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7 Q4 x2 M2 c/ i" u
# c! n1 ]5 c" K' l9 ~# P4 I6 n
6 X$ c$ v- p8 l+ N 1 H5 d! t+ z0 w9 x
3月2日《科学》发表中科院上海生命科学研究院生化与细胞所张永莲和香港中文大, m+ L k! J8 e/ \& o9 ~+ g: ~ ?9 w
学陈小章两个实验室合作的论文,发现大鼠附睾头部上皮细胞特异表达一个新基因,编8 G- S; T* |( F& L! n
码的多肽具有抑制细菌生长的作用。他们推测,这个多肽可能在附睾起抗菌作用、甚至
5 F6 u+ x5 T9 @9 u& L1 M- ?" L7 ?也可能与生育有某种关系。还需要进一步研究证明外源性引入这一多肽在动物和人体到
9 M- R5 m) }6 p底能否有抗菌效果、或影响生育。用老鼠做基因剔除或发现人类基因突变有助於揭示其
# f4 P ?; i* W5 `# O1 Z体内功能。张永莲1957年毕业於复旦大学化学系,1982年到英国帝国癌症研究基金会进8 X$ `: J" |9 I5 g' g) X
修两年。她和生物物理所王志珍、生化所汪垣、神经科学所郭爱克一样,都属於那批在
' s" G3 f' f( q; |3 A- l! }6 M6 ~年富力强时代没有遇到好的环境,但有机会後能踏实进行研究的科学家。
4 t5 t2 [* `: b! F! Y1 S8 k, Z 4月的《自然 神经科学》发表了香港科技大学生化系主任叶玉如实验室的论文。叶+ ]- Y9 s1 P$ n1 D; W4 w2 m
玉如在美国时主要研究神经营养因子及其受体,去香港後,她一方面继续神经营养因数
( v& h* t& E, s W, n" y7 K8 R, J- N& S的研究,一方面研究神经肌肉接头的发育。她在这方面有了一系列工作。在这篇论文里7 V+ Q- A; D/ T S7 K, m
,报导一个叫Cdk5的蛋白激酶和它的激动分子p35,在肌肉细胞有表达,而与一个跨膜受
( `8 G( w9 S; |1 W( j体的细胞内部分结合,作为信号转导分子控制肌肉细胞表面神经递质(乙酰胆硷)受体: K" K1 ~$ ~. E* K& b
的表达。叶玉如实验室因此成为神经肌接头发育中信号转导的主要实验室之一。叶玉如
, N5 K! f2 B* C& O在哈佛医学院获博士,其後已经在神经营养因子领域闻名了,她去香港时的履历是中国7 L- l4 m p, b) O
历史上迄今在生命科学招聘年青科学家中最突出的。她到香港以後除了研究外还要负担# N" G- c4 N0 q q* [0 z K$ q
许多行政责任,但在这样的情况下,她还一直有活跃和扎实的研究,预计会有更多的好- S# ~4 _ \1 L
论文发表。
& U3 u B+ H) Y 7月《科学》杂志发表香港科技大学生化系张明杰实验室的一篇论文,他们解出了一
( y6 u3 i- U4 h3 \; c8 e个参与细胞膜转运(包括出胞作用)的蛋白质的结构。& m) C6 r! q, A% l; U
11月16日《科学》杂志发表中科院神经科学研究所唐世明博士和神经科学所及生物) p) J4 L% F3 ]3 N3 Y
物理所郭爱克教授的一篇论文,他们用果蝇研究选择性行为的机理。研究果蝇行为,是4 B& Q/ G' G5 v* T' a2 z# @
70年代初美国加州理工学院本哲(S. Benzer)开创的,在最初受人怀疑甚至嘲笑,认为
7 O9 e3 x0 [5 t* m果蝇没有甚麽高级行为,即使有,也跟人的行为没有关系。近30年研究表明,这样的看6 B6 i! Q' W. U. v k w4 \% p* I
法是错误的。对果蝇昼夜节律的研究,已推广到高等动物。果蝇学习记忆的机理也和高
; D4 H6 b, M" m8 N7 |6 O+ P1 K2 `$ B* h等动物有相似性。郭爱克1965年毕业於莫斯科大学生物物理系、1979年获德国慕尼黑大1 E: ^$ x/ a2 c* o5 K9 |6 T
