20190426 實(shí)驗(yàn)失敗,可能只是心里沒(méi)“數(shù)” 012

【背景】我多年一直從事核酸適配體篩選技術(shù)研究,論失敗次數(shù),估計(jì)全球能排上前幾名。這里是自己十多年的血淚教訓(xùn)的一點(diǎn)總結(jié)。如果你也碰到實(shí)驗(yàn)不順,或者實(shí)驗(yàn)沒(méi)有進(jìn)展,推薦閱?。?!

回想自己多年的實(shí)驗(yàn)失敗經(jīng)驗(yàn),無(wú)數(shù)眼淚和汗水,其根源都?xì)w結(jié)為一點(diǎn):那就是自己缺乏“數(shù)量意識(shí)”。

如果從根源上追求,可能是因?yàn)槲业倪m應(yīng)能力超強(qiáng),不管是在何種惡劣條件,都能生存下來(lái),導(dǎo)致潛意識(shí)里覺(jué)得,那些我的實(shí)驗(yàn)對(duì)象(細(xì)菌、細(xì)胞和小鼠)也像我一樣。但實(shí)際上,它們比我脆弱得多,實(shí)驗(yàn)失敗,就是它們對(duì)我的表白。

言歸正傳:所謂的數(shù)量意識(shí),就是在做任何實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,務(wù)必要有“量”的概念。用數(shù)字化的語(yǔ)言去描述你的研究對(duì)象,而不是模糊的、定性的語(yǔ)言去描述。

是不是覺(jué)得很可笑?這么簡(jiǎn)單的問(wèn)題,還用一本正經(jīng),大張旗鼓地來(lái)介紹。

說(shuō)實(shí)話,今天專門花時(shí)間來(lái)說(shuō)這件事,的確是有感而發(fā)。我在實(shí)驗(yàn)室組會(huì)上,經(jīng)常講,反復(fù)講,但未必每位小伙伴都能聽(tīng)進(jìn)去,都能領(lǐng)會(huì)到。如果都不能深切領(lǐng)會(huì),根本不會(huì)貫徹到自己的實(shí)驗(yàn)中。

我看到很多實(shí)驗(yàn)的記錄是這樣的:如結(jié)合的熒光值比上一次弱;如實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好;如PDL1表達(dá)量比xx細(xì)胞高等等;這次實(shí)驗(yàn)有污染;類似的記錄。

為什么要說(shuō)量?

這世界唯有數(shù)字是客觀的,可以比較的。如果只是描述性的語(yǔ)言,不同的人理解就完全不同。

比較一下中外食譜,體會(huì)一下。

外國(guó)的快餐,加工方法是 185度,炸10分鐘;換成中國(guó)的美味食譜就是:蔥蒜熗鍋,加入鹽少許,xxx,油炸至微黃。

注意一下:少許是多少?微黃是多黃? 碰上色盲就完蛋。

我做aptamer篩選實(shí)驗(yàn)不順,其實(shí)是自己的出身不好。以前是分子生物學(xué)出身。搞搞克隆,表達(dá)個(gè)蛋白等等。這些實(shí)驗(yàn)很多時(shí)候,某個(gè)成分多點(diǎn)少點(diǎn)真沒(méi)啥關(guān)系。配的培養(yǎng)基咸點(diǎn)淡點(diǎn),鬼知道啊。至少我不知道,只有那些細(xì)菌知道,但它們通常不說(shuō)話,還繼續(xù)干活。

后來(lái)做篩選,這實(shí)驗(yàn)看似簡(jiǎn)單,實(shí)則巨復(fù)雜。到現(xiàn)在,全球我認(rèn)為也沒(méi)完全搞明白里面的道道。

【不過(guò),我們現(xiàn)在篩選還是很有信心的。今年最低目標(biāo)篩選二十個(gè)蛋白的適配體應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題。還開(kāi)發(fā)有小分子適配體篩選試劑盒】

