2018年12月3日星期一

知乎日报: 我只是个普通人,只不过得了两次诺奖而已

知乎日报
知乎日报 
我只是个普通人,只不过得了两次诺奖而已
Dec 4th 2018, 05:06

圆的方块,科普作者,公众号【圆的方块】

弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)坚持认为自己是个普通人。

弗雷德里克·桑格,图片来源:Wikipedia
智商一般,成绩普通,学生时期没拿过奖学金;
靠不拿工资才找到了一份科研工作,实验台就紧挨着养小白鼠的笼子;
一辈子只做了两三个课题,几乎没怎么发论文;
更没有任何行政职务,甚至连个教授都不是。

就是如此普通的一个人,得了诺贝尔奖,两次

一个富二代的选择

桑格数学不好,因此大学就选了生物化学专业。

1939 年,21 岁的桑格本科毕业,走到了人生的岔路口,问出了那个年纪所有人都困惑的问题:"我将来应该干什么工作?"

打量了下自己,觉得做研究还蛮有意思,于是桑格写信给一些学校,看能否争取到相关的工作。

讲道理,以桑格如此普通的简历,是难以打动各大教授的。他想了想,于是在求职信后面加了一句"我不缺钱,可以不拿工资"。

恩,桑格家有钱。如果不做科研,他就只能去继承万贯家产。

不出意料,教授们很欢迎这种自带工资的劳动力,纷纷给他递来橄榄枝。最后他选择了剑桥的一个实验室。

就这样,桑格开始了他的研究生涯。

蛋白质测序——埋头苦干换来的诺奖

桑格确实不是聪明人,起初他所能做的,只是跟着研究员一起做实验。

当时,桑格的实验室在地下室,终日不见阳光。而且因为跟人合用的关系,他工作台紧挨着养小白鼠的笼子。然而,除了觉得邻居们味道不好,桑格对自己的实验室十分满意。

逐步适应了科研之后,桑格渐渐独立开展起了工作,而他的目标是给蛋白质测序。

受技术条件所限,当时人们对蛋白质的结构了解不多,甚至一度认为蛋白质是一种无序的高分子结构。

为了明晰蛋白质究竟长什么样,桑格选择了胰岛素作为研究对象。这一选择有两方面的考虑:一是因为胰岛素作为生物体内常见的蛋白质激素,具有极大的研究价值。另一个原因则是易于获得,胰岛素是当时世面上少数几种可以买到纯净蛋白质之一。

桑格研究发现,胰岛素并不是一种无序结构,而是由两条长肽链组成,分别含有 21 和 30 个氨基酸。

桑格和胰岛素模型,图片来源:achievement.org

为了测定这些氨基酸的序列,桑格自己发明了一种试剂,可以把这些长肽链分解成只含有两到三个氨基酸的短肽链。随后,在通过电泳等方法确定每个短肽链的头和尾的次序。

这还没完,桑格还要将测序好后的短肽链重新拼凑回原来的长链,以最终确定整个胰岛素的氨基酸序列。

这项工作听起来简单,但实际操作中却有着巨大的工作量。大体相当于把完整的拼图拆碎,之后蒙着眼睛再把它们恢复原状。

就这么拆解、测试、拼合氨基酸,如此反复,很难谈得上有多大的成就感。这个看不到尽头的拼图游戏,即使充满天真的孩童,也不见得坚持很久。

但而且这项工作,桑格一做,就是 10 年

"我很喜欢这项研究,不用跟别人攀比进度,只要做好分内事就可以了",桑格如是说。

结局当然是个励志故事,他成功了。

桑格推翻了原本蛋白质是无序高分子的推论,证明了它其实是氨基酸的特定序列。这项研究极大推进了生命科学的发展,并给桑格带来了 1958 年的诺贝尔化学奖。

如果要分析桑格取得这项成功的原因,基本可以用"大力出奇迹"来形容。

正如诺奖委员会对他的评价:"有些时候,重要的科学发现是突然出现的——如果时机恰当,而前期研究也足够成熟的话。但桑格的发现却不属于这一种,测定蛋白质的结构是多年努力和辛勤工作的结果。"

