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2013理化生诺奖之三国群英传

时间:2013-10-12 10:58来源:科学网博客   作者:未知 阅读:


有道是:万千世界花,诺奖生理化,今儿说一段,江湖闲话。各位看官,诺奖这玩意儿其实离咱还相当有距离,急功近利这毛病不改掉,等到地球都变成渣渣那咱还是拿不着。所以咱落后,那不丢人,可问题是技不如人还装13,那就是无耻了。今年三个诺奖,我还真是不陌生。化学奖不用说了,QM/MM分子动力学这一套算是经典理论计算的方法了,至于在生信,那不过仅仅是其一个应用而已。生理学奖这个我是外行,可有人是行家,所以前天我搬了个马扎专门听其八卦这个奖的缘由。物理奖发给Higgs,对,我不做这块儿,可问题是现实讲究的是,关键的地方得有人啊,有请豆子妈!博士专业是高能唯象物理,专门玩Higgs粒子。

 

一、物理奖之Higgs粒子

   先说个我最不熟悉的吧。各位搞粒子物理的高抬贵手,看豆子妈也是同行的份上放我一马哈。不搞粒子物理的也别随便乱拍,惹毛了豆子妈那不是闹着玩的。当年追豆子妈的时候那确实还真是认真了解了一下粒子物理的情况,为了防止玩忽悠出漏子,中午专门拿了豆子妈还有她侯师兄的博士论文来仔细读读。讲了很多次啦,咱数理背景差,豆子妈的论文在我看起来跟天书也没啥区别。所以咱看了个稀里糊涂,那也只好稀里糊涂讲。当年问未来的豆子妈,说你们整天都鼓捣个啥?豆子妈讲,这个吧,其实都怪老杨,当年老爱说宇称守恒,大家信了不就完了?他非要整出个宇称不守恒,好嘛,这下捅马蜂窝了。问题是你怎么解释这个宇称不守恒呢?所以1964年Higgs等六人就提了个Higgs机制,也就是电弱对称性自发破缺机制,关键就在这个自发破缺,就是因为这个自发破缺,产生了一个具有质量的实标量场,这就是Higgs玻色子。这玩意儿有啥用呢,那是因为有个“标准模型”来统一电磁和弱相互作用,那就说这个Higgs粒子很重要,如果没有它呢,其他的粒子都没有质量,那也就是不存在;如果它存在呢,那么通过碰瓷就能衍生出各种各样其他的粒子,然后形成我们这个世界。我说,重点,重点在哪儿呢?你找着不就完了?豆子妈说,问题是,找不到。找不到这玩意儿不奇怪,这个世界大了去了,找不到的东西多了,可有什么不得了的地方吗?有!因为所有这个模型预测由这个粒子衍生出来的其他粒子都已经被实验证实了,唯独这一个没被发现!得,这下天下大乱了,怎么办?怎么办?这个模型是典型的鸡生蛋模型,你不把这只鸡揪出来,这群蛋怎么能体面地活下去啊?所以学者兵分两路,一路做实验,一路做计算,豆子妈就是搞计算的。好像当年费米实验室有那么个对撞机Tevatron,结果搞了好多年楞是run不出结果。豆子妈最受打击的是,当年有一篇论文,根据已有的三组实验数据算Higgs粒子可能存在的区域,结果奇迹出现了:这三组数据居然没有交集!豆子妈说:这都啥玩意儿?计算不靠谱啊!我说那你们搞理论的怎么办?豆子妈说这简单,搞理论的对这种小儿科的问题毫无压力,再提一个没有Higgs粒子的超标准模型那不就得了。从此豆子妈大受打击,坚决不再碰科研,这是后话。后来欧洲要建LHC,也就是大型强子对撞机,这玩意儿具体还能干啥我知道,豆子妈说,烧这么多钱就为了捧Higgs拿个奖,至于吗?我说不对啊,我们搞生物的需要解析结构,是需要加速器的。豆子妈说你懂个啥?这个LHC的能量太高了,啥玩意儿进去了都给你打成渣渣,哪有什么结构出来?当然后面的结果大家都知道,那就是LHC就像当年的人类基因组计划一样,在一批争议和指责声中终于建好了。你还别说,银子砸够了那还就真的能出好东西,去年Higgs粒子据说是基本找到了。问过豆子妈,说你不做科研亏大发了吧?豆子妈很淡定:那又如何?搞物理的还不是得照样过日子?Higgs粒子,或者“上帝粒子”重要不重要,这个还是让专业学者来评判。但“上帝粒子”这个概念本身的深入人心以及吸引力,那真不是一般的强。豆子妈有回理发,就在合肥汪氏兄弟那家,就聊到专业,理发师突然来一句:是不是上帝粒子?哇塞,豆子妈当时真是被彻底震撼了,物理有这么大的影响力吗?

