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谢灿的文章《A magnetic protein biocompass》终于在《Nature Material》上发表了
，首先恭喜一下作者的文章发表。这也意味着，我们首次有机会比对谢灿与张生家的文
章，对两人关于“抢发”文章的争议做出有一个客观评价。
首先，我来总结并点评一下谢灿的文章所描述的研究成果。
总结：
文章回顾了目前已经提出的动物利用磁场定位的机理。第一，光感蛋白Cryptochromes
（Cry）可以在光线刺激下对地磁场产生反应，而缺失这个蛋白的果蝇会失去磁感应的
能力，因此Cry被认为对动物磁感应起重要作用。但是Cry本身不具备磁极性，因此不具
备指南针的功能。第二，由动物体内具有磁性的矿物质所形成“magnetite”被认为是
另一个磁感应的机制，这些磁性矿物质已经在多种动物的器官中被发现，但是有研究指
出这些矿物质与磁感应无关。
基于以上两点，谢灿在文章中提出一个猜想——应该存在一个具有磁性的蛋白，能与
Cry结合，并且具有磁受体的功能；谢灿将这个假设中的蛋白命名为MagR（“we
predict the existence of a protein which forms a magnetic entity (designated
MagR) that interacts with Cry and functions as the actual magnetoreceptor“
）。为了寻找满足上述定义的MagR，谢灿从存在于果蝇体内的含铁的蛋白中层层筛选，
最终锁定了一个能与Cry稳定结合的铁硫蛋白（CG8198），这个CG8198与细菌铁硫簇组
合蛋白IscA1同源（”Drosophila CG8198 is the homologue of the bacterial iron-
sulfur cluster assembly IscA1“）。
接下来，谢灿对此铁硫蛋白及其与Cry形成的复合结构进行了鉴定，发现此铁硫蛋白可
以线性排列，形成长链聚合物，而Cry会包裹在其周围，形成一个复杂的长棍形的大分
子结构。谢灿证实这个大分子可以对微弱的地磁场产生反应，并沿磁场方向改变角度。
这个大分子对磁场的敏感度归功于线性排列的铁流蛋白。
综上所述，谢灿文章的主要结果是证明了某一特定的铁硫蛋白，能与已知和磁感应相关
的Cry结合，形成纳米级大分子结构（“We are able to unambiguously prove that a
specific Fe-S cluster protein in animals interacts with the known
magnetoreception-related protein cryptochrome and forms a nanoscale
macromolecular complex）。
点评：
1、谢灿所提出的”MagR“，须符合两个条件：一是具有磁性，二是能与Cry结合。最后
从果蝇体内存在的含铁的蛋白中，筛选出了一个能与Cry结合的CG8198，即IscA1铁流蛋
白。然而，包括IscA1在内的铁流蛋白的磁性是已知的【1】，所以此文新颖的地方主要
是证实了铁流蛋白能与Cry结合形成大分子聚合物，并鉴定了其分子结构。
【1】Helmut Beinert et al., 1997. Iron-sulfur clusters: nature's modular,
multipurpose structures. Science, 277, 653.
2、文章证实了鸽子视网膜中同时存在Cry和MagR，但是并没有证实在活体生物中存在
MagR/Cry复合结构，也没有实验结果显示这样的复合结构对生物磁感应起到任何作用。
因此，MagR/Cry复合结构作为生物磁感应的机理，仅仅是一个猜想。
更多点评可以参考Nature News的新闻【http://www.nature.com/news/long- ... -discovered-1.18803】。
然后，来总结和点评一下张生家的文章《Magnetogenetics: remote non-invasive
magnetic activation of neuronal activity with a magnetoreceptor》。
总结：
文章首先回顾了目前已有的控制神经元活动的技术（”neuromodulation techniques“
），包括光遗传（optogenetics）和脑深层电刺激（deep-brain stimulation），并指
出其对脑组织损害等缺点。光遗传指的是，利用基因工程的手段将动物用于感知光线的
光感离子通道（如channelrhodopsin）表达到神经元的细胞膜上，以达到通过光来控制
神经元活动的目的。
张生家的文章中的磁遗传（“magnetogenetics”）与光遗传是同样的思路，即利用基
因工程将磁感应受体表达到神经元中，以通过磁场而不是光来控制神经元活动。张生家
