老板亲自传授的文献阅读方法

前言

论一个气场合适的导师的重要性。
想起一个微信朋友前截图

A:导师牛不牛,师兄师姐牛不牛,跟你牛不牛没有关系
B:你错啦,导师牛不牛,师兄师姐牛不牛,很大程度上决定我牛不牛。

演示招式

其实有时候,导师经常把他认为最重要的point挂在嘴边,我们可能没有认真体会过。之所以不停的提醒,那是因为他的火眼金睛看出来,我们还没领悟到。

我第一次见到导师时,他给了我一个写mini proposal的机会,让我感动的是,他不仅不断的为我考虑mini proposal的选题,还不断的透露他的想法,帮助我找到proposal的方向。当他问我有没有准备proposal(当时可能听差了,以为老师想问我是否现在有准备好proposal给他看)我说没有,然后他以为我从未写过proposal,所以他直接站起来走到白板前,一边给我解释proposal框架应该包含什么内容,每个内容的要点,并一边写下了这几个单词。


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通过导师不嫌弃我的“无知”,还有他对学生的包容及教导,我从心里认定,这就是我要找的导师。

训练上手

可是写proposal和看文献有什么关系啊??我想,写故事和看故事的思路是一样的,写的人要写的清楚,那么看的人也要尽量把作者的意图给看出来。首先把框架列出来,然后文献搬出来,按照框架去看文献,不仅可以对整个故事有大概的把握,而且可以治过目即忘的看文献不良反应。

(1)background(2)gaps(3)hypothesis(4)aims(5)approaches(6)major results(7)remaing questions

举个例子

这里我就找一篇故事相对简单的文章来解释一下。时间问题,我就不把英文转成中文了,将就着看吧。

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Nat Med.2018 Jul;24(7):939-946. https://doi.org/10.1038/s41591-018-0050-6

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首先将文章标题+作者+杂志等基本信息列上。只看标题就已经知道这篇文章要讲什么了:p53抑制CRISPR-Cas9在人多能干细胞中的编辑作用。
但不管怎么样,按照我们的结构走

(1) Background and gaps:

CRISPR/Cas9 are powerful tools for us to engineer genomes of human cells. However, it is relatively difficult to engineer human pluripotent cells (hPSCs). The mechanism is still unclear.
CRISPR/Cas9的出现极大的增强了人类在基因编辑上的能力,但相对于鼠和人肿瘤细胞系,CRISPR/Cas9在人多能干细胞(human pluripotent cells, hPSCs)上的编辑仍然较为艰难,具体原因不详。

(2) Hypothesis and aims
The double-strand breaks (DSBs) caused by Cas9 will arouse toxicity and kill hPSCs.
Aim: to investigate the reasons of the high toxicity of CRISPR-Cas9 editing in hPSCs.

假设是由于Cas9引起的DNA切口造成了细胞毒性,目的旨在研究CRISPR-Cas9在人多能干细胞中高毒性的原因。

(3) Major approaches
Third-generation doxycycline (dox) inducible CRISPR-Cas9 system (henceforth iCas9);
Dox-inducible enhanced Cas9 (ieCas9)

构建了Dox(多西环素)依赖的CRISPR-Cas9诱导性敲除细胞(往下叫iCas9),同时构建了增强版的iCas9,叫ieCas9.

以上内容是我在摘要以及文中节选的我认为重要的内容。下面还是简单的介绍一下相关的术语(这也是在没有背景知识的情况下,阅读文章应该做到的事情)

CRISPR-Cas9:耳熟能详,就一编辑基因的工具
sgRNA:single guide RNA,帮助CRISPR-Cas9识别靶点的小帮手
DSBs:DNA双链断裂
p53:大名鼎鼎的tumor suppress protein,在细胞中维持基因稳定性,当识别到有基因错出错时,会因为细胞走向凋亡程序,排除异己,从而维持基因的稳定性。
HDR:同源修复,就是DNA被打断啦,最后又接上了的故事。

