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成也萧何,陇南-一个人能成大事的3种迹象,成功故事

2019-12-05 03:34:06 投稿人 : admin 围观 : 288 次 0 评论

约翰苏尔斯顿在做试验

假如说在20 世纪,挑选一个锋芒毕露成也萧何,陇南-一个人能成大事的3种痕迹,成功故事的源于天然科学的艺术形象的话,DNA 是最合适的。

理由很充沛,正如1953 年3 月弗朗西斯克里克(Francis Crick)在苍鹰酒馆(Eagle Pub)中誉满天下的宣告:DNA 分子中蕴藏着生命的奥妙

从很多的描绘中人们得知DNA 是个短粗双螺旋分子,其实这远未展现出它不可思议的其他特征:不可思议的纤细和近乎“无限”的长。咱们身体每个细胞中的DNA 足有两米长,而细胞自身直径也不过以微米核算;假如按份额将DNA 扩大到缝纫线般粗细,则每个细胞的DNA 将有200 千米长。

↑ 20 世纪70 时代的分子生物学试验室,悉尼布雷内追寻线虫

DNA 分精尽子可以像棉花的纤维一般捻连成肉眼可见的“丝线”, 这种特性使得下面要叙述的一个风趣的试验成为可能。今世艺术家马克奎因(Marc Quinn),请我帮忙他于2000 年在伦敦白色立方体(White Cube)美术馆举行有关成也萧何,陇南-一个人能成大事的3种痕迹,成功故事DNA 的展览,我怅然答应。马克以在创造中运用自己的体液为试验资料根究自我概念而出名, 1991 年他曾用4.5 公斤的冷冻血液浇筑自己的头像。他把自己的一些精液给我,我用去污剂和其他一些化学药品软化精液中精子的坚固外壳。精子大体上便是由封装好的DNA 组成的,当其内容物被释放出来后,溶液变得适当黏稠。

咱们将一小部分黏稠物质转移到一支长玻璃试管中,悄悄地在上面掩盖一层无水乙醇。然后将一根玻璃棒刺进试管中,穿过无水乙醇,直达黏稠的胶状物质,悄悄搅动一瞬间,再慢慢地把玻璃棒抽出来。玻璃棒上呈现了由微细纤维环绕其上并集合而成的“丝线”。咱们悄悄地用玻璃棒将这些“丝线”拉上来,使其黏附在试管口边际。当马克将试管放在黑色幕布前面时,咱们不由为其美丽的现象而振奋得彼此拥抱:马克的DNA—肉眼无法辨认的分子交错而成的网,环绕成一根晶莹剔透的丝线—这便是他生命的奥妙地点。

↑ 20 世纪70 时代的分子生物学试验室,悉尼布雷内追寻线虫谱系的方案得以结束。我的笔记本上画满了分裂细胞沈沛琴的草图

即便没有装备精良的试验室,你也可以用任何生物活组织为资料来做相似的试验。乃至在厨房里,用洋葱作为组织资料,预备好水、盐和伏特加酒,就可以提取DNA,并且效果还不错。洋葱的DNA 看起来与人的DNA 没什么不同,这很简略了解:从化学的视点来说,它们是同一类分子。DNA 是贯穿任何生命体的最原始的生命线。可是,你的DNA 决议了你与洋葱不同,也与其他任何人不同。

DNA 分子携带着生命编码,编码中记载着一个受精卵发育成人或一颗种子长成洋葱所需求的指令。这些编码指令中愈加纤细的差异决议了不可胜数的比如头发、脸形、体形和性情等的多样性,使得每一个人成为异乎寻常的个别。每一个指令或基因都只影响全体的一小部分,终究的效果部分也由环境决议。但生命体的整个基因组包含了组合一切信息的才能,这确实令人拍案叫绝。现在正在进行的,企图经过阅览和了解组成人类的一整套指令即人类基因组来发掘这种才能的方案,是现斗破天穹之碧落黄泉代科学最严重的事情之一。它将改动人们的日子,是好是坏则要取决于人们怎样运用这些常识。

