诺贝尔奖背后的4位英雄

年度预存季

2017年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,从事生物节律研究的三位美国科学家获的大奖。这三位是布兰迪斯大学的退休教授霍尔(Jeffrey Hall),布兰迪斯大学教授罗斯巴什(Michael Rosbash)和洛克菲勒大学教授杨(Michael Young)。生物节律普遍存在,困扰科学家很多年,他们的杰出贡献发现了控制生物节律的关键基因,名至实归。

然而,为发现控制生物节律关键基因也作出关键贡献的科学家克那普卡(Ronald Konopka)却没有机会分享这一荣誉。本文盘点一下几个作出杰出贡献,却由于种种原因,没有机会分享诺贝尔奖荣誉的背后的英雄。

唐纳德·克那普卡

率先克隆生物节律基因(per),没有获得晋升终身职位而离开科学界,转行辅导高中生。

克那普卡(1947—2015)毕业于普渡大学,1967年起师从一代杰出的果蝇遗传学家本哲(Syemour Benzer),于1972年获得加州理工学院的博士学位。博士研究生期间,克那普卡利用遗传学的经典诱变方法,发现了控制果蝇生物节律的基因period(简称per),并发现了它的三个重要突变体(per0perS,和perL)。克那普卡的划时代成功震惊了学术界,也为发现更多的生物节律基因,后续的功能研究和发现其他物种的生物节律基因奠定了基础。克那普卡在这个项目中起了主要作用。

根据罗斯巴什的评价,克那普卡不仅具体完成了这个项目,他还是这个项目的发起者,并主导了该项目的设计。他的成绩得到认可,在斯坦福大学从事短暂的博士后研究之后,受聘为母校加州理工学院的助理教授,可惜由于他不积极发表论文,被加州理工学院拒绝晋升和续聘。克那普卡转到克拉克森大学(Clarkson University)任教,也没有获得晋升和续聘,从此离开了科学领域。

克那普卡于1990年起开始通过辅导高中生谋生,历时25年,于2015年由于心脏病去世。

都格拉斯·普瑞舍(Douglas Prasher

率先克隆出绿色荧光蛋白基因(GFP),申请基金被拒,没有获得晋升终身职位而离开科学界,转行为大巴司机。

普瑞舍(1951—)于1979年在俄亥俄州立大学获得生物化学博士学位,在佐治亚大学从事4年的研究并成功克隆了水母素基因(aequorin)之后,就职于伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution),研究生物荧光。

他于1988年成功申请到美国癌症学会的20万美元的资助,克隆绿色荧光蛋白基因。虽然普瑞舍成功克隆出绿色蛋白(GFP)基因,但是由于他没有能够构想出GFP的应用领域和应用价值,他申请的美国健康研究院的基金被拒绝。基金申请失败直接影响他的晋升,普瑞舍不得不另谋高就。

在一系列尝试以后,普瑞舍最终没有能够获得一个研究职务,不得不成为一名时薪8.5美元的大巴司机。离职之前,普瑞舍把他克隆出的GFP基因无偿赠给了哥伦比亚大学的马丁·乔斐(Martin Chalfie)教授,一个秀丽线虫遗传学家和天才华人科学家钱永健(Roger Y. Tsien)。

2008年的诺贝尔化学奖授予了GFP的研究者,不过没有普瑞舍的份。诺贝尔奖授予给了下村修(Osamu Shimomura),钱永健和乔斐。不过,普瑞舍的运气比克那普卡略微强些。获奖以后,乔斐随即发表讲话:普瑞舍的前期工作对于我实验室的工作至关重要,诺贝尔奖委员会完全可以把我的名字拿掉,奖给普瑞舍和其他两位。钱永健发表了类似的讲话。普瑞舍谦虚地说:我为他们获奖感到高兴。我也没有想到我当时的一点工作,竟然这么重要。虽然没有能够让普瑞舍分享诺贝尔奖的殊荣,钱永健和乔斐做了尽可能的弥补,他们邀请普瑞舍和他的夫人参加诺贝尔颁奖典礼。在演讲中,所有三位获奖者都肯定了普瑞舍的突出贡献。钱永健还邀请他参与他的工作,从而普瑞舍又回到了科学领域。

