“论文抢发事件”当事人谢灿论文正式发表于NM，活体生物鉴定“指南针”不是张生家吗？ ...$ K6 z5 o- P, a1 L; E* ]2 z
“论文抢发事件”当事人谢灿正式发表论文% y' f9 F/ {$ X. n
, s- @: [' q5 T; W5 [6 @2015-11-17 17:01:22来源： 财新网作者：崔筝 张嫣责任编辑：宫靖3 P0 b7 R, Y7 [/ E
2015年11月17日 17:01 来源于 财新网
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8 ~! R W5 _6 c$ l3 j这份通篇充满着生物学术语的专业论文，不仅为学术界瞩目，同时也由于两个月前的“抢发论文”事件，成为热门话题/ j2 G* B) Y6 K7 z! x9 `. V
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【财新网】（记者 崔筝 张嫣）2015年11月17日，《自然》出版集团旗下的《自然-材料》期刊在线发表一篇中国科学家团队的论文“生物指南针般的磁感应蛋白质”（AMagnetic Protein Biocompass）。这篇论文报告了一个推定能在磁场中依照磁场定向的蛋白质，这种蛋白质有可能揭开一些动物感知磁场能力之谜，并有可能在利用磁场调控生物过程方面有广阔的应用前景。
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该论文长达13页，有19位署名作者，通讯作者为北京大学生命科学学院研究员谢灿。其他作者来自清华大学、中国科学院等单位。 这份通篇充满着生物学术语的专业论文，不仅为学术界瞩目，同时也由于两个月前的“抢发论文”事件，成为热门话题（详见《张生家遭清华解聘 与谢灿互辩论文“抢发”》）。
; D' O/ h2 L3 P+ c& ?- ]& X( J1 u 发现磁感蛋白 （其本质就是铁硫蛋白）
$ k& N V; T2 C0 ?, y1 P" P( w$ O 蜜蜂、鸽子、鲑鱼……许多动物都有感知地球磁场的能力，它们能感知磁场的方向，强度或者倾斜度，并且把此类信息作为迁徙或是归巢的导航线索。目前，科学家们提出了多个生物化学模型来解释这样的能力，但这些能力背后潜在的生物学机制还有许多并不为人所知。- s+ B N% K/ U @
0 ~5 j9 c) d F3 v 谢灿团队最新发表在《自然材料》的论文中，报告了一个从公开的果蝇基因组中筛选的蛋白质复合体，该蛋白质能在磁场中依照磁场定向，并且这个编码蛋白质的基因在多个动物物种中都有发现。: X1 Y" b8 [( X. `! p$ L
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谢灿团队将这个原名为CG8198的蛋白质命名为MagR，这种蛋白质会和光敏隐花色素蛋白（Cry）的组成部分结合在一起，自发地和外部磁场对齐。研究团队又通过生化和生物物理的方法显示出，MagR/Cry复合体稳定地存在于鸽子的视网膜中，也能在蝴蝶、大鼠、鲸鱼和人类体内形成。$ b3 |2 Y& _3 M% r5 q
2 E- u: F# B( ?$ b. T& x 论文推测，MagR蛋白质复合体有可能是一些动物感知磁场能力的来源，而且这个蛋白质复合体的能力可能在用磁场调控生物过程方面有着广阔的应用前景。3 I. H' o) A+ w$ k1 T& { E4 q% X
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当然，研究者同时表示，MagR/Cry感知磁场的机制还不清楚，同样MagR/Cry是否和动物感知磁场相关也不确定。但是发现这样如同指南针一般的蛋白质复合体，让一系列用磁场诱导操纵生物大分子甚至细胞行为的新方法的出现成为可能。2 G2 D1 x9 L( b
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论文抢发争议
" j8 j- k/ v s: E9 q$ U1 O5 Z 其实早在发表之前，谢灿团队的这篇论文已经引发广泛关注，因为“论文抢发”事件，“MagR”这个名字曾反复出现在《自然》杂志的新闻版和中国媒体上。
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: L6 X1 O5 M' u3 l3 s& }7 m 2015年9月15日，中国科学院主办双周刊《科学通报》英文版发表了一篇关于动物磁感应受体蛋白方面的论文，通讯作者为北京大学-清华大学生命科学联合中心的张生家。在这篇文章中，张生家也使用了CG8198号蛋白质，不过，在他的研究里，他将这个蛋白质称之成为MAR。
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谢灿认为，这是一篇抢夺自己科研心血的论文，张生家违背了学术道德，私自“抢发”了包含自己研究成果的论文，并且未给自己以合理的作者署名。) h, ~2 F2 H1 M3 o. T
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在一份2015年8月22日发给北大和清华的情况说明中，谢灿表示，张生家以合作之名，拿走了自己的研究成果，用这些成果展开研究，其后私自撕毁合作协议，决定在谢灿团队的文章和基因信息尚未发表和公布前抢发文章。7 ~- f% u; Q u1 D
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随即，北大成立了由几位同领域学者组成的独立调查组。11月2日，调查组一位成员告诉财新记者，目前，尚未得出正式调查结论。清华大学也成立了调查组，目前也未正式公布调查结论。# ~' v2 W' a4 F) `4 k
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不过张生家陷入了负面舆论声浪之中，10月16日，工作关系隶属于清华大学的张生家，收到了来自清华大学人事处的解聘书。$ j" Y6 ~, \2 T& p5 `0 Z
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不过“抢发论文事件”，并没有影响到谢灿团队研究成果在《自然-材料》上的最终发表。
