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      我是個普通人,只不過得了兩次諾獎而已

      2019-09-09 02:21圓的方塊
      讀者·校園版 2019年18期
      關鍵詞:核苷酸諾獎測序

      圓的方塊

      弗雷德里克·桑格堅持認為自己是個普通人。

      智商一般,成績普通,學生時期沒拿過獎學金;靠不拿工資的條件才找到了一份科研工作,實驗臺緊挨著養(yǎng)小白鼠的籠子;一輩子只做了兩三個課題,沒怎么發(fā)表論文;更沒有任何行政職務,甚至連個教授都不是。

      就是如此普通的一個人,得了諾貝爾獎,兩次。

      一個富二代的選擇

      1939年,21歲的桑格本科畢業(yè),走到了人生的岔路口,問出了那個年紀所有人都困惑的問題:“我將來應該做什么工作?”

      打量了一下自己,桑格覺得做研究還蠻有意思,于是寫信給一些學校,看能否爭取到相關的工作機會。

      以桑格如此普通的簡歷,是難以打動各大教授的。他想了想,于是在求職信后面加了一句“我不缺錢,可以不拿工資”。

      嗯,桑格家有錢。如果不做科研,他就只能去繼承萬貫家產(chǎn)了。

      不出意料,教授們很歡迎這種不求報酬的勞動力,紛紛給他遞來橄欖枝。最后,他選擇了劍橋的一個實驗室。

      就這樣,桑格開始了他的研究生涯。

      蛋白質(zhì)測序——埋頭苦干換來的諾獎

      桑格確實不是聰明人,起初他所能做的,只是跟著研究員一起做實驗。

      當時,桑格的實驗室在地下室,終日不見陽光。而且因為跟人合用實驗室的關系,他的工作臺緊挨著養(yǎng)小白鼠的籠子。然而,除了覺得“鄰居們”氣味不好,桑格對自己的實驗室十分滿意。

      逐步適應了科研之后,桑格漸漸開始獨立開展工作,而他的任務是給蛋白質(zhì)測序。

      受技術條件所限,當時人們對蛋白質(zhì)的結(jié)構了解不多,甚至一度認為蛋白質(zhì)是一種無序的高分子結(jié)構。

      為了弄清蛋白質(zhì)究竟長什么樣,桑格選擇了胰島素作為研究對象。這一選擇有兩方面的考慮:一是因為胰島素作為生物體內(nèi)常見的蛋白質(zhì)激素,具有極大的研究價值;另一個原因則是易于獲得,胰島素是當時市面上少數(shù)幾種可以買到的純凈蛋白質(zhì)。

      桑格研究發(fā)現(xiàn),胰島素并不是一種無序結(jié)構,而是由兩條長肽鏈組成,分別含有21個和30個氨基酸。為了測定這些氨基酸的序列,桑格自己發(fā)明了一種試劑,可以把這些長肽鏈分解成只含有兩到三個氨基酸的短肽鏈。隨后,再通過電泳等方法確定每個短肽鏈的頭和尾。

      這還沒完,桑格還要將測序后的短肽鏈重新拼湊成原來的長鏈,以最終確定整個胰島素的氨基酸序列。

      大體相當于把完整的拼圖拆開,之后再蒙著眼睛把它們恢復原狀。

      就這么拆解、測試、拼合氨基酸,如此反復,很難談得上有多大的成就感。這種看不到盡頭的拼圖游戲,即使天真的孩童,也不見得能堅持很久。

      但這項工作,桑格一做就是10年。

      “我很喜歡這項研究,不用跟別人攀比進度,只要做好分內(nèi)的事就可以了?!鄙8袢缡钦f。

      結(jié)局讓桑格的努力最終成為一個勵志故事,他成功了。桑格推翻了原本蛋白質(zhì)是無序高分子的推論,證明了它其實是氨基酸的特定序列。這項研究極大地推進了生命科學的發(fā)展,并給桑格帶來了1958年的諾貝爾化學獎。

