有效分享实验方法对于确保其他人可以重复实验结果至关重要,一方面关系到你的学术声誉,很多学者因为别人重复不出来他的实验而被吐槽,另一方面可重复的实验也可以促进科学的进步,推动领域的发展。因此,在文章中如何清晰写出你的实验过程就显得非常重要,接下来,Nature杂志告诉你如何进行这一过程。
每个实验室的科学家都有一个可怕的故事。他们因为不知道自己需要五分钟的步骤的细节,结果花费了他们五个月甚至五年的时间去搞清楚。也许当拥挤的细胞在培养皿中分离时,它在旋转培养皿。或者,可能公布的程序说要洗一次样品,加热三次,但实际上却恰恰相反,所以按照打印的说明去做就会毁掉样品。
2016年Nature调查的60%以上的受访者表示,他们试图重复其他科学家的实验,但未能成功。同样,对美国细胞生物学家协会成员的一项民意调查发现,超过70%的人无法复制已发布的实验结果,最常见的解释是原始记录中给出的不完整的细节。
弗吉尼亚州开放科学中心研究主任Tim Errington并不奇怪,他管理着可复制性项目:癌症生物学(RP:CB),该项目于2013年启动,以复制著名的癌症生物学论文的结果。Errington认为解释不当的方法有两个总体原因:
一是缺乏对实验步骤记录的培训;
二是假设每个人都以同样的方式工作,但研究人员没有意识到哪些细节至关重要。
他说,“标准”一词是此类思维的警示信号。“没有标准步骤,它只是实验室的标准。”
但事情正在改善,Elizabeth Iorns帮助推出了RP:CB,她说,“人们可以使用的文档和工具有很多进展。转向自动化实验和数据收集也有所帮助,人们比以往任何时候都更清楚准确描述试剂的必要性。”
Errington警告说,只有当这些工具被广泛使用时,它们才会对可复制性产生影响。“即使我们有它们,它还没有系统性,因此没有效果。”
研究改进倡导者表示,更准确的沟通方法需要改变心态和工作流程。以下是一些可以提供帮助的策略。
如果没有其他原因,请考虑如何从第一天起准备分享您的实验方法。在过去的五年里,包括Nature在内的几家备受瞩目的期刊出版商加强了在论文中报告实验细节的要求。许多出版商鼓励将方法存储在存储库中,如Nature Portfolio的Protocol Exchange、 protocols.io或Bio-Protocol。但是,首席执行官Lenny Teytelman说,等到手稿提交时才收集这些细节会让研究人员忙于寻找那些本可以触手可及的信息。他说,在实验完成时记录信息,“使你的生活更容易,而不是更困难”。
2014年,马萨诸塞州波士顿Dana-Farber癌症研究所的乳腺癌研究员Kornelia Polyak展示了共享方法是多么棘手。她在加州的合作者获得了与她非常不同的流式细胞术结果,即使他们分享了样本和试剂,并广泛讨论了他们的方法。访问彼此的实验室揭示了原因:一组通过剧烈摇晃6-8小时对肿瘤组织进行分类,另一组使用温和摇晃18-24小时。当两组切换到相同的、较慢的方法时,结果就会一致。现在,Polyak的实验室制作了非正式视频,新的实验室成员甚至可以在某些实验开始前观看。
总部位于马萨诸塞州剑桥的Journal of Visualized Experiments允许研究人员提交方法的文本描述,供同行评审。如果被接受,期刊会派一个视频摄制组花一天的时间将实验编辑成短视频,通常长达8-15分钟。2006年创办该期刊的Moshe Pritsker说,研究人员这样做既是为了获得他们的工作的荣誉,也是为了说服其他人采用他们的方法,扩大研究领域。
Errington说,时间表和图表也可能很有价值。对于他协调的一项复制研究,原始作者、审稿人和复制人使用书面文件进行了密集的磋商,以商定复制步骤,结果发现老鼠病得太重,无法完成实验。事实证明,对时间点的模糊描述意味着复制者开始测量的时间比原始实验者晚几周。Errington说,流程图从一开始就可以消除这种困惑。
