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基因会不会跳舞,实验说了算

2019-07-16侯美玲

百家讲坛 2019年3期
关键词:双螺旋遗传学诺贝尔奖

侯美玲

在近代遗传学的发展史上,有两项研究成果被公认为是20世纪的重要发现:一项是著名的“DNA双螺旋结构”,另一项是公众并不熟知的“跳跃基因”。与“DNA双螺旋结构”很快为其发现者带来诺贝尔奖殊荣不同, “跳跃基因”的发现者、美国女科学家芭芭拉·麦克林托克的命运异常坎坷。

1902年,被誉为“玉米夫人”的美国女科学家芭芭拉出生于美国的康涅狄格州。当时,家里已经有几位哥哥姐姐了,母亲忙不过来,只好将她丢在一边。整个童年时期,芭芭拉到处疯跑,掏鸟窝、打垒球、踢足球,玩这些被称作“野蛮”的游戏。也正是这段无拘无束的经历让她对探索研究有了兴趣。

17岁时,芭芭拉没有像其他女孩一样去文学或艺术院校就读,而是和男孩子一起走进康乃尔大学农学院。在这里,芭芭拉如鱼得水,一头扎进知识的海洋,动物学、植物学和细胞学,每一个学科都令她着迷,尤其是遗传学中隐藏的秘密,更是让她沉浸其中。

玉米是遗传学的研究材料之一,在一穗玉米棒上,星星点點分布着几粒彩色的籽粒,芭芭拉一边观察,一边用手指敲着玉米粒说: “这些玉米像是会跳舞的精灵,太奇怪了。”为了弄清楚玉米跳舞的原因,芭芭拉一天到晚泡在实验室,切片、抽气、脱水、浸蜡、染色,这些看似繁杂的事情她乐此不疲。

博士毕业后,芭芭拉在密苏里大学任教,继续研究玉米。因为是女性,她的薪酬很低,试验经费常被挤占。没有专门的试验田,她只能借别人的,或者干脆省吃俭用租赁一小块土地。为了早日揭开玉米跳舞的奥秘,她亲自下田,从平整土地开始,播种、施肥,每一个环节都亲力亲为。出入于农田之中,宽松的外套和裤子是她的标配。男同事时常嘲笑她是“男人” “农夫”,她则毫不客气地说: “我关心的是玉米为什么会跳舞。至于穿裙子还是穿裤子,这不是我要考虑的问题。”

1941年,芭芭拉来到位于美国纽约的冷泉港实验室,她的研究也有了长足进展,玉米染色体的断裂和重组,色素的积累和延续,这些困扰她多年的问题终于有了答案。在两篇论文中,芭芭拉对玉米跳舞的原因做出解释,玉米的遗传基因不稳定,能够从一条染色体跳跃到另一条染色体,也能从染色体的一个点跳跃到另一个点。

然而,当芭芭拉将研究成果公布于众时,遗传学界无动于衷,很多学者对此不屑一顾。当时,遗传界普遍认为,基因在染色体上是稳定的,有一定的顺序、位置和距离,即使要改变,也只能通过突变的方式,绝不可能跳跃。学者们还因此讽刺芭芭拉是“疯子” “异类”,此后几十年,她被遗传学界一致排斥。直到后来,法国某科学家在细菌中发现“跳跃基因”,芭芭拉的研究才重新回到人们的视野。

1983年,诺贝尔评奖委员会将生理学或医学奖授予芭芭拉,此时的芭芭拉已经81岁高龄。她也成为遗传学研究领域第一位独立获得诺贝尔奖的女科学家,也是世界上第三位独立获得诺贝尔奖的女科学家。虽然这个诺贝尔奖迟到了三十余年,但芭芭拉终于看到了科学界对她的承认。她的这一理论对后来分子生物学和分子遗传学的发展,对基因工程、转基因研究等也有着极其重要的意义。

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