我欲載之空言
北美時事曆史縱橫談
關於這個主題目前已有四篇博文，1，2，3，4。有網友邀請我再寫一篇，那我就勉為其難硬著頭皮上了。
話說膜蛋白結構研究大勢，分久必合，合久必分。閻師探索葡萄糖轉運子機理構象於前，顏院用晶體衍射技術測定葡萄糖轉運子結構功能在後。如今顏院名滿天下，那麽她發表在2012年《自然》雜誌的葡萄糖轉運子機構確定，究竟有沒有參考借鑒閻師1993-1995用基因工程+生化鑒定硬功夫提出的分子模型？所以現在旁觀群眾大聲疾呼“我們現在奢望顏寧博士能給個解釋”。
可是要我說，你們怎麽疾呼也沒有用，因為對這個問題，顏院其實早在9年前，也就是2012，就已經給出了“回應”，就在論文的白紙黑字裏寫著呢！
顏院的2012 NATURE 大作，是一篇洋洋灑灑8頁長的“文章”（ARTICLE），其分量遠非一般簡短的LETTER可比（雖然對於一般研究人員而言，發一篇NATURE LETTER也足夠臭美好幾年的）。那麽要求非專業人士，去精讀這樣科學頂尖之作，未免不大實際。所以我作為一個介於內行和外行之間的人，就鬥膽給大家解讀一下。
因為不是內行，所以我不敢說抓到了顏院大作的全部精神，也因為不是外行，所以我知道，若要解讀閻顏研究關係之謎，所要看的重點在哪裏。
重點就是倒數第二頁的一小段，顏院報道了數據收集和結構確定的過程 （DATA COLLECTION AND STRUCTURE DETERMINATION）。 我來給大家總結濃縮一下：
第一步，收集了數據，這沒什麽可說的（The initial phases of D-xylose-bound XylE were obtainedfrom the Hg-derivative crystals by single anomalous diffraction (SAD) using the program ShelxC/D/E）。
第二步，用一個軟件從晶體數據中算出了一個粗結構（The electron density shows that there is one molecule in each asymmetry unit. Then a crude helical model was built manually using the program COOT）。
一個結構的衍射圖片，就相當於用X光把一個三維立體的結構投射到了一個二維的平麵上，必然導致大量信息的丟失，這個用該行業的術語描述就是：相位缺失問題（PHASE PROBLEM）。閻師在他的科普文中指出，蛋白晶體衍射不同於照相，大量衍射的斑點數據不能直接換算成結構。這個說法被顏院在第二步的結果所證實：她隻能從衍射數據拿到一個“粗”結構。
可以想象，如果有一個現成的大致結構，比如閻師1993-1995文中推測的喇叭口分子模型，再結合顏院實驗室那細致的衍射數據，也許就能解決“相位問題”，從而得到細化的三維結構。這固然是對的，但並不全麵，預知端的，就要看顏院的第三步：
第三步，顏院製備的葡萄糖轉運子蛋白的結晶掃描，有兩份，一份是純體蛋白，另一份摻入了水銀原子。這個水銀，就是解開天書的鑰匙。
我們都知道水銀這種物質特別重，X射線轟擊這樣的物質，會在感光底片上留下格外特別的印記，這個水銀原子就像如天書一般的結構衍射圖中的一參照物。最後，純體蛋白的衍射雲圖，和被水銀標記的蛋白圖一比較疊加，相位問題大為改善，整個蛋白分子結構就浮出海麵了（With this partial model as input, the identified Hg atom positions were refined and phases were recalculated using the PHASER SAD experimental phasing module）。
4. 剩下的步驟，就如同釣魚收杆一樣，整個蛋白分子的結構如魚咬鉤被拉出海麵，這個魚鉤就是這個水銀標記分子。文章用的術語就是：原始的粗結構用XXXX軟件得以重建和細化（With the improved map, the crude model was rebuilt using COOT and refined with PHENIX）。
整個過程行雲流水一氣嗬成，蛋白結構就這樣端地橫空出世，裏邊沒有閻師什麽事兒。
但是，事情真的是那麽簡單嗎？
從我的解釋大家可以看到，重金屬標記，是從平麵衍射圖到三位結構的一個關鍵步驟。我查了一些文獻，這裏邊的門道可不少，比如，重金屬衍射模型不能算錯，水銀的摻入不能對整體結構造成太大的扭曲，等等，一步不慎，滿盤皆輸。