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* V6 p( Q) H8 T8 h* y1 L. n 在邮件回复中，《自然-材料》的新闻发言人并没有直接回答财新记者的问题，即张生家在《科学通报》上发表的文章，是否影响了谢灿等论文的独创性和价值。该新闻发言人对财新记者表示，该期刊所有论文的评审过程、细节和评审专家的身份都是保密的。 P! z( ?+ q5 j. i4 K4 W
& O" w3 R% F2 v6 |8 [" m# Y6 O: P 在早先的一份邮件中，该期刊编辑对财新记者解释，《自然》出版集团旗下期刊所发表的论文的评判标准为科学重要性，每份论文都会经过有力而严苛的同行评议。此外，递交给《自然》出版集团旗下期刊的研究材料必须是原创并且之前未发表过的。如果一份研究处于审稿状态，其内容与其他在审稿期发表的研究有重合，那么两份研究的重合度等将会被考量。
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论文发表日期显示，《自然-材料》于2015年8月4日收到谢灿团队投稿，至10月21日确定接收。而张生家向《科学通报》投稿的时间为较晚的9月11日，仅4天之后，《科学通报》就在线刊出其论文，刊出时间比谢灿团队论文早了两个月。
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3 w; e8 d! Y2 |7 g 按照惯例，《自然-材料》决定接受并发表谢灿团队的研究论文，代表了该杂志对其研究结果价值和原创性的肯定。
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& {! D5 r% [/ m! A+ |2 n 生物指南针是真的吗？
$ L6 y; w7 e% c- B' S 《自然》的新闻报道显示，谢灿团队论文发表后，其结果的科学性目前已在一些科学家中引发关注和评论。
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生物指南针是长久困扰科学家们的难题，科学家多年来一直在研究一些动物感应磁场能力的源头。谢灿团队所发现的是否就是生物指南针？许多科学家给出了不同意见。
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/ @' F+ n) d# ~' y: ` 例如，牛津大学化学家彼得·霍尔（Peter Hore）认为，谢灿团队的论文很优秀，但其中并没有展示这种蛋白质在活体细胞中作为生物指南针的表现（博注:张生家做了活体实验），也并没有解释其感应磁性的机理。
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2 }# e, t8 O& n' G" i3 ^/ L: ` “如果MagR真的是磁感应器，我就把我的帽子吃了。”在《自然》网站刊出的新闻报道中，维也纳细胞病理学院的神经学家大卫·基斯（David Keays）语出惊人。他认为，这篇论文“要么非常重要，要么完全错误”，并且，出错的可能性更大。
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基斯还认为，MagR和与其共同发挥作用Cry蛋白在很多细胞中都能发现，要确定其就是“生物指南针”，必须确定在活体细胞中、生理温度下，MagR能够发挥其磁性。6 j5 ^+ P0 s1 H+ l4 j! D6 f s" `- ?& R
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在接受《自然》采访时，谢灿表示，希望其他的研究实验能够证实这个结果，例如可以在果蝇的某些组织中让产生MagR蛋白的基因失效，以此看是否会影响其感知方向的能力。他目前还未能进行这方面的工作，在这篇论文中，他只是想先报告自己研究了六年的成果。
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5 T7 }, b7 D' ] N) i! ]& J$ A 据《自然》报道，德国慕尼黑大学的磁力学专家麦克·温克霍夫（Michael Winklhofer）正在准备进行试验验证谢灿团队的发现。他猜测，MagR生物指南针性能可能只是试验污染造成的，但一旦实验结果被证实，那么这个发现将是在分子基础揭开动物磁感应之谜的重要一步。■
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北大谢灿课题组发现磁感应蛋白：或揭开“第六感”之谜 |
9 K$ g& k$ g; s& S" q日期： 2015-11-17 信息来源： 北京大学定量生物学中心
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| 2015-11-17 08:29:51.0北大谢灿课题组发现磁感应蛋白：或揭开“第六感”之谜2129新闻纵横新闻纵横
& l! Y2 G$ a6 O; N: A! h2015年11月16日，北京大学生命科学学院的谢灿课题组在Nature Materials杂志在线发表论文，首次报道了一个全新的磁受体蛋白（MagR），该突破性进展或将揭开被称为生物“第六感”的磁觉之谜，并推动整个生物磁感受能力研究领域的发展。 ' J: p# h4 z- \/ P& f
我们平时去一个不熟悉的地方，常常需要手机导航来帮忙。可是自然界中有些生物，却像是天生就自带指南针属性，可以长途跋涉不迷路，例如帝王蝶、鲑鱼、龙虾、海龟、迁徙的鸟类等。还有一些生物，会按照地球磁场的方向筑巢、打洞或者睡眠，如指南白蚁、鼹鼠等等。科学家们认为，生物之所以具有这种神奇的“方向感”，原因之一在于它们的感觉系统除了视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉之外，还有被称为“第六感”的磁觉——即生物利用地磁场准确寻找正确的方向。
0 M3 L0 A' ^' d1 _8 h4 o生物能利用地磁场提供的哪些信息？ 我们的地球可以看成一块大磁铁，地磁的南北极和地理南北极是相反的(地球北极是地磁南极，地球南极是地磁北极)，并且地磁南北极之间的连线和地理南北极之间的连线有一个偏角（磁偏角）。地磁场的磁感线在地球内部和两个磁极的连线重合，在地球外部围绕地表上空形成闭合曲线，具体如下图所示：