每个人好像都了解,整个事情不会像2000年6月宣告人类基因草图结束那样就此结束。事实上不论人们怎样热烈地期盼,这项作业还远远没有结束。阅览阶段将在2003年根本结束,但要彻底了解其间的奥妙还需求数十年的尽力,并将包含生物学的方方面面。能真龙港东方医院正了解人类基因组,乃至是洋葱基因组的一代人,将有才能彻底了解生命的奥妙。

我从来没有故意去参加这个扑朔迷离的人类基因组方案。假如在10年前,有人预言我很快将领导一个约500人的研讨中心,投身于一个大型的世界合作项目,参加媒体上的针锋相对的话,我肯定会大笑不已。我想做的仅仅是读懂线虫的遗传暗码罢了,并没有企望线虫与人类基因组有什么直接联络。当然,解读线虫的DNA是解读包含人类在内的其他物种DNA很好的前奏,不过当咱们开端解读线虫的基因组时,并没有想到其他物种,咱们仅仅想添补25年来对这种细小生命的生物学研讨留下navhf的空白。

↑ 20 世纪70 时代的分子生物学试验室,悉尼布雷内追寻线虫揭开了大规模世界基因组测序进程的前奏。比尔桑德森在1990 年的《新科学》杂志上画了一幅卡通画来庆祝这一事情

我第一次触摸线虫是在1969年,其时我刚刚来到医学研讨委员会(Medical Research Council’s Laboratory)在剑桥的分子生物学试验室(即广为人知的LMB),作为悉尼布雷内(Sydney Brenner)研讨组的作业人员,悉尼与细胞生物学试验室的弗朗西斯克里克一同领导这个小组。在体形上他俩构成明显的比照:弗朗西斯身材高大,一头浅棕色的头发;而悉尼个头矮,肤色黑, 浓眉下有一双深邃、明察秋毫的眼睛,但两个人都很善谈。

悉尼出生在南非,在那里长大并承受高等教育,于1952 年到牛津大学学习研讨生课程,并取得医学学位,可是他却挑选了有关基因方面的生物学研讨。他研成也萧何,陇南-一个人能成大事的3种痕迹,成功故事究噬菌体(一种侵袭细菌的病毒。对噬菌体和细菌遗传学的研讨,奠定了现代分子生物学的根底),并且很快在研讨噬菌体遗传学的全球科学家中建立了自己的知名度。

当1953 年弗朗西斯克里克和吉姆沃森发现DNA 的双螺旋结构时,悉尼是第一批拜访剑桥大学倾听这一严重发成也萧何,陇南-一个人能成大事的3种痕迹,成功故事现的科学家之一。1957 年,他搬到剑桥大学,从此久居下来,和弗朗西斯一同破译遗传暗码,提醒细胞怎么川壁桃花使用遗传暗码组成蛋白质,然后满意生命进程的需求。到20 世纪60 时代中期,悉尼以为提醒基因怎么辅导蛋白质组成的作业现已根本结束,预备展开下一个阶段的研讨。他雄心壮志的方案是提醒DNA 怎么为动物编码。很天然,他方案从简略动物开端着手,所以选中了线虫。“咱们方案辨别线虫中的每一个细胞并追寻其谱系”,他在申请经费支撑的方案书中写道:“咱们还应该研讨其生长发育的稳定性,并经过骤变个村医闯天下体研讨其遗传调控机制。”悉尼后来回忆说,其时有人觉得他是想入非非。“吉姆沃森其时说他不会给我一分钱去研讨这些事,”悉尼说,“他说我超前了20 年。”