可以說，攻克這個重大科學問題的成敗，就像一個處於微妙平衡狀態的天平，任何一絲有用的信息，哪怕是輕如鴻毛，也可能讓天平緩慢而堅定地向成功的一方傾斜。
更何況，閻師早於顏院20年發表的機理模型，並非輕如鴻毛，反而是重如泰山，這個模型建立在浩如煙海的基因生化試驗，和庖丁解牛般的排查推理，並被多年後顏院的真實晶體結構數據所驗證。
閻師的生化模型如果為顏院所用，她必如虎添翼。
有人問，閻顏同為解開葡萄糖分子轉運機製做出突破性貢獻，學術界為什麽厚此顏薄彼閻？
我想，其中的一個原因就是學術界的思維定式，比如，多年前我做科研的時候，就曾經看到一個大分子調控現象，會有多種不同的模型來解釋，而且都好像言之有物自圓其說。但是，我們認為最後真正一錘定音的，就是用晶體衍射得到的三維結構。
插一句閑話，半個世紀之前DNA雙螺旋的解密，卻走了相反的方向。當時英國一位女科學家，Rosalind Franklin，用X射線照射新近純化的DNA物質，得到了一些很有規律的圈圈斑點。要知道DNA不同於蛋白質，它不是有規則的晶體，而是粗糙的纖維狀物質，靠這些衍射哪怕在今天也根本不能得到可靠的結構解析。但是這些有規律的衍射圖片，卻是一個起點，激發了當年沃森和克裏克的無窮想象，他們從此認定DNA結構也應該是一種有規律的重複性構象，經過大量的結構推演和分子計算，提出了著名的雙螺旋結構，榮膺若貝爾獎。而今天，由於蛋白晶體解析技術的發展和成熟，他反而成為結構分析的完美收官步驟，而不是第一個吃螃蟹的了。
那麽，閻師給葡萄糖轉運子結構栽了樹，顏院有沒有在下邊乘涼後而秘而不宣？
我看了顏院確定結構的步驟和參考文獻，她闡述了他們課題組獨立地根據晶體衍射雲圖推導出葡萄糖轉運子的結構，引經據典，無懈可擊，用個英語詞講就叫“BY THE BOOK”。
另外，你如果仔細讀顏院文章摘要裏的文字，有這麽一句話：盡管有大量（前人）的工作，葡萄糖受體的結構信息，依然在很大程度上是未知的（Despite rigorous efforts, the structural information for GLUT1–4 or their homologues remains largely unknown）。 什麽叫做“很大程度上未知”（largely），這個詞的解讀，恐怕有很大的伸縮空間。否則為什麽不叫“完全未知”呢？
寫到這裏我感到思想有些困倦，也許科普文不好寫。這讓我想到我重點閱讀的閻師第一篇回憶文章，在城樓上掛一圈點擊率隻有幾千，這也許是科普文章不容易叫座的一個證據，反正閻師以往的政論文掃蕩川粉文點擊動輒都是上萬的。所以我想引用一個政治的例子來隱喻目前閻顏爭議的的微妙之處。大家可能都以為科學是純潔的？其實學術圈和政界也有類似之處。
不久前穆勒報告公開了不少川普總統的黑料，比如他的團隊和俄國政府大量接觸交換信息，調查中總統多次圖謀開除穆勒以幹擾司法程序。但是有趣的是，這個很有殺傷力的報告，交到司法部長巴爾手上之後，他壓住了穆勒原文，而是出台了一份自己操刀的所謂“摘要”，直截了當把總統給洗白了。
幾個禮拜之後，穆勒原文公開，很多人看了有上當的感覺，怒斥司法部長的所謂“摘要”所言不實，是給總統保駕護航的公關行為，這個巴爾動機不良！
可是罵歸罵，你還不能真正去指控巴爾違反了什麽規條，因為這個人所作的一切，完全是在規章製度之內，“by the book”！
這個規章製度是什麽呢？根據司法部的“特別檢察官法”，穆勒報告是提交給司法部長的一份“保密”材料，原文如下：At the conclusion of the Special Counsel's work, he or she shall provide the Attorney General with a confidential report explaining the prosecution or declination decisions reached by the Special Counsel。
看來這個穆勒報告，依法就是供巴爾部長個人裁度用的，那麽不管是他寫了誤導人民的“摘要”，還是開記者會給川普洗地，你都很難討到一個說法。
同理，你也許覺得顏院團隊幾個月內獨立推導結構，“攻克半世紀之謎”的壯舉有點厲害的讓人不敢相信，但是人家每步根據文獻指導，按部就班，不越雷池半步，你的懷疑隻能自個揣自個肚子裏，誰也不能拍胸脯保證水銀就不能解決相位問題，。