核酸適配體篩選是個(gè)非??简?yàn)實(shí)驗(yàn)者技能的。因?yàn)橹芷诤荛L(zhǎng),從前到后步驟很多,任何一環(huán)出了問(wèn)題,都會(huì)導(dǎo)致徹底失敗。之前很多年的失敗,都是因?yàn)槿狈?shù)量意識(shí),做實(shí)驗(yàn)時(shí)我很勤奮,一路高歌猛進(jìn),后來(lái)都以失敗告終。

我這樣做也的確有客觀的原因,我開(kāi)始做篩選的時(shí)候,對(duì)于整個(gè)篩選過(guò)程還極少有監(jiān)測(cè)點(diǎn),缺乏監(jiān)測(cè)篩選進(jìn)程的方法。自己慢慢摸索的多年,才建立了一系列的檢查點(diǎn)。因?yàn)橛辛诉@些檢查點(diǎn),才可以信心慢慢地知道每一步的是否走在正確的路上。對(duì)于常規(guī)的篩選,實(shí)驗(yàn)室的多數(shù)小伙伴已經(jīng)能夠掌握這些檢查點(diǎn),能夠建立數(shù)量意識(shí)。但對(duì)于新的實(shí)驗(yàn),他們依然會(huì)告訴我說(shuō):這次實(shí)驗(yàn)不好,這次實(shí)驗(yàn)失敗了,這個(gè)結(jié)合比較弱。數(shù)量意識(shí)依然沒(méi)有深入每個(gè)人的骨髓。

碰到這種情況,有時(shí)候真想大喊,“告訴我數(shù)據(jù),我要數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)”?!狙芯可遣皇前l(fā)現(xiàn)你的導(dǎo)師也這德行?如果是,記得點(diǎn)個(gè)贊】恭喜你,你找了一個(gè)好導(dǎo)師。

為什么要不斷強(qiáng)調(diào)“量”?

有了數(shù)據(jù),就可以客觀地去比較。如果只是描述性的結(jié)果,你永遠(yuǎn)不知道今天的黃色和上個(gè)月的黃色哪個(gè)更黃?你根本也無(wú)法知道哪個(gè)結(jié)果更好。

我清醒地意識(shí)到自己在數(shù)量意識(shí)方面的缺陷,是實(shí)驗(yàn)室來(lái)了一位工程學(xué)院的學(xué)生,對(duì)生物實(shí)驗(yàn)一竅不通,但是居然順利建立了一種適配體的篩選方法。每次實(shí)驗(yàn)之后,他都會(huì)狂算一通,給出直觀地圖表,數(shù)據(jù),求出變化斜率,求導(dǎo),或者用軟件在模擬一下等。開(kāi)始我還不以為然,之后突然意識(shí)到我恰好是我欠缺的。我之前就是沒(méi)有明確的數(shù)量意識(shí)。雖然,在意識(shí)到這點(diǎn)之前,我們的篩選實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不錯(cuò)了。從小分子、小肽、蛋白、病毒、細(xì)胞、細(xì)菌都成功篩選過(guò)。但我意識(shí)到,如果想再往前走,如果想徹底搞清楚篩選的機(jī)理,必須要有“數(shù)量意識(shí)”,讓每一個(gè)環(huán)節(jié)都用數(shù)據(jù)來(lái)表示,這樣才有可能透徹理解實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。

很多研究過(guò)程當(dāng)中,如同我的研究一樣,有很多的過(guò)程環(huán)節(jié)是很難去做量化的,這通常就是實(shí)驗(yàn)舉步不前的原因。你必須努力找出可以量化的東西,或者努力設(shè)法去量化你的實(shí)驗(yàn)。

缺乏數(shù)據(jù)意識(shí)會(huì)導(dǎo)致以下結(jié)果:

