对于北卡大学教堂山分校的科学家来说，开源是前进的方向

进行性骨化性纤维发育不良——更常被称为石头人综合征——是一种罕见突变的结果，是被称为激酶的某些酶刺激蛋白质合成的方式异常。患有石头人综合征的人具有过度活跃的激酶，它们催化比应有的更多的骨骼生成。身体的自然修复机制发生故障，它们用固体骨骼沉积物取代软组织。关节冻结。身体变成监狱。

但是科学家们知道他们可以操纵这些激酶来对抗这种疾病。北卡罗来纳大学的化学生物学家正在领导一项开源工作，以解开激酶活性的秘密——他们说这些秘密可能会开创新一代药物发现的先河。

激酶是生物化学创新的 плодородный 场所，因为它们参与各种生物过程。但问题是：人类基因组指定了大约 500 种激酶，其中 400 种仍然是科学谜团。这是一个惊人的黑匣子数量，特别是考虑到科学家们认为激酶研究可以产生对许多疑难医学问题的见解，包括癌症的发生和治疗。

Tim Willson 和 Bill Zuercher 承认，绘制所有 500 种激酶的任务是一项艰巨的任务。这就是他们开源的原因。

“这就像探索和开发西部，”威尔逊说。“每个人都怀疑那里有有趣的东西，但在有人去那里并绘制地图之前，人们只是不知道在哪里修建铁路或新的定居点。先驱者必须为了大家的好处去探索，并将这些知识带回来与大家分享。”

威尔逊和祖尔切是结构基因组学联盟 (SGC) 的成员，该联盟是由致力于理解人类基因组复杂性的科学家组成的联盟，其中包括激酶活性。SCG-UNC 与全球其他五家学术机构一起，希望以开源的方式引领药物创新。

“现实情况是，这是一项如此庞大的任务，”威尔逊说。“我们认为唯一可以完成的方法是通过社区努力。”

威尔逊和祖尔切说，对于任何一个相对孤立地工作的科学家群体来说，绘制 400 多种研究不足的激酶将是一项非凡的努力。通过共享他们的数据，他们希望加快这一过程。

“目前，每个人都只是彼此独立运作，”威尔逊解释说。“我们正在尝试注释这些激酶。如果我们能够自由共享所有这些注释，它将为研究人员创造彼此合作的机会，并为对某些疾病感兴趣的基金会创造了解研究人员正在做什么的机会。我们希望我们可以将各个部分组合在一起，以便我们的社区能够比每个人都只是撰写个人资助提案产生更多的产出。”

开源激酶数据至少以两种方式运作。在科学家将激酶暴露于某些“化学探针”后，他们会发布这些相互作用的结果，以便其他人可以确认它们。但他们也发布了这些探针本身的具体组成，希望制药公司可以使用这些数据来构建更具针对性、更有效的激酶操纵器。

由于 SGC 决定不对发现申请专利，因此结果是一种基因组公地。

“我们正在扩大我们对激酶理解的竞争前空间，”祖尔切说，“以便任何想利用这些知识的人——制药公司、生物技术公司——都可以利用这些知识。”

威尔逊将这项工作比作开源软件生产——特别是维护 Linux 内核的持续工作。

“我们需要一个社区来构建激酶在生物学中作用的地图，”他说。“它必须是一张社区生成的地图，才能获得我们需要将其中一些激酶转移到药物设施中的丰富性和细节。但我们只是在做源代码。在有人将源代码发布出来并让所有人都可以使用之前，人们将没有任何东西可以修改。”

威尔逊和祖尔切说，科学家们多年来一直对激酶活性感兴趣——特别是自从成功的十多年前的人类基因组测序以来——但他们说，进展的速度令人沮丧。资助机构更愿意支持建立在经过测试和验证的结果之上的项目，而不是声称研究未知领域的项目。

“十多年来，我们知道人们有 500 多种激酶，人们知道它们是药物发现的丰富靶点，”威尔逊说，“但每个人仍然在研究基因组测序之前他们研究过的 50 种左右的激酶。对此的传统方法是，如果你想资助对激酶的研究，你必须撰写一份资助提案，而该提案的评判标准是你已经对该激酶了解多少。”

祖尔切称这种情况是“一个恶性循环，让我们一直在路灯下寻找”，更多地了解已经显而易见的东西——而不是发现新的东西。

“如果我们想打破这个循环，我们就必须做一些根本不同的事情，”他说。“意想不到的联系是科学的真正驱动力。因此，我们正在努力创建一个环境，通过提供常用工具来促进这些意想不到的联系。”

威尔逊和祖尔切说，这就是为什么开源方法对激酶研究如此重要：新发现需要进行研究的新策略。

“我们正在尝试改变我们处理这个问题的方式，”祖尔切说。“这将必须是社区要做的事情。我们只能为其创造环境。你永远无法控制社区。但是你如何帮助社区解决这个问题呢？”

就他们而言，威尔逊和祖尔切为他们未来的基因组公地做出了重大贡献。例如，在为葛兰素史克工作期间，他们发布了 300 多种激酶抑制剂，并在Chemicalprobes.org 上发布了探针的化学结构和激酶数据。威尔逊说，他们的数据集是历史上最大的公共领域激酶数据集，也是唯一一个让社区可以访问探针以供他人研究的数据集。

挑战依然存在——但这些挑战不一定是科学方面的。相反，威尔逊和祖尔切说，挑战是基础设施方面的。

“我们对基本科学基础设施有很好的把握——如何制作探针，如何生成激酶数据，”威尔逊说。“但我们正在努力弄清楚如何构建通信基础设施。我们如何共享信息？我们如何捕获信息？这是难题的下一部分。”

威尔逊和祖尔切说，开源软件社区一直是灵感的来源。这些社区可以作为有效协调全球行动的模型，可以协作解决单个人或团队永远无法单独解决的问题。

“错失机会。错失潜力。这就是让我们夜不能寐的原因，”祖尔切说。“这就是为什么我们真正倡导我们提出的这个开放系统。”

解决激酶问题需要解决社区问题。但威尔逊和祖尔切说，如果他们能做到这一点，结果可能会很壮观。

“这就是让我们不断前进的原因——我们可以产生的潜在影响，”祖尔切说。“我们知道大约 400 种激酶中埋藏着黄金。我们只需要寻找它。我们认为这是最好的方法——真正让社区参与进来。”