学自然科学博士,是文革後中国大陆第一位获博士学位者。他研究昆虫视觉,以後又研* _! K V* K# s' `: ]
究果蝇学习记忆。他以前对於学习记忆的研究在中国是很好的,但尚未达到世界一流的6 v2 N) q5 o* S9 p2 B3 `
水平。但最近几年,郭爱克开始研究决策和选择这样的高级认知行为,在问题深度上达- C- G9 k" t4 ^1 W% u* m
到领先水平。他的研究方法,是学自动化出身的唐世明在海森堡实验室的仪器基础上再
; m/ Q+ C( R/ t% V加以改进和发展而成。他们现在的研究奠定了他们在任何动物决策和选择这一问题研究( X0 w/ c1 `$ o4 J+ l0 ~
的世界领先地位。他们建立了一个抉择范式,定量地研究了果蝇面临相互矛盾竞争的视
" \ R1 g: j- }2 V9 D觉线索时如何决择。果蝇被训练喜欢绿色正置的T图形,而躲避蓝色倒置T图形。而後在6 ?$ v4 u% I w
检验阶段,他们迫使果蝇处於两难状态,即改变了图形的颜色和形状之间的搭配,原来
) F% u* c) L# |2 d( l) L$ N绿色正置的T图形变成了绿色倒置T图形,反之,蓝色倒置T却变成了蓝色正置的T。为了8 e- N& ?* r' P& [9 f- u, {! d* E" M
作出抉择,果蝇必须评估在颜色和形状之间的权重,以便决定是「避开」或「飞向」目5 ^5 ?4 U8 c4 |! h' c5 q" ?
标。唐世明和郭爱克发现,果蝇在选择时是看颜色的强度:如果颜色强,就按颜色行事( N( z' C6 L& X$ E: G: y
,而颜色弱到一定程度就按形状行事。如果使果蝇缺乏一个叫蘑菇体的脑结构,这样的0 Q5 z8 c6 x9 c+ P6 L/ C
果蝇虽然单独学习颜色和形状都没有异常,但是却难以在颜色和形状之间进行选择。从
2 E4 ]/ C1 q% I' @2 M此得出结论,果蝇的蘑菇体在选择行为中起重要作用。唐世明和郭爱克把两个偏好对立5 h, L+ A& ?4 V' N- r% l
起来做实验,设计很巧妙,结果也很清楚,所以我认为,唐世明和郭爱克这项工作既是
& f. @; g6 O- y0 c1 g世界水平的优秀研究,也是中国20年来生命科学实验设计最漂亮的工作。因为果蝇已经/ K' v6 U% ]6 R% h, t
有很好的遗传学研究基础,现在他们有这样的实验模型後,可以用来研究参与选择行为2 t% ]* ]3 B" L, v$ ]
的基因和分子机理。这项研究具有开创新领域的可能。它也可以刺激其他高级行为的研
1 ]% B* r: n, q% V7 [$ @! v) a; X究,因为从这项研究容易推想相似的思想和途径来研究其他高级行为。
. j/ j+ K, j, b$ r 我没有忽视,2001年国际合作的人类基因组在《自然》和《科学》发表多篇论文时9 f/ i' _& Q9 L9 W: i
,中国学者因为分析了1%的人类基因组而成为其中一篇的作者。不过因为中国既不是第
3 @, ] N6 f7 u3 q; O一作者、也不是最後的通讯作者,按照惯例无法将这样的论文称为以中国为主的工作。
( { f. m- t* M1 a# _(同样,本文没有讨论大陆和台湾分别因为与海外合作而发表的其他论文。)据信,中. |0 G$ L) u: q3 o4 t" E) n
国基因组研究水平还在不断提高,期待未来会有更好的研究成果发表。1 j& B# h* o7 ^
五 论文增多是中国近年科技教育改革的反映
: m+ W) B. h" x2 x0 ^ 通过简要回顾中国在著名杂志发表论文的情况,可以看到中国科学发展取得了令人4 j, z, ~& x: q
鼓舞的迹象。这些迹象当与近年中国经济发展、科技教育投入增多有紧密关系。一些成8 n: ]; P1 p0 {& X: |
果集中在中国科学院出现,这与1998年开始的知识创新工程有关。政策变化和投入增加
: ?2 d: `- K" R) o; D使科学研究的环境和条件得到改善。可以说,2001年是知识创新计划初见成果的一年。0 f, s. ?0 h" M, C4 {6 {6 j/ h7 B' O
中国少数一些高等院校的科学研究在近年也有长足的进步。4 M; H' \' W$ Z+ j8 Y& Z
