理论教育 解密DNA遗传密码:布伦纳的开创性研究

解密DNA遗传密码:布伦纳的开创性研究

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:西德尼·布伦纳在南非出生并接受教育,随后参与了剑桥大学早期的分子遗传学研究工作。如果是你,在发现DNA 的结构并解开了遗传密码之后,会在下一个项目里做什么?他研究遗传密码,DNA 中碱基对被转录成蛋白质的方式,并因其对模式生物的开创性研究工作而获得诺贝尔奖。布伦纳在全球多个研究机构都有教职。分子遗传学和神经生理学之间的关系很深,而布伦纳在这两个领域都处于中心位置。

解密DNA遗传密码:布伦纳的开创性研究

西德尼·布伦纳(Sydney Brenner)在南非出生并接受教育,随后参与了剑桥大学早期的分子遗传学研究工作(图18-1)。他曾与弗朗西斯·克里克在分子生物学实验室(LMB)共用一个办公室。如果是你,在发现DNA 的结构并解开了遗传密码之后,会在下一个项目里做什么?克里克决定把重点放在人类的大脑上。布伦纳开始研究一种新模式生物——线虫(C.elegans),这是一种生活在土壤中的蛔虫,有1 毫米长,只有302 个神经元。长期追踪体内的每个细胞,了解个体如何从一个胚胎逐渐发育成熟的研究,使得这些线虫成了许多突破性发现的源头。布伦纳因为这项研究,在2002 年和罗伯特·霍维茨(H.Robert Horvitz)、约翰·苏尔斯顿(John E.Sulston),共同分享了诺贝尔理学或医学奖。布伦纳也因他的智慧而闻名。他在诺贝尔获奖者演讲中,赞扬了线虫:“我今天的演讲题目是‘大自然科学的恩赐’(Nature's gift to Science)。内容并不是关于一个科学期刊对另一个期刊的致敬,而是关于生命世界的多样性如何启发和服务于生物研究领域创新。”1 看上去西德尼·布伦纳似乎见证了“创世记”。

图18-1 西德尼·布伦纳是生物学界的传奇人物。他研究遗传密码,DNA 中碱基对被转录成蛋白质的方式,并因其对模式生物的开创性研究工作而获得诺贝尔奖。这张照片来自2010 年《科学网络》对他的采访,http://thesciencenetwork.org/programs/the-science-studio/sydney-brenner-part-1。

布伦纳2009 年在索尔克研究所做过三场系列讲座,标题是“阅读人类基因组”(Reading the Human Genome)2,讲座很精彩,没有借助任何幻灯片或道具。他注意到,除了电脑,还从没有人曾经阅读过整个人类基因组,一个个地检查碱基对,于是便将其作为自己的目标。在这个过程中,他发现了不同的基因和物种的DNA 序列之间有趣的相似之处。

布伦纳在全球多个研究机构都有教职。他在新加坡有一个实验项目;也是日本冲绳理工学院的创始校长;弗吉尼亚州阿什本(Ashburn)附近霍华德·休斯医学研究所珍妮莉亚研究园区的高级研究员;还是我在拉荷亚索尔克研究所领导的克里克-雅各布理论与计算生物学中心(Crick-Jacobs Center for Theoretical and Computational Biology)的高级研究员。以上只是其中的几个头衔。在戴维·马尔获得了他的博士学位后,布伦纳聘请马尔在LMB 从事计算研究工作,后来布伦纳通过自己的南非朋友西摩尔·帕普特,在麻省理工学院的AI 实验室为马尔安排了一个职位。分子遗传学和神经生理学之间的关系很深,而布伦纳在这两个领域都处于中心位置。(www.daowen.com)

布伦纳有一次去拉荷亚的时候,我和他吃了顿晚饭,其间我告诉他,多年前我在哈佛医学院做博士后的时候听过一个故事——弗朗西斯·克里克死后到了天堂。圣彼得看到这个坚定的无神论者感到很惊讶,但弗朗西斯去天堂是想问上帝一个问题。他被带到了田野中的一个木棚里,里面散落着各种轮子和齿轮,都是失败的试验品。弗朗西斯看到上帝围着皮质围裙站在工作台边,正在修补一个新的有机体。“弗朗西斯,”上帝说,“见到你真是太高兴了。我可以为你做些什么?”“在我的一生中,”弗朗西斯说,“我都想知道这个问题的答案:为什么苍蝇有成虫盘?”3“亲爱的弗朗西斯,”上帝回答道,“这真是个惊喜!从来没有人问过我这个问题。我已经将成虫盘放入苍蝇体内数亿年了,还从来没有听到过任何抱怨。”

听完这个故事,布伦纳没说话。我猜想,讲这么一个贬损他的亲密朋友的故事,或许有些冒犯。“特里,”他说,“我可以告诉你我第一次碰到这个故事的那个场景。弗朗西斯和我坐在办公室里,他当时正在读一本关于发育生物学的书,突然举起手说:‘上帝才知道苍蝇为什么会有成虫盘!’”

我惊呆了。找到你几十年前就听过,并复述了无数次的故事的源头的机会,有多少呢?我让布伦纳告诉我最初的版本。他说故事的标题是“天堂里的弗朗西斯·克里克”;他的故事版本与我的版本有着相同的基本结构,但细节却不尽相同4—— 就像进化过程一样,故事的基本核心不变,但许多细节却改变了。

我于2017 年1 月探望了在新加坡的布伦纳,庆祝他的90 岁生日。他因为健康问题不再旅行,还需要坐在轮椅上,但仍和我之前每次见到他时那样有活力。西奥多西厄斯·多布赞斯基(Theodosius Dobzhansky)曾经说过,没有进化论,生物学中的任何东西都讲不通。5布伦纳于2017 年2 月21 日在新加坡南洋理工大学举行了一场关于细菌进化的演讲,该演讲是系列讲座《10个10:进化编年史》(10-on-10:The Chronicle of Evolution)[1]6 2017年7月14日,我也在这个系列讲座中做了关于大脑进化的主题演讲。在演讲的开头,我对多布赞斯基的那句话做了些许改动:没有DNA,生物学中的任何东西都讲不通。7

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