巴巴拉?麥克林托克(Barbara McClintock,1902-1992)是20世紀(jì)具有傳奇般閱歷的女科學(xué)家,她在玉米中發(fā)現(xiàn)了“會(huì)舞蹈”的基因。
基因在染色體上作線性排列,基因與基因之間的間隔非常穩(wěn)定。慣例的交流和重組只發(fā)生在等位基因之間,并不搗亂這種間隔。在顯微鏡下可見(jiàn)的、發(fā)生頻率非常稀疏的染色體
倒位和相互易位等畸變才會(huì)轉(zhuǎn)變基因的地位??墒牵溈肆滞锌诉@位女遺傳學(xué)家,竟然發(fā)現(xiàn)單個(gè)的基因會(huì)跳起舞來(lái):從染色體的一個(gè)地位跳到另一個(gè)地位,甚至從一條染色體跳到另一條染色體上。麥克林托克稱這種能跳動(dòng)的基因?yàn)椤稗D(zhuǎn)座因子”(目前通稱“轉(zhuǎn)座子”,transposon)。
麥克林托克理論的影響是非常深遠(yuǎn)的,她發(fā)現(xiàn)能跳動(dòng)的控制因子,可以調(diào)控玉米籽粒色彩基因的活動(dòng),這是生物學(xué)史上首次提出的基因調(diào)控模型,對(duì)后來(lái)莫諾和雅可布等提出把持子學(xué)說(shuō)供給了啟示。轉(zhuǎn)座因子的跳動(dòng)和作用控制著構(gòu)造基因的活動(dòng),造成不同的細(xì)胞內(nèi)基因活性狀況的差別,有可能為發(fā)育和分化研究供給新線索,說(shuō)不定癌細(xì)胞的發(fā)生也與轉(zhuǎn)座因子有關(guān)。轉(zhuǎn)座因子能夠從一段染色體中跑出來(lái),再嵌入到另一段染色體中去,現(xiàn)代的DNA重組和基因工程技巧也從這里得到過(guò)啟示。轉(zhuǎn)座子的確是在內(nèi)切酶的作用下,從一段染色體上被切下來(lái),然后在銜接酶的作用下再嵌入到另一切口中去的。
我國(guó)遺傳學(xué)者王身立教授曾在1982年與談家楨教授一起預(yù)言,麥克林托克會(huì)獲諾貝爾獎(jiǎng)。翌年,麥克林托果然榮獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
1902年6月16日,麥克林托克誕生于美國(guó)康涅狄格州的哈特福德,母親薩拉?漢迪?麥克林托克是一個(gè)愛(ài)好冒險(xiǎn)的英勇的婦女;父親托馬斯?亨利?麥克林托克天生具有桀驁不馴的個(gè)性。求學(xué)時(shí)期,她深深地迷上了自然科學(xué),常能出其不意地以自己獨(dú)特的方法來(lái)解答各種困難,而尋找答案的全部過(guò)程對(duì)她來(lái)說(shuō),是一個(gè)宏大的快活。在麥克林托克未來(lái)漫長(zhǎng)的科研生活中,這種快活一直隨同著她,并成為她不懈盡力的唯一源泉。
1919年,麥克林托克在康乃爾大學(xué)農(nóng)學(xué)院注冊(cè)進(jìn)學(xué)。1921年秋,她選修了一門唯一向本科生開(kāi)放的遺傳學(xué)課程。在當(dāng)時(shí),幾乎很少有學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)發(fā)生興致,他們大多熱衷于農(nóng)業(yè)學(xué),并以此作為營(yíng)生手腕。但麥克林托克卻對(duì)這門課有著強(qiáng)烈的興致,從而引起了主講教師赫丘遜(C?B?Hutchuson)的注意。課程停止后,赫丘遜來(lái)電話邀請(qǐng)她選修康乃爾大學(xué)專為研究生開(kāi)設(shè)的其它遺傳學(xué)課程。麥克林托克欣然接收了他的邀請(qǐng),并就此踏上遺傳研究的途徑。
同時(shí),麥克林托克還選修了植物學(xué)系夏普(L?W?Sharp)教授開(kāi)設(shè)的細(xì)胞學(xué)課程。夏普的興趣集中于染色體的結(jié)構(gòu)以及在減數(shù)分裂和有絲分裂期間它們的行為的研究上。當(dāng)時(shí),染色體正在受到人們的強(qiáng)烈關(guān)注,被認(rèn)定是“遺傳因子”的載體。麥克林托克在康乃爾大學(xué)植物學(xué)系讀研究生時(shí),絕不遲疑地認(rèn)準(zhǔn)了這一研究方向??細(xì)胞遺傳學(xué)。