中国在招聘人才方面也有一定程度的改观。近20年来起初十几年中,那些以第一作
2 b( } c- l7 R8 Z! c- n, T4 [者在著名杂志上发表论文後回中国的人很容易计算:科学院上海药物所胡国渊、北京医+ r1 u/ ~/ [7 A0 p
学院韩启德、上海生理所杨雄里、细胞所徐永华等。最近几年在著名杂志上发表论文後
/ F) d1 E) D* w& _& o4 n$ `( Y回国的就不那麽容易计算了,仅以上海生命科学研究院为例:神经科学所的何士刚和王
* Z I2 _4 O/ ~9 v: I0 r3 w以政回国前曾在《自然》上发表文章,生化所吴家睿和细胞所耿建国则分别在《科学》# e' G5 j3 h5 v. t. B$ M7 x
和《自然》上有文章发表等。近年中国还招聘到四位在著名杂志发过两篇以上论文後回" j4 t# E9 `# I* B: x& @5 r
国的:科学院上海植物生理所罗达、清华大学饶子和、科学院昆明动物所徐林、华中科( z' O5 G; R0 g u/ p# B, O7 w
技大学徐涛。
- O* `- O, @6 U) B7 @5 i 从发表论文的情况,我们可以看到中国一批近20年内大学毕业的人开始有好的研究
b% C; {: E4 i: Z- P# j。中国自然应该支援和吸引中青年一代,中国也应该大力支持像张永莲、郭爱克和生物! p% M. g2 r; k" U5 k/ q: F+ Z$ i
物理所王志珍、生化所汪垣等一批较为年长但具备好的素质和活跃研究的科学家。对所) s0 L! K; ], u
有科学家,应该以科学能力和研究活跃程度来给予相应支援,而不能过份强调年龄。实3 `% N% F7 P. ?: X1 ?. K1 `
践表明,一些经费和课题以年龄划线的做法,是不明智的。% H1 Y0 i; R. I. q
六 不能忽视中国和世界的较大差距
' T* R" r: e' F" B 我们不应因为看到中国科研发展令人鼓舞的迹象而得出不准确的印象,认为中国已
, ~% m1 X ^% _* W% v, e经或很快要成为世界科技大国。比较2000年各国发表论文情况,就会明确知道中国和世
. @0 v/ E6 J0 t; P8 [界的差距:《自然》上德国发表论文205篇、日本105篇、瑞士62篇、澳大利亚49篇、瑞
4 W: O4 p6 C3 W典35篇、奥地利17篇、中国7篇(包括3篇一到二页的短篇通讯)。《科学》杂志上日本
0 H2 W) U9 v. ^5 \% J有71篇、中国7篇。美国和英国量很多,尚没有仔细算。
8 Y, d, u+ k1 C, k0 x: ]( y1 s 因《自然》和《科学》有评论和新闻栏目,《细胞》比较能准确反映研究情况。20
, i" a, ~; X# a$ S2 c00年《细胞》上美国有271篇(其中哈佛大学23篇)、德国23篇、日本16篇、瑞士8篇、. v! [7 O0 X. |
奥地利6篇、瑞典4篇、澳大利亚2篇、义大利1篇、新加坡1篇、中国0篇。这个统计只限
' Z; H: ]* r" X1 X於各国单独完成的研究,合作研究不在此列。
7 z( \% d" G; F 迄今为止中国只有一篇单独的论文发表在《细胞》上,中国只有过合作研究在《细7 M% o, A, G/ [+ ?- w* Y$ n* g
胞》发表。《细胞》的文章要求能完成较完整的课题,这也是中国需努力的。韩国和新/ R9 x/ l- h S% u2 s8 {, L
加坡过去几年都曾在《自然》上发表生命科学基础研究的论文,而中国近年还少些。
# u/ d# u' p9 E2 M5 f3 j+ o$ w; W 《自然》和《科学》每年各有约800篇研究论文,所以2000年中国在这些杂志的论文3 T3 C+ n9 `& {7 M+ m
数量不到1%。90年代,中国在《自然》、《科学》有论文分别为40篇左右和20篇左右,8 a; G8 K% @+ g, M
比例占不到这些杂志同时期的1%。而且中国论文以偏短的居多,学科局限也明显。如果! ~& T3 V+ M: `: Z3 {1 g# H. c
以2001年的论文《自然》和《科学》数量算,中国刚过1%,但是如果加上《细胞》和《
