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Bruce Beutler现任美国德州大学宿主防御遗传学中心主任。他因为先天免疫激活方面的发现,与另外两位科学家分享了2011年的诺贝尔生理学/医学奖。在这次会议上,Beutler与Christoph Thaiss探讨了生物学谜题和科学家的直觉。
生物通报道:一年一度的林道诺贝尔奖得主大会,对于与会的年轻人来说绝对是足以改变一生的宝贵经历。毕竟,除此之外还有什么机会能接触到这么多诺贝尔奖得主呢?本期Nature杂志推出了2015林道诺贝尔奖得主大会的专题,记录了多位诺贝尔奖得主与青年学者的直接交流。
Bruce Beutler现任美国德州大学宿主防御遗传学中心主任。他因为先天免疫激活方面的发现,与另外两位科学家分享了2011年的诺贝尔生理学/医学奖。在这次会议上,Beutler与Christoph Thaiss探讨了生物学谜题和科学家的直觉。
人们基于你的工作阐明了先天免疫的作用机制,这也被称为免疫学第二次革命,而第一次革命是适应性免疫。这一领域还会有第三次革命么?
我希望还有第三次、第四次甚至第五次革命。人总是容易高估自己所了解的事,我们其实对免疫系统的作用机制还知之甚少,甚至还没了解它的所有组分。我们还不能预测一次免疫应答的后果,也不能断定谁会得自身免疫疾病,更不知道个体对疫苗的应答情况。还有许多未知的事情有待我们发现。(延伸阅读:Nature大师级盛宴:为转基因正名的诺奖得主)
在你的职业生涯中医学领域的主要挑战有什么变化么?
自上世纪七十年代以来,挑战性最大的疾病一直是那几种,比如癌症、糖尿病和阿尔茨海默症。有些疾病现在比较好解决一点,但主要问题依然存在。自身免疫疾病很可能是下一个前沿。大多数自身免疫疾病源自于复杂的遗传学问题。免疫系统在对自身保持耐受的同时,随时准备对入侵者做出反应,这是一个了不起的大工程。我们对其中的机制已经有一定了解,也建立了中枢免疫耐受和外周免疫耐受的概念,免疫系统通过这两个阶段学习怎样避免自我攻击。但我们还不清楚这些概念背后的具体机制。
你为什么决定用随机诱变进行研究,这似乎有点运气成分?
偶然性会带来新发现,诱变可以增加这样的几率。许多进展都是来源于意外发现的。我们用化合物诱导小鼠基因组的随机突变,由此鉴定基因及其功能。我们可以从突变形成的表型或性状中了解许多信息。当我看到没有眼睑的小鼠,就意味着眼睑发育需要某个基因,这非常有意思。突变让我们思考生物过程是如何进行的。
此外,诱变不需要预先假设(hypothesis-free)。我认为不预测也能做好科研,不假设就不存在偏见,因为我们会倾向于自己的观点。从现象入手发现对应某种表型的基因,这会让人非常惊喜。
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我们应该如何培养对科研问题的直觉?
这没什么可以遵循的严格法则。根据我个人的经验,科学家们主要是跟着感觉走。我就是根据直觉来设计筛选的。在选择优先研究哪个表型的时候,我主要考虑这几个问题:“我们观察到的现象是从未见过的么”,“它是否对现有理论的一些重要方面有影响”。
我对类似人类疾病的表型感兴趣。如今寻找表型对应的突变已经不是问题,虽然这曾经是整个过程的瓶颈。现在从发现表型到鉴定相应突变只要差不多一小时,我们实验室差不多每天解决两个表型。真正的困难在于如何解析其中的机制。我们必须排出优先顺序,用有限的资源做更多的事。
如果没有技术限制,你的理想实验是什么样?
蛋白编码基因的测序速度现在已经相当快了。我们实验室每两周能测序八十个全外显子组,我不认为这方面还需要多大改进。这种能力甚至有点过度了,我自己的领域并不迫切需要新技术。不过药物研发一直是医学领域的一大挑战。如果我们知道了、所有蛋白的三维结构,就可以计算出理想的药物结构,在不引起副作用的情况下阻断特定生物学过程。计算机能代替我们现在的许多筛选工作,这一天终将会来临。
如果把科研体系推倒重建,你认为应当是什么样的?
应该也和我们现在的体系差不多。老实说,经费方面从来不是纯粹的精英体制,但我看不出来有什么更公平的方式。在文章发表方面,我有个不成熟的想法。有一天可能不再需要同行评议,也许每个人都能在网站上发表自己的工作。随着时间推移,人们总会知道谁是可靠的。许多人担心如果不存在同行评议,就会出现许多劣质或造假的研究。但我设想的模式更类似于艺术家的评估方式。巴赫和他的复杂音乐体裁(赋格)就没有通过什么同行评议,如果他被据稿了我们会损失多么伟大的作品啊。此外,研究机构的组织形式也很重要。
如果不当免疫学家你会做什么?
我非常热爱大自然,我是业余摄影师,喜欢给鸟拍照和徒步旅行。如果我不当科学家,可能会做博物学家。
如果是让我选择其他的科研领域,我可能会从事神经学。我原来学医的时候常驻神经内科,这类疾病现在依然很吸引我。上世纪八十年代,研究神经疾病的技术远没有现在这么先进。现在理解大脑工作机制的机会更大了,也许有一天我会重新回到神经学领域。
你最看重学生身上的哪些特质?
我比较看重语言表达能力,包括书面和口头表达。我发现这种能力意味着他们将在科研上取得好成绩。虽然听起来有些奇怪,但这是我多年来观察的结果。
生物通编辑:叶予
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