當(dāng)時(shí)的康乃爾大學(xué)是玉米遺傳學(xué)的中心,這一研究傳統(tǒng)由愛(ài)默生(Rollins A?Emerson)教授所創(chuàng)建。玉米具有明白可辨的遺傳性狀,當(dāng)時(shí)已證實(shí)它籽粒上糊粉層的色彩以及胚乳的性質(zhì),均受孟德?tīng)栠z傳因子所控制。玉米同果蠅不同,它一年才一熟,這就為研究職員過(guò)細(xì)深刻的研究供給了富余的時(shí)光。當(dāng)時(shí)的玉米遺傳學(xué)研究,集中在對(duì)突變性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、描寫(xiě)、定位和積聚上。假如說(shuō),是愛(ài)默生首創(chuàng)了玉米遺傳學(xué),那么麥克林托克則勝利地實(shí)現(xiàn)了玉米遺傳學(xué)與細(xì)胞學(xué)的聯(lián)姻。
在研究生期間,麥克林托克曾給一位細(xì)胞學(xué)家蘭道夫(Lowell F? Randolph)擔(dān)負(fù)助教。蘭道夫是一位頗有成績(jī)的細(xì)胞學(xué)家,他對(duì)玉米籽粒發(fā)育的細(xì)胞形態(tài)學(xué)的詳盡研究,直到今天依然是威望性的工作。當(dāng)時(shí),他立志要完成的一項(xiàng)工作是斷定玉米細(xì)胞中不同染色體的形態(tài)特點(diǎn)。然而,他所選取的根尖切片細(xì)胞,其中期染色體是如此之小,以至無(wú)法肯定其細(xì)節(jié)特點(diǎn)。因此,這一工作被耽誤下來(lái),似乎遠(yuǎn)景黯淡。
1925年,麥克林托克來(lái)到了蘭道夫的實(shí)驗(yàn)室,事情立即發(fā)生了戲劇性的變更。麥克林托克一下子捉住了問(wèn)題的要害。她發(fā)現(xiàn),對(duì)于細(xì)胞學(xué)研究來(lái)說(shuō),玉米的根尖切片遠(yuǎn)不是一種適合的資料,相反,玉米的小孢子細(xì)胞在決裂進(jìn)程中,其中期或后期染色體更為清楚可辨。當(dāng)時(shí),恰好貝林(Belling)發(fā)現(xiàn)一種新的乙酸洋紅涂片技巧,這種方式特殊合適于玉米,通過(guò)它可察看到每一條玉米染色體決裂和復(fù)制的全進(jìn)程。麥克林托克采用了這一辦法,加之選用的資料適合,經(jīng)過(guò)幾周的盡力,她鑒定出玉米細(xì)胞中每條染色體的不同形態(tài)特點(diǎn)。依據(jù)染色體的長(zhǎng)度,她把Zui長(zhǎng)的一條命名為1號(hào)染色體,Zui短的一條命名為10號(hào)染色體。
Ac-Ds轉(zhuǎn)座體系
Ds所導(dǎo)致的解離事件,似乎還受到另外一個(gè)因子的節(jié)制。麥克林托克察看到,1944年夏天所種植的那批玉米,它們的籽苗幼葉上呈現(xiàn)一種獨(dú)特的變異類型,即在幼葉上有一對(duì)同源區(qū)域(它們來(lái)自于一對(duì)姐妹細(xì)胞),其中一半表現(xiàn)為色素減少,而另一半則相應(yīng)地表示為色素的增多。從這一逆向關(guān)系中,麥克林托克領(lǐng)悟到,必定是在有絲決裂期間,兩個(gè)姐妹細(xì)胞中的一個(gè)得到了另一個(gè)細(xì)胞所失往的因子,該因子與調(diào)節(jié)突變頻率有關(guān),或者說(shuō)它把持著Ds的解離事件,致使同源區(qū)域的色素浮現(xiàn)出逆向關(guān)系,這就是Ac因子(Activation,體視顯微鏡報(bào)價(jià),意為活化)。Ac與Ds構(gòu)成一個(gè)掌握系統(tǒng),其中Ac的運(yùn)動(dòng)是自主的,亦即它能夠自發(fā)轉(zhuǎn)座(移位),并影響其它基因的表達(dá);Ds的運(yùn)動(dòng)是非自主的,因其中心部分產(chǎn)生缺失,失往了自發(fā)移位功效,只有當(dāng)基因組上有同一族的自主因子(如Ac)存在時(shí),才干夠轉(zhuǎn)座(移位)。
遺傳學(xué)交流實(shí)驗(yàn)表明,Ac相當(dāng)于一個(gè)顯性因子,它位于9號(hào)染色體長(zhǎng)臂上,Ac與Ds隔開(kāi)一段間隔,但卻能遠(yuǎn)控指揮Ds。但是,當(dāng)欲精斷定位Ac時(shí),才發(fā)現(xiàn)Ac本身也可移動(dòng),又是一個(gè)轉(zhuǎn)座因子!
