作者:泉琳綜合報道 來源: 發(fā)布時間:2016-11-16 20:31:31
鐘情科學(xué)的“玉米皇后”

 
有人曾經(jīng)這樣說過,20世紀(jì)前半期,遺傳學(xué)界沒有26個英文字母,只有一個,那就是M。
 
M代表的是眾所周知的遺傳學(xué)奠基人孟德爾(Mendel G. J.)和遺傳學(xué)開拓者摩爾根(Morgan T. H.),還有一位便是遺傳學(xué)的集大成者芭芭拉·麥克林托克(McClintock B.)。
 
與孟德爾發(fā)現(xiàn)著名的遺傳定律、摩爾根創(chuàng)立染色體遺傳理論不同,麥克林托克“跳躍基因”的發(fā)現(xiàn)并不為公眾熟知。不僅如此,這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)獲得科學(xué)界的認(rèn)可,足足經(jīng)歷了三十多年的漫長等待。
 
1983年,“跳躍基因”的發(fā)現(xiàn)者、81歲高齡的美國女科學(xué)家麥克林托克獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,成為遺傳學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)第一位獨(dú)立獲得該獎項(xiàng)的女科學(xué)家。
 
這位在遺傳學(xué)領(lǐng)域終生奮斗的女科學(xué)家,一生未婚,她將自己的情深深地“鐘”于遺傳學(xué),“鐘”于科學(xué)事業(yè)。
 
科學(xué)女人
 
1902年出生的麥克林托克,是美國著名植物學(xué)家、遺傳免疫學(xué)家,1927年在康奈爾大學(xué)農(nóng)學(xué)院獲得植物學(xué)博士學(xué)位后,終生從事玉米細(xì)胞遺傳學(xué)方面的研究。
 
獲得植物學(xué)博士學(xué)位那年,麥克林托克還不滿25歲,就被康奈爾大學(xué)聘為講師。當(dāng)時,加州理工學(xué)院摩爾根領(lǐng)導(dǎo)的果蠅研究小組已經(jīng)證實(shí)了“連鎖群”(遺傳的基因組)在特定的染色體上?的螤柎髮W(xué)以著名玉米遺傳學(xué)家羅林斯·A·埃默森為首的玉米遺傳研究小組打算做同樣的事,記錄特定的連鎖群,并把它與特定的染色體聯(lián)系起來。
 
麥克林托克的首要任務(wù)是對每條玉米染色體上已知的遺傳特征的標(biāo)記進(jìn)行定位。雖然相應(yīng)的工作在果蠅中已充分地展開,但在植物中卻幾乎還沒有開始。
 
作為小組的骨干成員,麥克林托克出類拔萃的洞察力使她在科學(xué)道路上始終走在前沿。當(dāng)埃默森的研究范圍僅限于通過育種進(jìn)行玉米遺傳研究的時候,麥克林托克已在細(xì)胞學(xué)的工作上開辟了新的領(lǐng)域。
 
她將細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)兩門學(xué)科結(jié)合起來,研究的精確與詳細(xì)程度明顯提高,然而這種做法對當(dāng)時很多遺傳學(xué)研究者來說,不僅聞所未聞,更讓很多人難以理解麥克林托克工作的意義。
 
不過,這些并沒有令麥克林托克在意。在她的印象中,舊日的時光特別令人愉快——在康奈爾的玉米地里,同時接二連三地出文章。從1929年到1931年,她共發(fā)表了9篇論文,詳細(xì)地敘述了她所作的探索:在玉米染色體形態(tài)學(xué)方面;在成功地將細(xì)胞學(xué)標(biāo)記與已知的遺傳標(biāo)記聯(lián)系起來方面。她的每一項(xiàng)探索對遺傳學(xué)都作出了重要的貢獻(xiàn)。
 
特別是1931年,她與學(xué)生哈里特·克賴頓在《國家科學(xué)研究院記錄匯編》上發(fā)表了一篇論文,證實(shí)了在性細(xì)胞形成時所發(fā)生的遺傳信息交換是和染色體物質(zhì)交換一起進(jìn)行的,為遺傳學(xué)的染色體基礎(chǔ)提供了確證,得到了國際上的公認(rèn)。
 
然而,在麥克林托克這個時代,具有科學(xué)知識的婦女寧可當(dāng)技術(shù)工人與教師也不當(dāng)科學(xué)家,科學(xué)對她們只是一種愛好而不是謀生手段。因?yàn)椋芯繂T的職位是輪不到她們的。即便麥克林托克在科學(xué)界已有一席之地,也無法改變這一現(xiàn)狀。
 
1936年,在朋友密蘇里大學(xué)劉易斯·斯塔德的幫助下,麥克林托克終于獲得了密蘇里大學(xué)助理教授的職位。在這里,她擁有了一個實(shí)驗(yàn)室,一個她得以繼續(xù)研究工作的機(jī)會。
 
此后,她全力跟蹤染色體變異動力學(xué)的工作,完成了環(huán)形染色體的研究之后,又轉(zhuǎn)而研究斷裂的染色體重退火的情況。她發(fā)現(xiàn),在生物體全部細(xì)胞中,斷裂—愈合—橋這樣的周期在植物的生活史中多次重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)斷裂端最后不再愈合時,這一周期循環(huán)就結(jié)束了。
 