↑ 线虫是验癌高手

为什么悉尼会挑选线虫作为研讨目标呢?这得从生物学研讨中,经过对简略生物的研讨来提醒一切生命实质的传统说起。在悉尼着手进行他的项目的时代,绝大多数遗传学家以细菌或果蝇为研讨目标,但这两个物种都不契合悉尼的要求。细菌是单细胞生物,而在悉尼方案中的一个首要研讨内容是探究在多细胞生物中,基因是怎么操控动物从一个受精卵成功地分解发育为老练个别的。至于果蝇,从另一个方面讲,因为它的复眼、翅膀、有关节的腿和精巧的行为形式等过于复杂多变,不适合悉尼想要进行的翔实的剖析。线虫,或许蛔虫,尽管不如上述两个物种那样被深入研讨过,但在生物学方面人们对其并不是一窍不通。它们构成了巨大的宗族,包含寄生的和独立日子的(非寄生)个别。让悉尼感兴趣的是一种在泥土中自在日子的种类:秀美线虫(Caenorhabditis elegans,或C. elegans)。长长的姓名代表着romstar一个全长不过一毫米的细小生物。

在野生条件下,秀美线虫日子在泥土中,贪婪地以能找到的任何细菌和其他微生物为食。在食物足够的情况下,它们从受精卵发育为成虫只需求三天的时刻(仅仅果蝇的1/3);假如食物缺少,它们可以在不需求进食的情况下坚持幼虫状况若干个月。许多成虫是雌雄同体的,可经过自我受精的办法发生数百个子孙。雄性个别偶尔也会呈现,频率大概是几百分之一,它们的交配可以进步遗传信息混合的时机,使得进化脚步加速。它们的解剖结构十分简略,尽管没有像高等动物相同的心、肺和骨骼等生理结构,但它们依然可以结束许多根本生理活动,如移动、进食、繁衍、感觉环境改变等。简略地说,它们是由表里嵌套的两个“管子”组成的:外面的“管子”包含皮肤、肌肉、排泄系统和大部分的神经系统;内部的“管子”是内脏。它们依托腹背肌肉的替换缩短,把身体弓成一系列相似“S”形的曲线移动。

这种线虫是悉尼心目中最适合的一种研讨目标。它们在试验室中很简略喂食,可以在涂满大肠杆菌群落的培养皿中快乐地日子。也可以使它们在冷冻条件下进入“假死”状况保存多年,这样就可以将这种生物的不同种类保存起来。幼虫和成虫都是通明的,就要鲁因而,只需显微镜足够好,科学家们不光可以看清虫体内部的器官,乃至可以看到单个细胞。雌雄同体的成虫一般有959 个细胞——不包含卵细胞和精子(相比之下,果蝇单单一只眼睛的细胞数量就远远逾越这个数目,而人体的细胞数量将近100 万亿个)。它们的基因组有6 条染色体,共有大约1 亿个碱基。

悉尼期望自己可以依照从20 世纪初开端沿袭的传统遗传学研讨道路,建立起线虫从受精卵发育至老练的进程与基因之间的直接联络。在快速繁衍的物种中,如线虫和果蝇,DNA 会偶尔呈现改变,然后导致这些动物在外观和行为上的反常。这些改变被称为骤变,被影响的动物个别叫作骤变体。遗传学家们很快就找到了可以添加骤变频率的一系列办法。在20 世纪60 时代,还没有办法直接剖析DNA,可是经过穿插培养骤变个别并调查子孙遗传性状的形式,人们就可以描绘动身生了骤变的基因在染色体上的相对方位。两个骤变基因在同一条染色体上靠得越近,它们一起被遗传到下一代的可能性越大。除了描绘基因方位图外,悉尼还期望,经过精密的显微调查和生物化学研讨,在细胞水平上精确地提醒出骤变体中的反常生命活动。

起先,在一帮以美国人为主的年青研讨人员的帮忙下,悉尼十分成功地找到了线虫的骤变个别,并将相关基因定位在染色体上,一起有效地挫折了持置疑态刘涛肩带度的人的论调—“线虫不管在形状上仍是行为上都如此的单调,以致无法将骤变个别区别开来”。但整个方案的进展仍是比悉尼估计的长了许多。基因差不多总是协同效果,那种一个基因一种功用的景象极为罕见。尽管如此,整个项目仍是向着比悉尼所能估计的广阔得多的范畴展开起来,直觉将他引领到一个具有巨大研讨潜力的动物面前。