后來(lái)的試驗(yàn)又進(jìn)一步表明,Ds除了能導(dǎo)致染色體解離之外,它還可能引起附近基因的突變。當(dāng)Ds插進(jìn)顯性有色基因C四周時(shí),致使C突變成為無(wú)色隱性基因c,或者說(shuō)克制了C的顯色功效,于是,在籽粒有色的背景上就呈現(xiàn)了無(wú)色區(qū)域;另一方面,當(dāng)Ds插入隱性無(wú)色基因c鄰近時(shí),導(dǎo)致c突變?yōu)镃,于是,在籽粒無(wú)色的背景上顯示出有色區(qū)域。由于Ds的跳躍是如此之快,致使它所把持的色彩基因時(shí)開(kāi)時(shí)閉,從而表示為玉米籽粒上的斑斑點(diǎn)點(diǎn)。當(dāng)然,這一切都需在Ac存在的情形下才會(huì)產(chǎn)生。
曾被看作是基因不穩(wěn)固性所導(dǎo)致的玉米籽粒上的斑斑點(diǎn)點(diǎn),現(xiàn)在通過(guò)基因的轉(zhuǎn)座理論,就有了一個(gè)公道清楚的闡明。從1944年發(fā)現(xiàn)Zui初的線索起,麥克林托克整整花了6年的時(shí)光,才構(gòu)筑了一個(gè)完全的“轉(zhuǎn)座”理論體系。其間,大批的線索初看起來(lái)似乎絕不相干,零亂不堪,但是,麥克林托克堅(jiān)定地信任,其中一定能找到規(guī)律,從而使這些數(shù)據(jù)浮現(xiàn)出意義來(lái)。這就是Ac-Dc體系的提出。
在Ac-Ds體系的背后,還儲(chǔ)藏著很多奧秘。麥克林托克發(fā)現(xiàn),Ds-Ac體系在5個(gè)已知位點(diǎn)上呈現(xiàn),其中3個(gè)與色素形成有關(guān),第4個(gè)與淀粉組成有關(guān),第5個(gè)與籽粒的形態(tài)有關(guān)。既然Ac-Ds系統(tǒng)能節(jié)制如此相異的基因行為,麥克林托克由此做出一個(gè)主要的推斷,這就是它也能控制任何其它基因的行動(dòng),所謂基因的突變也許正是它們運(yùn)動(dòng)的成果。她的這一推論意義深遠(yuǎn),由于經(jīng)典遺傳學(xué)的中心概念是把基因的突變看作是隨機(jī)的、不受掌握的,而麥克林托克卻猜測(cè)突變受某種控制因子的制約,而這種掌握因子的行動(dòng)又是對(duì)細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的轉(zhuǎn)變所做出的反映。
更深刻的研討還表明,Ac-Ds體系只不過(guò)是不同把持系統(tǒng)中Zui先發(fā)明的一個(gè)。比如,從基因A1→a1的突變,就可以由不同的節(jié)制因子所引起,其中有Ac、Dt、Spm等,它們所發(fā)生的表現(xiàn)型完整類似,只是在做遺傳學(xué)交流試驗(yàn)時(shí),才表示出不同的行動(dòng)。由此可見(jiàn),全部轉(zhuǎn)座理論層層疊疊,如同一幢迷宮,然而,麥克林托克的手中卻有一根阿莉阿德涅的線團(tuán)(這根線正是由她那高明的想象力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)事實(shí)所編織),在迷宮中運(yùn)行自如,并由此向我們揭示了全部轉(zhuǎn)座理論的非凡魅力以及由此導(dǎo)致的宏大利用價(jià)值。
從曲解到懂得
在1951年的冷泉港學(xué)術(shù)研究會(huì)上,麥克林托克通報(bào)了她對(duì)轉(zhuǎn)座理論的研究,然而出乎意料的是,當(dāng)時(shí)一流的遺傳學(xué)家卻無(wú)法懂得她所用的語(yǔ)言,麥克林托克受到了前所未有的冷遇。