7 r" N D8 T/ d' k2 `( A) F5 \0 d+ n自然》的分科杂志,则又低於1%。在一般的好杂志上,中国论文数量也不到1%。有些当
# `" F" }% n/ f; q3 r! J/ s# |代科学重要研究方面,中国还不到世界的1铟C比如,基因剔除技术是1988年以後世界常" u# O( ~6 |" L9 r4 v! N+ \
用的技术,迄今已经有7,000多个基因被剔除,而除了台湾和香港剔除过少数几个基因以
. J' u6 |# K! C4 \2 V+ b# J外,大陆还没有完全成功地进行基因剔除。三地加起来不到世界的1。比如,基因剔除技* ~) ~2 d7 p- I$ t3 w' U
术是1988年以後世界常用的技术,迄今已经有7,000多个基因被剔除,而除了台湾和香港
" f+ a; n) r5 }$ h& H7 b$ F剔除过少数几个基因以外,大陆还没有完全成功地进行基因剔除。三地加起来不到世界
0 x1 y% |7 Y/ V1 g# y6 v2 V的1。
$ {" S+ ~5 p; E6 \ 中国常讨论甚麽时候能有本土的诺贝尔奖得主。杨振宁认为中国在20年内会有诺贝/ y1 U: f5 F9 W) N7 \8 O5 N4 s
尔奖科学方面的得主,如果他说的是物理学,我会感到很鼓舞,但他说中国生命科学更' e) [: @( E: o3 ^+ S8 e
有希望,我现在还没有足够信心。一个国家的科学即使已发展了相当时间,也不一定可
5 O" D% P0 W& |' w7 Y7 t d以得诺贝尔奖。日本的生命科学已经发展多年,且有几个诺贝尔奖级的工作,但至今仍# x& G% r$ K/ P6 k1 S" i! i3 e
未获得诺贝尔生理奖。中国现在并没有达到日本20年前生命科学研究的绝对水平,也不0 V, `2 R1 l5 a# r) T. s3 F0 s* V
到日本当时在世界上的相对水平,所以,说中国20年内在生命科学可以得诺贝尔奖,是 f. H9 H7 `' t5 j q7 T
没有根据的。即使某国有人因特别天才而得诺贝尔奖,但如果不是在整个国家科技发达
% r$ s2 E" m) s; l的基础上,对国家的意义也有限。如印度,早1930年有因完全在本国研究发现拉曼光谱
& r+ H% L, R! e e2 t: B4 H6 x而获物理奖的拉曼(C. V. Raman);和90年前就有过世界顶尖的数学天才拉马努詹(S# G" ?% M8 g6 x, E2 c3 t: _) A
rinivasa Ramanujan)。但是印度并没有因此全面进入世界科技优秀水平。对中国来说
7 G6 c3 J6 G2 j5 ~% t, [6 r* T,更重要的不是偶尔获得一两个诺贝尔奖,而是科学技术整体发达。这还需要许多努力
4 ` S% A6 d5 t+ t4 z: c。
, [& h1 }9 g: d1 D. |8 h; F七 中国还面临许多挑战; ?. ]5 ~# p0 ^0 R' t- H+ n
正如我不认为中国科学史留下的都是优秀传统一样,我也不认为中国科技教育界的( }7 @% \" U2 J5 l6 R+ h) Q
现状都是一片美丽景象。科技教育体制近年有改革,但还有许多方面需要质的和量的改
. E3 C" W# d# d1 T进,包括国家对科学的支援、科技教育体制、科学文化环境、科学家素质和科研人员培8 w3 ]3 @% T$ L8 e
养等。 中国对於科学的投入还远低於中国经济在世界的比重和中国人口对於生命科/ [) N& ?1 P/ n
学的要求。从生命科学来看,中国实际研究的总规模大约不会超过美国两所中上水平大
9 z* z3 Y( }" p+ u1 c3 i学的规模。中国一年在生命科学的产出,不超过日本一个月的。近年新加坡大大增加其6 U! S0 s1 V* a0 J! K
对生命科学和技术的投入,使现时中国在生命科学的投入也低於新加坡。总体来说,中
2 R! h6 Q) G8 m国对科学投入和研究规模都应该扩大。2 r! C J$ j% j9 M3 `) H' U L
中国对生物技术的热情远高於日本,而对生命科学研究的投入却大大低於日本。我