不過，精明如巴爾，百密一疏，畢竟還是在一個關鍵的地方露出了馬腳。
3月27日，在巴爾發表“摘要”三天之後，穆勒察覺了巴爾掩蓋真相操作輿論的意圖，主動給巴爾發函表示不滿，這個動作讓司法部長處於被動。
4月9日，巴爾赴國會山作證，國會議員問了巴爾一個讓他汗如雨下的問題：“穆勒及其團隊對你的摘要，有何意見沒有”？巴爾咬牙回答：不知道。
穆勒反對信的白紙黑字留下了證據，巴爾在知情下對國會撒謊，屬於聯邦重罪。
如果發表論文也需要聽證會的話，顏院也許要麵臨同樣的問題：“你知道不知道，閻師對葡萄糖受體的結構機理研究，已經早你20年發表”？顏院團隊的回答也應該是NO，因為她的文章沒有引用閻師的工作，在步驟敘述中，也沒有談到整合或驗證已經發表的機理。
有的人也許想不通，巴爾這個老法律人，怎會犯下向國會撒謊的硬傷？
答案是他沒有辦法，巴爾在穆勒完成報告後的一係列動作，從發表洗白“摘要”，到召開洗地記者招待會，主題思想就是盡力美化川普在報告裏的形象。結果國會議員從斜刺裏殺出，問了一個這麽刁鑽問題，如果逼迫他當著全國的麵說出穆勒對自己公關行動的反感，那麽整個演出就會徹底演砸，巴爾隻能掩蓋。
同樣，我想不通，顏院固然是青年科學家，但也是學術界老把式了，怎會在參考文獻中漏掉閻師的文章？
要知道，國內學術網暢行無阻，集科技文獻大成的PUBMED網站早在1997就在國內校園網上線，閻師白紙黑字的文章是發表在大名鼎鼎的CELL，PNAS，絕小可能被同行小覷。更重要的是，閻顏文章的研究對象一致，目的類似，閻師靠驚人的工作量提出了機理，而且顏院的工作除了晶體衍射，也有很大的蛋白突變和生化鑒定的含量，和閻師的路子類似。
漏看閻師的文章，是顏院團隊科研中的硬傷。
如果不是漏看，而是有意忽略的話，那動機就好解釋了。顏院文章的取勝之處在於機理和結構一把抓，一舉突破了半個世紀的自然之謎，於是得到了NATURE的青睞。然而，如果說成是靠結構研究證實了某某人20年前老文章裏的分子機理，就成了拾人牙慧了，NATURE主編可能要建議她們轉投《結構生物學雜誌》（Journal of Structual Biology）這樣的二流期刊。
這事究竟會不會有什麽了局？我是不樂觀。你看進入了嚴格司法程序的穆勒調查，查了兩年還是各執一詞。當然，如果學術討論帶上了金錢色彩，比如成為專利爭議，那麽兩位作者的通信，發言，甚至試驗記錄，都會成為呈堂證供，查個水落石出的可能就大多了。比如兩年前的華裔科學新星張鋒和著名女科學家朵德娜卡朋特爭奪CRISPR發明權花落誰家，雙方各提證據，各找證人，專利律師庭上唇槍舌劍，不管是贏了還是輸了，都會有一個說法。
閻顏都沒有為葡萄糖轉運子結構申請專利，也不可能申請專利，因為這不是一項發明。大家關心的焦點，主要是從道義公平的角度上考慮。
也隻有網上的口水會為公平和道義而噴吧。
它們到底有多大類似性？這是個關鍵問題，如果有99%的類似性，那就是個一個東西；如果類似性很低，那能理解小顏的碰瓷比喻。
Informative article.
However, your explanation of the phase problem in response to gx123 is incorrect. The detector of diffracted x-ray captures the temporal average of the electromagnetic power (Poynting vector) of the incoming light. The averaging process erases the phase information. The phase information is erased even when there is only one atom. The interference is irrelevant to the phase loss. If the phase information of the incoming light is not lost but determined, it is precisely the interference (in phase) or the superposition that submits the diffraction to the power of the Fourier analysis.