周芷(Louise T. Chow

率先发现基因剪切现象,却被排除在诺贝尔奖名单之外。

周芷(1943—)出生于中国湖南,1965年于台湾大学毕业以后,在加州大学理工学院获得生物学博士学位。

1975年起在美国冷泉港实验室研究病毒RNA,发现基因剪切现象。

1977年发表两篇重要论文阐述研究结果,第一篇以第一作者发表在1977Cell的第11期,第二篇也以第一作者发表在1977Cell的第12期,只是这篇文章增加了一个作者理查德·罗伯茨(Richard Roberts)。

1993年,诺贝尔生理学或医学奖授予给了罗伯茨和菲利普·夏普(Phillip Sharp),表彰他们对发现基因剪切所作出对贡献。周芷的名字被排除在外。

至于周芷为什么没有共享诺贝尔奖,学术界有很多争议。原因之一是诺贝尔委员会可能把周芷误认为一个博士后,而把罗伯茨当作指导老师。事实上,周芷是独立研究人员。罗伯茨只是参与了少量的工作作为参与者署名。罗伯茨的名字署在最后,被误认为成了指导老师。另外一个可能原因是周芷在1984年离开了冷泉港实验室,到罗切斯特大学医学院从事研究,导致诺贝尔奖推荐人,冷泉港实验室主任詹姆斯·沃森推荐了冷泉港实验室的罗伯茨。当然,还有其他的推测。有人认为周芷一直持有中国身份,没有加入美国国籍,从而受到排挤。

虽然周芷感到不公、迷惑,和意外,但是她平静地说:这已是难以挽回事实,只有静待有心的科学史家去发现真相。冷泉港实验室也没有否认周芷没有获得诺贝尔奖存在争议,在自己的官方网页上记录了遗传学家Ulf Pettersson对诺贝尔奖没有授予周芷的谈话,认为诺贝尔奖没有授予周芷等人是很令人沮丧的事。或许周芷从类似的评价中可以感受到一些宽慰。周芷现在是美国阿拉巴马大学伯明翰分校的教授。

罗萨琳·富兰克林(Rosalind Franklin)

妙手拍出最佳DNAX光衍射照片,英年早逝。

富兰克林(1920—1958)出生于英国伦敦,毕业于剑桥大学,于1945年获得物理化学博士学位。在法国工作一段时间以后,于1950年以独立研究员身份受聘到剑桥大学从事DNA结构研究。富兰克林本应该从同事威尔金斯(Maurice Wilkins)接手他的DNA研究项目,带领助手葛斯林(Raymond Gosling)工作。不料威尔金斯误以为富兰克林是他的助手,并且是一个不服管教、不合作的助手,因而两人关系很紧张。

富兰克林对DNA利用X射线进行结构研究,取得很好的结果,并在报告中报道了她的尚未发表的研究成果。这些结果引起了当时在剑桥大学医学研究所(Medical Research Council, MRC)做博士后的詹姆斯·沃森(就是后来做冷泉港实验室主任的沃森)的兴趣。沃森与他的搭档,弗朗西斯·克里克(Francis Crick)一起尝试搭建DNA的结构模型,搞出一个三股链模型,邀请富兰克林参观,被富兰克林否定。鉴于此,MRC研究所的卡文迪许实验室主任布拉格(William Lawrence Bragg)要求沃森和克里克停止DNA结构研究。威尔金斯以为沃森和克里克已经停止了DNA研究,于是毫无戒备地向他们介绍富兰克林对最新进展,并在富兰克林不知情的情况下,向沃森和克里克展示她的DNA的最新X射线照片(第51号照片)。1953228日,沃森和克里克在剑桥大学的雄鹰酒吧(The Eagle)向世界宣布,他们发现了生命的奥秘,DNA的双螺旋结构。

19533月,富兰克林转到剑桥大学的另外一个学院。在随后的几年间,富兰克林作出很多高质量的成果。不幸的是,富兰克林于1958年因为卵巢癌逝世,时年38岁。

沃森和克里克于1962年与威尔金斯一起分享了诺贝尔生理学或医学奖。沃森在早年(1968年)出版的《双螺旋》一书中对富兰克林有许多负面评价。不过,后来沃森和克里克都公开承认了富兰克林的贡献。或许,如果富兰克林不英年早逝,她有机会与沃森和克里克分享诺贝尔奖的荣誉。

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