做烂了的表型,如何做机制创新才能发上Cell子刊?

解析 | 做科研的大师兄

之前给大家分析过的很多CNS大子刊的文章,可以总结出,一个研究最关键的创新是表型创新,机制创新相对次要,算是锦上天花。没有表型创新,机制创新就意义不大,也很难发到高质量的杂志。

那么今天,我们来看一个“特例”,这篇Cell子刊的文章针对一个熟知的表型,只是在机制上做了创新,也能发表在29分的Cell Metabolism。

这看起来好像跟我们既往的认知是相矛盾的,那该如何解读呢?

今天继续解析这篇发表在Cell Metabolism(IF=29)的文章(下图)。

本文摘要(如下)开篇明义,直接指出,KD(生酮饮食)减肥这一表型已经熟知,但是机制未明,因此,本研究聚焦于揭示一个研究比较充分的表型的机制。

文章Highlights(下图)表明本研究科学假设(科学假设经实验证实就成为了work model)为:

KD——肝PPARg——肝GDF15——减肥

首先,我们分析一下这个work model的创新性和可行性。

创新性分析(针对work model中的两两元素之间的已知和未知分析):

1. KD——减肥,二者关系已知,这是一个很多文献报道过的表型(Introduction部分可知);2. 肝GDF15——减肥,二者关系已知,同样有很多文献报道(Introduction部分可知);

3. KD——肝PPARg——肝GDF15这三者关系在既往研究是未知的(这便是本研究的核心创新点,也是找到的KD导致减肥的机制。当然这三者的关系是整篇文章逐步提出并论证的,并不是在课题开始前就定下来的。通过知识星球(公众号BioAdvance后台找到知识星球可了解)上给几百位同学课题答疑,我发现很多同学有个严重误区,在课题思考阶段,就把整个课题假设中的表型和具体机制都提出来,这是非常不对的。科研逻辑是分先后的,这些机制环节是在课题推进中基于组学分析+文献,逐步提出,再结合实验论证丰富起来的,最后才得到的一个完整的work model)。

可行性分析(本质是如何找到靠谱的科学假设核心创新切入点):

本科学假设中核心创新切入点是将KD——肝GDF15两个因素关联在一起。为什么想到做这两者关联,是最难的。找创新切入点的思路是尤其值得我们学习。

找创新切入点总体思路分为两类:
1. 文献逻辑推理,说白了就是靠猜(基于文献关联);

2. 组学数据分析,提供相关性数据支持(数据支持);

找课题创新点上,这两个思路应该如何选择?
对于某一领域有充分经验积累的,可以选择思路1,通过文献推理提出假设,然后开始实验证实(这一思路对经验积累要求较高,而且做不出来的风险相对较大);

对于缺乏某一领域研究经验的新手,最好选择思路2,借助组学数据分析(公众号BioAdvance后台可找到大师兄团队组学课程),协助自己找到创新切入点,看到组学数据支持了,才能开始实验证实。我们来看本研究将KD——肝GDF15两个因素关联在一起,构建核心创新切入点的依据是什么?

通过本文Introduction部分,可以看出,该研究选择了思路1,主要通过文献逻辑关联,将KD——肝GDF15两个因素关联在一起,构建核心创新切入点。

文献关联推理猜到核心创新切入点后,紧接着展开实验验证(如下图L),首先证实KD可以导致GDF15水平上升。

然后因果论证(主要看下图C),敲除Gdf15后,逆转了KD的减肥作用,进而证实Gdf15确实介导了KD导致的减肥效应。

接下来,本研究继续深入一步,探究了KD如何上调Gdf15,这一步同样需要找到一个切入点。这里,本研究选择了找创新切入点的思路2,即借助组学数据分析(下图A-B),协助找到KD上调Gdf15的机制。

本研究借助了bulk RNA-seq这一组学,通过对比分析KD和normal两种情况下RNA-seq差异基因,做通路富集,可以看到,最显著富集到的是PPARg通路,因此猜测KD很可能通过PPARg上调Gdf15,并通过实验证实了这一点(下图)。

至此,本研究work model中的核心创新切入点(KD——肝PPARg——肝GDF15三者因果上下游关系)完成建立,剩下的实验都是在这个框架基础上,增加模型数量或关联到已熟知表型上完成实验拓展,丰富研究结果。

最后回到问题:做烂了的表型,如何做机制创新才能发上Cell子刊?

这就涉及到我们如何定义表型和机制了,其实对于表型和机制,不同人有不同定义,这也就导致了大家写文章中的字面差异。我这里基于多年多篇文献总结,给大家分享更多人接受的普适性定义。

表型:是指一个宏观或微观的生物学过程。 

机制:是指一个用来解释表型的宏观或微观的生物学过程。

所以本质上,表型和机制是一回事。两者的区别就在于,谁用来解释另一方,那谁就是机制,另一方就是表型(关于表型和机制的更深入的详细解读和案例说明,我在知识星球—网络导师计划中已经给出,星球的小伙伴可再去查看掌握)。

从我们这个普适性定义来分析,这篇Cell子刊的文章并不是只在做机制,也是有一个完全创新表型和机制的。

创新性表型是:KD——上调Gdf15

创新性机制是:PPARg介导了上述表型。

因而,这与我们既往的总结本质上并不矛盾。

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