    以上算是我所知道的Higgs粒子。这玩意儿,既不能吃,也不能喝,没有任何并且没有可能有任何实用价值。关于这方面豆子妈还给我找了个专门介绍Higgs玻色子的ppt (Claus Grupen 原作, 葛韶锋 注释,应该是:http://blog.sciencenet.cn/u/gesf)。其中有张很经典的漫画如下:

    这意思是,如果存在Higgs粒子,那么它必定会留有痕迹,但如果产生了鱼和鸭子,那就很奇怪了。物理学家并不是为了钱而研究Higgs粒子的,既然产生不出鱼和鸭子,当然也不可能产生Money了。中国人将鱼和熊掌不可兼得,老外讲的是鱼和鸭子都不可得 (注:这部分抄自葛的ppt,致谢一下!)。有意思不?更有意思的是,LHC本来预期是08年投入运行,并且预算是60亿欧元,结果因为欧洲金融危机,一直拖到09年底才开工。哦,顺带推荐一下李淼老师的新书《越弱,越暗,越美丽》,其中有一部专门讲LHC,说欧美这帮有钱人真是吃饱了撑的,你丫整个欧洲都快要饭了,你还花天价弄这一破玩意儿,就是想搞清楚这玩意存不存在。问题是它存不存在关你毛事儿?它存在你还不是一样要准备要饭?能理解吗?不能理解那就说明你的档次明显不够。就是因为国内不能理解这个道理的人太多,所以咱离诺奖才会越来越远。

   这一部分,用Feynman经典的一句话来形容,那就是XX确实可以产生某些实际的结果,可你并不是因为要获得这个结果才XX,对吧?越弱,越暗,越美丽。 (本部分致谢豆子妈,豆子妈的师兄,葛韶锋博士的ppt,李淼老师的新书)

 

二、化学奖之分子动力学

   昨天简单介绍了一部分,今天继续扯。话说我的博文出来,一帮人不高兴了:说人家是靠MD模拟,也就是分子动力学拿的奖,关你生物信息学啥事?所以我反复强调,隔行如隔山。这个意思就是,别跟兄弟我斗生信了行不?你一外行跑咱这领域来跟专业的斗,要让你斗赢了我以后怎么出去混?搞生信的被非专业的斗趴下了,那生信这个专业都不如关门大吉得了。所以,这就得说说咱这个领域的渊源。生物信息学,有这个名字之前还有另一个名字,叫Computational Biology。Bioinformatics这个名字是林华安起的。好,那么这俩名字有啥区别呢?基本上来说就是炒一盘西红柿鸡蛋和炒一锅西红柿鸡蛋的区别。我从开始读研究生,这俩儿词大家都是混用的,装时髦的就用Bioinformatics,装深沉的就用Computational Biology。这两年给学生讲课,琢磨出来了,这俩有那么一点点的区别,那就是database-like。简而言之就是,计算生物学如果数量小,那就是Computational Biology,如果数量多,那就是Bioinformatics。当然怎么定义这个数量就是个问题,比方说,我收集了10个蛋白质,我就说这是个小数据库,那这也就成了Bioinformatics。反之,你做100000个分子的分析,你非要说这个不叫数据库,那也可称为Computational Biology。外行估计晕了吧?晕了那就对了,咱领域最顶级的那帮大佬们都扯不清这俩名字的概念,外行那就只能扯淡了。

   生物信息学是正儿八经的三国。咱得切题哈,今儿咱聊得是三国演义,注意不能跑题。哪三国?结构、序列和网络。怎么算呢?网络最弱,可以算是刘蜀;序列最强,那是曹魏;结构重要,那是孙吴。就这三家,大家尿不到一壶的,至少在目前,谁也不能代替谁,谁也不能吃掉谁。就咱这个领域,最早流行的那是序列,代表人物有Dayhoff, Temple Smith等,虽然林华安提出Bioinformatics这个概念,并且虽然Temple Smith始终认为自己是个Computational Biologist,可却是大家公认的“生物信息学之父”。后来MD兴起之后,搞计算生物的很激动,觉得找到法宝了,所以拿这个来做结构。这其中Michael自然是代表性人物,称之为天皇巨星那也不过分。MD做生物要干啥的?这个上一篇提过,解决几个主要的问题:1) 药物的辅助设计;2) 蛋白质的折叠机制;3) 蛋白质设计。1现在已经是普遍应用了,哪个研发新药的公司敢不做计算机辅助药物设计?Micheal发奖的理由是建立复杂化学系统的多尺度模型,所以一帮人蹲那里argue说这是个化学的方法,所以奖的是化学。可是问题是这模型不带解决问题的?你见过不解决问题的模型?Stanford官网上是这么说的: 