前言其实有介绍,简而言之就是CRISPR-Cas9在人多能干细胞上的编辑相对困难,之前一直没发现是因为基因编辑效率低,毒性作用就自然不明显了,为了将毒性效应放到台面上来,作者呢构建了上面我们说的iCas9和ieCas9系统,先将CRISPR-Cas9的编辑效率拉到百分之90以上(我没有把这部分结果放上来)。

page 2

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再插播一下我硕士导师教给我的看文献还有想课题的方法

先设头和尾,再去补中间。不管是什么课题,都是基于临床上、现实中的问题和现象来设定。所以首先要看到现象,其次通过现象,把头找出来。

可以简单思考一下,既然假设DSB是造成Cas9毒性的原因之一,那么是一定要对比有无DSB情况下细胞的活力情况的。
(1)作者用CRISPR-Cas9敲除了一个对细胞存活无关痛痒的基因MAPT,排除了基因敲除的影响。查看有无DSB情况下的细胞存活情况,从图d-e中可以看到,在Dox的引导下,Cas9造成了DSB切口,敲除了MAPT,细胞的生存直线下降。由此结果可得---DSB与Cas9毒性相关。
(2)DSB与Cas9毒性相关的现象已经产生,怎么去找头呢?作者就将上述分组的细胞拿去做了个转录组,发现,咦,P21还有FAS的mRNA水平很高嘛(插播P21是p53活性作用的位置之一)。难道是P21 mRNA搞的鬼呢?哗啦啦做了一批除了MAPT之外的基因敲除,发现不管是敲什么基因,细胞的P21 mRNA水平都是上调的耶~

page 3

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既然是p53惹的锅,那把p53的功能给干扰掉,看看Cas9的毒性反应怎么样。猜都不用猜,自然是毒性被抑制咯。
Cas9-induced toxic response is P53-dependent!

page 4

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为啥还有page 4?当然是说p53为啥能引起毒性反应咯,因为它,阻碍DNA的HDR(同源修复),而HDR还是CRISPR-Cas9基因编辑成功的关键。p53--阻碍HDR--CRISPR-Cas9基因编辑失败--解释CRISPR-Cas9在人多能细胞中效果不理想的原因。

总结

因为CRISPR-Cas9在人多能细胞中基因编辑具有一定难度,且Cas9处理过后,细胞往往会死掉,这个现象引起作者的关注。

(1)先是自己构建效果良好的CRISPR-Cas9系统,将基因编辑效率提升,得到数量足够研究的对象;(2)接着排斥被敲除基因对细胞增殖的影响,明确DSB是Cas9毒性的罪魁祸首,接着转录组测序发现挑事的刺头P21 mRNA,而P21是与p53相关的。(3)进而引发了对p53的调查,通过对比有无p53功能的情况下,CRISPR-Cas9的毒性反应,得到p53与CRISPR-Cas9毒性相关的结果。(4)接下来研究p53到底通过什么途径去诱导毒性反应,原来是抑制了HDR同源性修复,DNA无法修复的细胞则走向死亡,同时因为对抗HDR,p53的存在也是CRISPR-Cas9效果不如人意的原因。

这么一路看下来,不仅文章结构清晰,框架完整,故事性更强,且更容易记住,导师再也不用担心我文献看完就忘了呢!

总结

可是这个故事看起来很简单哦,p53基因稳定卫士的作用人人皆知啊,p53诱导DNA损伤细胞走向凋亡也是肯定的呀,那为啥还可以发nature medicine?
其实这是focus在CRISPR-Cas9的不良反应上,试想如果一个病人有p53缺失,那么对这样的病人进行CRISPR-Cas9治疗是有风险的,p53的缺失可能会引导细胞走向癌变。那么在p53缺失的病人身上想要再加以CRISPR-Cas9治疗,则需要慎之又慎了,这是一篇具有临床意义的文章。
(补充)CRISPR-Cas9的效果由于P53的存在而大打折扣,而P53对抗HDR是CRISPR-Cas9造成DSB无法被修复,从而介导了CRISPR-Cas9的细胞毒性。那么就会有以下两种情况:(1)P53存在时,CRISPR-Cas9效果不好,且有细胞毒性;(2)P53敲除时,CRISPR-Cas9效率增加,但有致癌的风险。以此引发临床安全性的思考,提醒在人体上使用CRISPR-Cas9治疗需要注意的安全性问题,从而以一个相对简单的故事,发表在了Nature Medicine上。

后记

作为一个喜欢分享的小伙伴,也为了证明我不是自吹自擂,将该种文献阅读方法告知某一师妹后,她的回复让我看到了喜人的效果。


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再附上一则师妹的笔记(已经获得准许)


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