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所以理论上，有“磁觉”的生物除了能利用地表附近的地磁场指示东西南北，还能通过所处位置的磁场强度以及磁倾角（地球表面磁场与地平线所成的夹角。一般来说，北半球的磁倾角为正，南半球的磁倾角为负）准确定位纬度，并且通过太阳和月亮结合地磁场的信息来确定经度。
0 \/ ?. j# Q/ V. h科学家们对于这种不可思议的磁场感受能力已探究了几十年，他们好奇的是，生物到底是怎样感知到强度弱到0.35-0.65高斯量级的地磁场（一般永磁铁附近的磁感应强度为4000-7000高斯），并且准确辨别磁场方向，从而指导前进方向？为什么作为高等哺乳动物的人类并不能从意识上感知地磁场？有些人非常有方向感，但是有些人却是路痴，这和其他生物的感磁能力是否有相关性呢？虽然有研究表明地磁场能够影响人类视觉系统的感光能力，但是人类是否具有感磁能力仍然存在争议。
0 X3 v4 `8 }2 X ~生物磁感受的研究历史 早在人类学会使用罗盘导航的时候，就有人猜测生物能够感知并且利用地磁场，比如鸽子的导航能力非常强，在战争年代常被用作信使。不过一开始人们认为这种能力源自于它们能听到地面特定地标传到高空的声波，能看到天空中的偏振光。但是后来人们发现信鸽在没有阳光或者地标导航的情况下也能归巢，所以人们推断，鸟类必定在用另一种我们不知道的方式来确定它们的飞行路径。而这个猜测直到1971年才得到证实。
/ q; _4 i. D v1 T; e- f+ R4 N1971年的一个阴天，康奈尔大学的研究员在鸽子头部固定磁铁，在空旷的草地中央放飞，然后记录它们的飞行方向。他们惊奇地发现，这些携带磁铁的鸽子变得完全没有方向感。不久之后，美国科学家Blakemore在沼泽沉积物和海洋淤泥中分别观测到感应磁场的细菌，这种细菌能够被磁铁吸引，体内有富铁物质。1984年发现食米鸟的喙部有大量铁磁矿，20年后人们用透射电镜清楚观察到家鸽上喙部的富铁微粒。基于以上事实，人们提出了基于铁磁物质的生物磁受体理论。
* Y i4 t8 v3 m" b在当时这个理论听起来十分直观可信，基于铁磁物质的生物磁受体理论后来也确实被证实能够解释某些物种的磁感受能力，例如趋磁细菌。然而趋磁细菌中磁小体形成相关的基因在高等生物中并没有找到同源基因，说明高等生物的磁感应应该是采取了一种截然不同的机理。2012年有研究表明鸽子鸟喙的铁来自于巨噬细胞，而不是神经细胞，进一步动摇了基于铁磁物质的磁感应假说。从上世纪八九十年代开始，一些奇怪的实验现象给科学家们带来了新的困惑。比如说，欧洲知更鸟（European Robin）的磁导航能力竟然同时还受到光的影响——蓝绿光下可以正确导航，红光下它就找不着北了。按理说，铁磁物质跟光波长应该没什么关系，那么，到底是什么物质感受到了磁场，并且受光的影响？ 2 ~1 W O' w4 C; E
最早由美国伊利诺伊大学教授Schulten在1978年提出的“自由基对理论”模型认为，磁受体很有可能来自一种名为Cryptochrome（简称Cry）的蓝光受体蛋白，这个过程涉及电子在磁场下的量子化学反应，并且需要视觉系统的参与。这个模型后来成为许多理论工作的雏形，由Ritz和Wiltschkos等人逐步完善，而Cry蛋白几十年来一直是唯一的磁受体蛋白的候选者。 8 f N% t4 @( c1 _
生物感磁研究的新突破 2015年11月16日，北京大学生命科学学院的谢灿课题组在Nature Materials杂志上在线发表了生物感磁研究领域的一项突破性进展。作者首先提出了一个基于蛋白质的生物指南针模型（Biocompass model）。该模型认为，存在一个铁结合蛋白作为磁感应受体（Magnetoreceptor，MagR），该蛋白通过线性多聚化组装，形成了一个棒状的蛋白质复合物（Magnetosensor），就像一个小磁棒一样有南北极。而前人推测的感磁相关蛋白Cry和磁感应受体MagR通过相互作用，在MagR棒状多聚蛋白的外围，缠绕着感光蛋白Cry，从而实现“光磁耦合”。
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图片来源：Can Xie et al. Nature Materials, 2015 & C5 x* e6 d) u$ X# z, \% W
在这一模型的理论框架下，谢灿课题组通过计算生物学预测、果蝇的全基因组搜索和蛋白质相互作用实验发现了一个全新的磁受体蛋白（MagR）。 ! l) P8 L, }8 k6 a
MagR属于铁硫簇结合蛋白（简称铁硫蛋白），每一个蛋白质单体都结合了一个二铁二硫形式的铁硫簇。生化实验和电镜结构分析，结合蛋白质结构模拟，呈现了这一蛋白质生物指南针的组成和架构，与预测的模型完全吻合。
; V. {6 _* B9 O; u, f+ R& X! i: ]生物物理学和物理学实验证明，MagR蛋白复合物具有很明显的内禀磁矩，能通过磁场在实验室富集和纯化得到。作者不仅从物理性质上测量了该蛋白在溶液状态下的磁性特征，还通过电镜观察到MagR蛋白质复合物能感应到微弱的地球磁场（在北京大致为0.4高斯），并沿着地球磁场排列。人工增强磁场强度可以导致这种排列更加有序。实验中也观测到了蛋白质晶体呈现极强的磁性，能明显被铁磁物质吸引，当外界磁场突然反向时，蛋白质棒状复合物会发生180°跳转。作者推测该蛋白质复合物磁性的物理基础可能基于MagR蛋白在棒状多聚复合物的轴线上铁原子的有序排列以及在由铁硫簇形成的平行“铁环”中可能存在环形电流。同时，动物免疫组织化学实验也证明了磁感应受体MagR蛋白质和光受体Cry蛋白质在鸽子视网膜存在共定位，暗示着动物可能可以“看”到地球磁场的存在。 # m* F- j1 {+ n
铁硫蛋白属于进化中非常古老的蛋白家族，很多高等生物中的铁硫蛋白在细菌中也广泛存在。比如说，真核生物的MagR在细菌如在大肠杆菌中的同源蛋白名为Isca1。铁硫蛋白最早由美国科学家Helmut Beinert在1960年发现，并在其后得到了广泛研究，包括它们的蛋白质组装过程、生理学功能以及由于蛋白质异常产生的疾病等等，但是从来没有人把铁硫蛋白和生物感磁动物迁徙联系在一起。编码该蛋白的磁受体基因magr从昆虫到人类高度保守，可能意味着生物磁感应机制的保守性。 4 e2 J$ G. y4 ^) L$ G
