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诺贝尔奖作为世界顶级的科学奖项,其获得者可谓凤毛麟角。然而,位于英国剑桥的医学研究委员会分子生物学实验室(LMB) 却是一个特殊的存在——在过去60年时间内,先后诞生了12位诺贝尔奖获得者。从DNA结构、DNA测序,到核糖体的功能、结构生物学的新计算方法、冷冻电子显微镜的发展和抗体的进化,该实验室在生物医学领域不断刷新着重大突破。2015年至2019年间,LMB产出的超过三分之一(36%)的论文位列全球被引用次数最多的论文前10%。
LMB的建立源于英国剑桥大学卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)。卡文迪许实验室建成于1874年,由著名的英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦于1871年创立,依靠当时的校长威廉·卡文迪许(William Cavendish)私人捐款建成。它不仅是物理研究的圣地,也是科学创新和人才培养的摇篮,研究领域涵盖天体物理学、粒子物理学、固体物理学、生物物理学等,被视为是近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室。
1947年,卡文迪许实验室设立了“生物系统分子结构研究中心”,专门研究生物分子结构。其资助的科学家马克斯·佩鲁茨(Max Perutz)和约翰·肯德鲁(John Kendrew)因对球状蛋白质结构的研究而共同荣获诺贝尔化学奖。这证明了该领域的发展前景。在此基础上,卡文迪许实验室于1962年正式开设分子生物学实验室(LMB),并逐渐成长为现代分子生物学的发源地。
在过去的15年中,先后有四位来自LMB科学家获得了诺贝尔奖:文卡·拉马克里希南(Venki Ramakrishnan)因为“核糖体的结构和功能的研究”而获奖;迈克尔·莱维特(Michael Levitt)因为给复杂化学体系设计了多尺度模型而获奖;理查德·亨德森(Richard Henderson)因为对冷冻电镜技术(cryo-EM)的发展做出突出贡献而获奖;格雷戈里·温特(Greg Winter)因为“噬菌体展示”技术实现了抗体的定向演化而获奖。
诺奖拿到手软,LMB的成功究竟有何秘诀?最近,《自然》杂志分析了其60年的文件资料,并对相关科学家展开了多达12次的采访,以期从中总结出可借鉴的经验。
此项调查中发现,该实验室的成功不仅仅因为拥有的杰出人才,以及医学研究委员会(MRC)慷慨而稳定的资助。重要关键在于: 实验室的组织管理方式让这些发现有机会变为可能。它建立了一种激励文化,让科学与技术之间可以相互赋能。通过将高风险的基础科学与创新技术相结合,LMB促进了知识的反馈循环,有助于前瞻到更有价值的研究领域,并不断拓展科研的边界。
图注:LMB技术发展、科学研究和临床应用的历史回顾
研究认为,LMB的综合管理战略有助于科研突破的实现。这种管理战略优先考虑三个要素:文化、激励和管理监督。
图注:LMB的综合管理战略优先考虑三个要素:文化、激励和管理监督。
LMB信奉“和谐”的文化,通过促进员工多样性发展、鼓励思想交流、重视不同研究领域之间协作来建立这种文化。在这种氛围下,多样化的人才库可以让组织变得灵活,适应性更强,更容易在变化调整中生存下来。
LMB鼓励招募方向不同但可以互补的团队,这种方法确保了LMB能够在特定研究领域获得足够数量的专业知识,既能保证研究规模,也能随时开辟新领域。尽管该实验室是由物理学家和化学家建立的,但其研究人员也包括数学家、工程师和动物学家等。多而不杂,可以确保优势互补的同时,核心文化不被稀释。
此外,彼此链接、多样化的研究组合使得项目之间共享技术和方法变得更加容易,并激励项目瞄准更大胆的目标。例如,使用冷冻电镜技术研究大分子结构,让结构研究部门和神经生物学部门同时受益,并让科学家更好理解神经变性中的分子途径。
LMB通过激励措施将组织文化与员工目标统一起来,让研究人员获得归属感,并为自己是实验室成员而自豪,从而培养长期的忠诚度。LMB曾经对外表示,实验室是一个没有等级的组织,重视提出的观点而非提出者的地位。
