弗雷德里克·桑格堅(jiān)持認(rèn)為自己是個(gè)普通人:智商一般,成績(jī)普通,學(xué)生時(shí)期沒拿過獎(jiǎng)學(xué)金;靠不拿工資才找到了一份科研工作,實(shí)驗(yàn)臺(tái)就緊挨著養(yǎng)小白鼠的籠子;一輩子只做了兩三個(gè)課題,幾乎沒怎么發(fā)論文;更沒有任何行政職務(wù),甚至連個(gè)教授都不是??删褪侨绱似胀ǖ乃?,得了諾貝爾獎(jiǎng),兩次。
[選擇自費(fèi)科研]
桑格14歲的時(shí)候,被送入了當(dāng)?shù)氐馁F族學(xué)校。不過,在學(xué)校,桑格的考試分?jǐn)?shù)只是中等,而且他性格內(nèi)向,在學(xué)校里并不引人注意。在大學(xué)里,桑格依然沒有顯示出什么過人之處,他雖然是理科學(xué)生,但數(shù)學(xué)和物理都讓他感到吃力,只有化學(xué)的成績(jī)還不錯(cuò)。
1939年,21歲的桑格本科畢業(yè),走到了人生的岔路口,他問出了那個(gè)年紀(jì)所有人都困惑的問題:“我將來應(yīng)該做什么工作?”
打量了一下自己,桑格覺得做研究還蠻有趣,于是他寫信給一些學(xué)校,看能否爭(zhēng)取到相關(guān)的工作。
以桑格如此普通的簡(jiǎn)歷,是難以打動(dòng)各大教授的。于是,他在求職信后面加了一句“我不缺錢,可以不拿工資”。
不出意料,教授們很歡迎這種自帶工資的勞動(dòng)力,紛紛向他拋來橄欖枝。最后,桑格選擇了劍橋大學(xué)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。就這樣,桑格開始了他的研究生涯。
[第一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)]
起初,桑格能做的,只是跟著研究員一起做實(shí)驗(yàn)。他的實(shí)驗(yàn)室在地下室,終日不見陽(yáng)光。因?yàn)楦撕嫌玫年P(guān)系,他的工作臺(tái)緊挨著養(yǎng)小白鼠的籠子。除了覺得“鄰居們”味道不好,桑格對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)室十分滿意。逐步適應(yīng)了科研之后,桑格漸漸開始獨(dú)立開展工作,他的目標(biāo)是給蛋白質(zhì)測(cè)序。
受技術(shù)條件所限,當(dāng)時(shí)人們對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)了解不多,甚至一度認(rèn)為蛋白質(zhì)是一種無序的高分子結(jié)構(gòu)。
為了明晰蛋白質(zhì)究竟長(zhǎng)什么樣,桑格選擇了胰島素作為研究對(duì)象。這一選擇有兩方面的考慮:一是因?yàn)橐葝u素作為生物體內(nèi)常見的蛋白質(zhì)激素,具有極大的研究?jī)r(jià)值,另一個(gè)原因則是易于獲得,胰島素是當(dāng)時(shí)世面上少數(shù)幾種可以買到的純凈蛋白質(zhì)之一。
桑格研究發(fā)現(xiàn),胰島素并不是一種無序結(jié)構(gòu),而是由兩條長(zhǎng)肽鏈組成,分別含有21和30個(gè)氨基酸。為了測(cè)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(zhǎng)肽鏈分解成只含有2~3個(gè)氨基酸的短肽鏈。隨后,通過電泳等方法確定每個(gè)短肽鏈的頭和尾的次序。
這還沒完,桑格還要將測(cè)序好后的短肽鏈重新拼湊回原來的長(zhǎng)鏈,以最終確定整個(gè)胰島素的氨基酸序列。大體相當(dāng)于把完整的拼圖拆碎,之后蒙著眼睛再把它們恢復(fù)原狀。
就這么拆解、測(cè)試、拼合氨基酸,如此反復(fù),很難談得上有多大的成就感。這個(gè)看不到盡頭的拼圖游戲,即使是充滿天真的孩童,也不見得能堅(jiān)持很久。但這項(xiàng)工作,桑格一做,就是10年。
最后,桑格成功了。他推翻了原本蛋白質(zhì)是無序高分子的推論,證明了它其實(shí)是氨基酸的特定序列。這項(xiàng)研究極大推進(jìn)了生命科學(xué)的發(fā)展,并給桑格帶來了1958年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
[第二個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)]
第一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)后的漫長(zhǎng)10年,桑格在科研上幾乎毫無建樹。他沒發(fā)表任何一篇文章,成果幾乎空白。外界對(duì)桑格有些質(zhì)疑,但他從不在乎,默默做著實(shí)驗(yàn),他當(dāng)時(shí)的研究目標(biāo)是DNA。
DNA,全稱脫氧核糖核酸,書寫著人類生命的終極密碼。當(dāng)時(shí)的科學(xué)界已經(jīng)探明了DNA是由四種核苷酸排列組合而成。如果能解析這些核苷酸的順序,勢(shì)必能更為深入地解讀人類這本天書。
桑格想做的,就是想給DNA測(cè)序,這項(xiàng)任務(wù)比蛋白質(zhì)測(cè)序要難很多。因?yàn)樵谛蛄械臄?shù)量上,一條DNA上的核苷酸數(shù)量要比胰島素中氨基酸數(shù)量多幾個(gè)量級(jí)。
面對(duì)如此艱巨的挑戰(zhàn),桑格的應(yīng)對(duì)策略只有一個(gè)——埋頭實(shí)驗(yàn)。那個(gè)時(shí)期,桑格的實(shí)驗(yàn)記錄本上,出現(xiàn)最多的結(jié)論是“這個(gè)方案就是浪費(fèi)時(shí)間……得從頭再來”,心酸程度如同一個(gè)為畢業(yè)掙扎的研究生。
命運(yùn)倒是不虧待勤奮的人。從測(cè)序蛋白質(zhì)后,經(jīng)過近20年隱修般的工作,桑格終于開發(fā)出了一套高效的DNA測(cè)序方法,名為“雙脫氧鏈終止法”,后來也被稱為“桑格法”。
通過這種方法,桑格帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)成功完成了一種噬菌體的基因測(cè)序,其中共有5386個(gè)核苷酸。而之前,人們所能測(cè)定的核苷酸數(shù)量,最多只有80個(gè)。
隨后,這套方法逐漸演變成了世界通用的DNA測(cè)序手段,并為浩蕩的“人類基因組計(jì)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?yàn)椤按蜷_了分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和基因組學(xué)研究領(lǐng)域的大門”, 桑格獲得了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
雙份諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)加持的桑格,一直活躍在實(shí)驗(yàn)室中。但1983年的某一天,桑格突然感到自己已經(jīng)夠老了,于是他停下了實(shí)驗(yàn)并宣布退休。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(mèng)中離世。