谢灿课题组的这一系列的实验初步确认并建立了基于MagR蛋白生物指南针感磁机理。MagR蛋白的发现，对生物感磁机制的发展有着至关重要的影响，由于MagR蛋白自身具有内禀磁矩，加之MagR蛋白与Cry蛋白相似的特征（例如在果蝇头部和在鸽子视神经细胞中大量表达；在进化上出现得很早，广泛存在于生物界各类物种），Cry蛋白占据了20多年的“第一磁受体蛋白”地位受到了强烈撼动。
6 K$ N/ {5 S% G4 N$ B& [. k最近几年，在果蝇和拟南芥中都发现了一些与Cry相关的感磁行为，比如磁场影响果蝇的生物钟周期，用磁场训练果蝇走T型迷宫，磁场强度影响拟南芥生长等等。研究人员通过遗传突变实验证明了感磁行为与Cry蛋白有关，通过调节实验环境中的光强以及光波段，证明了感磁行为依赖于蓝光波段的光，而Cry早已被证明是广泛存在于生物界的蓝光受体蛋白。但是通过这些实验研究，我们只能推测Cry蛋白是“光耦合感磁通路”中必不可少的成员，却不能直接证明Cry就是第一个接受到磁场信号的受体蛋白。虽然目前已经在体外通过瞬态光谱测量到Cry蛋白的信号态寿命受磁场强度的影响，但无论是理论上的磁场产生的能量差，还是实际测量到的蛋白质产生的信号都十分微弱，生物要通过Cry蛋白感应地磁场信号，必须有特殊的信号放大机制，而目前并没有相关理论可以解释得十分清楚。 . \& X j5 A7 m6 M
与之相比，谢灿课题组发现的MagR蛋白，具有明显的内禀磁矩和更清晰的物理模型，或许比Cry蛋白更有可能成为真正的磁受体蛋白，而Cry很可能只是信号传导环节中的一员。MagR磁受体蛋白的发现必然掀起生物感磁研究的新一波热潮，推动整个生物磁感受能力研究的发展。“远程调控”一直是合成生物学的一个热门领域，磁感应蛋白MagR的发现给磁控生物提供了新的机遇。
7 _ b3 I( l4 d% `) Q; ~' G相对于光控和温控，磁场控制有着穿透力强、损耗小、覆盖大、毒性低、副作用少、安全性高等优势，但由于缺少好用的磁感应元件，该领域的发展一直举步维艰。比较成功的例子有基于趋磁细菌磁小体的研究以及洛克菲勒大学Friedman等人利用铁蛋白打开离子通道的工作。趋磁细菌合成磁小体的过程十分复杂，涉及30-40个基因，目前研究人员还只能做到将整个基因簇导入近缘物种红螺菌，使之合成一串线性排列、生物膜包被的磁小体。目前磁小体人工合成的可控性以及其磁学性能都不太理想。而铁蛋白束缚的氧化铁，具有超顺磁性，在320 or 290高斯磁场作用下，能产生10pN（1pN=10^-6N）的拉力，研究人员通过巧妙的设计，使得这种拉力作用在钙离子通道蛋白上，从而将磁场信号转化为生物信号。铁蛋白由24个亚基组成，整个蛋白有450 KDa（生物学中蛋白质的分子量单位，1kDa=1000摩尔质量），在自然条件下是负责储存和转运铁的，并不具有磁感应功能，要将其用作磁感应元件需要一些人为的设计。 - h3 |$ r! M h/ R7 ]: E- H' d+ @
而谢灿课题组发现的新型磁感应蛋白MagR，只有14.5 KDa，其单体只有130个氨基酸左右（不同物种略有差异），更方便进行基因操作，对目标生物的负担也会更小。而且MagR具有亚铁磁性，能响应普通磁铁，理论上还能感应地磁场强度的磁场，或许MagR是更为理想的磁感应元件。此蛋白的磁感应能力是谢灿课题组首次发现的，从磁感应元件的角度考虑，如何让蛋白具有更灵敏的感磁性能，如何利用MagR蛋白将磁场信号转化为生物信号还需要研究人员进一步探索。由于MagR的独特磁学性质，可能将直接引发基于MagR蛋白质的一系列由磁场来操控生物大分子乃至细胞行为、动物行为的各种应用。（文/曾维倩） I& ~" p+ J$ p+ I9 h7 V
文章链接：http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4484.html 编辑：拉丁 江南
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中国率先发现磁感应蛋白质——大突破背后的争端 译者：永恒的贝多芬2 a" h; m0 r4 K, J$ A' J, @8 ?( [
原作者：David Cyranoski& A: q7 ? T( a
发表时间：2015-09-22浏览量：3849评论数：0挑错数：0
7 P" S& s( |% C8 s, e清华北大抢发论文事件。0 ]3 N7 ]) d4 q1 v& T: }
" H- N* f F- F2 c# e* \& k中国的神经学家识别出了一种能够感应磁性的蛋白质，他们能用磁场对线虫（如图）的神经元和肌肉细胞进行操控。 a- a; a$ u' T: E) C" d1 M
中国的研究者识别出了一种可以让有机体感应到磁场的蛋白质，这有可能是一个重大突破。然而，中国最著名的两所高校却因此卷入了争端。 8 G! m/ w# C5 t) M
9月14日，清华大学神经学家张生家及合作者在《科学通报》上发表了一篇论文。文章称，他们在线虫体内导入了一种特殊的磁感应蛋白质，利用磁场便可以遥控线虫的神经元和肌肉细胞。 $ Y; L: K& ?3 X; ~6 F, C1 y, a) r
但是，邻校北京大学的生物物理学家谢灿则称，张生家发表的结果利用了他实验室的成果（谢灿的相关论文还在接受评审），违背了二人的合作协定。清华大学和北京大学都站在谢灿一边，共同要求《科学通报》撤下张生家的论文。清华大学还对张生家展开了调查。 5 Q( j: s. C0 J* x- H. B! @
二人争论的这个课题有望解答下面这个问题：为什么线虫、蝴蝶、海龟和野狼等这些不同的生物都能够感觉到地球磁场，并借此协助自己移动或迁徙。研究者猜测这是细胞中某种结构的效果，他们还将此结构命名为磁感应受体。然而，人们从未发现过这种受体。
! K% v6 A1 ?2 S" U/ t; x协定疑云 谢灿说，自己的研究始于2009年。他的课题组煞费苦心地从全基因图谱中筛选识别出了一种含有铁和硫的蛋白质，经实验发现，这种蛋白质似乎具有磁感应受体的性质，他将其命名为MagR，指示其性质（磁感应受体英文为magnetoreceptor，由magneto和receptor组成，MagR取了两词的头几个字母——译注）。随后，他们研究了它的功能和结构，以便确定它如何感应磁场。
h( i4 s. r8 G2 b' U2014年12月，谢灿提交了相关论文。在等待其通过同行评审期间，有几个研究团队前来寻求合作，希望他提供MagR。他将蛋白质、相关的生物材料和数据都给了他们，条件则是他们必须等他的论文先发表，并且将他列为各自论文的合作者。谢灿说：“我从没真的担心过会出问题，因为我们都知道决定蛋白质的论文应该第一个发出来。” ) g7 a0 G; ?3 a1 @) E
