百年諾貝爾獎中開創(chuàng)生命科學(xué)的巨擘

蒙厚勤

（漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 漢中723002）

諾貝爾獎自1901年頒獎以來，已成為全世界科學(xué)、文學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)界的最高榮譽(yù)。其中自然科學(xué)的三大獎項(xiàng)，極大鼓舞了全世界科學(xué)工作者探索未知世界、勇于創(chuàng)新、追求真理的激情，促進(jìn)了20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，科技新成果引領(lǐng)的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)革命徹底改變了世界與人類的生活。生命科學(xué)也是20世紀(jì)發(fā)展最快、成就最多自然科學(xué)，眾多的諾貝爾獎獲獎?wù)撸貏e是生理或醫(yī)學(xué)獎的科學(xué)大師，為揭開生命的奧秘、探索生命未知世界做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。我們更應(yīng)該銘記的是，在眾多的獲獎?wù)咧?，有幾位杰出的大師，他們用智慧和汗水，為人類開啟了認(rèn)識生命的新大門，完成了具有里程碑意義的科學(xué)成就。

（1）克里克(Francis Harry Compton Crick),英國物理學(xué)家；沃森(James Dewey Watson),美國遺傳學(xué)家；威爾金斯 (Maurice Hugh Frederick Wilkins),英國物理學(xué)家，三人因建立了DNA的雙螺旋模型(1953年)，使生物科學(xué)從細(xì)胞水平的研究深入到分子水平，而獲得了1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。20世紀(jì)50年代，人們已清楚知道DNA是生物體普遍存在的遺傳物質(zhì)，但DNA的結(jié)構(gòu)如何？它是如何傳遞遺傳信息并且在代代相傳過程中保持相對穩(wěn)定的？全世界的科學(xué)家都在從不同角度進(jìn)行研究。1951年，學(xué)物理專業(yè)的威爾金斯首先用“X射線衍射法”得到了第一張DNA衍射圖，1952年英國女科學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin）制備了DNA結(jié)晶體樣本，并拍攝到更清淅的B型DNA衍射圖，證明DNA分子是雙鏈結(jié)構(gòu)，并且是同軸雙鏈，她還計(jì)算出該螺旋的螺距和直徑。沃森和克里克從DNA能穩(wěn)定傳遞遺傳信息的角度出發(fā)，受富蘭克林照片的啟發(fā)，提出了并建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，對兩條DNA單鏈間的聯(lián)系——堿基互補(bǔ)配對做出推斷并驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，他們又很快提出DNA分子的半保留復(fù)制假設(shè)，1969年破譯了全部遺傳密碼，編制出了與化學(xué)元素周期表具有同等意義的遺傳密碼表，完善了“中心法則”等。DNA的分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)及雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立是生命科學(xué)發(fā)展的里程碑，標(biāo)志著人類進(jìn)入分子生物學(xué)領(lǐng)域，使人類第一次從分子水平認(rèn)識了生命的生長發(fā)育、遺傳、繁殖、進(jìn)化等復(fù)雜生命現(xiàn)象的本質(zhì)，為進(jìn)一步揭開DNA的神秘面紗，全面詮釋生命的本質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。分子生物學(xué)的發(fā)展也進(jìn)入“高鐵”時(shí)代，遺傳密碼的破解、轉(zhuǎn)基因工程、克隆技術(shù)及人類基因測序等科學(xué)成就層出不窮，也不斷改變?nèi)祟惖纳?。DNA的分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)也成為20世紀(jì)自然科學(xué)新的“三大發(fā)現(xiàn)”（另2個(gè)是相對論、量子力學(xué)）。令人惋惜的是，羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin），這位用X射線衍射法發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)和病毒結(jié)構(gòu)的女科學(xué)家，因英年早逝，與諾貝爾獎失之交臂。

