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从事生信工作,究竟是远见者,还是工具人?

2022-01-13 00:00

导言: ……


Image (题图来自网络)

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先讲个生物学领域里的经典故事。

“山上住着两位已经退休的生物学家,一位是遗传学家,另一位是生化学家。山下有一家汽车厂,每天一早人群涌进厂里开始工作,而后一辆辆新车便从厂里开出。这天,两位生物学家突然好奇起该汽车厂是如何工作的。

“于是,生化学家拉回一辆新车,将其碾碎、称重、分析,进而得出汽车的组成:60%钢铁、25%塑料、10%玻璃……而后,他开始尝试将这些原料混合起来,看是否能重现汽车的某些功能。

“遗传学家则早早蹲到汽车厂入口,趁着他们进厂时,随机拦下某个工人,把他的双手捆起来,才放进厂去,然后他观察接下来出厂的车,他发现这些车都没了车灯,于是他知道这个工人干的活是就是为汽车装配车灯。第二天,他换了另一个工人,用同样的捆手方法,搞清了他是负责装挡风玻璃的。第三天,他换了个西装革履的人(这人其实是副总裁),他诧异地发现这一天出厂的汽车竟然没有任何缺陷,于是他明白了,这个人对汽车生产根本没啥用。”

这个故事,属于在采用不同研究方法的生物学家之间,互相嘲讽及自嘲的玩笑。听众需要一些专业知识,才能很好地理解其笑点,也才会明白,我们对生物学的研究和追求,其实有多不容易。

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我第一次听这个故事,是十年前在北大读研时,在一门最优质的专业课上听到的。那门课叫做“高级分子生物学讲座”,也叫“bio2000”,是生科院的必修课,它由饶毅等人自2000年发起,并由北大、清华及中科院上海生科院每年联合举办。

课程每周都会邀请生命科学领域内的优秀科学家(绝大多数身在美国),飞越大洋,辗转北京和上海,连续两个上午,介绍某个领域专题,前一个上午是相对基础的知识铺垫,后一个上午则是最新前沿研究,且往往是这位科学家的实验室正在开展的工作。

虽然当时很多时候,我并未能完全理解课上提到的种种术语,但课程内容的系统性和前沿性,依然让我大开眼界、醍醐灌顶。不知道这门课现在是否仍在继续,如果还有,强烈建议抓住机会多多参与旁听,定会受益匪浅。

而上述故事,原文其实比我简述的更生动,而且是有续集的。感兴趣的不妨通过链接前往原文读读:http://www2.biology.ualberta.ca/locke.hp/dougandbill.htm

或者,也可以在知乎上找到相应的中译版本:https://zhuanlan.zhihu.com/p/438519343

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之所以提及这个故事,是因为它生动地展示了生物学中不同分支学科之间的思维方式差异。其实每种研究方法策略都必定有其假设前提、优势和劣势。想要寻找一个避免盲人摸象的通用方法,除了仅仅是务虚地侃侃而谈外,几乎是不可能的。

于是,我们只能尝试了解不同学科的差异和互补之处,从而尽量避免偏见,尽量一步步接近真相。这正是跨学科研究的魅力和价值所在。类似的现象,在学科之间是普遍存在的。即使学科内,比如同是遗传学,正向遗传学和反向遗传学方法,也往往体现了不同研究者在风格上的各自偏好。

上大学时,曾听一位师兄描绘:生物学的三大支柱基础专业课,乃是遗传、生化与细胞。在上面的故事中,遗传和生化,都未曾考虑细胞层面的内容。有句最经典的“细胞只能来自于细胞”,这个命题至今未被突破。这带来了in vivo(体内实验)与in vitro(体外实验)的差别。生信与这些传统生物学科之间,又带来了所谓wet lab(湿实验)与dry lab(干实验)的区别,或者说提供了in silico的新研究体系。

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当年在bio2000课上,讲故事的老师正是一位遗传学家,于是当时的故事让我们听来,会觉得生化学家采取的“碾碎研究法”颇为滑稽,而遗传学家的“捆手研究法”(对应到生物学中的敲除实验),相比之下,则显得特别机智和精巧。由此得到的take home message(核心观点)是:在对研究对象几乎一无所知的学科发展早期,遗传学能够帮助建立大框架,从功能上进行理解和突破;当框架基本建立完善后,生化等方法才能发挥用武之处,对细节进行修补完善;这种时间上的交错,让学科能够彼此取长补短。

相对于遗传学的框架建立能力,生物信息学其实更进一步,高通量技术的突飞猛进,促进了生信理论和技术的相应迅速发展,提供海量数据的处理方法及能力的同时,也加速了生物学研究框架建立的能力。的确,生物信息学与遗传学,或者说分子遗传学,是有更紧密的联系的。

如今,生信工作经常被人误解为跑跑流程,画画图。但其实生信的很大部分内容,是基因组学和后基因组时代的多组学,以及由这些组学所代表并蕴涵的背后生物学机制和逻辑。如今又深入到单细胞多组学,甚至亚细胞水平。加上人工智能技术的渗透和应用。生信能够成为整合这种种学科,并在独特的更全面的视角下,提供卓越远见的见地和认识,帮助其他分支学科前行。要做到这些,需要我们这些做生信的,首先不局限自己视野,别为了完成任务而完成任务,需要多思考,并尽可能回归初心,循着前人们的方向,不断追寻(可参见我前一篇《“不忘初心”,其实是做项目的基本要求》)。

从事生信工作,究竟是远见者,还是工具人?尽管常被鄙视为后者,但我仍满怀信心,我们终会成为前者,因为这是生信这门学科的本质特性所决定的想象和发展空间。

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注:本文首发表于“不靠谱颜论”公众号,并同步至本站。 s