谢灿也向张生家提供了蛋白质的信息和材料，但二人对协议的具体细节有争议。张生家说他答应了谢灿的条件，但谢灿也承诺过不把数据给其他人；他听说谢灿把数据“泄露”给其他人之后，就觉得自己无需再恪守诺言了。
1 R- y5 Z8 z, u* P( O8 q2 H但谢灿说自己从没答应过张生家这些话，他认为自己“没必要”这么做。谢灿说，他当时在和清华大学另一名神经学家鲁白合作。他之所以把数据交给张生家，是因为他以为张生家是鲁白研究组里的人。四月份张生家和鲁白的一个学生一同参观过他的实验室，由此造成误会。同时，张生家说他和谢灿在除开鲁白之外达成过一份协定，谢灿则对此予以否认。 # V, N! z- }3 C% _2 S
另一方面，鲁白以校方要求不谈此事为由，没有给出评论。但从本站获得的资料可知，鲁白曾向清华大学通告张生家窃取其研究材料和研究思路，校方也对张生家的所作所为展开了调查。 1 J% V! `1 _* b9 W& V
磁的“魔法” 张生家论文的内容也引发了争论和怀疑。（他的论文于9月9日提交，9月11日被杂志接收，三天之后就发布出来。）在文中，张生家使用了和谢灿相同的蛋白质，但他称之为MAR，而非谢灿的MagR。细胞经过处理可以合成这种蛋白质，他的实验就是用磁场操控这些细胞。比如，线虫肌肉细胞的MAR激活后，用磁场就能使之收缩。如果只激活线虫对触感敏感的神经元中的MAR，它们碰到磁场时就会像是真的受到物理触碰一样避开它。 + C5 _6 M$ `# q; U. P! l
上海中科院神经科学研究所所长蒲慕明评论说，这篇论文只是一个初步研究，但展示了利用蛋白质和磁场刺激神经元的潜在应用。但他和其他研究员也批评道，这篇论文没有讨论蛋白质如何响应磁场。马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的生物化学家周界文则说，文章对此没有给出任何合理的解释，连一个推测也没有。 0 ?9 Y. I: w) U9 y2 N
英国牛津大学的生物化学家彼得·霍尔评论道：“他们似乎并不知道这种蛋白质为什么具有磁性。”他还说，张生家等人对作为实验关键的蛋白质的描述并不准确。论文推测这种蛋白质会形成“磁小体”，但霍尔指出，“磁小体”这个词通常用于磁性矿物质形成的结构体，不会用在蛋白质上。他说：“他们把蛋白质中的铁、硫团簇和不含蛋白质的矿物质搞混了。”
j* Y4 o: `4 u# ]. Q6 ?5 n张生家承认他不清楚这种蛋白质的响应原理，但他认为，重要的是“我们知道怎么用磁场诱发出稳定的反应”。论文还有三名合作者，张生家说他们是他的研究生。本站没能联系到三人，张生家也拒绝提供他们的电子邮箱，说要先和校方协商是否可以。
/ ]6 D7 g" {" f% D: r学术道德 据本站获悉的一封电邮可知，清华大学和北京大学称他们已经向《科学通报》提出撤稿要求。他们说，张生家未经谢灿同意便发表论文，“违反了学术规范”。《科学通报》的编辑也承认收到了通告，但他们“要根据两校的调查结果”来决定是否撤销论文。这份期刊由中国科学出版社和斯普林格出版社共同出版，后者的一位发言人称，出版社已在关注此次事件，当前不做进一步的评论。
# n' `! r2 A! E) Q张生家对本站说，他认为自己的研究可以赢得诺贝尔奖。他说自己发表论文并无不妥，因为谢灿的工作只是生物化学上的识别，而他是用磁场和这种蛋白质操控细胞。谢灿则称，这种想法可谓水到渠成，他在去年申请的一项专利里就提出过。 6 b5 D6 n! R$ F2 `3 N
不论争论的结果如何，本站采访的学者们都为能够最终确认细胞磁感应受体的前景而兴奋不已——至于是谁完成则无所谓。周界文说：“若能从分子上懂得用蛋白质感应磁场的原理，那真是太神奇了！” ------------------------------ 北大被抢发论文教授发表论文：首次发现生物体内“指南针” [p=24, null, left]澎湃新闻记者 吴跃伟 实习生 朱美仙 朱周晨 张蓓/ J- u$ O, Z9 b9 _! Y
[p=24, null, left]2015-11-17 21:31 来自 W! n2 n+ @1 R6 ~) `6 Q
绿政公署
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谢灿的论文截图
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9 T) g6 }* U/ B5 R* O3 ?( N l3 B! K数月之后，北京大学生命科学学院研究员谢灿的重磅论文终获发表。
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北京时间11月17日零时，国际顶级学术期刊《自然•材料》（Nature Materials）在线发表了标题为《一个磁性蛋白生物指南针》（A magnetic protein biocompass）的研究论文。该论文意味着，人类首次发现了动物体内的“生物指南针”。5 s2 R9 w: ]( _. f7 S/ a* H! M
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谢灿是该论文的通讯作者（记者注：课题负责人），他告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn），该研究发现了一个磁感应受体蛋白，即磁感应分子MagR，回答了“生物是如何感应到磁场的”这一问题，且至少在两个方面刷新了人们对磁感应的认识。
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0 ?& Y& c0 H) _1 C一位国际评审专家评论称，该研究成果极为重要，可能是几十年来磁感应研究领域最新颖的成果之一，该研究第一次回答了磁感应领域多个悬而未决的关键问题。" R) M! i% h/ c3 C' [5 R% I
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值得一提的是，该论文的通讯作者谢灿，正是在“清华北大学者论文被抢发”风波中与张生家发生纠纷的当事人之一。