   Levitt's work focuses on theoretical, computer-aided analysis of protein, DNA and RNA molecules responsible for life at its most fundamental level. Delineating the precise molecular structures of biological molecules is a necessary first step in understanding how they work and in designing drugs to alter their function.(http://med.stanford.edu/ism/2013/october/nobel-levitt.html)所以他只不过是拿个化学的方法解决生物学问题。简单建个模型不解决问题不大可能发奖。另外,Stanford的官网上另一个介绍很有意思: 

   Michael Levitt, professor of structural biology at the School of Medicine, has won the Nobel Prize in Chemistry. (http://news.stanford.edu/features/2013/nobel/) 呵呵,看见没?人家还说他是结构生物学的教授呢!当然喽,他还真是靠结构生物信息拿的奖。估计我偶像要哭了,看见没?咱生信的人就是洒脱,啥Computational Biology还是Bioinformatics啊,人家是玩Structural biology的!另外,Michael做他这模型,还用到数学呢,还用到物理呢,要不要说人家是数学家,物理学家啊?

   还不服?下午Shirley专门发了封信过来,说:Saw the blog comments that people don't believe that Michael Levitt is really a computational biologist. Please see below how Stanford considers him, A TRUE COMPUTATIONAL BIOLOGIST! 还把Lloyd B. Minor的信转过来,有点儿长,我不全贴了哈,捡重点的贴贴:

Dear Stanford Medicine Community,

With the latest Nobel announcement coming out of Stockholm this morning, Stanford Medicine has added yet another laureate to our roster. Please join me in offering sincerest congratulations to Professor Michael Levitt, winner of the 2013 Nobel Prize in Chemistry. Mike and his two co-winners received the award for pioneering the field of computational biology and giving us new platforms for understanding complex chemical systems and biological processes.

...

In this Century of Biology, so much scientific discovery has been made possible by the dramatic increase in computing power, a development made particularly stark when compared with the computing power available to Mike when he did his now Nobel-recognized work in his early 20s. But no amount of computing power alone will uncover any profound truths about health and disease. For this we must thank Mike and his colleagues for developing the methods and models that make computers such powerful tools of understanding.

As the Nobel Committee has recognized, here at Stanford we are developing the paradigms and platforms of modern scientific discovery that are every day leading to practical improvements in human health. Mike’s research has already been used by Silicon Valley to help optimize pharmaceuticals such as the anticancer therapy Avastin. For our patients, advances such as these come full circle, transforming the care they receive at our hospitals. Through this cycle, from discovery to delivery, Stanford is leading the biomedical revolution.

   行了,到此打住了,不服的自己给Stanford写信去抗议,懒得反驳了。咱继续说生信的发展。MD其实红火也没多少年,等人类基因组搞起来,大家都去玩序列了,毕竟序列分析需要解决的问题更多。这里咱得重点夸一下华大,引领基因组的潮流啊,SOAP系列在生信这个圈里那是响当当的,早晚得写到教科书里,当然,肯定是写到生信的教科书里。

   这一部分,总结来说,那就是不服去找Stanford算账去。恭喜Michael,伟大的计算生物学家!(本部分致谢Shirley,师哥,屹哥,任胖,还有士勇)

 

三、生理学或医学奖之囊泡运输

   不好意思,这部分不是我的菜,不过问题是我还是有高人指点。有请断了腿又接上但是心理憔悴到崩溃的老马登场!老马很有型的说:别掰了,哥们出来说两句正儿八经的。好嘛,我搬了个马扎边上听了一下午。

