位有趣的生物學(xué)家

1、.三位有趣的生物學(xué)家：2002年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 已有 3490 次閱讀 2007-6-27 14:50 |個(gè)人分類:文化|系統(tǒng)分類:人物紀(jì)事 饒毅 做出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家不一定有趣，有趣的科學(xué)家不一定做出重要貢獻(xiàn)。今年獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的三位生物學(xué)家，75歲的布勒吶(Sydney Brenner) 、55歲的霍維茨(H. Robert Horvitz)和60歲的薩爾斯頓 (John Sulston)，不僅共同和分別在生命科學(xué)有多項(xiàng)貢獻(xiàn)，而且是具不同性格和風(fēng)格的有趣科學(xué)家。 目前在美國伯克利分子科學(xué)研究所的布勒吶，生于南非約翰內(nèi)斯堡郊外的杰米斯頓。父母是猶太移民，父親20世紀(jì)初逃出東歐將被蘇聯(lián)

2、占領(lǐng)的小國到倫敦后，沒有足夠的錢買去美國的船票，只好到南非。他父親是皮革匠，家就安在皮革鋪的后面，父親一生不識(shí)字更不會(huì)寫字，卻通幾種語言。布勒吶4歲以前，鄰居裁縫的妻子用她家做桌布的報(bào)紙教布勒吶認(rèn)字，是他的啟蒙教育。大概4歲半時(shí)，父親有個(gè)顧客麥卡特妮夫人（Mrs. MacCartney）見小布勒吶讀書，對老布勒吶說應(yīng)該送這小孩讀書，父親說讀不起。她把小布勒吶收到自己管的幼兒園去。這是一個(gè)早期發(fā)現(xiàn)布勒吶的才能而且?guī)椭娜?，布勒吶到七十多歲還記得她。雖然比同班小三歲，布勒吶在學(xué)校一直不錯(cuò)，不過從不是第一，大約前六名，據(jù)他說，小學(xué)中學(xué)名次比他前的同學(xué)長大后智力平庸。布勒吶喜歡用圖書館，從小學(xué)起一生

3、讀了很多書和文章，窮的時(shí)候偷過一本喜歡的書。對科學(xué)的興趣也來自課外書籍。14歲他到威特沃特斯仁德大學(xué)讀醫(yī)學(xué)院，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)問題，雖然有獎(jiǎng)學(xué)金，他還去課外打工（站在教堂給別人家庭悼念時(shí)湊名額），因?yàn)槟挲g太小，被要求多讀兩年。他先去拿了碩士學(xué)位，以后再得醫(yī)學(xué)學(xué)位。老師里有他喜歡的也有不喜歡的：給化學(xué)老師提意見被趕出過教室。而一位組織學(xué)和生理學(xué)老師和他一起讀書，使他覺得受智力刺激。1951年他獲獎(jiǎng)學(xué)金到英國牛津大學(xué)念研究生，研究細(xì)菌的病毒：噬菌體。 1953年4月，在華生(J. Waston)和克里克(F. Crick)著名的DNA結(jié)構(gòu)模型文章發(fā)表前不僅，布勒吶在劍橋大學(xué)見到他們。以后布勒吶去美國訪問過

4、，也回南非工作過兩年（54-56），但長期在英國劍橋大學(xué)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室（及衍生的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室）。特別是和克里克有長期活躍的討論和合作。布勒吶對分子生物學(xué)有多項(xiàng)重要貢獻(xiàn)，是分子生物學(xué)開創(chuàng)者之一。他發(fā)現(xiàn)mRNA，是一項(xiàng)可獲諾貝爾獎(jiǎng)的工作。他研究遺傳密碼也有幾個(gè)重要貢獻(xiàn)。1961年，他在自然雜志有兩篇論文，一篇關(guān)于mRNA，一篇關(guān)于遺傳密碼。在這樣高峰的時(shí)刻，他和克里克開始考慮未來：1962年起，他們討論了幾年，認(rèn)為分子生物學(xué)的框架已經(jīng)有了，要開創(chuàng)新領(lǐng)域。布勒吶想做發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)。他的想法是用簡單的動(dòng)物，依靠遺傳學(xué)，來理解發(fā)育和神經(jīng)。1963年，布勒吶提出用一種叫C. briggsiae的線蟲