与许多实验室不同,LMB专注于投资和提拔年轻科学家,而不是引进外部人才。这反映在该实验室对于初级成员招聘的高标准上。包括理查德·亨德森和格雷戈里·温特在内的许多诺贝尔奖获得者,都是在该实验室开启自己的职业生涯,并在内部得到不断提升的。
此外,在资源分配方面,LMB优先考虑小团队,通过优化技术和预算的共享,激励不同领域的科学家汇聚到相同的项目中。虽然LMB是按部门划分的,但几乎所有职业科学家都有独立但一致的科学计划。这种联系会让不同团队之间时常可以“碰撞”出创造性的想法。然而,LMB对研究团体竞标外部资助却是设置限制的,防止团队逐渐脱离实验室长期发展的方向。值得注意的是,LMB的容错率很高,允许失败和“东山再起”。这在高风险、高风险的创新研究中是必须的。
在实验室,技术开发人员和科学家之间常常会因诸多分歧而产生一些矛盾。因为,技术专家的目标是开发和改进工具,通常专注于为相对明确的实际问题开发解决方案。而科学家则倾向于研究不确定、模糊的问题,以及需要灵活的实验过程和资源分配的问题。
为了弥合两者之间的分歧,LMB综合运用了多种干预手段,建立了专门的管理监督系统,来解决技术和科学之间优先级的问题。例如,让不同专业的技术开发人员在同一个专门的车间里工作,请经验丰富的首席研究员充当中间人,将科学需求转化为技术工程要求;围绕科学资源的决策被委托给各个部门;主要技术开发的资金通过实验室的执行委员会集中分配等,将科学研究和技术开发融合到一起。
LMB的战略侧重于长期的、变革性的目标,而不是短期的收益。因此,其对研究人员的评价更侧重于科研的潜力,而不是发表论文、个人影响力、资助、奖励等个人的绩效指标。想要进入LMB的科学家必须衡量自身发展与实验室目标之间的匹配度。
作为考核,LMB每五年对各团队进行一次审查,来把握未来科研方向与趋势,确保决策的公平性。评审委员会将根据报告、内部评审和访谈等多种形式,对团队的科学生产力和原创性进行评分。
对于年轻研究人员来说,研究项目的潜力关系到是否能获得终身职位。如果其研究的领域极具潜力,即便发表论文数量不多,也会获得实验室的持续支持。但如果评审中低于某一标准,则意味着研究小组将在一年内关闭。此外,LMB通常会拒绝需要扩大技术规模和大型物理空间的项目,来控制成本。
这样看来,LMB可以被视为早期创新项目的高质量孵化器,而且是研究项目转化率很高的孵化器。各团队从研究项目到工作人员都高度灵活机动。一旦确定了项目,实验室会持续不断地资助团队直至其获得最终的成功。
从管理学角度来说,LMB是一个复杂的适应性系统,类似于生态系统一样,系统内部各部分各司其职,互相竞争又相互赋能。有效管理这一复杂的系统是LMB成功的基础。通过不断的适应和演变,LMB能够比其他机构更有效地产生新知识,发现新问题,实现新突破。
总结了LMB的成功经验,《自然》还提出了对该实验室以及生命科学领域未来发展的三大挑战:
首先,未来生命科学研究的问题会变得越来越复杂,需要更加精密和昂贵的设备。开发这样的设备可能会超出某一个实验室的能力,需要更广泛的机构来合作完成。
其次,由于市场需求巨大,生命科学领域的研究项目可能会面临资助者和社会施加的压力,而急于转化为临床应用。这种迫切“变现”的需求有可能破坏其基础研究的质量和竞争优势。比如,在过去的十年中,美国国立卫生研究院将更多资金投入到了转化和应用研究,而不是基础科学。这导致一些声誉卓著的基础科学研究机构因此遭受损失,甚至被解散。对此,LMB的解决方式是通过加强与临床研究和私营企业的联系,来促成成果向市场的转化。
第三,基础科学实验室招募和留住最优秀的科学家变得越来越难。一方面转化机构正在全球范围内激增。生物技术和制药公司可以向顶尖的研究人员支付更高的薪水。这对于科研工作者的吸引力更强。另一方面,基础研究往往伴随着高风险、高失败率,如果再加上终身职位的竞争激烈,很可能会让研究人员望而却步。这就需要政府来成为高质量、高影响力的基础科学发现的资助者,为社会长期利益来降低突破新发现的风险。
综上所述,LMB的成功案例给了更多研究机构可借鉴的经验:
应该优先考虑长期科学目标,有效管理稀缺资源;通过促进不同科学研究领域之间的互补,来推进科学发现的深度和广度;要在科学研究和技术研发之间搭建桥梁,建立协同合作关系来创造价值。
2.https://en.wikipedia.org/wiki/Cavendish_Laboratory