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2007年11月5日     收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
阿瑟·科恩伯格:DNA之父远去
》》》》》 本版撰稿:许杰
  10月26日晚,1959年诺贝尔奖获得者、揭示人类DNA(脱氧核糖核酸)合成机制的美国生物化学专家阿瑟·科恩伯格在斯坦福大学医院因呼吸衰竭病逝,享年89岁。作为一名退休教授,直到最后一刻他依然积极坚持在他创建的斯坦福大学医学院生物化学系从事研究。科恩伯格与西班牙科学家塞韦罗·奥乔亚发现促使DNA和RNA(核糖核酸)合成的酶,因此分享了1959年的诺贝尔医学或生理学奖。科恩伯格发现的是促使DNA合成的酶,他把酶命名为DNA聚合酶,并通过实验合成了DNA。

  踏上学术之路

  1918年3月3日,阿瑟·科恩伯格出生在美国纽约,从小他就显示出超人的智力。在读中学的时候,他就连跳两级,在考虑第三次越级时,他的兄长马丁顾虑到他社会行为能力的调适,而阻止了这次的行动。不过待阿瑟·科恩伯格进入林肯高中就读后,仍然比其他同学早一年完成学业。    

  阿瑟·科恩伯格的双亲都还记得科恩伯格小时候曾多次挣脱他们,随意漫游,终致走失的意外事件。这种爱好流浪的习性,从科恩伯格舍弃布鲁克林学区,而到离家较远的中小学和高中就读,即可看出端倪。大学毕业后,科恩伯格甚至宁可选择离家更远的罗彻斯特医学院。

  在医学院执业的几年间,科恩伯格埋首解决病人的各式复杂问题,尽管有时诊断顺利,但当病患的症状被分门别类,并给予处方后,似乎就再也没有机会去深思疾病背后的生理基础。这种缺乏严正逻辑和理性的方法,常让科恩伯格感到沮丧。

  罗彻斯特大学向来鼓励医学院学生申请研究奖助金,尽管科恩伯格有杰出的学经历背景,但最后却都落选了,无论如何,科恩伯格仍设法借到了一个实验桌,利用深夜收集数据分析数据,研究有时连健康年轻人也会出现的轻度黄疸症。科恩伯格将研究数据发表在1942年的《临床研究期刊》上,吸引了美国国立卫生研究院院长戴尔博士的注意,他立刻把当时正在海军服役的科恩伯格,征调回美国国立卫生研究院工作。

  身为美国公共卫生单位的医官,科恩伯格原本以为这只是为期两年的勤务,而且较可能和临床工作有关,然而最后却发现自己完全浸淫在研究实验中。科恩伯格喂食老鼠特定的饮食,以了解它们在各种条件下需求的维生素和矿物质。这种经过详细设计、有明确答案的实验工作,反而带给他更多的成就感。一年过后,科恩伯格不再考虑以临床医学为未来志业,而是兴奋地盘算如何进行更多更有意义的研究。

  在试管中创造生命

  1950年起,科恩伯格的研究目标就一直放在找寻合成DNA和RNA的酵素上,然而他首先必须知道这些聚合物的基本建材是什么,细胞又是如何制造这些组件的。接下来则要澄清这些基本单元如何在酵素的帮助下,一步步组装出DNA和RNA。这一关键步骤后来恰巧成为许多药物设计的标准程序。科恩伯格最引人注目的研究工作,是在20世纪50年代中期用实验证明DNA的复制并分离了复制所需的酶,这集中反映在他于1956年发表的著名论文《脱氧核糖核酸的酶促合成》一文中。科恩伯格从常见于消化道的大肠杆菌中,分离出这个名为DNA聚合酶的酵素,它可忠实地复制任何来自微生物、植物、或动物的DNA。DNA聚合脢的发现,使科恩伯格和他的老师西班牙科学家塞韦罗·奥乔亚(发现RNA聚合酶)共享1959年的诺贝尔生理医学奖。得奖虽为科恩伯格和家人带来莫大的荣耀,但这光环并没有因此改变他的生活习惯,也未松懈他一心研究的初衷。