5、研究發(fā)育和神經(jīng)，他不斷讀文獻(xiàn)和采集樣本，到1965年找到叫C. elegans的線蟲。然后他和幾個(gè)學(xué)生對這種線蟲進(jìn)行基本的解剖和遺傳分析。他們發(fā)現(xiàn)這種線蟲在研究上有許多優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)簡單、透明、生活周期短、可以冷凍儲(chǔ)存等，他們還證明可以用遺傳學(xué)手段研究線蟲，1967年，他們獲得第一個(gè)線蟲遺傳突變體。到1974年，布勒吶在遺傳學(xué)雜志上發(fā)表了第一篇有關(guān)線蟲的論文。部分因布勒吶喜歡不同學(xué)科的人，部分因?qū)W生物的有許多人笑話用線蟲做研究，布勒吶初期招的學(xué)生常出身于數(shù)學(xué)、工程和化學(xué)。他認(rèn)為背景不多的人更少成見敢于冒險(xiǎn)。七十年代加入線蟲研究的人冒很大的危險(xiǎn)，因不容易判斷線蟲能有多大用處。八十年代中，線蟲研究在生

6、物學(xué)界成為一個(gè)“熱門”，到現(xiàn)在，世界上有許多研究線蟲的實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)家，在發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)都有重要發(fā)現(xiàn)。布勒吶今年得獎(jiǎng)原因就是他開創(chuàng)用線蟲做生物學(xué)研究材料，而不是某項(xiàng)具體研究工作。 薩爾斯頓原學(xué)有機(jī)化學(xué)。他喜歡自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，加入布勒吶小組后，他主要工作是分析線蟲的細(xì)胞譜系。和人的家譜一樣，機(jī)體的每一個(gè)細(xì)胞也有譜系關(guān)系，從單個(gè)受精卵，不斷分裂產(chǎn)生更多的細(xì)胞，最后形成身體全部許多不同的細(xì)胞。在復(fù)雜動(dòng)物細(xì)胞譜系關(guān)系都是不明確的，迄今我們還不清楚拇指任何細(xì)胞和小指任何細(xì)胞的譜系關(guān)系。薩爾斯頓初期是單獨(dú)，以后和霍維茨和其他少數(shù)幾個(gè)人合作，用顯微鏡觀察線蟲細(xì)胞譜系。這里，線蟲透明和細(xì)胞數(shù)有限的特點(diǎn)比

7、較重要。1976年，薩爾斯頓在倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊上發(fā)表論文，報(bào)道線蟲神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部分細(xì)胞譜系的分析結(jié)果。這是第一次在任何動(dòng)物有這樣好的細(xì)胞譜系分析，同時(shí)，他發(fā)現(xiàn)，有一些特定的細(xì)胞生出后必定死亡，稱為“程序性死亡”。這在當(dāng)時(shí)是奇怪的現(xiàn)象，為什么有些細(xì)胞在每個(gè)個(gè)體的發(fā)育過程中都會(huì)出生，但是在不同的個(gè)體中又在同樣的發(fā)育階段要死去？好像生出來就是為死一樣?！俺绦蛐运劳觥币院笞C明和70年代中在高等動(dòng)物發(fā)現(xiàn)不久的“細(xì)胞凋亡”是同樣的。 霍維茨出生于美國芝加哥，九年級在家里浴室里做過果蠅遺傳的家庭作業(yè)。大學(xué)在麻省理工學(xué)院（MIT）學(xué)數(shù)學(xué)和經(jīng)濟(jì)。研究生申請時(shí)從數(shù)學(xué)經(jīng)濟(jì)到生物都申請了。他在哈佛大學(xué)做研究生是在華生、