就像悉尼典型的干事风格——其实可以说是整个分子生物学试验室的风格,报届时我被组织在一个拥堵的试验室中长条试验台上大约一米左右的空间里。悉尼和弗朗西斯信任,组织紧凑的试验室可以促进咱们彼此沟通,而“办公桌鼓舞浪费时刻的活动”。我发现自己处在一群年青研讨者中心,令人吃惊的是咱们拿着酬劳干着自己想干的事,一起十分清楚,假如失利,日本熊片除了愧疚与自责外,没有人会来责怪咱们。我和别的一个新来的人交换了定见,发现他与我相同感觉到了试验室中近乎高傲的骄傲感。“这些人真不知道天高地厚!”我记住他如此说道。但逐渐地我意识到他们的成也萧何,陇南-一个人能成大事的3种痕迹,成功故事确有骄傲的资历,并且跟着时刻的推移,咱们也逐渐取得了某种骄傲感,尽管我很清楚自己怎么尽力都很难逾越分子生物学试验室曩昔的光辉。

这个试验室从那时到现在一直是世界顶尖的研讨生命分子根底的中心之一,它比任何其他地方更有资历被称为分子生物学的发祥地。毫无疑问,它一起的风开缸养水全程图文记载气在我生长为科学家的进程中起了重要效果。在第二次世界大战后的若干年成也萧何,陇南-一个人能成大事的3种痕迹,成功故事中,它十分幸运地锋芒毕露。大学里的许多科学家从事与战役相关的研讨,其效果也是惊人的:雷达、高性能核算机、抗生素和核技术等都能追溯到战役时代展开的研讨。其时的政府开端认识到出资于科学研讨将会带来长时间的报答。直到20 世纪30 时代末,假如不在大学中任教或有私家收入来历,就几乎没有时机在英国进行科学研讨。但10 年往后,来自政府资金支撑的组织,如医学研讨委员会或科学工业研讨部(Department for Scientific and Industrial R恒源不夜城ese盲兽vs一寸法师arch)的大方赞助忽然变得简略取得。这种大方赞助与生物学开展史上一段激动人心的时期相吻合—越来越多的人开端将物理和化学的办法应用到处理生物学识题上来。

约翰苏尔斯顿

英国皇家学院院士,2002年诺贝尔生理学或医学奖得主。1963年获英国剑桥大学学士学位,1966年取得剑桥大学博士学位。1992年至2000年任英国剑桥桑格中心主任,其间他领导人类基因组方案世界箍身箍势式性团队的英国分支。1990年宣布线虫基因图谱,关于推进人类基因体跨国性工程,具开创性含义。

约翰苏尔斯顿

相关阅览

《一同的生命线:人类基因组》

一同的生命线:人类基因组方案的传奇故事

[The Common Thread:Science,Politics,Ethics and the Human Genome]

[英] 约翰苏尔斯顿(Johndesparado Sulston) 著,杨焕明,刘斌 译

人类基因组是全人类的一同财产,对它的研讨不仅是令人入神的科学,也将在未来不断推进医学开展。人类基因组研讨效果,与咱们的每个人都休戚相关。正义和良知是人类文明的守望者,坚持正义和良知却需求莫在的勇气。

以约翰苏尔斯顿为代表的科学家抵制住巨大的利益引诱,在言论质疑和政治抵触中据守异界黑网吧和反抗,赢得了一场严酷竞赛的阶段性成功。不同于其他诺贝尔奖得主著作,该书不仅是一段实在的历史记载,并且处处燃烧着热心与正义之火,让咱们体会到久别的震慑和感动。从这《一同的生命线:人类基因组方案的传奇故事》中咱们看到一位科学大师的人生进程,看到了他的人生理念、社会职责及对人类的祝愿。

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