Биолог · Ученый, который изучает саму жизнь, от того, что Линней давал имена видам вручную, до редактирования геномов с помощью CRISPR, до сих пор проверяет каждую идею на живом организме.
За пределами лаборатории биология может выглядеть так, будто ее суть в основном состоит в знании фактов — названий видов, последовательностей генов, химических путей. Внутри одного из них более сложный и ценный навык — это планирование эксперимента или наблюдения, которые действительно могут отличить истинный результат от совпадения, артефакта оборудования или принятия желаемого за действительное.
Технические навыки и полевые навыки можно тренировать путем повторения и наставничества. То, что отличает продуктивного исследователя от непродуктивного, более тонкое: знание того, какие аномалии заслуживают второго взгляда, а какие являются шумом, когда результат необходимо воспроизвести, прежде чем кто-либо поверит в него, и когда элегантная гипотеза просто неверна.
What the work demands
Рассуждения, основанные на гипотезах
90
Статистический и количественный анализ
83
Влажная лаборатория и стендовая техника
76
Полевые наблюдения и идентификация видов
58
Научные статьи и заявки на гранты
72
Терпимость к повторяющимся неудачам
86
Рассуждения, основанные на гипотезах
Формулировка проверяемого вопроса достаточно точно, чтобы эксперимент или наблюдение действительно могли доказать его неправильность, а не просто собрать подтверждающие данные.
Статистический и количественный анализ
Отличить настоящий биологический эффект от обычного шума в наборе данных и узнать, какой статистический тест действительно соответствует собранным данным.
Влажная лаборатория и стендовая техника
Точные, повторяемые ручные манипуляции с клетками, тканями и реагентами, где небольшое техническое несоответствие может незаметно свести на нет недели работы.
Полевые наблюдения и идентификация видов
Распознавание организмов и точное определение их поведения в полевых условиях — навык, который гораздо более важен в экологии и биологии дикой природы, чем в молекулярных областях.
Научные статьи и заявки на гранты
Объяснение значимости проекта и вероятных результатов достаточно четко, чтобы получить финансирование от рецензентов, читающих сотни конкурирующих предложений.
Терпимость к повторяющимся неудачам
Сохранять методичность и мотивацию в подавляющем большинстве экспериментов, которые терпят неудачу, дают неоднозначные результаты или опровергают исходную гипотезу.
A day in the life
6–8Проверка ночных экспериментов
Анализ инкубаторов, клеточных культур, серий секвенирования или данных камер-ловушек, оставленных на ночь, прежде чем начнется что-то еще из плана дня.
8–9Лабораторная встреча или журнальный клуб
Группа обсуждает недавние результаты, вместе устраняет неполадки в неудачных экспериментах и работает над недавно опубликованной статьей, имеющей отношение к текущим вопросам лаборатории.
9–13Основная стендовая работа или работа на местах
Основной экспериментальный блок дня: проведение анализов, культивирование клеток, подготовка библиотек секвенирования или — для полевых биологов — обследование участка, маркировка образцов или сбор образцов.
13–14Обед и неформальное обсуждение
Короткий перерыв часто проводится для разговоров с коллегами по лаборатории, поскольку некоторые из лучших идей по устранению неполадок всплывают не за столом, а за его пределами.
14–19Анализ данных, больше экспериментов и наставничество
Анализ утренних результатов, постановка дальнейших экспериментов и — для более старших исследователей — руководство аспирантами и техническими специалистами в их собственной работе.
19–6Личное время, чтение и письмо
Для большинства время нерабочее, хотя статьи, проекты грантов и литература на следующий день часто читаются вечером; Ночные эксперименты спокойно продолжаются, несмотря ни на что.
The know-how
Craft knowledge practitioners actually pass on — not motivation.
01
Всегда используйте положительный и отрицательный контроль.
Эксперимент без сравнения заведомо рабочих и сравнения заведомо пустого не может на самом деле доказать, что что-то произошло по заявленной причине; этому внушают каждого стажера по молекулярной биологии с первой недели работы в лаборатории.
