夏老师在 PubMed 冲浪时,刷到了浙江大学发表于影响因子 14.5 分的 Cell 子刊 Molecular Cell 上的一则回应(Response)。回应这类内容往往暗藏玄机,通常意味着原文章可能遭受了质疑(
我们都知道,科研的过程中,通过严谨的推理以及合理的实验设计,是可以让课题尽量趋近于真相的,在科研的推理过程中,使用归纳法和演绎法,才是科研本身该有的样子,对于质疑其实也不必太过担心,不清楚科研推理以及演绎法和归纳法的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼?》系列
)。带着好奇,夏老师接着往下查看,果不其然,一篇质疑文章映入眼帘。这瞬间勾起了夏老师的兴趣:究竟是什么原因引发了这般质疑?最初发表的那篇文章实际研究情况如何?后续的回应又是否合理呢?
探寻答案,得从原文章入手。夏老师随即仔细研读了浙江大学最早发表在 Molecular Cell 上的这篇论文。文章聚焦于 AMPK 信号通路(
这是生物领域中常见的响应能量变化的信号通路。AMPK信号通路通常玉ATP和ADP的浓度有着密切的关系,倘若你对 AMPK 不太熟悉,强烈推荐去翻阅《信号通路是什么鬼?》系列内容,其中详细阐述了 AMPK 与 ATP、AMP 以及糖代谢之间千丝万缕的联系
)。客观来讲,这篇文章极具看点。从创新性层面,再到中间一系列严谨的验证内容,都展现出了较高水准。不过,在文章收尾部分,确实存在一些容易让人觉得不够严谨的地方。接下来,就让我们一同深入剖析这篇文章:
在正式研读这篇文章之前,我们有必要先熟悉 AMPK 信号通路。AMPK 由 α、β 和 γ 三个亚基构成,激活状态下,由 AMPKα 负责对下游分子进行磷酸化操作(
需要注意的是,这种磷酸化作用并非一概而论地起到激活效果,在某些情况下,也会呈现出磷酸化抑制现象。AMPK 下游广泛影响着众多其他信号通路的传导,堪称经典信号通路之一。若对其不甚了解,可回顾《信号通路是什么鬼?》系列加深理解
)。而这篇文章着重讲述的,便是 AMPKα 和 AMPKγ 这两个亚基之间的关联:
研究团队率先运用 CRISPR 技术,分别敲除了两个 α 亚基(αDKO),或者三个 γ 亚基(γTKO)。实验结果显示,当缺失 AMPKα 后,即便处于低葡萄糖条件下,eEF2 的磷酸化依旧能够被激活;然而,当缺失 AMPKγ 后,在相同的低葡萄糖条件下,却无法激活 eEF2 的磷酸化(
这其实也就是柯霍氏法则的验证,通过缺失某个关键因素,查看对于表型所产生的影响,而这一现象表明,在能量胁迫环境中,eEF2 的磷酸化过程很可能受 AMPKγ 的影响,而非 AMPKα,不清楚柯霍氏法则的话,可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》
):
实际上,这一结果已然相当有趣。鉴于 AMPKα 和 AMPKγ 本身能够形成复合体,而通过上述验证却发现,AMPKα 和 AMPKγ 的功能或许各自独立,即 AMPKγ 存在不依赖 AMPKα 的独特功能。研究团队进一步借助 AMPK 变构激活剂展开分析,结果表明,变构激活并非影响 AMPKγ 激活 eEF2 磷酸化的关键因素;与之相反,使用能量抑制剂却能够有效激活 AMPKγ 对 eEF2 磷酸化的促进作用。此外,AMPKγ 的核苷酸结合位点一旦发生突变,便会对其影响 eEF2 磷酸化的能力产生作用,且这些影响均不依赖于 AMPKα:
明确了这一点后,新的疑问随之而来:AMPKγ 究竟是如何对 eEF2 磷酸化产生影响的呢?研究团队首先将目光投向了 eEF2 磷酸化激酶 eEF2K。eEF2K 虽然能够受到 AMPK 的调控,但调控 eEF2K 的并非只有 AMPK。基于此,研究人员对 eEF2K 上受上游调控的磷酸化位点进行了突变操作(
