F.桑格博士 1958年、1980年两次获化学奖

 

  “如果你为人腼腆,天生不擅长领导他人,又缺少筹措资金的能力,只能埋头搞研究,那么,你有可能两次获诺贝尔奖。”

  我总共见过桑格博士3次。一次是他访问我正在留学的普林斯顿大学的实验室。再就是我访问他在剑桥大学的实验室。最后一次是他第二次获诺贝尔奖后不久。

  用他自己的话说,他是个非常腼腆,不擅长与人共事的人。他既无领导能力,又无筹措资金的本事,所以只好用不多的经费独自搞研究。他问自己,究竟什么样的研究会对社会产生巨大影响?

  考虑的结果,他觉得能对社会产生巨大影响的,就是找出测定蛋白质、核酸(DNA和RNA)以及多糖类等高分子基本物质结构的排列顺序的方法。一旦找出这种测定方法,将大大方便广大研究人员对分子结构的研究。

  1940年,当时只有蛋白质可以分离纯化,于是他决定从胰岛素的氨基酸排列入手。虽说胰岛素的分子量很小,但却是医学上的一个重要物质。

  幸运的是,当时曼琴博士已开发出用滤纸分离氨基酸的方法。这种方法不需要特殊仪器,花销不大,很方便。桑格首先提出了一个测定蛋白质氨基酸排列顺序的方法,就是先给蛋白质一端的氨基酸着色、切割,然后用曼琴的纸上色层分离法分离测定氨基酸。他用这种方法确定了胰岛素的氨基酸排列顺序。为此,1958年他获得了诺贝尔化学奖。获奖使他得到剑桥大学的教授职务。为了尽可能保证他有充裕的研究时间,学校免去了他的授课任务。

  桑格博土的第二个目标是找出测定RNA的碱基排列方法。

  为什么呢?一是RNA的分离和纯化正在逐步成为现实,可能得到tRNA那样比较小但大小均匀的RNA。另外,就是发现了分解RNA的酶中含有某种特异性。

  原理与确定氨基酸排列顺序相同。先标识RNA的核苷酸末端,然后用滤纸将其分离。不同的是,分离氨基酸时,由于氨基酸的种类不同,在滤纸上的移动速度也大不相同。核苷酸正相反,种类不同,但移动速度却都一样,所以不易识别。桑格博士的解决办法是用电流使其移动,用磷酸的放射性同位素取代色素,这样做比研究氨基酸的排列要节省经费。

  然而,就在这项研究快要完成之时,霍利(1968年生理学医学奖获得者)宣布已解决了tRNA的碱基排列顺序问题。桑格博士的研究成了“二手货”。不过,想到这种方法只用少量RNA便可以测定碱基的排列顺序,非常实用,所以桑格没有气馁,马上又投入到下一个项目的研究中去。

  这一切恰好发生在我访问他的实验室前后。他选的第3个研究项目是找出测定DNA的碱基排列方法。幸运的是,当时阿巴博士已发现了限制酶,分析DNA时,可以切出大小均匀的片段。

  原理仍和前两次相同。只是当时考虑到与碱基种类相应的特殊酶还没有发现,可能无法切断DNA链。如果切不断,就考虑以该DNA为模板,合成出所需的片段。在分离片段上他没有采用滤纸,而是使用了琼脂。据说当时这项研究还不十分成熟,但桑格博士决定先发表,供大家使用,然后边使用边完善。1980年,桑格博士再次获诺贝尔化学奖。

  最后一次见到他时,他拖着一条因痛风病而僵直的腿对我说:“蛋白质、核酸(RNA和DNA)的排列法都测定完了,我现在要向最后一个堡垒——多糖类挑战。不过,我现在身体有病,行动不便,长期帮我搞实验的助手也走了,很难再找到一位理想的助手了。说不定哪一天倒下就再也起不来了。”

  虽然已过去了14年,但他说的那些话和脸上那份无奈而又寂寞的笑容,令我至今难忘。

  他为什么能开发测定氨基酸排列和碱基排列的方法并且两次获诺贝尔奖呢?前面提到,桑格博士性格内向,腼腆,不擅领导又无力筹钱,这些对获奖极为不利。但是,这种性格恰恰使他免于面对多种选择,减少了外来干扰,精力全部集中在自己作出的唯一选择上。将不利变成有利,所以他能一次再次地获奖。获两次诺贝尔奖的人有之,获3次的人至今未有过,而桑格是最有可能获3次奖的人。

  变不利因素为有利因素,先后测定出蛋白质和DNA的结构,两度获诺贝尔奖。

 

弗雷德里克·桑格

(Frederick Sanger)

  1918年生于英国。在剑桥大学取得博士学位以后,一直在剑桥大学从事研究。1958年因测定出胰岛素的氨基酸排列顺序而获诺贝尔化学奖。后因提出测定DNA碱基排列的方法,1980年再次获诺贝尔化学奖。