将具有磁性的铁硫蛋白Isca1分别导入并表达到神经元（in vitro）中，通过荧光成像
和电生理记录到了在磁场作用下的神经元活动。张生家还将Isca1导入并表达到线虫（
in vivo）的肌肉细胞和触觉神经中，发现在磁场刺激下，线虫产生了收缩的动作。
文章提出磁遗传与光遗传相比的诸多优势，包括非侵入性、远程、穿透性、均匀性、和
安全性（“Magnetogenetics is noninvasive, remote, penetrative, uniform, and
safe.”）
综上所述，张生家文章的主要成果在于实现了通过磁遗传手段控制神经元活动的技术（
“The main discovery of our study is the neurotechnological and conceptual
invention of magnetogenetics.”）。
点评：
1、虽然磁遗传的概念由来已久，但是在张生家的文章之前，没有人研发出真正意义上
的磁遗传技术，主要是由于目前还没有人在动物中找到能够感应磁的神经元或受体。张
生家寄希望于铁硫蛋白的磁性，将Isca1铁硫蛋白表达到神经元里，尝试对神经元活动
的磁遗传控制，这其中有很大的运气因素。
2、文章中虽然利用铁硫蛋白，实现了控制神经元活动的磁遗传技术，但是并不清楚其
工作机理。
以上是对谢灿和张生家各自文章的从学术角度的分析，基于以上分析，下面我来尝试回
答一些张生家与谢灿的这场学术争端中的焦点问题。
1、谢灿在Nature Material上发表的研究成果，是否是张生家磁遗传研究的先决条件？
答案是否定的。张生家文章中磁遗传的必要条件是知道铁硫蛋白（Isca1）具有磁性，
然而铁硫蛋白的磁性早已有研究证实，因此不是谢灿文章中的原创发现。谢灿的研究成
果的重点是与Isca1与Cry结合形成的，而张生家文章中并没有用到这一点。
2、张生家文章和谢灿文章是否包含相同内容？
张生家和谢灿在各自的文章中分别使用了“MAR”和“MagR”的名字。因此表面上看来
，张生家的文章中包含谢灿当时未发表的结果。然而在张生家的文章中，所谓MAR单纯
是将Isca1重命名，以突出其作为实现磁遗传的一个技术；在谢灿的文章中，所谓MagR
是指任何具有磁性、且能和Cry结合的蛋白，以突出其MagR/Cry复合结构用于动物感知
地磁场的猜想。因此，MAR和MagR虽然名字相近，但两者属于不同的概念。除此之外，
两文章没有任何相同的实验或结果。
3、谢灿是否应该加到张生家文章中的共同作者之列？
谢灿认为具备磁感应受体功能的MagR是他耗费大量精力筛选出来的（“Xie says that
he used a painstaking whole-genome screen to identify a protein containing
iron and sulfur that seems, according to his experiments, to have the
properties of a magnetoreceptor.”）【2】，因此张生家使用其提供的MagR蛋白则
应将自己包括在共同作者中。
然而事实上，谢灿之所以耗费大量精力筛选MagR，是为了满足”能和Cry结合“这一个
条件，而最后筛选出的Isca1铁硫蛋白的磁性是已知的。张生家的文章中所述磁遗传，
只用到了Isca1的磁性而没有用到其能与Cry结合的性质，也就是说，张生家的文章没有
用到谢灿文章中的原创结果。
当然，张生家之所以会注意到具有磁性的Isca1这个铁硫蛋白，是因为机缘巧合认识了
谢灿，并且使用了谢灿提供的质粒和抗体。从人情角度张生家可以选择把谢灿放到共同
作者里，但是把其贡献放在致谢里的确符合学术规范。
【2】http://www.nature.com/news/chinese-scientists-row-over-long-sought-protein-that-senses-magnetism-1.18397
综上所述，我认为张生家与谢灿关于文章署名之争和发表先后之争已经可以停息了。现
在两人的文章各自发表，各自均不再共同作者之列，各自文章的内容也没有冲突，犹如
两人从未合作过一般。然而笼罩在这场争议背后最大的谜团依然没有揭开——据Nature
News证实，这场争议最初是由鲁白向清华状告张生家窃取其实验材料和想法（“
Documents seen by Nature show that the university has launched an
investigation into Zhang's actions after Lu complained that Zhang stole his
research materials and ideas
”）【2】，因此鲁白在这场争议中到底起到了什么样的作用？张生家与谢灿合作的破
裂是否有鲁白的参与？我十分期望清华和北大能够公开其调查结果，不要遮遮掩掩，将
这件事背后的真相公之于众。 |
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