P.A.夏普博士 1993年获生理学医学奖

 

  “当你得到了一个常识上讲不通的实验结果时,如果你不迷信自己脑子里原有的结论,而是相信自己的眼睛,那么,你有可能获诺贝尔奖。”

  1977年,夏普博士在纽约长岛冷泉港实验室的研讨会上发表了论文。一个月后,这条消息传到了富士的研究所,我是在这时听说夏普博士的名字的。

  夏普博士出身于因“肯德基家乡鸡”而出名的肯德基州的农家。他抱着农家每天“日出而作,月落而归”的生活态度从事研究工作。每天早上6点到10点,下午1点到5点,晚上7点到11点是他从事研究的时间。他一天做3次实验,每次4个小时。每天上午10点到下午1点,下午5点到晚上7点,是他读书、上课、讨论和吃饭的时间。一天3次共12个小时进行研究,所以他的研究速度是别人的三倍。

  日本的工薪阶层因长时间的工作,被人称作“工作狂”。不过,靠持续长时间的工作,其工作质量却不一定会达到别人的3倍。用夏普的话说,一次集中工作4个小时是极限,再长就是无效劳动了。

  夏普博士在从事DNA癌病毒的基因显现的研究时,想亲眼看到DNA双螺旋结构中的基因信息一旦被正确地转录到mRNA(信使RNA)上时,就可以合成蛋白质这一基因显现的过程。当他借助电子显微镜仔细观察后,发现DNA只有一部分和mRNA混在一起,呈部分附着状。

  按一般常识,mRNA是各基因的模板,所以两者应混在一起,呈完全附着状。但是显微镜下的情况却不是这样:mRNA的一端脱离了DNA。这种现象让他大吃一惊。经过考虑,他决定再做一次实验。这次他没用DNA片断,而是用更长的DNA和mRNA混在一起,再用显微镜观察。这次DNA虽然和RNA附着在一起,但是DNA的各处都有环状突起离开RNA。

  他想:这种环状突起是什么呢?DNA和RNA其信息相同部分的结构是互补的,所以两者应紧密附着。DNA上产生了环状突起,这只能说明RNA上存在着不能与其互补的部分。这样看来,DNA上可能并不全部是基因,而可能是由没有基因信息的部分和有基因信息的部分组成的吧?而且,从一个mRNA与一个基因互补的角度看,这个基因将没有信息的部分断裂出去了。似乎只有这种解释了。

  夏普博士在冷泉港研讨会上发表了可以看到这种环状突起的电子显微镜拍摄的照片。出乎意料的是,夏普过去的同事罗伯茨也发表了同样结果的论文。出席研讨会的科学家听到这两位的发言后,无不如雷贯耳般地惊呆了。迄今为止,还没有任何人能够想象出基因被断裂的样子。

  这之后,研究人员终于查明,当DNA有信息部分和无信息部分全部被转录成RNA时,接受了这两部分的mRNA只能称作前体mRNA,而当前体mRNA将无信息部分除去,只留下有信息部分后,这时的前体mRNA就变成了成熟的mRNA。夏普和罗伯茨做实验用的RNA是去除了无信息部分的成熟mRNA,所以在电子显微镜下可以看到显示断裂基因存在的DNA的环状突起。

 

  真核细胞的基因表现形式 在细胞核内,由基因DNA合成后的mRNA只是原封不动地接受了断裂后的DNA信息的未完成品。只有必要部分相互衔接后才成为完成品。

  有一件事,至今想起来仍令人回味无穷。我在应用微生物研究所时,有一名研究人员拍摄到了DNA和RNA混合物的照片,他很不高兴地发牢骚:“真倒霉,DNA和RNA没有紧密附着在一起,DNA到处都是环状突起。”究竟是技术上的失误还是发现真理的线索,匆忙下结论显然是不可取的。我想,对于科学工作者来说,明知可能是徒劳,也应该先对异常现象按照可能是发现真理的线索探索一番,这样至少可以避免与真理失之交臂。

  1993年,夏普和与他同时发表论文的罗伯茨一起获诺贝尔生理学医学奖。

  看到了DNA上的环状突起,这是个大的发现还是错误?选择了前者,获诺贝尔奖。

 

菲利普·A.夏普

(Phillip A.Sharp)

  1944年生于美国。联邦学院毕业后,在伊利诺伊大学获得博士学位。首在加州理工学院、冷泉港实验室从事研究。1974年转到麻省理工学院工作,1991年起任该校生物学部主任。1993年因发现断裂基因而获诺贝尔生理学医学奖。