$ v8 H0 G2 Q' e, \ }. z& j念研究生的旧金山加州大学,是生物技术产业的主要发源地,第一个生物技术公司(「
( b8 R2 L2 n" I) x- d' S基因技术」)就是由该校教授创办,创立初期并以该校的博士後为主力。由此很容易理$ i0 Z! E5 M% n' a
解,生命科学的基础研究与生物技术的应用关系特别密切。对於非常依赖於生命科学的3 t( I+ b6 K' g* c" x6 Y
生物技术产业,能否在中国目前生命科学薄弱的环境下成长,我是有怀疑的。如果要在
" L, Q2 }8 s S2 d$ E中国持续发展生物技术产业,还需要显著地提高对生物科学的研究规模和质量。% \7 f( o; p0 p! Y N
以专业人员为主导的体制的中国科学院已有一定规模,但行政後勤尚没有彻底回归
8 t0 E6 D9 e# @" ~& A8 f. M辅助地位。在大学和部委这类的问题就更大。一般的行政人员和财政部门对科学经费都
6 l2 I9 W/ ^7 ]6 A有审核权力,这并不利於科学研究。
! Q: t, v; s/ p: q0 u 急於求成的习惯也还没有普遍根除,以致难以对一个或少数几个问题钻研而得出根) _/ y2 R+ E5 \/ v& w1 H1 B- B
本性发现、形成有特点的体系。设计美妙的实验还不多。对科学研究的功利性的重视, k3 o# V$ L8 S% B8 K% L) J
远大於对优雅研究的欣赏和受科学发现而激动。中国的研究生教学还要极大地改进。课7 E& F* A I! p1 j1 h4 U+ g
程的深度和广度必然影响多数学生的水平。中国研究人员之间的交流和合作都还有待改% T" e6 E6 l: |9 y7 V% P
进,认为中国国内合作容易的观点并不准确。每次合作都急於有最好的回报,不利於长6 L* a; A* t; z3 I f: M
期良好互动。同行间的建设性关系有待改进。2 p, W0 t" Q' S$ T* [
中国要在著名或优秀的杂志上发表论文,首先要有好的研究。实验室负责人要教育
6 \( z2 @6 Q( U1 e) a学生在研究过程中必须小心谨慎,更不能违反科学道德。这是世界科学界都面临过的问
" n& Q8 v Y# M题。今天世界科学家读到的来自中国的论文还很少,如果发表在著名杂志的论文中有少
5 Q( ]3 p1 Q5 Z* X; \- n数出现问题,就可能对中国整体科学的名声有很大影响。我不主张过份强调中国一定要
( v# {& {" S: w8 @3 P在《自然》、《科学》、《细胞》和《新英格兰医学杂志》等科学期刊发表论文。如果1 Y. }8 ^: F& @- s
是好的研究,在其他一些好的杂志上发表也是不错的。/ O9 |5 \$ o0 a/ {1 @4 M
我希望这样的时间较快地到来,那时将无法用历数几个杂志的论文发表情况来观测9 r: C7 ]. s; y/ O' b; {9 M; h
中国科学的进步:或者因为论文数量多得难以计算、或者因为研究水平用杂志名称或论
& R! k7 z- i2 I/ r2 h文篇数来计算就如海水用斗量一般。% b9 h" j9 w( X$ X
注:除非文中有说明,一般以作者发表论文时所在机构为准。文章第一段的资料包括多
v$ S7 L/ m; h2 T# q% y个学科,但只限於《自然》和《科学》两个杂志,没有包括《自然》近年所出版的各个5 Y9 j! x- t+ V! R8 M- G M
分科杂志。而以後的段落里,主要讨论生命科学的论文。- j: w6 v- O0 p3 H% k9 ?9 `
- R5 F# E4 r! p: k \+ M0 w饶 毅 旧金山加州大学生理系神经科学博士,哈佛大学生物化学和分子生物学系博士3 J& W. d9 {- V
後。现任教於华盛顿大学,并兼中国科学院神经科学研究所客座研究员,研究论文载於 }1 M) \1 U g
Cell、Nature、Science、Development 等杂志。0 |; R7 x) \% x- P
+ M. |, K9 y- B3 C2 s, S0 \0 c3 {. @0 Z7 Y3 [
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