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疫情下居家如何做科研

已有 1220 次阅读 2020-4-16 09:44 |系统分类:科研笔记

目前COVID-19在美国的大爆发,引发了许多高校研究所实验室关闭,受到影响,科学家们不得不居家工作work from home,为了继续开展科研工作,他们通过在线方式online远程管理研究小组。

随着大学的关闭(1),生命科学实验室的负责人不得不迅速关闭实验室,结束实验,并制定应急计划来维持研究。《自然》杂志调查了5位在3月初至3月中旬关闭实验室的课题组负责人,询问了哪些方法有助于维持研究继续开展,哪些策略能激发实验室成员的积极性,让他们保持心理健康。针对这些问题,本文旨在为科研一线同行提供一般性建议。                                        

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1. 位于伊利诺斯州芝加哥市的德保罗大学林肯公园校区,因COVID-19而对教职员工关闭后,校园内空无一人。在这个前所未有的时代,对许多科学家来说,这是一个严峻的挑战,但不是一个无法控制的挑战。图片Max Herman/NurPhoto/Getty (https://www.nature.com/articles/d41586-020-00935-3 )

 以身作则,保持专注

31日当米兰城外的两个小镇关闭时,意大利米兰圣拉斐尔科学研究所建议我们做好在家工作的准备,只完成必要的实验。免疫学家安娜·蒙迪诺(2)在313日召开了一次虚拟实验室会议来回顾我们的数据,并计划如何在接下来的一周内完成实验。每个人都觉得有道德责任去完成我们已经在老鼠身上进行的实验。每个实验室每周会有一到两个人去照顾动物,我们给所有的笼子都贴上了清晰的说明标签,以便最少的工作人员来照顾它们。

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2. 意大利米兰圣拉斐尔科学研究所的免疫学家安娜·蒙迪诺研究免疫系统如何与实体肿瘤相互作用(Immunologist Anna Mondino, at the San Raffaele Scientific Institute in Milan, Italy (图片来自Google

在家工作的第一个星期一,我给每个人都发了一份与他们项目有关的家庭任务。这有助于让每个人都专注于他们的科学工作,我也给自己的每个任务写了最后期限,和大家分享了自己的想法。

我的实验室使用消息传递工具WhatsApp进行群聊,成员之间还有另一个不包括我的聊天群,这让他们可以毫无顾忌。此外,还有一个楼层聊天群,包括七个共享公共房间的实验室小组;我们用它来为科学家们在实验室里的时间设定最低要求,并为彼此做好实验安排。

就在家工作而言,我鼓励人们根据自己的职业或项目所处的阶段从事不同的工作。我有个学生正在攻读硕士学位,她的项目才进行了六周,所以我们决定让她写论文介绍。她已经遇到了一些实验瓶颈,所以她也在查阅文献寻找解决方案。

刚加入我实验室的博士后将阅读课题相关的文献,概述未来的实验计划。另一位博士后将汇总最终数据并修改一份论文手稿。我正在为我的实验室成员寻找可以在线免费参加的课程,以提高他们的研究技能。学习新东西可以起到激励的作用。

当然研究人员也必须为自己留足时间休息,加强营养,作息规律,积极预防。否则,会有感染病毒的风险。

保持距离,保持社交

Jennifer Nemhauser是一位发育和合成生物学家(3),她在西雅图华盛顿大学的实验室研究植物的信号通路。

3. 西雅图华盛顿大学发育与合成生物学家Jennifer Nemhauser (Developmental and synthetic biologist whose lab at the University of Washington in Seattle)(图片来自https://mcb-seattle.edu/faculty-profile/?uid=115)


虽然校园仍然开放,但从36日起,学校发了一则重要通告:如果你担任监管角色,你应该支持人们在家工作。通过建立一个谷歌联系组或类似的组平台,这样您就可以快速有效地发送电子邮件并与您的团队共享资源。

通过建立一张谷歌表格(4),可以把人们的联系方式,紧急联系人和应急计划都放在这里。实验室成员使用谷歌表格要求对方在实验室做一些小任务,如收集植物种子或将培养盘从培养箱移到冰箱。

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4. 建立谷歌表格维护实验室成员联系方式(图片来自google