（2）托馬斯·亨特·摩爾根（Thomas Hunt Morgan，1866～1945）美國生物學(xué)家，被譽(yù)為“遺傳學(xué)之父”。一生主要從事胚胎學(xué)、遺傳學(xué)研究，因創(chuàng)立了關(guān)于遺傳基因在染色體上性排列的基因理論和染色體理論，以及遺傳學(xué)第三定律而獲1933年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。在摩爾根之前，孟德爾已通過豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)提出了遺傳學(xué)第一、二定律（基因分離和基因自由組合定律），但并未被重視。摩爾根在以果蠅為材料的雜交實(shí)驗(yàn)過程中，證實(shí)了孟德爾定律的正確性，同時(shí)又有新發(fā)現(xiàn)，即位于同一染色體上的基因的遺傳規(guī)律——連鎖與互換規(guī)律，位于性染色體上基因的遺傳——伴性遺傳，提出了性染色體概念及基因在染色體上線性排列的理論。摩爾根的研究，完善了孟德爾的性狀遺傳理論，確定了基因與染色體的載體關(guān)系，為現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展指明了方向，正是在他的影響下，遺傳學(xué)迅猛發(fā)展，成就輝煌，使20世紀(jì)成為生物科學(xué)的“遺傳學(xué)”時(shí)代。

（3）卡雷爾（Alexis Carrel），現(xiàn)代器官移植技術(shù)的先驅(qū)，主要成就是血管縫合技術(shù)、活體組織體外培養(yǎng)；1912年獲諾貝爾獎；愛德華·唐納爾·托馬斯（Edward Donnall Thomas），美國醫(yī)生，1990 年，與約瑟夫·默里（Joseph Murray）一起由于在“人體器官和細(xì)胞移植的研究”貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，主要成就是解決了器官移植中的接受者與供體間免疫性（排異性）難題，并于1969成功進(jìn)行了異體間的骨髓移植，并將骨髓移植技術(shù)廣泛用于治療白血病、再生障礙性貧血等。約瑟夫·默里的主要成就是于1954年成功完成了人類第一例器官移植手術(shù)——一對雙胞胎間的腎臟移植。三人獲獎時(shí)間跨度比較長，但他們共同解決了器官移植最關(guān)鍵的技術(shù)難題，既有開器官移植之先河的探索，又完善了移植技術(shù)，從此人類器官移植技術(shù)迅猛發(fā)展，移植領(lǐng)域不斷拓寬，目前人類已掌握了除頭顱以外的人體各個(gè)器官的移植技術(shù)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人造器官、基因再造器官等技術(shù)將為器官移植開辟新紀(jì)元。

（4）病毒的發(fā)現(xiàn)：關(guān)于病毒導(dǎo)致的疾病，早在公元前二至三個(gè)世紀(jì)就有關(guān)于天花的記錄，也有通過接種治療天花的記載。但對病毒的確切認(rèn)識則是在19世紀(jì)末。1898年，荷蘭微生物學(xué)家馬丁烏斯·貝杰林克（Martinus Beijerinck）在總結(jié)了前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以煙草花葉病為研究對象，確定病毒是一種不同一細(xì)菌的感染性病原。并命名為virus（病毒），即第一個(gè)發(fā)現(xiàn)并命名了煙草花葉病毒。1935年，美國生物化學(xué)家和病毒學(xué)家溫德爾·梅雷迪思·斯坦利（Wendell Meredith Stanley）發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒大部分是由蛋白質(zhì)所組成的，并抽取了病毒結(jié)晶體。將病毒成功地分離為蛋白質(zhì)部分和RNA部分。斯坦利也因?yàn)樗倪@些發(fā)現(xiàn)而獲得了1946年的諾貝爾化學(xué)獎。1955年，通過分析病毒的衍射照片，羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin）揭示了病毒的整體結(jié)構(gòu)。病毒的發(fā)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)的認(rèn)定，標(biāo)志著人類對生命的認(rèn)識進(jìn)入新紀(jì)元。首先是拓展了人類對生物界的認(rèn)識，生物分類單位“界”中，又增加了“病毒界”。目前人類發(fā)現(xiàn)的各種病毒有4000多種。其次在醫(yī)學(xué)研究上，打開了人類認(rèn)識疾病的新視界，各種由病毒引起的疾病陸續(xù)被確定和發(fā)現(xiàn)，治療手段也日新月異，大部分流行幾個(gè)世紀(jì)的傳染病被消滅。同時(shí)，因病毒的結(jié)構(gòu)簡單、“身材”微小，方便“攜帶”基因等優(yōu)點(diǎn)，成為分子生物學(xué)、遺傳與基因工程、免疫醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的新寵。

［1］柯為.諾貝爾獎獲得者主要貢獻(xiàn)[J].中國生物工程雜志,1987(5).

［2］昭亮.1990年諾貝爾獎(自然科學(xué))獲獎成果簡介[J].世界科學(xué),1990(1).