1958 年诺奖得主合影,桑格(左 4)年仅 40 岁。图片来源:achievement.org

DNA 测序——他的第二个诺奖

一般来说,科学家的一生,从辛苦努力开始,到荣获诺奖结束,起承转合,已经接近圆满。尤其是桑格这种不算天才的人物,取得如此成绩,已经是上天待他不薄。

给蛋白质测序后的漫长十年,桑格在科研上几乎毫无建树。他没发任何一篇文章,成果几乎空白。人们更加坚信了这样的猜测。毕竟,我们对诺奖得主也不必有更多的奢求。

然而,桑格对外界的这些质疑满不在乎,还是老样子,默默做着实验,哪怕家中的抽屉里躺着一枚金色奖章。

他现在的研究目标是 DNA

DNA,全称脱氧核糖核酸,其中书写着人类生命的终极密码。20 世纪中叶,随着表征技术的发展,人们开始一点点地揭开 DNA 的神秘面纱。在这一浪潮中,最著名的无疑是克里克和沃森,他们如有神助般证明了 DNA 的双螺旋结构。

在此基础上,人们想更进一步确定 DNA 的组成。当时的学界已经探明了 DNA 是由四种核苷酸排列组合而成。如果能解析这些核苷酸的顺序,势必能更为深入地解读人类这一本天书。

桑格现在的工作,就是想给 DNA 测序。

这项任务要比蛋白质测序难很多。主要因为在序列的数量上,一条 DNA 上的核苷酸数量要比胰岛素中氨基酸数量多几个量级。

面对如此艰巨的挑战,桑格的应对策略只有一个——埋头实验

按他自己的话说,"科学家主要有三个能力:思考、交流和行动。我比较擅长最后一个,思考也还行,但是不太会交流"。

为了这个课题,他推掉了几乎所有的行政职务,包括研究所的主席,课题组的负责人,或是项目的评审专家等等。

而且,在旁人看来,桑格几乎没有什么爱好。据说他尝试过板球,这项运动在当时风靡一时。但多长时间就失去了兴趣。显然,他还是喜欢显微镜和移液枪。

他唯一的休闲活动就是坐在一艘船上,到河中间静静地漂一会儿。

即使坚韧如桑格,实验的难度仍然超乎想象。

那个时期,桑格的实验记录本上,出现最多的结论是"这个方案就是浪费时间……得从头再来",心酸程度如同一个为毕业挣扎的研究生。

命运倒是不亏待勤勉者。从测序蛋白质后,经过近 20 年隐修般的工作,这位自认并不聪明的科学家,终于开发出了一套高效的 DNA 测序方法,名为"双脱氧链终止法"。后来也被称为"桑格法"。

通过这种方法,桑格带领他的团队成功完成了一种噬菌体的基因测序,其中共有 5386 个核苷酸。而之前,人们所能测定的核苷酸数量,最多只有 80 个。

随后,这套方法逐渐演变成了世界通用的 DNA 测序手段,并为浩荡的"人类基因组计划"拉开了帷幕。

桑格在观察一个 DNA 分子模型(应该是摆拍),图片来源:achievement.org

1980 年 10 月,一通来自瑞典的电话,再次在桑格的案头响起。

因为"打开了分子生物学、遗传学和基因组学研究领域的大门", 弗雷德里克·桑格获得了当年的诺贝尔化学奖。

尾声

同你想的一样,双份诺奖加持的桑格,仍然活跃在实验室中。

只不过他意识到了自己的极限,"DNA 测序是我科研的高峰,随后的工作只是在走下坡路了"。

1983 年的某一天,桑格突然感到自己已经够老了,于是停下了实验并宣布自己退休。

他放下了移液枪,从此离开了实验室,离开了科学。

桑格拒绝了女王的封爵,搬到乡下小屋,一心打理起了花园。

桑格和他的花园,图片来源:achievement.org

2013 年,95 岁的弗雷德里克·桑格在睡梦中离世。

一个普通人,安然结束了一生。

本文首发于【我是科学家 iScientist】

You are receiving this email because you subscribed to this feed at blogtrottr.com. By using Blogtrottr, you agree to our policies, terms and conditions.

If you no longer wish to receive these emails, you can unsubscribe from this feed, or manage all your subscriptions.

没有评论:

发表评论

"  割下心头肉   河北省阜城县古城镇西火星堂村曾发生过一起命案,受害者是个六个月不到的小女孩,而凶手,正是生她的母亲。小女孩刚从母亲肚子里出来,还没记住世界长什么样子,就被母亲砖头砸死。而造成这一切的罪魁祸首,便是李主佛的法轮功。   俗话说,孩子是母亲身上掉下的一...