8、吉爾伯特(W. Gilbert)和維伯(K. Weber)聯(lián)合指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室，三人對他有不同教益：華生有極好的生物直覺、吉爾伯特會(huì)挑任何實(shí)驗(yàn)解釋的毛病、維伯知道如何做出實(shí)驗(yàn)來。霍維茨單獨(dú)發(fā)表4篇論文而畢業(yè)。霍維茨到英國加入布勒吶小組做博士后，開始和薩爾斯頓合作研究細(xì)胞譜系和用遺傳學(xué)分析細(xì)胞譜系的機(jī)理。1977年，薩爾斯頓和霍維茨在發(fā)育生物學(xué)雜志報(bào)道線蟲胚胎后發(fā)育的細(xì)胞譜系。1980年，霍維茨和薩爾斯頓在遺傳學(xué)雜志報(bào)道用遺傳突變的方法，發(fā)現(xiàn)一些控制細(xì)胞譜系的基因。1981年，薩爾斯頓和霍維茨在發(fā)育生物學(xué)雜志進(jìn)一步分析影響細(xì)胞譜系的突變種。1983年，薩爾斯頓和其他合作者在發(fā)育生物學(xué)雜志報(bào)道線蟲在胚

9、胎發(fā)育期間的細(xì)胞譜系。至此，細(xì)胞譜系分析主要工作，特別是發(fā)育和形態(tài)工作，已經(jīng)結(jié)束，而分子生物學(xué)工作將很快跟上。期間，布勒吶的其他助手也進(jìn)行了一些重要工作，包括懷特（J. G. White）、赫吉科克（E. M. Hedgecock）和喬非（M. Chalfie）等，所有這些論文，布勒吶都沒有做作者。 1978年，霍維茨回麻省理工做助理教授、81年升副教授、86年正教授。他主要用線蟲做了包括發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)的許多方面。一個(gè)重點(diǎn)是細(xì)胞凋亡的分子機(jī)理，他用遺傳突變的方法找到關(guān)鍵的調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的基因。諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)引用的是他的女研究生愛麗思（Ellis）和他于1986年在細(xì)胞雜志發(fā)表的論文。其后

10、他實(shí)驗(yàn)室還發(fā)現(xiàn)其它控制細(xì)胞凋亡的基因。這些基因被霍維茨實(shí)驗(yàn)室的研究生克隆和進(jìn)一步研究，主要是袁均英(1977年上海高考第一名進(jìn)復(fù)旦)和Hengartner等?；艟S茨實(shí)驗(yàn)室的研究，推動(dòng)人們理解細(xì)胞凋亡的分子機(jī)理，他們的結(jié)果和其他研究哺乳動(dòng)物細(xì)胞凋亡的結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞凋亡在不同動(dòng)物用的是同樣的分子，其機(jī)理也是相同的。高等動(dòng)物細(xì)胞凋亡研究領(lǐng)域里，英國的Wiley 和Kerr、澳大利亞的Vaux和Cory、美國的Korsmeyer等也有重要發(fā)現(xiàn)。細(xì)胞凋亡的生物化學(xué)機(jī)理研究的最重要突破來自于目前在得州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的王曉東實(shí)驗(yàn)室。 布勒吶、霍維茨和薩爾斯頓三者性格不同，他們的共同點(diǎn)是為科學(xué)做出了創(chuàng)造

11、性的貢獻(xiàn)。遠(yuǎn)在這次獲得諾貝爾獎(jiǎng)以前，布勒吶就被許多人認(rèn)為是目前還活著的最聰明的生物學(xué)家之一。他極喜歡交流和討論科學(xué)。他認(rèn)為講話和“用交談來做實(shí)驗(yàn)對科學(xué)很重要”，他和克里克有長期交流。他也很幽默，有一段時(shí)間常常寫些俏皮的評論和忠告。1986年后他參與提倡進(jìn)行人類基因組研究。 霍維茨不僅自己動(dòng)手時(shí)做研究杰出，他從1978年以來領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室，一直是生命科學(xué)界最高產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室之一。他有多方面的重要工作、論文很多，他實(shí)驗(yàn)室開創(chuàng)的對小RNA和對嗅覺機(jī)理的初期研究，都有在將來達(dá)到諾貝爾高度的可能?；艟S茨培養(yǎng)了許多出色的科學(xué)家，他的直接和間接學(xué)生遍布美國主要大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，也有在歐洲和臺(tái)灣的，其中華裔的包括北大