這個研究成果從1938年開始以一系列論文的形式報道出來,引起了學(xué)術(shù)界的極大興趣。1939年,她被選為美國遺傳學(xué)會的副主席。然而學(xué)術(shù)聲譽(yù)的不斷提升并未改善麥克林托克在密蘇里大學(xué)的地位。不但如此,系里甚至不把其他機(jī)構(gòu)所提供的工作通知她,不自在的職業(yè)地位令她感到十分痛苦。
 
1940年的夏天,院長希望麥克林托克離開。然而一年后,這位院長對自己所做的這一決定后悔莫及。他聽說麥克林托克已被提名為美國科學(xué)院院士,就勸說她回來并承諾為其升職。但為時已晚,麥克林托克去了冷泉港實(shí)驗(yàn)室。在被視為生命科學(xué)圣地的那里,她已經(jīng)種了一塊玉米地。
 
曲高和寡
 
毫無疑問,1944年是麥克林托克事業(yè)中關(guān)鍵性的一年。她被選舉為美國科學(xué)院院士,隨后,又被選為美國遺傳學(xué)會主席(這是一個從未讓女性擔(dān)任過的職位),她得到了公眾的承認(rèn),成為遺傳學(xué)界的中堅(jiān)人物。那年她42歲。
 
就在取得輝煌成就之際,麥克林托克開始了后來證明是其一生中最重要的研究——轉(zhuǎn)座的研究。但是,這一研究是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越時空的。
 
根據(jù)當(dāng)時已有的研究,基因在染色體上是固定不變的,它們有一定的位置、距離和順序,它們只可以通過交換重組改變自己的相對位置,通過突變改變自己的相對性質(zhì)。
 
然而麥克林托克通過研究發(fā)現(xiàn),基因在染色體上可以移動位置,進(jìn)行“轉(zhuǎn)座”或“跳躍”。這可是當(dāng)時的遺傳學(xué)家根本無法想象的。這也注定了在1951年,當(dāng)麥克林托克在冷泉港的夏季學(xué)術(shù)討論會上向科學(xué)界介紹自己花費(fèi)6年心血所做的研究時倍受冷遇,一些遺傳學(xué)家甚至視其為“發(fā)瘋”之作。
 
盡管不被理解,麥克林托克絲毫不改初衷,堅(jiān)持她的研究結(jié)果。在5年后的討論會上,她又一次將自己的研究發(fā)現(xiàn)作了介紹,結(jié)果迎來的是更為無情的奚落和批評。
 
人們開始用懷疑的目光看待這位曾享有盛譽(yù)的女科學(xué)家,她的威望從光輝的頂點(diǎn)跌落谷底,她被遺傳學(xué)界摒棄了。朋友和同事大都漸漸疏遠(yuǎn),麥克林托克幾乎成了孤家寡人,經(jīng)受了一生中最長時間的孤寂和苦悶。
 
20世紀(jì)60年代初,法國科學(xué)家雅各布和莫諾用大腸桿菌做試驗(yàn),提出了乳糖操縱子模型,揭示了生物體內(nèi)基因調(diào)控的機(jī)制。這對麥克林托克是一個很大的鼓舞。她認(rèn)為乳糖操縱子模型與她的調(diào)控系統(tǒng)實(shí)在是太相似了,并為此專門寫了一篇論文《玉米和細(xì)菌基因控制體系的比較》,以期引起科學(xué)界對她的重視。
 
然而,科學(xué)界很快接受了雅各布和莫諾的學(xué)說,他們兩人也因此于1965年獲得諾獎,但科學(xué)界仍然無視麥克林托克的“跳躍基因”,依舊把她和她的理論視為另類和異端。
 
從此,麥克林托克開始保持克制和沉默,不再談?wù)撟约旱陌l(fā)現(xiàn),也很少發(fā)表相關(guān)文章,只是默默埋頭于自己的玉米遺傳學(xué)研究。
 
守得云開見月明
 
隨著分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,科學(xué)家們在細(xì)菌、真菌乃至其他高等動植物中都逐漸發(fā)現(xiàn)了許多與麥克林托克“跳躍基因”相同或相似的現(xiàn)象。
 
例如,1966年,生物學(xué)家在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)了可以整合在染色體上、也可以游離于染色體外的F因子;20世紀(jì)60年代末,生物學(xué)家們在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)存在所謂的“插入序列”(IS)……
 
這一系列的發(fā)現(xiàn),讓人們不得不重新審視麥克林托克在玉米中的研究,她那超越于時代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)以及不屈不撓的意志力令科學(xué)家們大驚嘆。
 
1976年,在美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室召開的“DNA插入因子、質(zhì)粒和游離基因”專題討論會上,科學(xué)界明確承認(rèn)可用麥克林托克的術(shù)語“跳躍基因”來說明所有能夠插入基因組的DNA片段。
 
1983年,瑞典皇家科學(xué)院諾貝爾獎金評定委員會終于把當(dāng)年的生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎授予這位81歲高齡的女科學(xué)家。“在不被同時代的人所理解的情況下,獨(dú)自一人完成了研究工作”,諾獎評委會如是評價。
 
面對遲到的科學(xué)界的認(rèn)可,麥克林托克十分淡然:“倘若你認(rèn)為自己邁開的步伐是正確的,并且已經(jīng)掌握了專門的知識,那么,任何人都阻撓不了你。不必理會人們的非難和品頭論足。”■
 
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2016年10月刊 高端訪談)
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