就經(jīng)典遺傳學(xué)而言,摩爾根的基因理論強(qiáng)調(diào)的是基因的穩(wěn)固性、突變的隨機(jī)性。比德?tīng)枴耙粋€(gè)基因一種酶”學(xué)說(shuō)突出的是基因的功能性,亦即它編碼合成蛋白質(zhì)的才能。然而,轉(zhuǎn)座理論恰恰與此相對(duì)峙。麥克林托克強(qiáng)調(diào)的是,基因可以在染色體上不同位點(diǎn)之間、甚至在不同的染色體之間跳來(lái)跳去。穩(wěn)定的基因竟然能隨便移動(dòng),在當(dāng)時(shí)看來(lái)這近乎天方夜譚。麥克林托克還以為,基因除了編碼蛋白質(zhì)之外,它還是一種控制因子,比如Ac-Ds體系。對(duì)于控制因子來(lái)說(shuō),它的義務(wù)不在于編碼任何蛋白質(zhì),而只在于調(diào)節(jié)、控制其它基因的有序表達(dá)。這樣一種控制的概念,對(duì)于經(jīng)典遺傳學(xué)家來(lái)說(shuō)也頗為陌生。
從另一方面來(lái)看,對(duì)于轉(zhuǎn)座概念的謝絕,也反應(yīng)了經(jīng)典遺傳學(xué)辦法本身的局限。由于用經(jīng)典方法所得到的結(jié)論往往是間接的邏輯推理的產(chǎn)物,而對(duì)于“轉(zhuǎn)座”這樣勇敢的觀點(diǎn),在沒(méi)有直接看到這種現(xiàn)象的時(shí)候,遺傳學(xué)家寧可采用猜忌的態(tài)度。很顯然,若是沒(méi)有70年代細(xì)菌遺傳學(xué)的證實(shí),“轉(zhuǎn)座”恐怕仍不會(huì)被接受。此外,“轉(zhuǎn)座”現(xiàn)象當(dāng)時(shí)僅在玉米中發(fā)現(xiàn),由于缺少?gòu)V泛有效性,要科學(xué)共同體接受這種理論也是很艱苦的。可見(jiàn),經(jīng)典的方法往往會(huì)受到實(shí)驗(yàn)材料的限制。除了玉米之外,酵母、果蠅、細(xì)菌等轉(zhuǎn)座現(xiàn)象都是用分子方法發(fā)現(xiàn)的。麥克林托克一生都對(duì)玉米情有獨(dú)鐘,而玉米也正是她走向勝利的要害。Zui近,美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在玉米基因組的20億個(gè)堿基對(duì)中,其中轉(zhuǎn)座因子就占了一半以上。這簡(jiǎn)直是命運(yùn)對(duì)麥克林托克特殊的垂青!假如不是以玉米作為實(shí)驗(yàn)資料,也許我們今天還無(wú)緣與“轉(zhuǎn)座”相識(shí)。
同樣是關(guān)于基因調(diào)節(jié)的概念,60年代初,當(dāng)雅可布(Francois Jacob)和莫諾(Jacques Monod)在大腸桿菌中提出“操縱子”模型時(shí),立即就引起分子生物學(xué)家的廣泛反映。其原因在于雅可布和莫諾所應(yīng)用的研究對(duì)象是為大家所熟習(xí)公認(rèn)的大腸桿菌。操縱子模型提出之后,麥克林托克歡欣鼓舞,由于她盼望基因的調(diào)節(jié)概念被大家接受之后,她的轉(zhuǎn)座理論也能為大家所承認(rèn)。她立即發(fā)表文章,將操縱子模型與轉(zhuǎn)座體系進(jìn)行類比,以為把持基因與調(diào)節(jié)基因相當(dāng)于玉米轉(zhuǎn)座體系中的Ds-Ac控制因子,它們都擔(dān)負(fù)起控制與調(diào)節(jié)基因表達(dá)的功效。但遺憾的是,分子生物學(xué)家雖接收了大腸桿菌中的把持子模型,卻仍然無(wú)法接受玉米中的轉(zhuǎn)座體系。