当实验室关闭时,科研人员也使用电子表格来对任务进行优先排序。通常分三种类型:基本任务(如果不完成,可能会损失几个月的工作)、优先级任务(可能会损失几个星期的工作)和必要任务(有助于保持事情在正轨上运转)。对于每一项任务,大家可以自愿参与,也可以对如何完成任务做好笔记。

在谷歌表格上还有一个紧急供应订单的标签,比如培养皿、培养基、抗生素和分子生物学试剂,当疫情结束回来的时候就不会耽误研究了。

为了保持团队士气,每个人需要弄清楚各自有什么数据可以被分析,并让尽可能多的人可以访问。有一个在线存储空间,大家可以从家里的电脑备份他们的数据并进行分析,如Dropbox或谷歌驱动器进行备份。

此外, 实验室通过使用视频会议平台Zoom开会,比如举行在线期刊俱乐部,每个人可以分享一些他们从文献阅读中学到的很酷的东西。这是一个聚在一起谈论科学的机会。通过视频会议,大家可以相互看到。大家宅家的这段时间,不能忽视情绪。在小组会议上,可以要求每个人用110的等级来登记,1表示我感觉正常,10表示我因焦虑和恐惧而不想动。这样,可以及时发现问题,进行心理疏导。

合理计划,转变工作

Rafael Carazo Salas在英国布里斯托尔大学管理一个研究干细胞分化的实验室。他的妻子Eugenia Piddini在隔壁的细胞生物学实验室工作(5)。

 

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5. 英国布里斯托尔大学Rafael Carazo Salas(左一)和他的妻子尤金妮娅Eugenia Piddini(右一)与2012年诺贝尔生理学与医学奖获得者John Gurdon(中)(发现成熟细胞可以被重新编程成为多能性细胞)合影((Rafael Carazo Salas, the University of Bristol, UK,. He and his wife, Eugenia Piddini, lead cell-biology labs next door to each other))(图片来自https://twitter.com/rafacarazosalas/status/1058341087453085696

尤金妮娅和我意识到在家工作的时代即将来临,于是决定接管公司。保护我们的人民是第一位的,我们对他们负责,但我们也想保护科学。因此,在312日,我们实施了四项措施。

首先,我们通过谷歌表格的注册保持社交联系,也保持物理距离。有6个人,我们两组各3个人,可以共享实验室空间。我们把整个星期分成每小时一班,给员工最大的灵活性。科研人员可以指出他们将会到哪些区域,如改变细胞培养基或进行聚合酶链反应,使人们可以保持彼此的距离,也保持联系。

其次,我们改变了操作方式,在剩下的时间里尽可能多地积累原始数据,以便对它们进行远程处理和分析。幸运的是,我们能够利用我们的自动化显微镜对细胞进行大规模成像,这些显微镜可以连续几天为培养板提供营养。这给了我们一大堆数据,让我们忙了三到四周。我们买了硬盘,并告诉大家把笔记本电脑和大屏幕显示器带回家。

为了避免感染或传染,我们让实验室管理员在实验室入口处提供洗手液和湿巾,并指示实验室成员每次进入实验室时都要彻底洗手,当然,如果他们有任何症状,要告诉大家他们将呆在家里。

最后,保持我们既定的惯例。我们每周通过Skype与每个人进行一对一的交流,我们每周通过Zoom与每个人举行一次实验室会议(6)。

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6. 通过Zoom举行每周一次的实验室会议(图片来自https://twitter.com/HarmitMalik/status/1241137663014400000

我们已经在使用在线信息工具Slack;现在,我们昼夜不停地使用它来保持互动和联系。有人拍下了一个坏掉的保温箱的照片,这样我就可以快速回复如何修理它。从长远来看,我计划使用项目规划应用程序,如TrelloTeamGantt,来有策略地规划任务,包括预期的日期和时间表。

收集数据,细致分析

Ru Gunawardane是位于华盛顿西雅图的艾伦细胞科学研究所干细胞和基因编辑小组的负责人(Ru Gunawardane directs the Stem Cells and Gene Editing group at the Allen Institute for Cell Science in Seattle, Washington)(7

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7. 华盛顿西雅图艾伦细胞科学研究所干细胞和基因编辑小组负责人Ru Gunawardane(图片来自https://www.allencell.org/news/archives/09-2017