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4月份，清华大学正在引进的研究员张生家在一个合作项目中，从谢灿实验室获得了MagR等关键实验材料。根据合作协议，谢灿要求张生家“不能在谢灿已投稿《自然》的论文发表前，抢发合作论文；合作论文须给谢灿署名”。此时，谢灿的关于MagR的研究论文已经投稿到国际顶级学术期刊《自然》（Nature），正在审稿中。谢灿称，由于担心该论文审稿受到影响，也担心该MagR的发现权被抢夺，才提出了前述合作协议。) K& T8 U* g4 M, n- ^7 g2 a# d
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# v# Q$ B) L; z8 s8月4日，谢灿将已投稿的论文转投《自然》子刊——《自然•材料》。: d' n% i9 |- \. T* K4 X
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5 Z9 @- A9 F a9月9日，虽然遭到谢灿等人的极力反对，张生家将合作论文投稿到《科学通报》（英文版），并在5天后被正式在线发表。谢灿未获得署名，张生家声称，谢灿先破坏了双方的另外三个协议。- @+ y! m, c. {* M; F
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刷新误解一：感磁的是MagR而非CRY蛋白
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2 \5 ~; P2 g" O1 X' N地球的磁场很微弱，但无数的生物，从鲸鱼、海龟、龙虾，到候鸟、蝙蝠和蚂蚁，包括人类，都依赖地球磁场进行导航。
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磁感应，即感受到磁场的存在。长期以来，动物的磁感应能力令科学家着迷。候鸟长途迁徙，信鸽远距离归巢，精确得像是揣着个指南针。在帝王蝶、龙虾和海龟身上，人们也观察到类似的地磁导航现象，但一直不清楚其原理。( L% M( a& K3 i3 J& T V
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人类可以使用指南针工具进行导航，那其他生物用来导航的“指南针”是什么呢？# M% K3 B6 R4 N! N
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9 e* J$ |8 x- ~. H8 I8 M- |谢灿研究团队发现了一个“生物指南针”。$ C% r# M* q6 y: C( T! g/ Q1 u
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11月16日，谢灿告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn），自己的团队发现了一个磁感应受体蛋白，即磁感应分子MagR。
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/ u( a% g f/ R+ U$ Y7 X论文显示，MagR形成的复合物是一个短棒，由蛋白质组成，尺寸小到分子尺度，但它仍然像是一个真正的磁铁，能够顺着地球磁场的方向排列，能够吸铁，能随着磁场的变化而转动。$ U% G: X L0 p* Y1 [4 y8 e
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谢灿认为，这一发现回答了“生物是如何感应到磁场的”这一问题，且至少在两个方面刷新了人们对磁感应的认识。
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1995年，植物的感光蛋白CRY（cryptochrome，隐花色素)被发现。它被认为也能够感磁，是人类发现的第一个磁感应分子。当果蝇体内的该基因被破坏后，果蝇就不再能够感应磁场。信鸽等鸟类的眼睛的视网膜中也存在CRY蛋白，它被认为是鸟类的“指南针”。/ b& h* z( C/ Q. P' n
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但谢灿带领的研究团队发现，人们被骗了，CRY蛋白只能感光，不能感磁，而之所以表现出感磁的特性，是因为结合了MagR。7 `% Q9 m3 R/ a# b1 ]6 b7 x+ A
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+ M# t7 g4 \! h5 }谢灿等人筛选了果蝇的12536个基因，发现了唯一一个磁感应分子——MagR。在信鸽眼睛的视网膜中，MagR与CRY在同一位置出现，也就是说，它们共定位。它们似乎相互配合，形成一个分子机器。5 t9 O2 r' T' A0 C' v, M, @
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在体外实验中，研究人员发现，MagR与CRY在溶液中会自发地结合在一起，形成一个短棒，MagR位于轴心，CRY包裹在外侧。MagR也可以单独形成一个短棒。# k5 |$ {3 V9 M; I0 e
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8 X" `* w( Y2 t [9 e更令人惊讶的是，这样短棒像是一个真正磁铁，它会吸在铁珠上，也能像一个真正的指南针一样，随着外界磁场的变化而转动。- e1 Y% X% d& j- c5 A
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人们此前的研究发现，鸟类的磁感应能力依赖光照，在只有红光存在的情况下，部分鸟类的磁感应能力大大减弱，在蓝绿光存在时，其磁感应能力较为准确。7 z5 m, F/ ]% ^1 q7 E1 N' F' I( r
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$ X. N9 X, l/ U/ Y" a谢灿研究团队认为，MagR与CRY形成的分子机器使光磁偶联，它既能感光，又能感磁。在阳光或月光等光线存在时，信鸽利用其视网膜细胞的这一分子机器捕捉到地球磁场信息，并转化成电信号，这一电信号被神经细胞传递到信鸽大脑中，然后信鸽作出决策，决定飞向哪里。2 Q2 f8 { Z) U/ `