他说,有一些工具可以提供帮助。例如,英国国家动物研究中心的实验设计助理是一个基于网络的平台,旨在帮助研究人员规划动物研究。它在工作开始前捕获报告要求,并以清晰的图表显示。然而,他说,研究人员倾向于省略图表,专注于书面段落。
Errington敦促研究人员在规划和进行实验时少考虑冗长的写法,多考虑整合在线工具,以便共享信息。他指出,任何用于共享数据的东西也可以共享方法:电子实验笔记本,或Zenodo、GitHub或Figshare等存储库,这只是承认这样做的必要性的问题。
柏林卫生研究所的ELN项目负责人Ingo Przesdzing说,随着实验的进行,电子实验室笔记本(ELN)可能是链接到实验步骤、试剂细节、相关实验或其他基本细节的途径。他说,与传统的书面文档相比,ELN在捕捉关键细节方面效率要高得多,标记实验是否有效的工具可以帮助共享和故障排除。但只有当人们接受适当培训时,好处才会产生。否则,他们像纸一样使用ELN,而没有数字解决方案的优势。
英国剑桥Gurdon研究所信息技术主管Alastair Downie说,电子实验室和研究笔记本也有助于方法标准化和记录保存,同时提供实验灵活性,他帮助那里的实验室小组实施ELN。他说,准备好适当的模板可以更容易地传达该怎么做。“这成为一个巨大的优势;每个人都会说相同的语言。”
当同事给科学家错误的细胞系或试剂时,无数实验都会出错。现在,弗吉尼亚州马纳萨斯的ATCC、马萨诸塞州沃特敦的Addgene和缅因州Bar Harbor的Jackson实验室等组织可以担任负责人,分别提供细胞系、质粒和转基因小鼠,这些细胞系、质粒和基因小鼠经过质量检查并分发给其他研究人员。许多期刊(包括Nature)要求研究人员将研究材料存放在这些机构的存储库中,这免除了实验室分发它们的负担,并确保其他科学家在合理时间内获得优质材料。
还有以标准化方式记录商业试剂的工具。例如,资源识别倡议为试剂分配了即使在公司倒闭或修改目录编号时仍然存在的唯一标识符,600多家期刊鼓励使用它们,例如,这些标识符可用于填充实验室笔记本中的字段,或导出到开发中的手稿中,以方便学习编写、故障排除和可复制性。
Polyak说,提高可复制性的一个经常被忽视的策略是了解每一步背后的理由。这样,研究人员就可以对实验室可能独有的情况进行故障诊断。她说,现成的工具包破坏了这种推理能力。波士顿哈佛医学院单细胞核心设施主任Luciano Martelotto说,在可复制性方面,一个好的书写过程“给了你足够的细节”。但他继续说,更好的方法是可以帮助研究人员了解每一步,以及为什么,例如,一个RNA抑制剂为什么使用在另一个RNA抑制剂之上。
Martelotto说,新兴方法共享工具最强大的方面之一是它们如何实现分享技巧和扩展的对话。他使用protocol.io托管一个名为单细胞忍者的小组,以帮助其他研究人员使单细胞研究发挥作用。他说,更新、更正和互动方法正在成为一项科学规范。
Benjamin Schwessinger说,也许因为这些协议被认为不如论文正式,其他研究人员更有可能提问,他在堪培拉的澳大利亚国立大学研究植物-微生物相互作用,并帮助发起了一项名为“人人可复制”的倡议,以帮助研究人员共享方法和数据。Schwessinger说,更多的人来找他是为了他的实验过程,而不是他的论文,即使只是为了感谢他发布了这些细节,并解释了他们对不同生物体所做的修改。当人们在protocol.io上以及社交媒体上评论他的过程时,他会收到提醒。Schwessinger说:“人们互动是自然而然的,你只需要围绕它建立一个社区。”
原文链接:
Five keys to writing a reproducible lab protocol.
https://doi.org/10.1038/d41586-021-02428-3
原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/12/d697e65ca0/