第一實(shí)驗(yàn)重復(fù)性不佳,這次實(shí)驗(yàn)的條件和下一次稍有差異,宏觀上我們可能無(wú)法覺(jué)察,但客觀上可能會(huì)帶來(lái)變化。話說(shuō)我一直強(qiáng)調(diào)數(shù)量,真的不是說(shuō),數(shù)量有點(diǎn)差異,實(shí)驗(yàn)一定做不出來(lái)。有些實(shí)驗(yàn),多點(diǎn)少點(diǎn)真沒(méi)關(guān)系。但是,如果你想讓實(shí)驗(yàn)可重復(fù),可比較一定得遵循客觀可量化的標(biāo)準(zhǔn)。

第二,無(wú)法發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗的原因。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)的話,我們很難去做進(jìn)一步的深入分析,很難去查找問(wèn)題。所以經(jīng)常有學(xué)生說(shuō),實(shí)驗(yàn)結(jié)果不好,但怎么不好?有很多結(jié)果全是一個(gè)定性的描述性的,結(jié)果這次比以前差,看起來(lái)不好熒光比較強(qiáng),熒光比較弱等等類似這樣的。這種描述對(duì)于閱讀者來(lái)說(shuō)根本無(wú)法去理解,到底什么算強(qiáng)什么算弱,也許你認(rèn)為的強(qiáng)別人看起來(lái)就是弱,所以沒(méi)有數(shù)據(jù)的話,我們很難去溝通,也很難去幫助分析原因。

數(shù)據(jù)是客觀,它可以幫助你去分析和比較。比如說(shuō)你在做每次做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,如果都有數(shù)據(jù)的話,你就很清楚的,可以從一個(gè)客觀得角度來(lái)比較每次實(shí)驗(yàn)的差異。但是如果說(shuō)你只是定性地來(lái)描述的話,你無(wú)法去比較不同次實(shí)驗(yàn)之間的差異,即便他們有不同,你也很難去發(fā)現(xiàn)。這樣你就很難去找到影響實(shí)驗(yàn)的一些根本的原因。

我在做核酸適配體篩選,這個(gè)實(shí)驗(yàn)做了已經(jīng)超過(guò)10年,其中最重要的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)就是“數(shù)量意識(shí)”。

整個(gè)篩選過(guò)程中的每一步,要盡可能多地去定量,這樣的話你才能夠去判斷原因,才能夠了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展是否走在正確的路上。事實(shí)上,篩選問(wèn)題比較復(fù)雜,原因就在于:目前整個(gè)篩選過(guò)程當(dāng)中,依然存在很多無(wú)法去完全定量的環(huán)節(jié),譬如10E15個(gè)不同的分子,如何折疊的?這目前無(wú)法量化,因?yàn)槿狈@樣的技術(shù)手段。

如果你的實(shí)驗(yàn)止步不前?

我也曾碰到過(guò),有的實(shí)驗(yàn)做了很多遍,依然不成功的情況,好像是各方面都考慮到了。這時(shí)候,我建議你考慮一下“量”的問(wèn)題。這里的量,不單單是指 重量,體積,而是包括更廣范圍的量。譬如時(shí)間是多久,容積多大,溫度多少,濕度多少等等。可能是一直被你忽視的某個(gè)參數(shù)影響了你的實(shí)驗(yàn)。

明天要給實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部小伙伴做培訓(xùn),這也算是培訓(xùn)內(nèi)容的一部分,我會(huì)再次強(qiáng)調(diào)“量”的問(wèn)題,結(jié)合他們每個(gè)人面臨的問(wèn)題。我真切希望以上文字,對(duì)你也有所啟發(fā)。

#助力科研,推動(dòng)創(chuàng)新# 是我畢生的小小夢(mèng)想,我一直覺(jué)得能夠幫助更多人提升科研效率,比我一個(gè)人做好更重要。如果你覺(jué)得這些文字有用,歡迎轉(zhuǎn)給其他的小伙伴。

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