芭芭拉?麥克林托克

在20世紀20~30年代,麥克林托克主要在康乃爾大學從事玉米遺傳學的研究。 1941年6月,麥克林托克進入美國紐約長島的冷泉港實驗室,正式開始了她的著名研究。 雖然這獎金遲到了35年,但麥克林托克終於在她的有生之年看到了科學界對她的承認。

人物簡介

芭芭拉·麥克林托克是一位女科學家。她於1902年6月16日出生於美國康乃狄克州的哈特福德。1923年在康乃爾大學農學院獲理學學士學位,1927年獲植物學博士學位。
她一生未婚,但對玉米可以說是情有獨鍾。20世紀上半葉,人類在遺傳學研究方面還沒有高尖端儀器設備。麥克林托克憑藉著簡陋的顯微鏡以及肉眼觀察和記錄等“愚笨”方式,開始了自己在這一領域內的漫漫長跑。很快,麥克林托克就以自己肉眼分辨出微小的玉米染色體等為基礎,獲得了一系列成果。很快,芭芭拉成為美國國家科學院第三位女院士,一年後,她就被選為美國遺傳學會第一位女會長。

從事研究

在20世紀20~30年代,麥克林托克主要在康乃爾大學從事玉米遺傳學的研究。以埃默森為首的玉米遺傳研究小組與摩爾根的果蠅研究小組,可以說是當時蓬勃興起的遺傳研究的兩支勁旅。麥克林托克是玉米研究小組的主要骨幹成員。她一生未婚,但對玉米可以說是情有獨鍾。有關玉米染色體遺傳變異的許多重大發現(如易位、倒位、缺失、環狀染色體、雙著絲粒染色體、斷裂-融合-橋周期和核仁組織區功能等)都與她有關,她還成功地闡明了脈孢菌減數分裂的全過程。可以說,她以玉米遺傳學的研究成果推動和促進了細胞遺傳學這一遺傳學分支學科的建立。但是,真正使她名垂科學史冊的卻是她在玉米中對可移動基因——轉座基因(俗稱“跳躍基因”)的研究。

1941年6月,麥克林托克進入美國紐約長島的冷泉港實驗室,正式開始了她的著名研究。此前,她早已發現,在印度彩色玉米中,籽粒和葉片往往存在著許多色斑。

麥克林托克1950年發表了《玉米易突變位點的由來與行為》、1951年發表了《染色體結構和基因表達》兩篇論文。人們了解了她在做些什麼工作之後,簡直不敢相信,都認為這個女人也許是發瘋了。

儘管不被理解,但麥克林托克卻不改初衷,堅持她的試驗結果。不久她又發現了被稱為Spm的另一轉座突變調節體系。由於與傳統的遺傳學觀念背道而馳,這使她限於孤立無助的境地。人們用懷疑、驚訝的異樣目光看待她。這位原來在美國遺傳學界享有盛譽的女科學家(1944年被選為國家科學院院士,1945年擔任美國遺傳學會主席,曾獲得多次國家獎勵),經受了她一生中相當長時間的孤寂和苦悶,朋友和同事大都和她漸漸疏遠,她只好離群索居,幾乎成了孤家寡人。

當1953年沃森和克里克發現遺傳物質DNA的雙螺旋結構,遺傳學已從微生物遺傳學進入了分子遺傳學的嶄新階段。20世紀60年代初,法國科學家雅各布和莫諾用大腸桿菌作試驗,提出了乳糖操縱子模型,揭示了生物體內基因調控的機制。這對麥克林托克是一個很大的鼓舞,她認為乳糖操縱子模型與她的DsAc系統實在是太相似了,她為此專門寫了一篇論文《玉米和細菌基因控制體系的比較》發表,以期引起科學界對她的重視。然而,科學界很快接受了雅各布和莫諾的學說,他們兩人也因此於1965年獲得了諾貝爾獎金,但人們仍然無視麥克林托克的轉座因子,仍然把她和她的理論視為另類和異端。

然而,1963年泰勒發現噬菌體Mu能隨機地插入細菌染色體基因組內;1966年,貝克威斯等在大腸桿菌中發現了可以整合在染色體上、也可游離於染色體外的F因子(性因子);60年代末,科學家們在大腸桿菌中發現存在所謂的“插入序列”(IS);後又在沙門氏菌中發現了基因的流動性(轉座子)和抗藥性基因等。這一系列的發現,迫使人們不得不重新回過頭來審視麥克林托克在玉米中的研究,特別是通過對麥克林托克工作比較清楚的幾位科學家的努力,人們逐漸認識了麥克林托克的研究成果,驚訝她超越時代的科學發現以及她那不屈不撓超越常人的意志和毅力。1976年,在冷泉港召開的“DNA插入因子、質粒和游離基因”專題討論會上,明確地承認可用麥克林托克的術語“轉座因子”來說明所有能夠插入基因組的DNA片段。這時,人們才真的對她刮目相看了。現在回顧這段歷史,我們完全可以這樣說:麥克林托克才真正是基因調控的“調節-操縱子理論”的先驅。在40年代初期,她完全是通過個人的努力、用傳統的遺傳學和細胞學研究的手段,得出了“轉座因子”的概念,解決了用分子生物學和分子遺傳學的方法才能解決的問題,所以我們說她是走在時代前面的人。她的玉米轉座因子已在分子水平上得到了證實。科學家們已經從好多種原核生物和真核生物中分離出轉座因子,並進行了DNA水平的研究。麥克林托克在半個世紀以前提出的轉座因子理論,對於後來分子生物學和分子遺傳學的發展,對基因工程(DNA重組技術)、轉基因研究、癌症研究和人類基因組計畫的開展,無不具有極其重要的意義。

諾貝爾獎

1983年,瑞典皇家科學院諾貝爾獎金評定委員會終於把該年度的生理學和醫學獎授予這位81歲高齡的、不屈不撓的女科學家。她是在遺傳學研究領域第一位獨立獲得諾貝爾獎的女科學家,也是世界上第三位獨立獲諾貝爾獎的女科學家(第一位是波蘭著名女科學家瑪麗·居里,第二位是英格蘭的多羅西·克勞福特·霍奇金,她們兩人都是化學家)。雖然這獎金遲到了35年,但麥克林托克終於在她的有生之年看到了科學界對她的承認。

1992年9月2日,麥克林托克在冷泉港去世,終年90歲。

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