  尽管科恩伯格可以在适当的化学和物理条件下,于试管中合成DNA,然而有长达十二年的时间,科恩伯格无法证明这酵素同时亦具有传承生物遗传物质的重大使命。1967年,当他终于成功地制造出完整的病毒染色体时,媒体以“试管中创造生命”为头条,大幅报道这份研究成果。当时没有任何一位科学界的人士,能预期到科恩伯格所发现的酵素,和其他与DNA相关的酵素,在短短数年间,会成为重组DNA技术的关键试剂,会为基因工程革命奠定下重要基石。

  酶的一生情人

  1953年至1959年,科恩伯格应聘华盛顿大学医学院微生物学系任教授。1959年,他组建了斯坦福大学医学院生物化学系并任教授至今。他是美国科学院院士、英国皇家学会会员。半个多世纪以来,他一直活跃于生物化学研究领域,并于1965年当选为美国生物化学学会主席,但他的研究成果却对分子遗传学、基因克隆、基因测序、基因诊断以及基因组计划等现代遗传学的各个重大问题都起到了至关重要的作用。

  在对DNA的研究中,科恩伯格发现了DNA链不仅能自发组成,而且可以用一种DNA聚合酶来催化合成,为此他获得了诺贝尔奖。他一生中发现了30多种酶,钟情于酶,特别是在对DNA的研究中他写道:“DNA本身是无生命的,它的语言冰冷而威严。真正赋予细胞生命和个性的是酶。它们控制着整个机体,哪怕仅仅一个酶的功能异常都可能致命。”这是从生物化学深入研究得出来的看法。“生命”是一个极为复杂的概念,科恩伯格在探索“生命”时把酶和DNA联合起来研究,他的眼光是远大的,在谈到基因、遗传、重组DNA等生物科学中的重大问题时,他总是把生物化学的观念放在最基本的地方。由于一直对酶钟爱有加,他于1989年出了一本自传,名字就叫做《酶之情人:一名生物化学家的探索》。

  “科学作为一种创造性的活动,是一种艺术形式。”“科学的独特性在于它的规律性,而不在于它的实践者。可验证性和不断地进步使科学有别于其他的艺术形式。”这是科恩伯格在《酶的情人》最后一章“回顾我的科学生涯”中的两句精辟阐述。

  科恩伯格家族“一门四杰”

  科恩伯格家族是“科学之家”,阿瑟·科恩伯格是杰出科学家,三个儿子也在科学或者科学相关领域各有建树,因此科恩伯格家族也被人们称为“一门四杰”。科恩伯格的长子罗杰·科恩伯格凭借在“真核转录的分子基础”研究领域的贡献,独享诺贝尔化学奖,这是诺贝尔奖历史上第六对父子(母女)双双获奖的案例。 

  瑞典皇家科学院在一份声明中说,罗杰·科恩伯格揭示了真核生物体内的细胞如何利用基因内存储的信息生产蛋白质,而理解这一点具有医学上的“基础性”作用,因为人类的多种疾病如癌症、心脏病等都与这一过程发生紊乱有关。真核生物是有细胞核的生物,相比起细菌更为复杂,动物和植物都是真核生物。59岁的罗杰在接受记者采访时说,他依然记得当年陪父亲到斯德哥尔摩领取诺贝尔奖的情景。

  罗杰的二弟是托马斯·科恩伯格,他目前是加利福尼亚大学旧金山分校的生物化学和生理学教授。三弟肯尼思·科恩伯格虽然是建筑师而不是科学家,但他的特长是设计建造科学实验室。

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钱江晚报 背影 C0010 阿瑟·科恩伯格:DNA之父远去 》》》》》 本版撰稿:许杰 2007-11-5 钱江晚报c00102007-11-0500008;钱江晚报c00102007-11-0500017;钱江晚报c00102007-11-0500018;钱江晚报c00102007-11-0500019;48257178002CE17348257388003B674E[A1-徐健(新民生)≈B1-徐健(新民生)] 2