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阅读基因天书的人
阅读基因天书的人 1943年9 月生于英格兰的德比(Derby);1965年和1968年先后在英国谢菲尔 德大学获学士学位和博士学位。1969年开始,在哈佛大学从事生物化学方面的研 究;20世纪70年代末,开始参与基因测序工作,并得到关注;1992年至今,在新英格兰 生物实验室工作。1977年,在对通常会引发感冒的腺病毒进行实验时发现,在电子显微镜下, 可以发现基因有断裂现象。
这一发现打破了以往认为基因是由一条连续的DNA分子构成的观点,并促 使人们对基因结构和生物进化的认识发生了根本的变化,对生物学基础研究有着 重要的意义。
1993年,因其对上述“断裂基因”的发现而与美国生物学家夏普共享诺贝尔 生理和医学奖。
手记 ■罗伯茨在人工营造的“自然”环境中工作 贝佛利(Beverlyi)小镇在波士顿以北约1个小时车程。整个小镇如同世外桃 源一般的精致和宁静。整个新英格兰生物实验室是一座不大的建筑,而且建筑的 主体处于地下。坦白地说,它的建筑设计和里面忙忙碌碌地在烧瓶、试管、显微 镜前工作着的人们,让人联想到某部悬疑片中的场景——某种神秘的生物或化学 物质在这里被制造出来,源源不断地被送到世界各地。
经秘书通报之后,罗伯茨先生亲自到门口来迎接我们,然后引领我们穿过一 间间的实验室、办公室,一路“下行”,来到他的办公室。罗伯茨先生的办公室设在 地下,但他窗外的植物如一片热带雨林那般葱茏多姿,阳光透过玻璃屋顶,被绿叶 筛过之后,撒到他的办公桌上。我认真地观察了一下他的窗外,那几乎就是一个建 在半地下的玻璃温室,从他的窗子向外望去,是温室里的芭蕉、棕榈;穿过它们,玻璃 屋顶外边是新英格兰地区无处不在的云杉和松柏。一个能够在人工营造的“ 自 然”环境中工作的人,让人羡煞。
这间办公室的感觉如同罗伯茨先生的工作,宁静舒适、偏居一隅、不引人 注目,却又和外界保持着密切的联系。他坐在这间静谧而惬意的办公室里,研究着他的“限制性内切酶”,为全世界的同行提供着有效的研究工具。
■罗伯茨解释研究成果的“通俗语言”是一根绳子 和采访任何一个诺贝尔奖获得者时一样,一个必问的俗套问题是:请用通俗 的语言向我们的普通读者解释一下您的研究成果。没想到罗伯茨先生的“通俗语 言”竟是堆在书架上的一根绳子。那是一根长达数米、拇指般粗细的白色尼龙绳, 相距不同的间隔,用黑色胶带缠出从一厘米到数厘米宽度不等的标志。他告诉我 们,他的发现证明了基因(包括人类基因)不是由一条完整的DNA分子构成,而是由 一段一段的“断裂基因”组合而成。而这根绳子是根据人类乳腺癌基因制作的模型, 其中黑色部分是组成乳腺癌基因的有效部分,它们联结在一起,就形成了完整的乳 腺癌基因的有效部分;而更长的白色部分是乳腺癌基因中的无效部分,它们虽然存 在于乳腺癌基因之中,却并不对乳腺癌基因的特性起作用。这就如同我们通常所 看到的影片,它并不是由一条连续不断地拍摄的胶片构成,而是由分别拍摄的不同 “片段”,选择其有用的部分,经过“剪接”而成为一部完成的影片。
坦白地说,即使他的语言如此“通俗”,我依然无法真正领会他的这番解释的 确切含义。只是他的有关电影的比喻可以让人想象,面对同样的素材胶片,不同的 导演或许就会认定其中不同的部分来作为自己影片中的“有用”部分,于是他们分 别将它们剪接在一起的时候,就会组合成完全不同的影片。此外,即使是相同的素 材,前后颠倒一下或节奏稍有变化,结果也将不同。后来求证于不同的资料,发现这 种联想竟然可以成立,比如按照罗伯茨先生的发现进行进一步的推论,人类的大部 分遗传性疾 ■他坚定地相信人类最终能够“读懂”自己 罗伯茨先生安然地置身于他惬意的办公室里,身边环绕着从妻子到儿女、 外孙的大大小小的照片,仿佛他特地让他的全家都来陪同他工作。在这个温馨的 环境中,他的优雅、他的洒脱、他的从容,都有一种恰如其分的自在。从他的身上, 找不到我们从钱三强、华罗庚到陈景润、蒋筑英,乃至居里夫人、爱因斯坦等科 学家的传奇,一路读来而形成的关于科学家的种种刻苦、勤奋、兢兢业业、忍辱 负重的形象。以诺贝尔奖获得者的身份,在一家私人公司供职,在资金有着充分保 障的前提下,不受限制地进行着自己的研究,同时为公司创造着可观的利润——在 他的身上,科学散发出智慧、幽雅和超然的光彩。
而在进入科学问题的究诘时,他又表现出一种科学家特有的坚定而执着的思维,在他的科学式的观念中,生命是可以无限分解、细究的一系列物质结构和化 学反应,因此他坚定地相信人类能够最终“读懂”自己。表达这一结论时,他没有任 何的犹疑,不让其他可能的质疑干扰自己。在他如此坚定的表述下,似乎所有对此 结论的质疑都显得有些多余,因而可以不必提起。
对话 问:我们知道您获得199 3年度诺贝尔生理或医学奖,是由于您对断裂基因 的发现。应该说,您的这一发现对于绝大部分人来说,都是一个难以理解的概念。