话说囊泡运输这又是一个三国。所谓三国魏、吴、蜀,大家可能还忘了一个,那就是辽东之王公孙度。啥?不知道公孙度是哪路神仙?得,别光看三国演义啊,那是一忽悠,正儿八经的你还得看公孙度。话说公孙度那才是超牛,天下正准备大乱了,二话不说就钻辽东称了王,还顺便灭了棒子,然后一边嚼着长白参,一边坐看中原打的你死我活。等到中原统一,那好,投降!归顺朝廷继续当安乐王爷。所以三国第一牛人其实是公孙度,轻轻松松取天下,端的轻松啊。那囊泡运输谁是公孙度?当然是Randy Schekman (RS),大家还在迷糊呢,他倒好,上来就狂克隆了一堆基因摆那里:反正谁做都逃不出这圈,谁发奖都得带上兄弟。得了,这位把大坑挖好,然后就优哉游哉去了。谁是曹操?James Rothman (JR)。老马说,JR那不是一般人,很早大家都知道他就是奔诺奖去的,所有人都觉得他拿奖那是早晚的事情。为啥?第一,此人做报告极其有感染力,所有听过其报告的人无一不被折服。第二,此人物理学背景超强(瞧见没?还是得学好数理化啊!),他做东西就一个风格:minimum,一定要简单,让所有人都得能听的懂。所以看Nobel官网上贴出来的这三位的第一反应,JR的第一个词就是machinery。所以他要搞清楚的就一个问题,那就是什么是囊泡运输的minimum machinery。

   问题是三国三国,那就不能是一家独大。有没有踢场的?有啊,有请势力雄厚的孙权Thomas Sudhof (TS)登场!TS那是绝对的明星,精力旺盛,publication最多,发现钙离子传感器Synaptotagmin在神经细胞里的作用,关于TS的贡献之前有专门的博文介绍,咱就不掰了。还有一家呢,那就是Axel Brunger (AB),第一个解析出SNARE的大牛,因为JR和TS实在太强,所以只好算是刘备。

   囊泡这玩意儿有问题吗?有,三家关注的问题其实就一个,那就是什么才是minimum machinery。所以很多人,比如说戴前辈,您都不知道这三家在斗个啥,就在那里黑11没拿奖,人家招你惹你了?三家争就争这个。三家的观点如下:

1. 曹:SNARE。支持者:JR,Reinhard Jahn (被低估的猛人,当年JR认为SNARE是反向结合的,RJ说哥们你喝高了吧?应该是N端对N端,C端对C端,像拉链一样的。当时JR说,你等会儿,我想想。回去之后二话不说,立即把文章撤回来修改模型。所以此事,第一,枭雄那就是枭雄;第二,RJ真强悍啊)

2. 吴:Munc18 + SNARE。支持者:TS, Josep Rizo (JR, 不解释)

3. 蜀:SNARE + Synaptotagmin。支持者:AB。

   哦,对了,还有RS呢!RS说,不好意思,哥们你们慢慢斗,我喝茶先。反正江湖再险恶,那也险恶不到RS头上了。所以这三家那斗起来可是相当的激烈。毕竟最多还剩两个位子,三家人怎么做的下啊。所以AB最先落如下风,这是因为,在神经细胞里,Synaptotagmin是必须的,但是在其他细胞里就不是了,而因为诺奖要发一个普适的机制,太局限怎么可能发出去?剩下这两家继续斗,斗着斗着发现,哎,不对吧,有两个位子,那还不如一家做一个得了。所以JR率先提出停战,和解,瞧瞧,有气度吧。然后向TS承认,说我觉得吧,还是老弟你这个模型提的高明,SNARE没有Munc18怎么行呢?然后拍胸脯,说兄弟你放心,哥哥我支持你!TS一听这话,当场就感动的热泪盈眶,说大哥你真是明白人啊!好,就这么和解了。瞧出不对劲了吗?Munc18 + SNARE对,那不就说明SNARE这个模型是错的吗?JR可是曹操啊!几时见过曹操肯向人低头的?当然喽,也不是没有,比如,这次。JR正式向学术界宣布:咳咳,第一,以后JR和TS就是一家了;第二,Munc18那是必须的!第三,这个吧,Munc18跟SNARE不是相互作用吗,那其实Munc18就是SNARE的一部分而已,所以还是SNARE,哎,TS, 你别晕啊,120,赶紧的!所以,枭雄啊,真是枭雄!不服不行了吧?这样的水平不拿奖,并且还不排在第一位,那评委们真是犯傻了。很多人不高兴了,说老大老大,别急着拿奖啊,您这个还没说清楚呢,什么这个蛋白质也跟SNARE相互作用,那个也调控,这东西还没搞清楚您急着拿奖?往着一帮满脸不爽的小兄弟们,JR很淡定的说了两个字:Who cares? 

   本部分结语,small, but beautiful,很精致、很简约。反正minimum解决了,谁还有空关心那些细节?此外,咱这是三国演义啦,故事讲了那就得了,学术圈嘛,大家学术争议很正常,夸大点儿哈,不能说我不敬。(本部分致谢超级能八卦的老马,以及搞结构的偶像)

(责任编辑:泉水)
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