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由于MagR可以单独形成短棒状结构，研究人员认为，一些生物可以在没有光存在的情况下，通过地球磁场导航。
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谢灿特别强调，这只是动物磁感应的“生物指南针”模型，其具体过程有待进一步研究和证实。刚刚发表的研究成果，仅仅解决了“信鸽是如何感应到磁场”这一问题。
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. a- X! n1 z. ]6 i刷新误解二：生物磁性基于铁原子而非四氧化三铁0 T! n. i. h% c$ E' L( o' ]
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: ]5 u$ C$ f- T$ R9 c7 ^! p9 C! L美国科学家1978年还提出CRY蛋白的“自由基对理论”，认为该蛋白感光后，产生自由基对，从而产生内部磁场，目前没有新的实验证据支持这一理论模型。9 S: X/ L) ~9 X+ H3 v! P" U
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7 ^; ]& `1 P3 B5 i& x此外，还有研究认为，磁铁矿——四氧化三铁（Fe3O4）可能是生物磁性产生的原因，而且有科学家在鸟喙中发现了含铁的磁小体。但随后鸟喙中的铁被证明来自于巨噬细胞，而非神经细胞，难以转化和传递地磁信号，该理论模型一直遭到质疑。
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但谢灿等人的研究则认为，生物磁性基于铁原子，而非四氧化三铁。- w9 v; k# C* J! }4 _
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MagR在包括人类在内的多种生物体内都存在，它属于铁硫簇结合蛋白，结合有铁原子。MagR短棒中的铁原子形成多个“铁环”，“铁环”中可能存在电流，这可能是MagR复合物具有生物磁性的原因。, A* f2 p' t& S; O
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+ |# A, h- E$ w& M( u' c$ b北京时间17日凌晨，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）对谢灿等人完成的这一科研成果进行了关注。
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谢灿告诉《自然》记者，早在2015年4月份，就MagR蛋白的诸多应用，包括磁遗传学应用，他已经申请了专利。接下来，谢灿将研究人类体内不同的MagR突变体，以揭开它们与不同人群方向感强弱有别之间的关系。5 C2 c* E4 ` \) a$ r* k
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x9 G) s8 g( O; B- a+ I磁生物学领域的国际知名专家、牛津大学生物化学家皮特•豪（Peter Hore）向《自然》记者称，这是一篇非同寻常的论文。
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$ k" \& o) j+ L4 V% t0 J) U但也有一些不同的声音，由于该研究没能揭示出MagR复合物感应磁场的细节机制，德国慕尼黑大学的地磁学家迈克尔•温克范（Michael Winklhofer）认为，谢灿的发现可能只是实验被污染才得到的结果，自己将通过实验来跟进谢灿的发现。如果最终被证实是真的，那这个发现真的是揭开磁感应分子机制上的一个巨大进步。
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| 谢灿 | 邮 箱： | canxie@pku.edu.cn | 职 称： | | 联系电话： | 86-10-62753901 | 地 址：： | 北京市海淀区颐和园路5号，北京大学生命科学学院 438-439,北京,中国 生物膜与膜生物工程国家重点实验室,北京大学,中国
& B* d6 ^' O. O+ jLaboratory of Molecular Biophysics, School of Life Sciences, Peking University, 5 Yiheyuan Road, Haidian District' {- _) G) M! D) d& G7 u% f
Beijing, China 100871 | 邮 编：： | 100871 |
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个人简历
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( b5 v/ C5 ^5 m1 C t; H科研领域描述 8 {- N- K3 y- A7 R1 C
分子生物物理学实验室7 b" V2 F3 K7 b* B
" [8 S# v- U! t7 n( C5 x0 m1 b! K
目前的研究主要聚焦于（但不局限于）以下几个研究方向：
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（1）动物对地球磁场的感受（磁感应受体），以及迁徙、导航的分子机理2 Y- m9 S- I0 d# c
（2）自然界色彩的生物物理学研究，从某种意义上来说，色彩是生物体对环境的一种结构性的适应，自然界的色彩包括色素色彩和结构色彩。结构色（Structural Color)、纳米自组装、变色龙的变色机理、章鱼的变色和隐形的生物物理学基础是我们的主要研究兴趣
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! ^0 t K' j# q; x0 W