20世紀(jì)70年代以來(lái),當(dāng)細(xì)菌、酵母、果蠅中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座基因的報(bào)道之后,人們才想起麥克托克早在20世紀(jì)50年代初就對(duì)玉米中的轉(zhuǎn)座基因有過(guò)透辟的研究和報(bào)道。至此,麥克林托克那曾被看作是天方夜譚式的異端思想,才逐漸融進(jìn)當(dāng)代科學(xué)思想的洪流之中,隨之各種聲譽(yù)也相繼而來(lái):冷泉港授予她“出色貢獻(xiàn)成員”聲譽(yù)稱號(hào),1978年獲羅森蒂爾獎(jiǎng),1981年獲拉斯克基本醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)(此獎(jiǎng)有Zui佳諾貝爾猜測(cè)獎(jiǎng)之稱)、麥克阿瑟基金會(huì)獎(jiǎng)和以色列的沃爾夫基金會(huì)獎(jiǎng)。1983年。她終于摘取科學(xué)界的Zui高桂冠??諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)。
鐘情于經(jīng)典遺傳學(xué)方式
與現(xiàn)代的分子生物學(xué)家相比,麥克林托克具有獨(dú)特的研究思想與方法。在物理學(xué)、化學(xué)的熏陶下成長(zhǎng)起來(lái)的新一代分子生物學(xué)家,他們更重視的是對(duì)象的構(gòu)造而非功能。他們習(xí)慣于采取簡(jiǎn)單明了的分子克隆方法,將插入次序提純出來(lái),然落后行分子結(jié)構(gòu)的分析。但是如此一來(lái),這樣的逝世分子也就失去了其活躍、能動(dòng)的生物學(xué)功能。所以,當(dāng)分子生物學(xué)家與麥克林托克剛剛開(kāi)端合作時(shí),他們之間甚至無(wú)法交換??因?yàn)閮扇苏f(shuō)的不是同一種語(yǔ)言。前者僅關(guān)注于什么材料適合于克隆。對(duì)此,麥克林托克帶著驚駭甚至是藐視的目光。當(dāng)時(shí),分子生物學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),噬菌體的染色體能插入細(xì)菌基因之中,它相似于玉米中的轉(zhuǎn)座因子,但是,麥克林托克拒不批準(zhǔn)這樣一種簡(jiǎn)單的類比,她強(qiáng)調(diào)真核生物的龐雜性,僅信任遺傳雜交實(shí)驗(yàn)所說(shuō)明的一切,她還斷然聲稱:控制因子(Ac、Ds)是一種基因,但卻是一種不同尋常的基因,這不僅表現(xiàn)在它們的功能上,而且也表現(xiàn)在它們的性質(zhì)上,亦即Ac、Ds不是由具體的物資分子所組成,它們僅代表了染色體特定構(gòu)造的一種改變情勢(shì)。終極,玉米中的轉(zhuǎn)座因子(Ac、Ds)被克隆,其分子次序也被測(cè)定,Ds因子具有雙倍的結(jié)構(gòu),所以能導(dǎo)致染色體的斷裂。隨著轉(zhuǎn)座因子的插入,染色體的DNA分子也確切變長(zhǎng)了。在這一點(diǎn)上,分子生物學(xué)家的做法顯然是準(zhǔn)確的。
麥克林托克的教導(dǎo)背景以經(jīng)典遺傳學(xué)為主,相比于分子遺傳學(xué),經(jīng)典遺傳學(xué)有其奇特的優(yōu)勝性,由于它直接將基因與功能對(duì)應(yīng)起來(lái),省去了中間過(guò)程,而不是像分子遺傳學(xué)家那樣,僅關(guān)注于基因決議蛋白質(zhì)的進(jìn)程上。這就對(duì)想象力的施展以及直觀的邏輯推理才能的應(yīng)用,提出了更高的請(qǐng)求。