36日以来,我们一直在执行远程工作计划。我的12个人小组使用荧光标记来显示人类诱导多能干细胞的细胞间隔。大概需要6个月的时间来生成一个标记的细胞系,所以我们做的第一件事就是重新部署每个人来冻结几百个不同的细胞系,然后仔细地给它们贴上标签。

我们和做成像的同事讨论了未来两周我们可以做哪些实验来收集尽可能多的成像数据,以便人们在家分析。我们也做了基因分析。

在过去的一周中,该小组的资深成员一直在培训初级成员,让他们学习如何分析遗传数据。我们的成像同事也会教我们如何使用软件开始处理和分析成像数据。我们正在集思广益,想办法通过远程会议对员工进行交叉培训。

我们还在建设基础设施,以存储、跟踪和搜索我们的遗传数据。我们冻结了300多个基因克隆,我们有它们的测序数据。因此,我让几个擅长在Excel电子表格中工作的人负责创建一个遗传数据库。现在,我们可以对我们的基因编辑有多有效问各种各样的问题,并可以绘制图表。

在过去的两周里,我一直在为我们的群组Slack添加动作项目。我的团队成员喜欢它,因为它就像一个团队的待办事项列表,我们都可以勾选复选框,并感到富有成效。我将使用EvernoteConfluence项目管理软件跟踪时间表。团队成员将审阅我们当前的目标,并为接下来的两个月制定计划,以实现这些目标。

 

知足常乐,保持进取

Federica Di Nicolantonio在意大利都灵大学研究结肠直肠癌和间皮瘤的表观遗传学(8

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8. 意大利都灵大学Federica Di Nicolantonio教授(Federica Di Nicolantonio studies the epigenetics of colorectal cancer and mesothelioma at the University of Turin, Italy)(图片来自https://twitter.com/fdinicolantonio

我们被要求在48小时内关闭实验室,到目前为止,我们已经在家管理两个多星期了。我们不得不关闭实验室,所以现在我们更仔细地讨论任务和优先级。有两种情况:要么你在家里能做的很少,要么你能做的很多。

保持社交距离是相当可怕的,尤其是在我们这样一个有着社交聚会传统的国家。我的个人Webex账户一直是我最好的朋友,因为你只要打开一个房间,人们就可以进来打招呼。

要特别注意与可能独居、来自国外或远离家乡和家人的实验室成员进行交流。务必将政府或学院发布的任何重要通知立即翻译成英语。疫情、规则和限制每天都在变化,所以确保这些信息得到共享非常重要。

SUMMARY建立虚拟实验室科研共同圈

提供保证。学生、博士后和技术人员首先要明确地把他们的健康和社区健康放在首位;第二,努力减轻病毒流行对他们职业生涯的影响。

调整预期。改变工作方式,让自己和你的团队休息一下。设定合理的每日目标或待办事项清单;把阅读、写作和数据分析的任务作为主要工作;像平时一样,在午餐、社交和锻炼时休息一下。

联络沟通。通过视频电话或电话与你的同事联系,尤其是那些独自生活的人,他们可能刚到一个地区或来自另一个国家,或住得离家人很远。提供一个网络在线的注册表或群组列表,人们可以在其中告知他们何时需要群组的帮助,如食物、必须生活用品、防疫物资或在他们生病时。

弥补成本。作为PI,要为实验室成员需要在家高效工作的设备如笔记本电脑、触控板、硬盘、软件或其他耗材支付合理的费用。检查奖助金和奖学金是否能支付。不要事无巨细地管理,而是要为团队提供工作计划,让大家每周都能感到富有成效。

视频会议。注册诸如ZoomWebexSkype业务或其他虚拟会议平台的专业账户,并学会熟练使用。通过ZoomWebex这样的程序安排视频学术讨论会,像平常一样,固定时间点,安排好人员,轮流进行汇报。

保持学习。可以使用免费的在线教程来学习用RMatlabPython编写代码的新技能,掌握Adobe Illustrator等作图软件使用技能或学习生物信息学等你不了解的知识。


参考文献

CAREER FEATURE Science-ing from home. Nature, 26 MARCH 2020

doi: 10.1038/d41586-020-00935-3

本文作者美捷登 Daniel

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