玻璃窗上的果蝇 2009-05-31 14:56:57

玻璃窗上的果蝇

韩瑾

在国家创新型项目执行的一年多时间中,在李明发教授的指导和实验室师兄师姐的帮助下,我无论在实验技能方面,还是理论知识方面都有了一定的提高,现总结如下。

在过去的一年中,我掌握了果蝇卵巢的解剖和固定技术,学会了免疫荧光染色技术,学会了使用荧光显微镜,并且能够独立设计果蝇杂交的过程,同时,我还提高了文献检索能力和数据分析能力。

在实际的操作过程中,我及时从失败中总结得失。比如,第一次解剖果蝇时,我就犯了错误,结果差点导致果蝇全灭。后来我了解了,将果蝇用冰麻醉之前,必须将果蝇转移到没有食物的新的管子中,因为,果蝇被麻醉之后,如果试管底部有食物,果蝇会粘在试管底部,这样会损失很多果蝇。从前,解剖的时候,经常掌握不好力度,常常把果蝇的头部夹下来,弄得十分恐怖。后来,脑袋是不掉了,却把卵巢给夹坏了。摸索了一阵子,才找到了感觉。

还有很多这样那样的失误。比如,制片之前没有吹打充分,结果使得卵巢中的纤维缠绕在ovarioles,在制片的时候就不得不费很多时间去去除这些纤维。在显微镜下用镊子将egg剥离到一边后,时常与ovarioles反混,原因就是自己的动作不够熟练和迅速。用指甲油封片时,一开始也不够厚,导致样本失水。利用rabbit-antibeta-Gal抗体染色,一段时间染色效果不理想,克隆标识不够清晰。通过调整抗体的稀释倍数,做浓度梯度实验:15001100012000,最后确定11000的浓度稀释比,获得了较理想的染色效果。又如:Ci155染色,尝试了做浓度梯度实验,以及更改染色程序, 结果都没有见效。后来使用新的Ci155抗体,经过浓度梯度实验后染色成功。原因可能是用于稀释抗体用的山羊血清(goat-serumGS)不够纯,在-20℃保存之后,导致抗体的失效。还有,通过GFP抗体染色,不论是做梯度试验还是更改实验程序都没有效果。原因可能GFP表达太弱,抗体结合特异性降低。现在有了新的GFP FRT101果蝇,无需用GFP抗体染色,其自发荧光即可用于荧光显微镜下直接观察。998/12,KZ503m7-lacZ等等lacZ标识的分子都可以在dlg突变背景下检测。

但是,也正是通过这些失败的积累,我才慢慢地熟练起来,慢慢地了解到科研的艰辛和快乐。在进行科研的过程中,经常会遇到这样或者那样的困难,关键在于能够及时调整好心态,并且不要一味地闭门造车,遇到难题可以找老师或者前辈商量,这样往往可以达到事半功倍的效果。

此外,科研的突破常常是在一次又一次简单的重复中,逐渐积累起来的。比如。用Flp/FRT系统制作体细胞纯和突变dlgm52克隆,在卵子发育的不同阶段,热激后,可以产生不同位置的细胞克隆,热激的时间也会影响克隆的大小。因此,尝试在果蝇产卵后3.5/4.5d热激,5/6/7/8d热激,7/8d热激,以及adult热激,并且选择1h,1.5h,2h等不同的热激时间,通过尝试3.5/4.5d热激:2h/d,连续2天;5/6/7/8d热激:1h/d, 连续4天;7/8d热激;2h/d, 连续2天;adult热激: 2h/d, 连续2天;或者1.5h/d,连续2天;或者1h/d,连续2天。最终确定:adult热激: 2h/d, 连续2天获得了滤泡细胞大克隆,并看到点状的Staufen为较理想的热激安排。

对我而言,科研的乐趣之一在于可以独立地设计实验和检验自己的猜测。比如,果蝇的杂交实验就有两种总体设计的思路:一种是由目标型的基因型出发,将需要引入的基因均分在母系和父系果蝇中,这步要适当考虑已有的果蝇的基因型。这个设计的思路的本质是:倒推的设计思路。因此,虽然可能获得很简单的cross过程,但是不具备cross设计的普遍性。较好的设计思路是:让果蝇的一对同源染色体或者以纯合的形式,或者以分别带有着不同的marker的形式存在,这里还要注意用balancer抑制减数分裂中的染色体交换。这是一种通法的设计,但是,存在着可能为了得到这种工具果蝇需要比第一种方法都几步cross的问题,但是,一旦这种工具果蝇完成,可以保种后反复使用,另外可以减少每次都设计cross的麻烦。因此,这两种方法各有利弊,要综合考虑,选择合适的cross设计步骤。另外,cross设计最关键的点是对于各个基因的特性要正确把握:某些有纯合致死,或者致不育的基因,设计时一定要避开纯合这种情况。还有,为了让目标型更好地在cross中传下去,通常选择雄果蝇,因为交配后产生的子代多。

当然,在科研过程中,时常会有意料之外的实验结果和现象,对于这些奇怪的现象,要做一个有心人,多问几个为什么,提出一些新假设,再做几个新的验证实验,因为,这些看似不符合我们推测的实验,可能蕴涵着新的知识。

最后一点,也是我觉得很难做到的一点,就是要勇于放弃。发觉方向错误之后,要及时地调整,要根据实验结果想原因,而不是事先想好了一套理论,企图用结果来证明。这样,往往会让自己忽略了很多事实,把结论引向错误。

有一只果蝇,它趴在玻璃窗上,巴望着窗外的美景,心里感慨着:啊,多美的景色啊。于是,它一次又一次地撞击玻璃,在最后的一击之后,它终于因为体力不支而死去了。这个故事告诉我们什么道理呢?

有人会说:这只果蝇太傻了,总是撞玻璃,不死才怪。有人或许觉得:这只果蝇的毅力可嘉,值得称道。但是,如果这只果蝇沿着玻璃窗飞行,或许,它会在某扇玻璃窗的边缘发现一条缝隙,然后它便能飞入它所喜爱的,画一般的美景中。

我觉得,做科研亦是如此。诚然,我们需要锲而不舍地努力和孜孜不倦的追求,但是,掌握科学的方法和灵活应变的能力对于我们来说,同样重要。而此次的国家创新性实验计划,就是让我们能够在失败中积累经验,从成功中获得自信,为我们树立正确的科研观提供帮助。

 

【韩瑾,上海交通大学生命科学技术学院2005级生物技术专业,第一期“国家大学生创新性实验计划”——果蝇dlg基因生殖发育生物学功能研究”项目立项人;指导教师:李明发教授,上海交通大学生命科学技术学院】

 
 
 
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