春雨之前利用相关内切酶进行两年的实验,也未能实现基因组编辑。

韩春雨回应称对能重复实验结果充满信心


对NgAgo的质疑声自6月下旬开始就陆陆续续,针对国内外多家实验室重复不出论文实验结果的事实,韩春雨教授在百度贴吧上用自己“槐北路”的账号进行了回复。


6月28日,他在回复中表示,目前NgAgo系统不够稳定,“不好使”,等2.0版本出来会找专门机构免费发放。


面对各界的质疑,他说,“我敢把质粒提交到addgen上,在协和讲座发放质粒,对自己实验的重复性还是很有胆气的。”韩春雨所说的“addgen”其实是Addgene,一家全球科学家质粒共享的非营利组织,Addgene官网上的确有韩春雨上传的质粒信息。这些质粒可为全球科学家重复韩春雨的实验提供直接帮助。


7月2日,在贴有方舟子质疑原文《河北科技大学韩春雨“诺贝尔奖级”实验的重复性问题》的帖子中,韩春雨进行了较为详细的回应,强调NgAgo系统对污染特别敏感,实验时不能被寄生菌和支原体污染,并对实验环节做出技术性的建议。


直至7月31日,韩春雨再度发声,表示他自己对能重复实验结果充满信心,也没有收到《自然》杂志社要求他公布数据的通知。针对盖坦·巴尔焦的质疑,韩春雨回应道:“澳大利亚的这位教授,前一阵说实验可重复,前天又说不能重复,科学不是这么儿戏的。对此,我都不打算做解释和回应,外界的这些纷纷扰扰我不太在意。对我来说,最重要的就是把实验和科研做好。”

科研质疑中的注意事项


(1)公开发表的实验为何如此执着于重复的成功与否?


在正式期刊上公开发表的科学文章,代表的是某个领域的突破或者新发现,已经经过了漫长时间实验,一般来说,同行出于兴趣及需要均会进行重复验证。发表的论文,一方面要经过杂志会审核,但是作为科研成果,更多时候需要同行评议。


按照科学研究和发现的规律,如果一种科学事实、现象、假说、结果等被首次观察到,那么在理论上来说,其后应当有不同的研究人员能够在相似和相同的条件和环境下重复出这一研究结果。


(2)学术质疑是否常见?


在学术界,学术质疑是非常常见的。以上述北京大学理学部主任、生物学家饶毅教授为例子,1999年,饶毅实验室发表论文,证明Slit蛋白质的功能对嗅球神经细胞前体起排斥性导向作用。2001年,哈佛医学院及其附属儿童医院的三位科学家在《神经科学杂志》发表文章,认为Slit单独不能作为排斥性导向分子,而单独只是抑制细胞移动的分子,引起了科研界的轩然大波。此后,饶毅采取用事实说话的方式,做了更多实验,很清晰地证明Slit对于这些细胞是排斥性分子,而不是抑制性分子,平息了质疑。


(3)是否需要公开原始数据?


原始数据是否公开取决于作者的意愿,外人无权干涉。一位不愿透漏姓名的科研工作者认为,“保密不保密,都取决于作者,没有外部力量可以干扰”。


(4)不能重复并不意味着韩春雨“造假”


据成都商报记者报道,国内一名从事基因技术研究的院士推测,无法重复的原因可能是实验过程的“标准化”出了问题,“在细胞生物学的历史上,不能重复的实验时有发生,甚至有时候只是换了一个实验地点,也得不到相同的实验结果”。


该院士曾经亲历过相似事件,发现使用不同生产厂家的血清,会影响哺乳动物细胞培养。因此,上述院士表示:“韩春雨的实验其他人不能重复不能代表这一结果是假的。”在科学上,重复实验需要一定条件,有严格的要求。


连质疑韩春雨实验结果的盖坦·巴尔焦也承认,仅靠他的实验结论并不能证明韩春雨的工作是有问题的。因为他在不同的系统中进行实验,并且选用不同的基因,并不能算是一个严格的重复实验。


当出现不同意见时,讨论是一方面,而对于实验科学来说,最终起决定因素的是进一步的实验。饶毅说,“实验科学最后结论不取决于雄辩,而在于事实。”

 

(参考资料来源:人民日报、新京报、中国青年报、南方财富网、成都商报、网易、科技日报


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