本報訊 2006年12月22日出版的美國《科學》雜誌,刊登了美國斯克裡普斯研究所蛋白質結晶學家Geoffrey Chang和5位共同作者的一篇請求撤銷發表在《科學》上的3篇論文的信,其中1篇論文發表於2001年,另外兩篇論文發表於2005年。同期出版的《科學》雜誌發表文章,介紹這起因計算機分析軟體程序問題而導致的撤稿事件。
《科學》雜誌的文章指出,因為計算機軟體問題,Chang最近撤銷了5篇發表在頂級學術期刊上的論文,除了3篇《科學》上的論文外,另1篇發表在美國《國家科學院院刊》上,還有1篇發表在《分子生物學》上。
Chang是一位蛋白質結晶結構專家,他的職業生涯是絕大多數年輕科學家可望而不可及的夢想:1999年,年僅28歲的他獲得了位於加州聖地牙哥的斯克裡普斯研究所的終身職位;1年後,他參加了在白宮舉行的頒獎儀式,接受了這個國家的年輕研究人員所能得到的最高榮譽——青年科學家和工程師總統獎;在詳細解釋細胞膜上重要蛋白質的分子結構方面,他的實驗室完成了一大批高顯示度的論文。
然而,美夢變成了噩夢。2006年9月,瑞士研究人員在《自然》雜誌上發表論文,嚴重質疑Chang小組在2001年發表於《科學》上的一篇論文中對一種蛋白質結構的描述。當Chang親自開始調查時,他被自己的發現嚇壞了:他們自己研製的數據分析程序會彈出兩組數據,顛倒了研究小組取自蛋白質結構的電子密度圖。不幸的是,他的小組用同樣的程序分析了其他蛋白質數據。結果,Chang和同事因此撤銷3篇發表在《科學》上的論文,並報告說,發表在其他期刊上的另外兩篇論文也含有同樣的錯誤結構。
「我被摧毀了。」Chang說,「我希望人們能夠理解這是一個過失,我為此感到十分抱歉。」雖然這些工作也耗費了其他研究人員的時間和精力,但他們並不認為這是蓄意為之的錯誤,許多人讚賞Chang迅速和直接報告問題的做法。英國倫敦帝國學院的生物化學家Christopher Higgins說:「我非常高興他能這樣做,因為學術界對這些蛋白質的最初結構一直存在著疑惑。現在,這個領域能夠真正地向前推進了。」
有研究人員認為,在Chang所撤銷的論文中,影響最大的是2001年發表在《科學》雜誌上的一篇論文,這篇論文描述了從大腸埃希氏菌屬中分離出的一種名為MsbA蛋白質的結構。MsbA屬於一個古老的巨型分子家族,這些分子利用來自三磷酸腺苷的能量在細胞膜間運送分子。這些被稱為ABC運送者的蛋白質分子實施了許多十分重要的生物學功能,因為它們在抗藥性方面的作用而具有很高的臨床研究價值;而其他分子則會清除癌細胞中的化學治療藥物。Chang的MsbA結構描述了ABC運輸者系列的第一個分子圖像,許多研究人員認為這些研究對弄清這類關鍵蛋白質的功能是一個重要貢獻。在Google Scholar上搜索,這篇文章已經被引用了364次。
隨後撤銷的兩篇描述其他細胞MsbA結構的論文,一篇是2003年發表在《分子生物學》期刊上的論文,描述霍亂弧菌的MsbA結構,一篇是2005年發表在《科學》雜誌上的論文,描述鼠傷寒沙門氏菌的MsbA結構。此外,還撤銷了一篇2004年發表在美國《國家科學院院刊》上的論文,一篇2005年發表在《科學》上的論文,這兩篇論文描述了不同類型的運輸蛋白質EmrE的結構。
加州理工學院的Douglas Rees教授是Chang在博士後期間的導師,他說,在5年的時間裡結晶並獲取5個膜蛋白質是一件令人難以置信的技能。對蛋白質晶體學家來說,這類細胞膜蛋白質是一種挑戰,因為它們量大、難以處理,而且非常難以結晶——結晶是用X射線進行測量所必需的。Rees說,Chang的成功在於他的決心,「他有一種不可思議的動力和職業道德。他結晶了別人不能結晶的蛋白質,在這個意義上他真正促進了該領域的發展」。Rees認為Chang的數據是好的,但有差錯的電腦程式軟體讓一切付之東流。
然而具有諷刺意義的是,Rees以前的一位博士後、瑞士聯邦技術研究所的Kaspar Locher在今年9月14日出版的《自然》雜誌上發表論文,暴露了Chang研究小組的問題。Locher的論文描述了取自葡萄狀球菌的ABC運輸者Sav1866的結構。出人意料的是,這個結構戲劇性地不同於MsbA結構。當將Sav1866的結構和Chang取自葡萄狀球菌的MsbA結構在計算機屏幕上進行對比時,Locher立即意識到MsbA的結構被顛倒了。對晶體結構學家來說,解釋一種分子的「鏡像」結構是一項挑戰,許多錯誤導致對鏡像結構的錯誤解釋。
在看到《自然》的論文時,Chang立即跟蹤調查混合的分析程序,他說這種程序是從別的實驗室得到的。Locher推測,如果Chang花時間獲取解析度更高的結構,那麼他就能發現這些錯誤,他說:「我認為,為了得到第一個分子的結構,他承受了極大的壓力,這也是他使用有限數據的原因。」也有研究人員指出,如果Chang更仔細地關注與MsbA不一致的生物化學發現,那麼他就會發現這些問題。Higgins說:「當第一個結構出來時,我們和其他人都說,'我們真的並不十分相信它是正確的,因為它與很多事實不一致』。」
Chang實驗室的這個計算機分析軟體已經流傳出實驗室。維吉尼亞大學的生物化學家Marwan Al-Shawi說,他暫停了原來準備遞交的幾篇論文,因為他用Chang的MsbA結構建立了一個與人類癌症抗藥性有關的ABC運輸者的計算機模型。加拿大多倫多大學的David Clarke說,他的小組非常艱難地說服期刊接受他們與Chang的MsbA結構相矛盾的生物化學研究結果,Clarke也是一個基金委員會的成員,他說:「提交那些結果與撤稿論文結論不一致的申請經歷了痛苦的時間。」
斯克裡普斯研究所的同事力挺Chang。Chang所在部門主任Peter Wright說:「他正在從事一些真正漂亮的工作,這一事件是降臨到他身上的一場災難。」「我完全相信他能渡過難關,繼續做出偉大的工作。」Chang目前正在重新分析他的原始數據,希望很快能遞交有正確結構的論文,他相信新結構將具有重要的生物學意義。