      正如評獎委員會對他的評價:“有些時候,重要的科學發(fā)現(xiàn)是突然出現(xiàn)的——如果時機恰當,而前期研究也足夠成熟的話。但桑格的發(fā)現(xiàn)不屬于這一種,測定蛋白質(zhì)的結(jié)構是他多年努力和辛勤工作的結(jié)果?!?/p>

      DNA測序——他的第二個諾獎

      一般來說,科學家的一生,從辛勤工作開始,到榮獲諾獎結(jié)束,起承轉(zhuǎn)合,已經(jīng)接近圓滿。

      在給蛋白質(zhì)測序后的漫長10年間,桑格在科研上幾乎毫無建樹。他沒發(fā)表過任何一篇文章,成果幾乎空白。人們更加堅信了這樣的猜測。

      然而,桑格對外界的這些質(zhì)疑滿不在乎,他還是老樣子,默默地做實驗,哪怕家中的抽屜里躺著一枚金色獎章。

      他之后的研究對象是DNA。

      20世紀中葉,隨著表征技術的發(fā)展,人們開始一點一點地揭開DNA的神秘面紗。在這一浪潮中,最著名的無疑是克里克和沃森,他們?nèi)缬猩裰愕刈C明了DNA的雙螺旋結(jié)構。

      在此基礎上,人們想進一步確定DNA的組成。當時的學界已經(jīng)探明了DNA是由4種核苷酸排列組合而成。如果能解析這些核苷酸的順序,勢必能更為深入地解讀人類DNA這一本天書。

      桑格當時就是想給DNA測序。

      這項任務要比蛋白質(zhì)測序難很多。主要是因為在序列的數(shù)量上,一條DNA上的核苷酸數(shù)量要比胰島素中氨基酸的數(shù)量多幾個量級。

      面對如此艱巨的挑戰(zhàn),桑格的應對策略只有一個——埋頭實驗。

      按他自己的話說,“科學家主要有三種能力:思考、交流和行動。我最擅長最后一種,思考也還行,但是不太會交流”。

      為了這個課題,他推掉了幾乎所有的行政職務,包括研究所的主席、課題組的負責人,或是項目的評審專家,等等。

      那個時期,桑格的實驗記錄本上,出現(xiàn)最多的結(jié)論是“這個方案就是浪費時間……得從頭再來”,心酸程度如同一個為畢業(yè)掙扎的研究生。

      命運倒是不虧待勤勉者。測序蛋白質(zhì)后,經(jīng)過近20年隱修般的工作,這位自認并不聰明的科學家,終于開發(fā)出了一套高效的DNA測序方法,名為“雙脫氧鏈終止法”,后來被稱為“桑格法”。

      通過這種方法,桑格帶領他的團隊成功完成了一種噬菌體的基因測序,其中共測定5386個核苷酸。而之前,人們所能測定的核苷酸數(shù)量,最多只有80個。

      隨后,這套方法逐漸演變成了世界通用的DNA測序手段,并為浩蕩的“人類基因組計劃”拉開了帷幕。

      1980年10月,一通來自瑞典的電話,再次在桑格的案頭響起。

      因為“打開了分子生物學、遺傳學和基因組學研究領域的大門”,弗雷德里克·桑格獲得了當年的諾貝爾化學獎。

      同你想的一樣,有雙份諾獎加持的桑格,仍然活躍在實驗室中。只不過他意識到了自己的極限,“DNA測序是我科研的高峰,隨后的工作只是在走下坡路”。

      1983年的某一天,桑格突然感到自己已經(jīng)夠老了,于是停下了實驗并宣布自己退休。他放下了移液槍,從此離開了實驗室。

      桑格拒絕了女王的封爵,搬到鄉(xiāng)下小屋,一心打理起了花園。

      2013年,95歲的弗雷德里克·桑格在睡夢中離世。

      一個普通人,安然結(jié)束了一生。

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