2 O6 X2 @: h/ n6 GMy lab at Peking University focuses on receptor biology, and is pursuing research in two major directions: (I) The Molecular machanism of magnetoreception and navigation in animals and (II) Coloration and Structural Color (The color of an organism is a structural adaptation that helps it survive).
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Integration of structural biology, functional biology and computational biology in our research allows us to see the future of biological interactions at the higher resolution and indynamic. Almost 15 years of research experience on receptor and sensory biology, walking through a long journey from ecology, molecular biology,biochemistry, structural biology and biophysics, now we can tackle complex receptorproteins and understand fundamental biological questions at atomic level.
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* M6 N! j6 d5 ]; M
7 Q9 N3 B( _* T教育经历& i9 `( @0 @: |, p x" H m
2006 - 2006 , 毕业 , 高速数据收集和结构解析，大分子X-射线衍射学 , 美国Brookhaven国家实验室，生物系和国家同步辐射中心 , RapiData 2006 学习班
& U7 y; a( E; g3 [6 F. O2 Q' c1 S2001 - 2009 , 博士后 , Research Fellow, 分子生物物理学和结构生物学 , 哈佛大学医学院病理系，免疫疾病研究所（前身为"CBR 生物医学研究所"）
6 X# n' F+ v1 \1 P: A- @; h1996 - 2001 , 理学博士 , 蛋白生化和分子遗传学 , 中国科学院 遗传与发育生物学研究所 , （导师：陈受宜，张劲松）
& a2 X! A* Y, q/ U1991 - 1995 , 理学学士 , 生物学 , 湖南师范大学生物系
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执教课程5 V, E/ Q, U6 c0 {2 Y- F
生物物理学专题 , 主讲 , 三教 , 2014-
9 \* ~3 X1 C) e- d生物化学小班讨论课 , 小班主讲 , 文史楼 , 2011-
6 t* I, u, B' i- ]PTN模块课程，生物物理学导论
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6 D* k/ z6 P* r7 b5 x杂志编辑
. L3 c8 c! l+ ^! D9 {0 E# O常务编委 , 生物化学与生物物理进展 , 2014 - 至今4 x Q( l$ _3 q* `/ g" Q9 k0 x9 |" l
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代表性论文: `' z3 `& J( s* g- [
1. Siying Qin1†, Hang Yin1†, Celi Yang1, Yunfeng Dou1, Zhongmin Liu2, Peng Zhang3, He Yu4, Yulong Huang5, Jing Feng3, Junfeng Hao6, Jia Hao1, Lizong Deng3, Xiyun Yan3, Xiaoli Dong5, Zhongxian Zhao5, Taijiao Jiang3, Hong-WeiWang2, Shu-Jin Luo4 and Can Xie1*, A magnetic protein biocompass, Nature Materials, advance online publication, 16 November 2015 (DOI 10.1038/nature4484), 20158 |: R6 j( {! m8 u; P
# ~- S$ Q9 A0 q% b0 d6 |. B2. Christopher S. Kollmann, Xiaopeng Bai, Ching-Hsuan Tsai, Hongfang Yang, Kenneth E. Lind, Steven R. Skinner, Zhengrong Zhu, David I. Israel, John W. Cuozzo, Barry A. Morgan, Koichi Yuki, Can Xie, Timothy A. Springer, Motomu Shimaoka, Ghotas Evindar , Application of encoded library technology (ELT) to a protein–protein interaction target: Discovery of a potent class of integrin lymphocyte function-associated antigen 1 (LFA-1) antagonists , Bioorganic & Medicinal Chemistry , 2014 , in press (online published)
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发表于 2015-11-18 09:43