對(duì)麥克林托克來(lái)說(shuō),她重要是用她的眼睛以及直覺(jué)推理才能,再輔之以顯微鏡和少數(shù)簡(jiǎn)略的反響物(試劑),當(dāng)然還有準(zhǔn)確的雜交實(shí)驗(yàn),她選擇、剖析、保留了大批有用的玉米株系,提供應(yīng)任何對(duì)此感興致的人(甚至還有從未種過(guò)玉米的分子生物學(xué)家)。麥克林托克的過(guò)人之處在于,她重視偶然的失敗,認(rèn)為這正是線索的開(kāi)端。憑著一雙練習(xí)有素的眼睛,她總能看出一些不尋常的事例,比如有色背景上無(wú)色區(qū)域的散布,或是染色體上某一特別位點(diǎn)的斷裂(不同于其它事件引起的隨機(jī)斷裂)。而接下去的推理又是如此龐雜,對(duì)事實(shí)的剖析一環(huán)緊扣一環(huán),以至令很多遺傳學(xué)家難以懂得。但是,它卻充足展示了人類智力以及想象力所能到達(dá)的深度。正是在此意義上,麥克林托克認(rèn)為,人類基因組這一巨大工程僅僅是一種編織手藝,因?yàn)樗鼜幕旧先鄙偕钊氲脑瓌?chuàng)性和恢宏的想象力。也許這正可闡明,麥克林托克對(duì)于分子遺傳學(xué)方法冷漠的原因。雖說(shuō)麥克林托克沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的分子遺傳學(xué)練習(xí),但她自40年代起就一直在冷泉港實(shí)驗(yàn)室這一分子遺傳學(xué)研究的中心工作,她長(zhǎng)期與分子生物學(xué)家共事,每次學(xué)術(shù)報(bào)告她都不錯(cuò)過(guò),并且總能提出一些發(fā)人深省的問(wèn)題,可見(jiàn)她是完整跟得上分子遺傳學(xué)的前提高伐的。正如她鐘情于玉米一樣,她也鐘情于經(jīng)典遺傳學(xué)的方法,因?yàn)樗挥邢胂罅?,并且直接面?duì)活生生的功能。
不同于分子遺傳學(xué)的奇特視角
對(duì)于一個(gè)分子生物學(xué)家來(lái)說(shuō),他們更多地將細(xì)胞僅僅看作是一個(gè)試管,里面充斥了蛋白質(zhì)和核酸復(fù)合物。而麥克林托克則首先把性命體看作是一個(gè)有序的整體,其中的每部分都處于相互接洽的網(wǎng)絡(luò)之中,對(duì)于渺小的擾動(dòng),它能施展有益的調(diào)劑功能,轉(zhuǎn)座體系即是其中的一部分。這一獨(dú)到的體驗(yàn)也深深地影響了分子生物學(xué)家。夏皮洛(J?A?Shapiro)回想道,當(dāng)他于20世紀(jì)70年代后期首次與麥克林托克接觸時(shí),他才意識(shí)到這些因子必需整合到有機(jī)體的整體功能時(shí)才有意義??正是循著這一準(zhǔn)確的思路,他才深刻到了細(xì)菌的遺傳體系之中,并做出獨(dú)到的發(fā)現(xiàn)。
另一位分子生物學(xué)家費(fèi)克(G?R?Fink)當(dāng)時(shí)正研討酵母遺傳學(xué),他用的是生物化學(xué)的方式。麥克林托克對(duì)他提出了一個(gè)意義深遠(yuǎn)的問(wèn)題:“你認(rèn)為酵母中有轉(zhuǎn)座因子嗎?”囿于成見(jiàn),費(fèi)克以為轉(zhuǎn)座因子只限于玉米中。所以,他說(shuō)通過(guò)化學(xué)引誘劑的辦法,已鑒定200多個(gè)突變,但未發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)固的突變。對(duì)此,麥克林托克大笑,她說(shuō),發(fā)明轉(zhuǎn)座因子盡不能用化學(xué)的或物理的這類人工引誘的方法。她強(qiáng)調(diào),轉(zhuǎn)座是一個(gè)自然狀況下產(chǎn)生的事件,而非人為事件。對(duì)自然的而非人為狀況的珍視,正是麥克林托克不同于分子生物學(xué)的奇特視角,也是她對(duì)生物學(xué)思想的一份厚重貢獻(xiàn)。