02
Держите переплетенный, датированный блокнот и никогда не вырывайте ни страницы.
Записная книжка, которую можно реконструировать и датировать, в которой ошибки зачеркиваются, а не стираются, защищает как научную честность, так и юридический приоритет — урок, который подтверждается всякий раз, когда сроки открытия впоследствии оспариваются, как это было в патентной борьбе за патенты на ПЦР в 1980-х годах.
03
Преследуйте аномалию, а не отбрасывайте ее.
Когда результаты ее экспериментов с кукурузой продолжали противоречить ожиданиям, Барбара МакКлинток годами исследовала это несоответствие, а не отвергала его как ошибку — настойчивость, которая привела ее к открытию мобильных генетических элементов.
04
Заморозьте резервную копию, прежде чем использовать что-либо последнее
Клеточные линии, запасы антител и ценные образцы замораживаются или распределяются на аликвоты в момент их прибытия, поскольку повторное выращивание зараженной культуры или повторный заказ снятого с производства реагента может стоить проекту несколько месяцев.
05
Наблюдайте за организмом, прежде чем манипулировать им
Понимание обычного поведения организма и естественного контекста перед проведением над ним эксперимента не позволит ошибочно принять артефакт стресса или плена за настоящее биологическое открытие.
06
Повторите, прежде чем поверить в результат
Поразительный результат одного эксперимента рассматривается как гипотеза, а не открытие, пока он не будет повторен — как минимум биологические и технические повторы — стандарт, ужесточенный во всей области после дебатов о кризисе репликации в 2010-х годах.
Tools of the trade
Сложный световой микроскоп
Основной инструмент биологического наблюдения с 17 века, до сих пор являющийся стандартным оборудованием в каждой учебной и исследовательской лаборатории для исследования клеток, срезов тканей и мелких организмов.
Микропипетка
Прецизионный инструмент для работы с жидкостями, впервые выпущенный на рынок после разработки немецкого исследователя Генриха Шнитгера в 1957 году, который позволяет биологу измерять и переносить микролитровые объемы реагента с достаточной точностью для надежной молекулярной работы.
ПЦР термоциклер
Автоматизирует повторяющиеся циклы нагревания и охлаждения, необходимые для полимеразной цепной реакции Кэри Маллиса, превращая едва заметные следы ДНК в миллионы копий, которые лаборатория действительно может секвенировать или анализировать.
Секвенатор ДНК нового поколения
Параллельное считывание миллионов фрагментов ДНК. Эта технология превратила полногеномное секвенирование из тринадцатилетнего международного проекта стоимостью 2,7 миллиарда долларов в 2003 году в рутинную лабораторную процедуру, которая сегодня стоит несколько сотен долларов.
BLAST (программное обеспечение для выравнивания последовательностей)
Инструмент базового локального поиска, поддерживаемый Национальным центром биотехнологической информации США, позволяет исследователям мгновенно сравнивать последовательность ДНК или белка с общедоступными базами данных для идентификации генов или родственных организмов.
How people fail at it
Погоня за модным подполем вместо хорошего вопроса
В зависимости от того, какая технология или организм могут быть профинансированы, этот цикл грантов, а не вопрос, который исследователь на самом деле понимает лучше всего, имеет тенденцию производить производные работы и скудные, несфокусированные публикации.
P-хакинг и невоспроизводимые результаты
Проведение множества статистических тестов до тех пор, пока один из них не пересечет порог значимости, а затем сообщение только об этом, привело к хорошо документированному кризису репликации во всех областях наук о жизни и может положить конец карьере, если его поймать.
Недооценка долгих и ненадежных лет постдока
Годы низкооплачиваемых постдокторских должностей с коротким контрактом, конкурирующих за сокращающееся число постоянных исследовательских должностей, застают многих стажеров врасплох и являются одной из наиболее частых причин, по которым способные исследователи покидают эту область.