人們也可以多幾分理解美國對此的憤怒了。
白質，尤其是跨膜蛋白精細結構解析難度之大，隻要不是無知之徒或徹底的科盲都不會說個不字。蛋白表達，提純，做晶體，衍射，分析數據建精細結構，每一步，甚至其中的小步做好了就可以一招鮮吃遍天下，難得是像N.Yan這樣做蛋白結構的從頭到尾所以的大小步驟都做到極致，有些難度大的步驟甚至是獨門絕技。提純蛋白並保持活性是生化實驗的基礎，難倒無數人，對做結構的來說這是繞不過去的步驟，拿到晶體就是已經拿到了高純蛋白，做生化實驗自然不在話下。我認為N.Yan很可能沒讀過R.Yan的cell 論文，因為她不會去關注非結構生物學家做的生化實驗，不純蛋白為基礎的結果不值得她甚至整個結構生物圈子去費心。如果沒拿到精細結構，結構生物學家有不會去做或發表闡明機理的生化實驗。顏和團隊借鑒Y&M模型的可能性不能說沒有，cell論文畢竟已經擺在那多少年了，沒看到說不過去，即使真的沒看。
報！！！！！顏寧發微博：請教包包們一個問題如果有人碰瓷捆綁啥的你們 ...
bbs.jjwxc.net/showmsg.php?board=2&boardpagemsg=1&id...
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May 8, 2019 - 20 posts - ?2 authors
顏寧被誰碰瓷了？ №2 = =|d8fb03f8於2019-05-08 12:58:38留言. 叫包包，明顯是讓xlb不要給別人艸熱度啊 ...
The Uptake of Hexose Phosphates (Uhp) is a protein system found in bacteria. It is a type of two-component sensory transduction pathway which helps bacteria react to their environment.
The uhp system is composed of UhpA, UhpB, UhpC, and UhpT. UhpB and UhpC are both transmembrane proteins which form a complex with each other. UhpA is a signal protein found in the cytoplasm.[2] UhpT is a transporter protein which facilitates the uptake of phosphorylated hexose molecules into the cell.
http://files.rcsb.org/view/4GBY.cif
這裏說的結構，STRUCTURE, 必須有一個結構文件，以.PDB為後綴，裏麵儲存了所有原子的XYZ坐標，1995的閻文還遠遠達不到那個高度。
而間接引用，把關鍵文獻埋在一個綜述裏，那麽閻文被編輯發掘的可能就極小，顏文原創性不打折扣。
JessAB 發表評論於 2019-05-14 14:47:43
2. In 2012 Nieng’s Nature paper, she actually referenced Pao's 1998 review paper where Pao cited Yan’s 1993 and 1995 papers, which means Nieng indeed cited R. Yan's papers indirectly.
不過既然比較了，我也在想，如果顏院領導一個美國實驗室攻克這個難題，情況會如何？比如，她的特長是晶體結構，而為了做動態機理研究，就不得不做大量耗時的分子生物學。然後假設她讀了閻師的文章，發現大量的突變時現成的，機理也被提出。那麽，一個合理的選擇，就是兩家合作，想來顏院在美國人力財力也不如在國內豐富，所以她也不必重複大量前人工作，這樣文章快發，雙方共享榮譽，也就沒有了爭議（當然，MALONEY去世過年，他的科研組已經解散，這是個實際的問題）。
但顏院是在國內，財大氣粗的清華，科研也是集團軍攻堅式的，早就把生物研究給白菜化了，他們可以砍瓜切菜般重複前人的工作，轉化為自己的體係的一部分，同時保持自己的解結構上的頂尖優勢。那麽，在美國開拓的先行者，未免就對這樣的“後發優勢”，產生意見了。
也許，中美科研方式的迥異，也是造成爭議的一個因素。
2009年起，清華教授顏寧帶領的團隊開始攻關，今年1月解開這道“世界難題”。研究人員發現，隻有當分子有序排列時才能形成晶體，以獲得三維結構，但GLUT1過於“活潑”。經過長期摸索，研究人員引入一種氨基酸突變，減緩GLUT1的工作速度；同時在4℃的低溫下，降低分子運動速度，終於結晶成功。結構圖中，GLUT1呈現12次跨膜結構，向細胞內開口。"
https://www.guancha.cn/Science/2014_06_06_235424.shtml
清華青年團隊新科研成果領先世界 有望定向“餓死”癌細胞,2014-06-06
那麽，用X光照射一個結構未知的晶格，得到了一些散射斑點，能不能據此回推出這個晶格的原子結構，這才是價值最大的。幸運的是，也可以，因為傅裏葉變換是一個可逆過程，通過傅裏葉變換的逆變換，就在理論上有可能從散射斑點推導出晶格電子雲分布（這個不要問我，北佛教授也許是專家）。
但是，IT IS EASIER SAID THAN DONE. 從晶格電子密度圖到衍射斑點，丟失了很多信息。舉一個例子，你在感光片上看到一個比較弱的感光點，它有可能是一個較弱（振幅小）的X波擊中了底片；而另一種可能是有兩束很強的X波，由於他們的相位可能差了180度，一個X波的波峰，剛好碰到了另一個X波的峰底，結果，兩個相反的強振幅反而互相抵消了，所以在底片上留下的也是一個弱感光點。
所以，不管是一個弱波，還是兩個相位相差180度的強波，留給衍射學者的OUTPUT都是一樣的，這個弱點不能區分這兩種甚至更多可能，而每種可能就會對應著不同的原子排列。所以閻師在他的原文第二篇裏引用晶體專家的話，說衍射圖片不能直接推導結構，可能指的就是這個。
解決相位損失問題，是個大問題，可以用已知結構置換，或者用重原子標記。這個在顏院文章裏有完整記錄。
謝謝你的逐條回複. 對於第三點, 所以要有行業專家作為reviewers (一般3-5個). 不知道Nature 要幾個reviewers.