透過(guò)麥克林托克的研究思路,我們可以看到一種嶄新的科學(xué)思維模式正在興起,那就是以尊重取代馴服,以發(fā)明性的想象取代剖析、還原的邏輯。麥克林托克把自己的情感融入于研究對(duì)象之中,她還用“基因組的震驚”(Genome shock)這一類概念來(lái)描寫(xiě)基因的行為。仿佛一個(gè)基因能夠覺(jué)察到各種情感,如沮喪、高興等,它還能辨認(rèn)龐雜的挑釁,以追求智慧的解決方法??傊蚪M就像有它自己的性命,在她看來(lái),轉(zhuǎn)座因子的移動(dòng)也正是性命體對(duì)內(nèi)外環(huán)境的轉(zhuǎn)變所做出的反映,這些也許正構(gòu)成了進(jìn)化的基因機(jī)制。
麥克林托克的思想銜接過(guò)往與未來(lái),橫跨我們的時(shí)期。她的細(xì)胞遺傳學(xué)研究在當(dāng)時(shí)就為她博得了名譽(yù);她對(duì)“轉(zhuǎn)座”理論的貢獻(xiàn)是劃時(shí)期的,正在被今天的我們所接收;而她的進(jìn)化觀念也許將成為留給未來(lái)時(shí)代的一份珍貴禮物。
打開(kāi)了通往分子遺傳學(xué)的另一扇門
麥克林托克身體嬌小,但卻精神抖擻,體魄硬朗,這也正是她能成為一名優(yōu)良遺傳學(xué)家的良好素質(zhì)。她不僅僅是在顯微鏡下察看細(xì)胞中的染色體,還需在烈日下種植玉米;有時(shí)碰到持續(xù)幾天的暴雨,她就要在玉米地里排水、培土,使玉米根系牢牢地固著于土壤之中。
1992年9月2日,在冷泉港,她與世長(zhǎng)辭。麥克林托克畢生未婚,她把全體的摯愛(ài)都奉獻(xiàn)給了玉米,奉獻(xiàn)給了遺傳學(xué)事業(yè)。正如諾貝爾頒獎(jiǎng)委員會(huì)的致詞中所指出的,麥克林托克的勝利,其意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了科學(xué)本身,“對(duì)于當(dāng)局來(lái)說(shuō),保證科學(xué)的獨(dú)立研討是多么主要;對(duì)于年青的科學(xué)家來(lái)說(shuō),則證實(shí)簡(jiǎn)略的手腕也能作出宏大的發(fā)明?!?
確切,對(duì)于玉米籽粒上色斑的研究,初看起來(lái)似乎毫無(wú)利用價(jià)值。麥克林托克純潔出于一種科學(xué)上的而非實(shí)利上的興趣,默默地耕耘于這片園地之中。終極轉(zhuǎn)座因子被證實(shí)不僅控制著玉米上籽粒色素的形成,更主要的,它還存在于其它生物之中。有關(guān)它的機(jī)理、轉(zhuǎn)座過(guò)程中所發(fā)生的具體步驟,還是今天分子遺傳學(xué)所面對(duì)的重大課題。因此,麥克林托克的工作固然是在經(jīng)典遺傳學(xué)框架內(nèi)完成的,但她同時(shí)也開(kāi)啟了通往分子遺傳學(xué)的另一扇門。
面對(duì)榮獲貝爾獎(jiǎng)這一高尚聲譽(yù),麥克林托克安靜地說(shuō):“我感到自己獲得這種意外的獎(jiǎng)賞似乎有些過(guò)火。多少年來(lái),我在對(duì)于玉米遺傳的研究中已獲得很多的歡喜。我不過(guò)是懇求玉米輔助我解決一些特別的問(wèn)題,并傾聽(tīng)了她那巧妙的答復(fù)?!边@就是麥克林托克,一位閱歷簡(jiǎn)略然而思想深入的天才科學(xué)家。
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