學術爭端新進展：研究稱MagR不能實現磁遺傳

一樁發生在中國最頂尖高等學府清華大學、北京大學之間的學術爭端事件又現新進展。

繼磁生物學論文「搶發」爭端後，清華大學醫學院教授魯白、北京大學生命科學學院研究員謝燦今天（3月16日）在國際學術期刊《神經環路前沿》（Frontiers in Neural Circuits）上在線發表一篇新論文，其結論與清華大學之前擬引進的學者張生家「搶發」的論文結論完全相反。

此前魯白曾向媒體表示，張生家的論文《磁遺傳學：使用磁受體蛋白，用磁刺激手段遠距離非侵入地激活神經元的活性》（Magnetogenetics: remote non-invasive magnetic activation of neuronal activity with a magnetoreceptor）主要實驗結果難以重複。

為了保證實驗結果的準確性，新發表論文檢驗了張生家論文中提到的細胞系，還檢驗了更多種類的細胞系，比如背根神經節細胞（DRGN）；也嘗試了更多的磁刺激方法、強度和方向；研究人員還在同一細胞中同時測試了光遺傳學系統和所謂的「磁遺傳學」系統，但實驗結果都顯示，光遺傳學，成功！「磁遺傳學」，失敗！

「在我們對這一課題開始研究後，一篇論文聲稱MagR確實能實現磁遺傳學。但我們的結論恰恰相反。雖然嘗試了多種磁刺激方式，並系統檢測了多種細胞內的鈣離子信號，但我們發現，即使讓HEK細胞、背根神經節細胞（DRGN）和海馬體神經元細胞分別表達MagR，它們也不能對磁場刺激產生反應，即沒有鈣離子信號的變化。」魯白、謝燦的新論文寫道。

魯白、謝燦的新論文結論與張生家相反

有些人天生方向感很強，科學家們認為，這可能人體內感應地球磁場的蛋白有關——磁感應蛋白或磁受體蛋白。

也正是因為磁受體蛋白，信鴿才能記得家的方向，能夠遠距離歸巢；候鳥、帝王蝶才能遠距離遷徙。

迄今為止，人類發現的最有可能是磁受體的蛋白是MagR。有人甚至聲稱對該基因的研究能摘得諾貝爾獎，但它在中國學術圈，尤其是中國最頂尖的兩所高校清華大學和北京大學，引發了一場「血雨腥風」般的學術爭端。

圍繞MagR，清華和北大先後有兩篇學術論文發表。今天，第三篇相關的學術論文獲在線發表。該論文通訊作者是清華大學醫學院教授魯白，北京大學生命科學學院研究員謝燦是論文署名作者之一。

一年多前，2015年9月14日，張生家以通訊作者身份，以清華-北大生命科學聯合中心為署名研究單位，在中國科學院和國家自然科學基金委員會共同主辦的半月刊《科學通報》英文版（Science Bulletin）發表了前述導致清華、北大兩校學術爭端事件的「磁遺傳學」論文。

這是兩校關於MagR的第一篇學術論文。在該論文中，張生家稱MagR為MAR，並聲稱是他推測出MagR的功能的。

但謝燦指控張生家違反學術道德，在一個合作項目中，從謝燦實驗室獲得了核心實驗材料MagR基因和實驗儀器，但私自「搶發」了該論文，並且未給謝燦署名。

隨後，魯白對謝燦表示支持，並發文稱，「用謝燦發現的基因做磁遺傳學是魯白實驗室的智力產物」，當時魯白實驗室和謝燦實驗室正就相關課題合作。張生家中途參與，卻「搶發」了相關研究成果。

2015年11月17日，謝燦以通訊作者身份，在國際頂級學術期刊《自然?材料》（Nature Materials）在線發表了標題為《一個磁性蛋白生物指南針》（A magnetic protein biocompass）的研究論文。MagR基因的序列信息早已被國外學者發現，但其功能卻遲遲未能被解開。謝燦的論文首次系統闡述了MagR基因在磁生物學上功能。這是清華、北大兩校關於MagR基因的第二篇學術論文。

今天在線發表的是第三篇，該新論文的通訊作者即魯白。謝燦也是該論文的署名作者之一。

網頁截圖

該論文的標題為《MagR不能使細胞對磁刺激產生鈣應答》（MagR Alone Is Insufficient to Confer Cellular Calcium Responses to Magnetic Stimulation）。換句話說，僅僅靠MagR基因，不能實現磁遺傳學。

用光來影響、改變細胞的生理狀態，乃至生物體的行為，這是光遺傳學技術。如果能實現使用磁場來控制細胞或生物體，這將是一個巨大的飛躍，這就是磁遺傳學技術。因為光控制需要安裝光纜來保證光能穿透和抵達細胞，保證光的強度和精度。磁控技術至少不需要光纜。