这一验证方法相当巧妙,本质上是柯霍氏法则的筛选过程。通过这种方式,能够精准分析出究竟是何种上游因素作用于 eEF2K 的激活,同时有效避免了肯定后件的逻辑谬误。若对柯霍氏法则和肯定后件不太熟悉,可参考《轻松的文献导读》《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》以及《信号通路是什么鬼?》系列加以学习
)。通过突变实验,他们发现 AMPKγ 并未通过 eEF2K 对 eEF2 产生磷酸化激活作用;而 mTOR 对 eEF2K 的磷酸化激活作用却十分显著。这就意味着,在能量胁迫条件下,AMPKγ 对 eEF2 产生的磷酸化影响,并不依赖于 mTOR - eEF2K 轴:
这一结果着实令人费解。既然 AMPKγ 对 eEF2 的磷酸化激活并无直接影响,那么研究团队提出了全新假设:假设 AMPKγ 影响的是 eEF2 的去磷酸化过程。(
假设的迭代,就是一篇文章推进的关键,通过之前的实验结果,得到一定的总结,而通过汇总这些结果后,确定下一步要研究的方向,并提出一个新的可证伪的命题,这就是假设的迭代,不清楚假设迭代的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼?》系列
)该如何理解这一假设呢?简单来说,就是假设 AMPKγ 能够通过抑制 eEF2 的去磷酸化,进而维持 eEF2 的磷酸化水平。那么,如何找出这个潜在的 eEF2 去磷酸化酶呢?这个去磷酸化酶需要具备两个关键特征:其一,能够与 AMPKγ 相结合;其二,能够响应能量胁迫条件下对 eEF2 的去磷酸化。经过一系列筛选,研究团队锁定了 PPP6C:
进一步研究发现,当出现葡萄糖剥夺情况,以及 AMP/ATP 比例发生变化时,PPP6C 与 AMPKγ 的结合程度提高:
同时,研究团队分析了 AMPKγ 上核苷酸结合位点突变对其与 PPP6C 结合的影响,结果显示,突变后两者结合能力明显减弱。此外,AMPKγ 还会通过 PPP6C 调节能量胁迫下的蛋白质合成:
其实,看到这里,不知大家是否已经察觉到这个验证过程中存在的一些问题,而这些问题极有可能成为被人诟病的关键所在。原因何在?在分析 AMPKγ 和 PPP6C 的结合情况时,研究团队并未对 PPP6C 进行突变,而是选择突变了 AMPKγ 的 CBS(胱硫氨酸 β 合酶结构,即腺苷酸结合位点)。如此一来,AMPKγ 是否通过 PPP6C 对下游产生影响,便存在一定的不确定性。虽然 AMPKγ 和 PPP6C 能够结合,且 PPP6C 也会响应能量胁迫,但这并不足以确凿证明 AMPK 一定是通过 PPP6C 产生影响的。毕竟,从验证逻辑角度来看,关键验证点理应在于 PPP6C(
不知大家读到此处是否能够理解这一表述的含义,实际上这涉及到充分条件假言推理中的肯定后件问题,由于命题中对于概念外延的不明确,就会导致类似的科研逻辑谬误。若对此不熟悉,可查看《科研的推理和逻辑:从实验台 到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼?》系列进行深入了解
)。最后,研究团队还分析了 AMPKγ 会通过 PPP6C 影响的下游其他蛋白的磷酸化调控:
最终,研究成果形成了这样一幅示意图:在能量胁迫条件下,AMPKγ 会通过结合 PPP6C,抑制 PPP6C 的去磷酸化功能,从而影响下游 eEF2 的磷酸化,并且这一过程独立于 AMPKα 和 mTOR - eEF2K:
总体而言,这篇文章在创新性方面表现卓越,验证过程也相对严谨,后期引入 PPP6C 更是为研究增添了新的视角。不过,在最后的验证环节,确实存在一些细微瑕疵,而这些瑕疵很可能成为他人质疑的切入点。至于这篇文章究竟是如何被 “质疑”,以及研究团队又是怎样回应的,我们留待下次再探讨。好了,今天的分享就先到这里。倘若大家感兴趣,不妨去研读一下原文,这篇文章的研究思路确实十分精妙,祝愿大家在科研探索之路上都能保持敏锐的洞察力,收获满满。今天就策到这里吧,祝你们心明眼亮。
喜欢夏老师讲文献
的话,
可以点点星标,点点赞,点点“在看
”,多分享多转发。
目前夏老师已正式出版11本书,想要的可直接点以下微店小程序直接购买: