拉斯克獎得主艾伯茨：「失敗」讓我因禍得福

布魯斯·艾伯茨（Bruce Alberts）

攝影：Tom Kochel，來源：加州大學舊金山分校

編者按：

榮獲今年拉斯克醫學獎特別成就獎的布魯斯·艾伯茨（Bruce Alberts）博士曾經擔任過美國國家科學院前院長、以及《科學》雜誌的前主編。毫無疑問，他是一位有著卓越成就的生命科學家。然而，他曾經因為博士論文未獲通過而陷入彷徨，正是這段經歷幫助他找到了開啟自己科研生涯成功之路的鑰匙。

撰文 | 郝炘

責編 | 徐可

喜聞美國國家科學院前院長（1993至2005年）、《科學》（Science）前主編（2008年至2013年）布魯斯·艾伯茨（Bruce Alberts）被授予今年的拉斯克-科什蘭特別成就獎（Lasker-Koshland Special Achievement Award），讓我想起2008年他就任Science主編不久後來中國訪問時，我陪他去過幾個單位，聽過他做報告，以及他與年輕研究人員和學生的交談，這種近距離的接觸，讓我認識了一位真正的科學家。

當時，國內提出了「寬容失敗」的口號，艾伯茨表示非常贊成，他在報告中多次提到允許失敗的重要性，因為他本人的經歷就是一個最好的例子。

艾伯茨說，他1960年開始在哈佛大學讀研究生，1965年獲得生物物理博士學位。不過論文答辯時，論文委員會的教授給了他一個不及格，這在美國是很少見的。他被要求再做幾個試驗，不得不把畢業的時間推遲了6個月。雖然艾伯茨拿到了博士學位，但在研究生期間一篇論文都沒發表，因為他設想的試驗全部以失敗告終。

艾伯茨曾在Nature上發表過一篇介紹這段經歷的短文，博士論文第一次答辯沒通過，他思考了兩個問題：失敗的原因是什麼？自己是不是做科學的料？這些思考幫助他形成了後來做科學研究的戰略。（譯文見文末）

艾伯茨在國內作報告時也提到了這種科研戰略，即不要擠到熱門領域裡去，那樣做會很辛苦，會感到競爭極為激烈，即使比別人早幾個月發論文，所做的研究也不大可能具有原創性。

他不僅是一位傑出的科學家，而且有領導才能，用國內流行的說法，艾伯茨是一位「領軍人物」。他在人類基因組計劃——生物學的首個大科學項目中起的作用，也許不太為人所知。

1985年，一些科學家提出應該將人的整個基因組進行測序，在生命科學界引起了很大的爭議，生物學家一直習慣於在小作坊式的實驗室里做研究，其中不少人反對政府拿30億美元來支持這種大科學項目。美國科學院的國家科學研究委員會組織了一個專家組，來調查人類基因組計劃是否值得做、有沒有可能完成的問題。專家組成員包括對項目極力提倡的吉爾伯特（Walter Gilbert）和沃森（James Watson），也包括持懷疑態度者，比如後來出任普林斯頓大學校長的小鼠遺傳學家蒂爾曼（Shirley Tilghman）和西雅圖華盛頓大學的酵母遺傳專家奧爾森（Maynard Olson）。艾伯茨持中立態度，所以他任組長。經過兩年的聽證、論證、分析、討論後，專家組於1988年建議美國政府支持人類基因組計劃。

也許正是由於他領導那個專家組時表現出的能力，艾伯茨於1993年當選了美國國家科學院院長，他很不情願地用了兩三年的時間關閉了自己在加州大學舊金山分校（UCSF）的實驗室。在過渡時期，他全職在美國科學院工作，不在加州大學拿工資，但每隔一段時間會回到實驗室指導尚未畢業的學生，直到他們畢業。不像國內科學界的有些領導，升了官，人到了別的單位，還要留著以前單位的實驗室，還在以前的單位拿工資。

他到美國科學院後的一件主要工作是改革中小學的科學教育，推出了基於探索的教學方法，通過學生自己動手做小課題，來學習科學方法和科學知識。艾伯茨也關心研究生的培養。他給學生的建議是，不要找實驗室里有幾十個學生的大教授做導師，而是找工作正在走上坡路的年輕教授，這樣才能真正學到東西。他覺得，一個教授的實驗室里的學生人數不應該超過10到12名。

有一次，他在中國做完報告後，有人問，如何建設一流的研究機構。他回答說，辦法很簡單，雇比自己聰明的人，當然還要看人品如何，是否願意合作，是否有為科學共同體服務的意識。

艾伯茨也對「21世紀是生命科學的世紀」這種說法不以為然。他認為，生命科學裡有許多物理、化學、計算數學等方面的問題，需要各個學科的共同努力與合作。

以下，是艾伯茨2004年為Nature《轉折點》欄目所撰寫的一篇短文的中文譯文，原文題目為：「Turning points: a wake-up call」，這篇文章回顧了他博士研究失敗的經歷對自己日後科學工作的影響。

轉折點：警鐘敲響

——博士研究的失敗如何催生成功科學生涯的戰略

失敗讓我因禍得福。

對我成長為科學家有重大影響的經歷之一是一件很痛苦的事。1965年春，我在哈佛大學寫完了博士論文，買好了飛機票，馬上要帶我的妻子貝蒂和我們一歲的女兒一起去瑞士日內瓦開始我的博士後工作。只剩下最後一步：論文委員會需要開會批准授予我生物物理學博士學位。在人們的記憶中，沒人在這最後一步失敗過。但是論文委員會讓我大吃一驚，他們沒有通過我的答辯，而是指出我需要做更多的實驗，這最終又花了我6個月的時間。

這當然使我很難堪，也打擊了我的自尊心。首先需要解決的是一些在哈佛再呆幾個月的實際問題：我們的公寓已經租給了下一個人家，我的小家庭無處可住。更重要的是，我需要在未來幾個月中回答兩個對自己的未來至關重要的問題：我的博士研究錯在哪裡，我是不是做科學的料？

我念本科時，曾在哈佛大學Paul Doty的實驗室和Jacques Fresco一起工作，做了一個被證明是很成功的課題。我的本科畢業論文很快變成發表於1960年的兩篇頗為重要的文章。這次成功主要不是我一個人的功勞，但讓我產生了做科學很容易的錯覺，也讓我說服了Paul Doty允許我把檢驗自己關於染色體複製啟動的理論模型作為我博士研究的中心問題。

根據我的模型，DNA複製開始的位點（現稱為複製原點）應該在染色體每股DNA螺旋的末端。如果這個模型正確，DNA聚合酶應該在染色體末端兩股互補的DNA鏈之間產生一個短暫的共價聯接（DNA交聯）。我開始在DNA基因組中廣泛搜索靠近複製開始位點的交聯。雖然沒有一個試驗支持我的模型，不過我的確在檢驗過的所有染色體中找到了一些其它的交聯。我花了幾年的時間描述這些神秘的、意料之外的「自然發生的交聯」，雖然40多年過去了，它們的結構和起源仍然尚未搞清楚（見J.Mol.Biol.32,405-421;1968）。

回過頭來看，1965年我的博士論文沒能通過的衝擊，被證明是我成為科學家的關鍵一步，因為這個經歷迫使我認識到支撐任何主要科學探索的戰略所具有的核心重要性。

我曾看到過追逐顯而易見試驗的科學工作者的沮喪，其他實驗室也在同時做這些試驗，這些科學工作者們始終在競爭中。我總是這樣認為，即使他們能先於競爭對手6個月發表結果，他們也不太可能做出真正獨特的貢獻。

我用了一個不同的戰略。我的方法是預測一個具體的生物過程可能如何工作，然後花多年的時間來檢驗我的猜測是否正確。這個方法具有極大的風險。它的好處是，我所做的實驗和其他人做的都不一樣。它的問題是，這些試驗只會產生一個「是」或「否」的答案。如果「是」，我也許給科學知識的世界寶庫做點貢獻；但是如果「否」，我則不會得到真正有價值的東西，只不過是排除了DNA複製如何開始的眾多可能性中的一個。

我想把日內瓦的博士後工作繼續集中在研究DNA如何複製上。但是該用什麼戰略呢？我博士研究失敗的警鐘所引發的幾個月的分析終於有了答案。我打算尋找一個獨特的實驗方法，這個方法將有較高的概率來增加我們對自然世界的知識，不管能得到什麼樣的實驗結果。

經過深刻的自我反省，我決定著手開始發展一個新方法，一個讓我能分離DNA複製所必需的蛋白質的方法，而這些蛋白質那時還尚未被檢測到。我知道，雖然將DNA中的遺傳信息讀出來的RNA聚合酶的生物相關結合位點是具體的DNA序列，但RNA聚合酶與任何DNA序列都有微弱的結合。如果引起DNA複製的蛋白質對任何DNA分子具有類似的弱親和力，我將能夠用細胞粗提取物通過一個含有固定化DNA分子的柱基質將這些蛋白分離出來。

1965年底我終於拿到博士學位，來到了日內瓦。我發現通過用普通的纖維素粉（cellulose powder）來乾燥DNA的水溶液，能組成一個經久耐用且有效的「DNA纖維素（DNA cellulose）」基質。大腸桿菌的去除DNA的粗提取物中有大量不同的蛋白質結合到含有這種基質的柱上。此外，這些與DNA結合的蛋白質能輕而易舉地用鹽水溶液洗脫提純。一年之後，我搬到普林斯頓大學，成為一名助理教授，通過使用這個新的生物化學工具，以及一個來自日內瓦Dick Epstein實驗室的突變T4噬菌體的大文庫(a large library of mutant T4 bacteriophages)，我發現了T4 gene 32 protein，後來這個蛋白質被證明是單股DNA結合(single-strand DNA-binding, SSB)蛋白質的第一個例子，是一個在所有生物體的DNA過程中起重要作用的結構蛋白質（見Nature227, 1313-1318; 1970）。

在發展方法上投入時間和精力、然後把新方法用於一系列重要實驗的戰略，在我後來25年的科學研究生涯中屢試不爽。其結果是，我的實驗室幾乎從來都沒有感到在和其他實驗室競爭，我們的成功也足以讓我以及加入我實驗室的許多研究生和博士後滿意。回想起來有點不可思議：這一切也許歸功於40多年前哈佛大學的一個很不高興的博士論文委員會。From：知識分子，ID：The-Intellectual

原文「Turning points: a wake-up call」發表於2004年10月28日Nature第1041頁：

http://www.nature.com/nature/journal/v431/n7012/full/4311041a.html

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