該論文稱，與光遺傳學相比，磁遺傳學的優越性顯而易見。但一直缺乏一個能實現磁遺傳學的工具。與隱花色素Cry相互作用的蛋白MagR似乎能擔當這一重任。

「在我們對這一課題開始研究後，一篇論文聲稱MagR確實能實現磁遺傳學。但我們的結論恰恰相反。雖然嘗試了多種磁刺激方式，並系統檢測細胞內的鈣離子信號，但我們發現，即使讓HEK細胞、背根神經節細胞（DRGN）和海馬體神經元細胞分別表達MagR，它們也不能對磁場刺激產生反應，也沒有鈣離子信號的變化」，魯白、謝燦的新論文寫道，「相反，如果海馬體神經元細胞同時表達MagR和ChR（光敏通道蛋白）時，這些細胞能對光刺激做出應答——鈣離子信號變化了，但對磁場刺激依然無動於衷。」

研究人員總結道，由此可見，MagR不足以使細胞對磁場產生應答——鈣離子信號變化。

但在張生家2015年9月「搶發」的論文中，張生家帶領的研究人員聲稱，通過MagR（張的論文稱其為「MAR」基因）基因實現了磁遺傳學。實驗結果很顯著：轉入MagR基因後，HEK-293細胞在遭到磁刺激時，能產生鈣離子內流，即細胞內鈣離子信號發生變化。

除了鈣離子信號的變化，張生家該論文還聲稱，當海馬體神經元細胞表達MagR時，其神經元活性可以被磁場控制——開或關；當秀麗隱桿線蟲被注射並表達MagR時，該線蟲的運動機能可以被磁場控制，論文同時公布了視頻。

魯白論文指出張生家實驗結果的三大可疑之處

新發表論文未驗證MagR在線蟲中是否能發揮作用，但指出了張生家論文中的一些可疑之處。

可疑之處一：新發表的論文稱，張生家論文中為明確描述是如何對細胞施加磁刺激的。但其論文中的圖片顯示，他們用磁場刺激細胞長達7分鐘。磁刺激裝置產生熱量，可能改變細胞的溫度,導致他們觀察到細胞內鈣離子信號變化。也就是說，這是一個假陽性結果。

可疑之處二：新發表的論文稱，張生家論文的圖1E和圖2C展示了一個奇怪的結果：在磁刺激終止後，HEK293細胞（含MagR）中鈣信號還在持續上升。這表明，其細胞可能不是健康狀態的細胞。

可疑之處三：新發表論文稱，張生家論文中的海馬體神經元的鈣內流實驗結果，是在磁刺激後，延遲長達7.8秒鐘才發生的。這非比不尋常。因為迄今為止，世界上所有報道的所有的神經刺激（如電、化學、光、機械等）引起的細胞變化，都是在毫秒尺度內發生的。當然，神經元細胞也有隨機的自發的放電活動。龍曉陽等人報道的鈣離子變化，可能只是神經元細胞一種隨機的放電活動。

此外，新論文還表示，「（張生家論文）魯莽地（The audacious claim）宣稱，用這種非侵入性的方法，可以取代光遺傳學，成為新的神經調控手段。這導致世界各地許多研究人員紛紛嘗試重複這一工作、實驗結果，但到目前為止仍沒有重複成功的報道。」

「搶發」論文至今未被撤回

2015年，張生家 「搶發」的論文剛剛在線發表，謝燦、魯白以及清華大學和北京大學就要求撤稿。但一年多時間過去，該論文至今未被撤回。

魯白聲稱，正處於過渡時期的張生家參與了自己實驗室的磁生物學研究課題，該課題系魯白實驗室與北京大學研究員謝燦課題組合作研究。在沒有獲得魯白和謝燦允許的情況下，張生家用上述課題的研究數據「搶發」了研究論文，但沒有給予魯白和謝燦署名。

張生家否認魯白的上述全部指控。

針對三人的爭端，清華大學和北京大學分別成立調查組，最終的調查結果未向社會公布。但清華大學停止引進張生家，張目前已離開清華。

魯白曾向媒體表示，張的磁遺傳學論文中主要實驗結果難以重複。

中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所所長蒲慕明是張生家前述爭議論文中致謝的眾多研究者之一。

對於魯白、謝燦、張生家三人的學術爭端事件，2016年6月12日，蒲慕明在接受媒體專訪時，回應澎湃新聞稱，「事情原來就很明朗：一個實驗是在魯白實驗室做的，張生家做了之後，他要發表，魯白不同意。張生家拿了謝燦的東西做實驗，不給謝燦credit。就這麼簡單。」

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