百年诺贝尔奖中开创生命科学的巨擘

蒙厚勤

（汉中职业技术学院，陕西 汉中723002）

诺贝尔奖自1901年颁奖以来，已成为全世界科学、文学和经济学界的最高荣誉。其中自然科学的三大奖项，极大鼓舞了全世界科学工作者探索未知世界、勇于创新、追求真理的激情，促进了20世纪科学技术的突飞猛进，科技新成果引领的技术革新和产业革命彻底改变了世界与人类的生活。生命科学也是20世纪发展最快、成就最多自然科学，众多的诺贝尔奖获奖者，特别是生理或医学奖的科学大师，为揭开生命的奥秘、探索生命未知世界做出了开创性的贡献。我们更应该铭记的是，在众多的获奖者中，有几位杰出的大师，他们用智慧和汗水，为人类开启了认识生命的新大门，完成了具有里程碑意义的科学成就。

（1）克里克(Francis Harry Compton Crick),英国物理学家；沃森(James Dewey Watson),美国遗传学家；威尔金斯 (Maurice Hugh Frederick Wilkins),英国物理学家，三人因建立了DNA的双螺旋模型(1953年)，使生物科学从细胞水平的研究深入到分子水平，而获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。20世纪50年代，人们已清楚知道DNA是生物体普遍存在的遗传物质，但DNA的结构如何？它是如何传递遗传信息并且在代代相传过程中保持相对稳定的？全世界的科学家都在从不同角度进行研究。1951年，学物理专业的威尔金斯首先用“X射线衍射法”得到了第一张DNA衍射图，1952年英国女科学家罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）制备了DNA结晶体样本，并拍摄到更清淅的B型DNA衍射图，证明DNA分子是双链结构，并且是同轴双链，她还计算出该螺旋的螺距和直径。沃森和克里克从DNA能稳定传递遗传信息的角度出发，受富兰克林照片的启发，提出了并建立了DNA双螺旋结构模型，对两条DNA单链间的联系——碱基互补配对做出推断并验证。在此基础上，他们又很快提出DNA分子的半保留复制假设，1969年破译了全部遗传密码，编制出了与化学元素周期表具有同等意义的遗传密码表，完善了“中心法则”等。DNA的分子结构的发现及双螺旋结构模型的建立是生命科学发展的里程碑，标志着人类进入分子生物学领域，使人类第一次从分子水平认识了生命的生长发育、遗传、繁殖、进化等复杂生命现象的本质，为进一步揭开DNA的神秘面纱，全面诠释生命的本质奠定了基础。分子生物学的发展也进入“高铁”时代，遗传密码的破解、转基因工程、克隆技术及人类基因测序等科学成就层出不穷，也不断改变人类的生活。DNA的分子结构的发现也成为20世纪自然科学新的“三大发现”（另2个是相对论、量子力学）。令人惋惜的是，罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin），这位用X射线衍射法发现DNA结构和病毒结构的女科学家，因英年早逝，与诺贝尔奖失之交臂。

（2）托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan，1866～1945）美国生物学家，被誉为“遗传学之父”。一生主要从事胚胎学、遗传学研究，因创立了关于遗传基因在染色体上性排列的基因理论和染色体理论，以及遗传学第三定律而获1933年诺贝尔生理学和医学奖。在摩尔根之前，孟德尔已通过豌豆的杂交实验提出了遗传学第一、二定律（基因分离和基因自由组合定律），但并未被重视。摩尔根在以果蝇为材料的杂交实验过程中，证实了孟德尔定律的正确性，同时又有新发现，即位于同一染色体上的基因的遗传规律——连锁与互换规律，位于性染色体上基因的遗传——伴性遗传，提出了性染色体概念及基因在染色体上线性排列的理论。摩尔根的研究，完善了孟德尔的性状遗传理论，确定了基因与染色体的载体关系，为现代遗传学的发展指明了方向，正是在他的影响下，遗传学迅猛发展，成就辉煌，使20世纪成为生物科学的“遗传学”时代。

（3）卡雷尔（Alexis Carrel），现代器官移植技术的先驱，主要成就是血管缝合技术、活体组织体外培养；1912年获诺贝尔奖；爱德华·唐纳尔·托马斯（Edward Donnall Thomas），美国医生，1990 年，与约瑟夫·默里（Joseph Murray）一起由于在“人体器官和细胞移植的研究”贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖，主要成就是解决了器官移植中的接受者与供体间免疫性（排异性）难题，并于1969成功进行了异体间的骨髓移植，并将骨髓移植技术广泛用于治疗白血病、再生障碍性贫血等。约瑟夫·默里的主要成就是于1954年成功完成了人类第一例器官移植手术——一对双胞胎间的肾脏移植。三人获奖时间跨度比较长，但他们共同解决了器官移植最关键的技术难题，既有开器官移植之先河的探索，又完善了移植技术，从此人类器官移植技术迅猛发展，移植领域不断拓宽，目前人类已掌握了除头颅以外的人体各个器官的移植技术，随着现代科学技术的发展，人造器官、基因再造器官等技术将为器官移植开辟新纪元。

（4）病毒的发现：关于病毒导致的疾病，早在公元前二至三个世纪就有关于天花的记录，也有通过接种治疗天花的记载。但对病毒的确切认识则是在19世纪末。1898年，荷兰微生物学家马丁乌斯·贝杰林克（Martinus Beijerinck）在总结了前人实验的基础上，以烟草花叶病为研究对象，确定病毒是一种不同一细菌的感染性病原。并命名为virus（病毒），即第一个发现并命名了烟草花叶病毒。1935年，美国生物化学家和病毒学家温德尔·梅雷迪思·斯坦利（Wendell Meredith Stanley）发现烟草花叶病毒大部分是由蛋白质所组成的，并抽取了病毒结晶体。将病毒成功地分离为蛋白质部分和RNA部分。斯坦利也因为他的这些发现而获得了1946年的诺贝尔化学奖。1955年，通过分析病毒的衍射照片，罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）揭示了病毒的整体结构。病毒的发现与结构的认定，标志着人类对生命的认识进入新纪元。首先是拓展了人类对生物界的认识，生物分类单位“界”中，又增加了“病毒界”。目前人类发现的各种病毒有4000多种。其次在医学研究上，打开了人类认识疾病的新视界，各种由病毒引起的疾病陆续被确定和发现，治疗手段也日新月异，大部分流行几个世纪的传染病被消灭。同时，因病毒的结构简单、“身材”微小，方便“携带”基因等优点，成为分子生物学、遗传与基因工程、免疫医学研究领域的新宠。

［1］柯为.诺贝尔奖获得者主要贡献[J].中国生物工程杂志,1987(5).

［2］昭亮.1990年诺贝尔奖(自然科学)获奖成果简介[J].世界科学,1990(1).