你這個人可真逗, 雞蛋裏挑骨頭, 偷換概念. 請問你, 有哪個雜誌要求作者要引用每一篇有關的文章, 有嗎? 再且, 在文章能發表之前要通過好幾個reviewers(行業專家) review 之後才行. 若是作者漏掉了和文章極其重大相關的文獻, reviewers 應該能pick up 上.
1. 顏院的文章，遠不止晶體衍射，還有大量蛋白工程生化的工作以輔助動態功能推測（晶體是靜止的），這一塊和閻師很類似，隻不過閻是把他們突變為半胱氨酸，顏把他們突變為丙氨酸，手段目的和結論差不多 （我的觀點是，顏院這些生化手段其實是冗餘了，引用閻師就好了），也許顏院這樣做來增加自己的原創性，或者是不信任20年前的生化數據（這是有道理的，大部分生物數據重複性和可靠性不高）。考慮到這麽多潛在的啟發性幫助和相似性，顏不引用閻，是不對的。
2. 這個事如成為爭議，你這一點就可做為顏團隊自證清白的證據。
3. 這一點，對於那些千篇一律的小課題來說，是常見的，因為沒人CARE。但是對於“揭示世紀自然之謎”的大發現，NATURE ARTICLE級別的，在引用給CREDIT上，必須經得起考察，你已經得到了無上榮譽，就不得不要接受格外的放大鏡甚至顯微鏡下的挑錯。
學術界惡心的事情很多。尤其在搶奪學術成果的時候。張峰贏了。他已經拿到了專利權。我一開始就相信他會贏。
你這篇文章寫的很嚴禁。謝謝分享。我有時間去看看前麵的三篇。
巴爾和顏院，對重要的信息，一個是絕對知情，另一個是很可能知情，但他們隻能說不知情，因為一旦說了實話，整場戲就難唱了。
對搞科研的人來說， 你這個說法真是有點幼稚可笑了， 哈哈，
按你的說法， 要是現在有人重新發表愛因斯坦創立的狹義相對論和廣義相對論， 可以不引用愛因斯坦的原創， 因為那都是一百多年以前的成果了（1905年、1915年）。
1. Nieng’s two papers were about crystal structures determined by X-ray which no one ever reported before although R. Yan had studied in the similar field before.
2. In 2012 Nieng’s Nature paper, she actually referenced Pao's 1998 review paper where Pao cited Yan’s 1993 and 1995 papers, which means Nieng indeed cited R. Yan's papers indirectly.
3. I think there is no requirement to reference directly every related paper especially when it was 20 years old.
Don’t get me wrong I have tremendous respect for the work R. Yan did 20 years ago.
(I can only type English on my computer)
C學者的論述和探討中， 這一段是關鍵。 若是顏寧是漏看了而沒有引用閻師的首創， 隻能說是她的團隊在這個重大科研問題上失誤了。 我們做科研的， credit 最重要， 是誰的credit就得說是誰的， 人家的成果擺在那兒， 漏看不漏看都是自己做科研的失誤， 那兒有盲目吹噓自己成果的道理？
若是顏寧沒有漏看有意隱瞞， 那就是科研人員的品質問題了， 已有結論換個方法證明， 不論在那個學科， 都隻是驗證不是首創。
不過C學者博文中引入穆勒調查報告和Barr 的作為做類比， 雖然有趣， 也是有點畫蛇添足了， 哈哈。