百年諾貝爾獎中開創生命科學的巨擘

蒙厚勤

（漢中職業技術學院，陜西 漢中723002）

諾貝爾獎自1901年頒獎以來，已成為全世界科學、文學和經濟學界的最高榮譽。其中自然科學的三大獎項，極大鼓舞了全世界科學工作者探索未知世界、勇于創新、追求真理的激情，促進了20世紀科學技術的突飛猛進，科技新成果引領的技術革新和產業革命徹底改變了世界與人類的生活。生命科學也是20世紀發展最快、成就最多自然科學，眾多的諾貝爾獎獲獎者，特別是生理或醫學獎的科學大師，為揭開生命的奧秘、探索生命未知世界做出了開創性的貢獻。我們更應該銘記的是，在眾多的獲獎者中，有幾位杰出的大師，他們用智慧和汗水，為人類開啟了認識生命的新大門，完成了具有里程碑意義的科學成就。

（1）克里克(Francis Harry Compton Crick),英國物理學家；沃森(James Dewey Watson),美國遺傳學家；威爾金斯 (Maurice Hugh Frederick Wilkins),英國物理學家，三人因建立了DNA的雙螺旋模型(1953年)，使生物科學從細胞水平的研究深入到分子水平，而獲得了1962年諾貝爾生理學或醫學獎。20世紀50年代，人們已清楚知道DNA是生物體普遍存在的遺傳物質，但DNA的結構如何？它是如何傳遞遺傳信息并且在代代相傳過程中保持相對穩定的？全世界的科學家都在從不同角度進行研究。1951年，學物理專業的威爾金斯首先用“X射線衍射法”得到了第一張DNA衍射圖，1952年英國女科學家羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin）制備了DNA結晶體樣本，并拍攝到更清淅的B型DNA衍射圖，證明DNA分子是雙鏈結構，并且是同軸雙鏈，她還計算出該螺旋的螺距和直徑。沃森和克里克從DNA能穩定傳遞遺傳信息的角度出發，受富蘭克林照片的啟發，提出了并建立了DNA雙螺旋結構模型，對兩條DNA單鏈間的聯系——堿基互補配對做出推斷并驗證。在此基礎上，他們又很快提出DNA分子的半保留復制假設，1969年破譯了全部遺傳密碼，編制出了與化學元素周期表具有同等意義的遺傳密碼表，完善了“中心法則”等。DNA的分子結構的發現及雙螺旋結構模型的建立是生命科學發展的里程碑，標志著人類進入分子生物學領域，使人類第一次從分子水平認識了生命的生長發育、遺傳、繁殖、進化等復雜生命現象的本質，為進一步揭開DNA的神秘面紗，全面詮釋生命的本質奠定了基礎。分子生物學的發展也進入“高鐵”時代，遺傳密碼的破解、轉基因工程、克隆技術及人類基因測序等科學成就層出不窮，也不斷改變人類的生活。DNA的分子結構的發現也成為20世紀自然科學新的“三大發現”（另2個是相對論、量子力學）。令人惋惜的是，羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin），這位用X射線衍射法發現DNA結構和病毒結構的女科學家，因英年早逝，與諾貝爾獎失之交臂。

（2）托馬斯·亨特·摩爾根（Thomas Hunt Morgan，1866～1945）美國生物學家，被譽為“遺傳學之父”。一生主要從事胚胎學、遺傳學研究，因創立了關于遺傳基因在染色體上性排列的基因理論和染色體理論，以及遺傳學第三定律而獲1933年諾貝爾生理學和醫學獎。在摩爾根之前，孟德爾已通過豌豆的雜交實驗提出了遺傳學第一、二定律（基因分離和基因自由組合定律），但并未被重視。摩爾根在以果蠅為材料的雜交實驗過程中，證實了孟德爾定律的正確性，同時又有新發現，即位于同一染色體上的基因的遺傳規律——連鎖與互換規律，位于性染色體上基因的遺傳——伴性遺傳，提出了性染色體概念及基因在染色體上線性排列的理論。摩爾根的研究，完善了孟德爾的性狀遺傳理論，確定了基因與染色體的載體關系，為現代遺傳學的發展指明了方向，正是在他的影響下，遺傳學迅猛發展，成就輝煌，使20世紀成為生物科學的“遺傳學”時代。

（3）卡雷爾（Alexis Carrel），現代器官移植技術的先驅，主要成就是血管縫合技術、活體組織體外培養；1912年獲諾貝爾獎；愛德華·唐納爾·托馬斯（Edward Donnall Thomas），美國醫生，1990 年，與約瑟夫·默里（Joseph Murray）一起由于在“人體器官和細胞移植的研究”貢獻而獲得諾貝爾生理學或醫學獎，主要成就是解決了器官移植中的接受者與供體間免疫性（排異性）難題，并于1969成功進行了異體間的骨髓移植，并將骨髓移植技術廣泛用于治療白血病、再生障礙性貧血等。約瑟夫·默里的主要成就是于1954年成功完成了人類第一例器官移植手術——一對雙胞胎間的腎臟移植。三人獲獎時間跨度比較長，但他們共同解決了器官移植最關鍵的技術難題，既有開器官移植之先河的探索，又完善了移植技術，從此人類器官移植技術迅猛發展，移植領域不斷拓寬，目前人類已掌握了除頭顱以外的人體各個器官的移植技術，隨著現代科學技術的發展，人造器官、基因再造器官等技術將為器官移植開辟新紀元。

（4）病毒的發現：關于病毒導致的疾病，早在公元前二至三個世紀就有關于天花的記錄，也有通過接種治療天花的記載。但對病毒的確切認識則是在19世紀末。1898年，荷蘭微生物學家馬丁烏斯·貝杰林克（Martinus Beijerinck）在總結了前人實驗的基礎上，以煙草花葉病為研究對象，確定病毒是一種不同一細菌的感染性病原。并命名為virus（病毒），即第一個發現并命名了煙草花葉病毒。1935年，美國生物化學家和病毒學家溫德爾·梅雷迪思·斯坦利（Wendell Meredith Stanley）發現煙草花葉病毒大部分是由蛋白質所組成的，并抽取了病毒結晶體。將病毒成功地分離為蛋白質部分和RNA部分。斯坦利也因為他的這些發現而獲得了1946年的諾貝爾化學獎。1955年，通過分析病毒的衍射照片，羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin）揭示了病毒的整體結構。病毒的發現與結構的認定，標志著人類對生命的認識進入新紀元。首先是拓展了人類對生物界的認識，生物分類單位“界”中，又增加了“病毒界”。目前人類發現的各種病毒有4000多種。其次在醫學研究上，打開了人類認識疾病的新視界，各種由病毒引起的疾病陸續被確定和發現，治療手段也日新月異，大部分流行幾個世紀的傳染病被消滅。同時，因病毒的結構簡單、“身材”微小，方便“攜帶”基因等優點，成為分子生物學、遺傳與基因工程、免疫醫學研究領域的新寵。

［1］柯為.諾貝爾獎獲得者主要貢獻[J].中國生物工程雜志,1987(5).

［2］昭亮.1990年諾貝爾獎(自然科學)獲獎成果簡介[J].世界科學,1990(1).