12、畢業(yè)的韓珉和金亦石、復(fù)旦畢業(yè)的袁鈞英、科大畢業(yè)的薛定、和臺(tái)灣大學(xué)的吳怡春等（其中袁鈞英和薛定研究細(xì)胞凋亡）。 薩爾斯頓比較習(xí)慣于單獨(dú)或和少數(shù)合作者做實(shí)驗(yàn)。他研究論文數(shù)量不多，最多一年4篇，有些年沒有。所發(fā)表的雜志是本領(lǐng)域里受尊重的雜志，但不是多學(xué)科要看的雜志。他在1983年線蟲譜系分析工作完成以后，有幾年找下一步研究，做了一些比較初步的工作，到后來加入基因組研究，92年起領(lǐng)導(dǎo)英國劍橋的基因組中心，先和華盛頓大學(xué)的沃特斯頓（Bob Waterston）共同領(lǐng)導(dǎo)線蟲基因組測序，以后他們和麻省理工的蘭德(Eric Lander)是人類基因組的學(xué)術(shù)領(lǐng)頭人，在基因組研究方面有重要貢獻(xiàn)，如果基因組發(fā)諾貝爾

13、獎(jiǎng)，以前認(rèn)為這三位有較大的可能。所以出現(xiàn)一個(gè)有趣現(xiàn)象：薩爾斯頓這樣一個(gè)喜好自己單獨(dú)研究的人，卻領(lǐng)導(dǎo)起了一大群人。 布勒吶、霍維茨和薩爾斯頓雖然性格不同，他們都熱愛科學(xué)。而且互相尊重。和其它領(lǐng)域相比，線蟲領(lǐng)域的科學(xué)家們非?；ハ嘀С郑ハ鄮椭?。開創(chuàng)者們的風(fēng)格影響了整個(gè)領(lǐng)域，不僅使他們更可以從科學(xué)中得到歡樂；使他們能集中精力研究科學(xué)；也使這個(gè)領(lǐng)域能健康和較快地發(fā)展。三人得獎(jiǎng)消息出來后，正在法國度假的霍維茨不多的幾句談話里，就提到很高興他的兩位朋友能得獎(jiǎng)，且說他們都可因其它工作另外得諾貝爾獎(jiǎng)。 霍維茨是三人中最喜好中國文化的，也是我所認(rèn)識(shí)的美國非華裔科學(xué)家中最喜歡中國的，他還學(xué)了中文。他不僅在美國培養(yǎng)

14、了中國留學(xué)生，兩年前，他和同是麻省理工學(xué)院教授的科學(xué)家夫人康思坦丁琶頓(Martha Constantine-Paton)一起，應(yīng)中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所所長蒲慕明的邀請，擔(dān)任神經(jīng)所國際顧問委員會(huì)成員，為神經(jīng)所發(fā)展方向、招聘、評審等獻(xiàn)計(jì)出力。八十年代，霍維茨曾應(yīng)邀去中國講學(xué)。1998年，我請他和夫人到北京參加第一次“分子和細(xì)胞神經(jīng)生物學(xué)”戈登會(huì)議。這是一個(gè)完全為科學(xué)交流的小型精英會(huì)議?；艟S茨對此會(huì)的支持是美國戈登會(huì)議總部繼續(xù)支持它的一個(gè)原因。2000年和今年，霍維茨和康思坦丁琶頓兩位都到上海和香港學(xué)術(shù)交流。他們不僅和一些中國科學(xué)家有良好的交往，也和研究生們有很好的接觸和交往，學(xué)生們看到他們飛到

15、中國后用許多時(shí)間積極認(rèn)真地參加學(xué)術(shù)會(huì)議、學(xué)術(shù)討論和為神經(jīng)所出謀劃策，他們的言傳身教，使青年們看到卓有成就的科學(xué)家們的風(fēng)格和他們對科學(xué)持之以恒的熱愛。 進(jìn)一步閱讀文獻(xiàn) 1. Brenner S (1957). On the impossibility of all overlapping triplet codes in information transfer from nucleic acids to proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 43:687-694. 2. Brenner S, Jacob F and Meselson M (1961). An

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