可是我们也知道,您的这一发现对于治疗癌症和其他一些人类疾病都有很大的帮 助作用,这样,您的发现又和大多数人有着密切的关系。
答:我的发现是非常基础的,与治疗癌症没有什么非常直接的关系。但是, 这一发现可以让人们知道人类基因是如何产生功能的,是如何被表达成蛋白质的。
对这一过程的认识,对人们认识包括癌症在内的各种疾病的形成过程的理解,都是 非常重要的。
问:现在,在全世界科学家的共同努力下,人类基因的测序工作已经完成,人 类的基因图谱也已经绘制完成。在这个新的基础上,您的工作是否有了新的深入 的可能 答:人类基因研究工作的进展对我的工作没有直接的影响,因为我的研究对 象主要是一些细菌和古细菌。但是另一方面,人类基因组工作的发展会促进一系 列相关技术的进步,这样也会促进对细菌或古细菌基因的研究。从这个意义上说, 人类基因组研究的突破,对我的工作有着间接的帮助。另外,我也一直在参与人类 基因组测序工作。我有一份礼物送给你,这是一本《科学》杂志,我是其中一篇重 要文章的作者之一。书后面附的这张图,就是人类的基因图谱。
问:非常感谢。我的另一个问题是,我们听说,而且是从您的同行那里听说, 您的研究成果可能被作为一种“优生”的手段,既对具有先天基因缺陷的胚胎进行 识别、判断,并据此而决定是否需要终止其发育。我不知道您是否同意这样的说 法 答:实际上我的关于断裂基因的发现,只是可以进行胚胎基因缺陷鉴别的方 法之一,任何一种可以检测基因突变的方法,都可以用来对胚胎进行基因检测。我 认为如果一个胚胎被发现具有基因缺陷而导致其被生下来后活不了多长时间,或 只能很痛苦地活着,那么在胚胎形成的初期就终止其发育,是一个可行的选择。不过关于一个有基因缺陷的胚胎是否继续孕育的决定不应该是由我来做,而是应该 由他的父母来决定。
问:但是,如果您告诉某个父母,他们的胎儿有基因缺陷,那么他们就会面临 非常困难的选择。他们又能根据什么来做决定呢 答:一方面,当一个胎儿接受基因检测,并被确认有基因缺陷的时候,那么他 将来可能会面临什么样的情况,出生后会有什么样的问题,这些都是有确切的信息 存在,可以供父母们参考的;另一方面,现在美国已经有一种叫做“基因顾问”的职 业存在,这些人会为那些面临艰难选择的父母提供足够多的信息,帮助他们做出一 个明智的选择。
问:随着研究的不断深入,我们对基因的认识越来越明确和清晰。那么会不 会有这样一种危险,那就是陷入所谓的 “基因决定论”,比如根 答:我认为这种根据基因来对人进行判断的想法是完全没有道理的。比如 我在是一个科学家的同时,还是一个不错的打台球的人。如果当初情况不同,我面 对另外的选择,我现在可能会是一个优秀的台球运动员——我也很喜欢成为一个 台球运动员。所以人是具有多种可能的,你留意一下你身边的人,就会发现每个人 都具有各种不同才能。以为可以由基因来决定这些是没依据的。
另一方面,我们的社会也不会接受和允许这种所谓基因决定论的存在,因为 我们的社会是一个民主的社会,它不会接受根据基因来决定一个人的命运的这种 做法。我本人对民主制度和民主的理念都有很强的信心。
问:那么这是否说明,科学家的研究也必须与他所生活的社会之间有很好的 沟通,需要彼此的关联和相互的制约,才能对社会的发展产生积极的作用 答:是的,科学家的工作必须和社会进行交流和沟通,要对社会负责。事实上 在美国许多大学里的科学家,他们的收入和科研经费有大部分都是来自于政府拨 款,而政府拨款的钱都是来自于大家。所以这些科学家对于公众负有直接的责任。
就我个人而言,我是为一个私人公司工作,因此我必须对公司负责,要遵守法律,而 另一方面也必须向社会负责。
问:那么您现在的研究内容是什么呢是在您获奖方向的基础上,还是在新领 域答:我获得诺贝尔奖的研究工作在15年前就已经不做了。我现在从事的主 要是对一类蛋白质如“限制性内切酶”和“限制性甲基化酶”的研究。实际上这才是 我从事的主要工作,而获得诺贝尔奖的那些工作,只是我的一个分支的工作而已。
我的工作的重点是在生物信息学方面,我试图通过观察这些DNA上面的核苷酸序 列,来发现一些新的酶和一些新的酶切位点。
问:现在人们围绕着基因研究所做的许多事情,似乎都是在试图弄清楚我们 自己。比如当这样一个基因图谱被绘制出来之后,给我们的感觉就好像我们已经 得到了一本关于我们自己的书,通过阅读和破解它,我们就能读懂我们自己,比如 我们是怎么被创造出来的,我们有什么特点等等。作为一个从事这方面前沿研究 的科学家,您相信人类能够“读懂”我们自己吗 答:我认为人类一定能够理解自己。因为人的生命就是由若干物质和一系 列的化学反应构成,人类已经可以很好地理解化学反应的过程和原理,所以人类将 来一定能够理解自己。不过这个工作可能不是在我的有生之年,也不是在吕(小辉) 他们这一代的有生之年可以实现。
问:那么您关心自己的基因是怎样的吗 答:不,我不关心。观察自己基因的最好方法是看一下你的祖父母和父母的 身体情况。我的祖父活了很长的时间,我的父母也很长寿,所以我有很好的基因, 我一点也不为我的基因操心。
问:很为您的幸运高兴。
答:谢谢,我也祝福你。
