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諾貝爾獎原創性工作發表的雜誌(三)

(2013-02-10 16:08:38) 下一個


聖路易斯華盛頓大學,版權:雅美之途

3Tonegawa的抗體基因的重排:1976PNAS利根川進(Tonegawa)是一位具有傳奇色彩的人物,他在免疫學領域為揭示抗體多樣性的機製和神經科學中關於記憶的研究都有傑出的貢獻。他是首位獲得諾貝爾生理與醫學獎的日本人,至今仍保留著日本的國籍。 

利根川進早年在日本的京都大學(當時名為京都帝國大學)主修化學,他那裏的老師曾經在耶魯大學的David Bonner實驗室留過學,Bonner離開耶魯到聖地亞哥加州大學(UCSD)創辦了當時為數不多的以分子生物學為重心的生物係。六十年代初,利根川進在京都的老師的推薦下前往Bonner的係讀分子生物學的博士。他抵達南加州後不久,目睹美國師生之間在海邊打球的場景,與他熟悉的日本等級森嚴的學術界形成了鮮明的對照。UCSD和它的生物係都創辦於1960年,這樣年輕的大學的首批研究生中就湧現出諾貝爾獎得主,深圳創辦中的南方科技大學是否也有同樣的野心? 

利根川進博士畢業後不想離開南加州,他幾乎跨過馬路從UCSD到了對麵的索克研究所的Dulbecco實驗室做博後。當時的Dulbecco已經享有盛譽並且數年後與巴爾的摩和Temin分享了諾貝爾獎。 

當年日本的科學研究還不盡人意,利根川進完成科學訓練後不想回日本,他希望也像他的同學一樣在美國從事獨立的研究。然而,他也遇到了很多中國學者遇到的問題,那就是持J-1簽證者如果不能豁免,必須先回母國服務兩年才能持可以移民的簽證再次入境美國。他拿到學位後隻有18個月的實習訓練期,然後就必須離開美國。 

隨著利根川進距離他說的"被美國遞解出境"的日子的鄰近,當時正在歐洲訪問的Dulbecco在羅馬的一家旅館裏,給利根川進親手寫了一封信,他說我不知道你是否已決定了下一步的行動計劃,我知道你必須離開我的實驗室,但是,我建議你考慮一下在瑞士的巴塞爾剛建立的一個專業化的免疫學研究所。Dulbecco認為,利根川進擁有的分子生物學背景將會對解決免疫學的問題有所裨益。Dulbecco說他巳與該研究所的所長談到過利根川進,如果他感興趣應該直接與該所長去信聯係。 

利根川進首先不知道巴塞爾在哪裏,他更是對免疫學完全沒有涉入,Dulbecco本人也對免疫學不熟。利根川進拿著Dulbecco的信去問索克研究所其他的同事,他當時得到的答案是分子生物學對於解決免疫學的問題毫無意義,這樣利根川進就把那封信放進了抽屜裏。Dulbecco從歐洲回來後,專門找到利根川進詢問他是否已與巴塞爾的所長聯係過,當他得知信還沒有起草時,Dulbecco建議利根川進再考慮一下。在利根川進看來,Dulbecco再次問他已屬很罕見,因為他很少主動幹預學生的選擇而任憑他們自由發展。利根川進最終采納了Dulbecco的建議,從聖地亞哥飛往歐洲大陸從而開始了在巴塞爾的激動人心的十年。 

萊茵河畔的巴塞爾是瑞士與德國和法國接壤的文化名城,利根川進工作的免疫學研究所離德國邊界不遠。總部位於巴塞爾的瑞士製藥巨頭羅素公司,當年聘請以免疫網絡理論著名的丹麥科學家Jerne為首任所長,讓他自由支配每年二千二百萬美元的研究經費。這一工業界資助基礎研究的研究所曾被Nature雜誌稱之為科學研究的"天堂",它使科學家處於一個全心做科學而不需要為經費忙碌的環境中。創所僅十幾年,巴塞爾免疫學研究所就有三人獲得諾貝爾獎。所長Jerne的獲獎多少應該借助了研究所的聲勢,因為他的理論性的網絡學說現在已經很少人問津了。八十年代,我當時在國內看過研究生的導師從德國帶回的巴塞爾研究所的研究年鑒,那裏描述的研究展示了當時免疫學研究的世界水準,那個年代,澳大利亞墨爾本的偏重免疫學的Hall研究所也處於領先的地位。現在美國在免疫學的主導地位越來越明顯,以往美國年輕人到歐洲留學的情形則被美國一流實驗室隨處可見的歐洲博士後所代替。 

利根川進在巴塞爾解決了長期困繞著免疫學家的一個難題,那就是人體為什麽能產生如此多樣化的抗體。人體到底擁有多少基因當時還是未知數,一方觀點認為,我們應該具備足夠的基因去編碼那怕是抗那些非有機物粉柆裏的過敏物的抗體,另一派則認為基因必須自己改變才能滿足產生無限的抗體的可能性。利根川進用限製性內切酶和分子雜交的方法發現,體細胞編碼抗體的DNA遠比胚胎組織的對應DNA要短,大家知道體細胞(骨髓瘤)能產生抗體而胚胎細胞則不能。利根川進最終得出來自胚胎的不同基因片段通過重新組合產生了抗體基因的結論。這樣雖然抗體的基因片斷是有限的,但是通過重新排列組合就能產生無限的抗體。利根川進1976年發表PNAS論文時,還沒有Southern印跡雜交技術,基因編碼序列的不連續性也是一年以後的事情。實際上,他們也是應用電子顯微鏡最先觀察到內含子被切割過程的R型環圈結構的幾個組之一。 

利根川進的那篇PNAS文章,隻有兩位作者,第一作者也是位日裔科學家,該文章是由當時已為美國科學院院士的巴塞爾研究所所長Jerne引薦的。PNAS文章由院士直接推薦的投稿方式,使作者幾乎隻需要說服一位資深科學家相信你的工作。如果大家為同一單位的同事,院士可能已在小組會議等交流場合多次審核過實驗證據,你也可以坐下來向他解釋文章的重要性。PNAS特別有利於那些麵對競爭壓力而需盡快發表研究結果的情形。前幾年,PNAS廢除了這一可能滋生學術腐敗的方式而實施直接的投稿途經,但他們仍然維持審稿過程由一位與文章相關領域的院士經手完成的傳統,因為PNAS畢竟是美國科學院的院刋。 

利根川進做出原創性工作後,確實遇到過NIHPhilip Leder和加州理工的Lee Hood加入的競爭。他們都是美國具有影響力的科學家,Leder後來成為哈佛醫學院的遺傳係主任,Hood發明的DNA自動測序儀更是在人類基因組計劃中起到關鍵的作用。Hood風光的時候據說在加州理工領導近百人的實驗室。拉斯克獎是最能預測諾貝爾獎的美國獎項,這在1987年得到了充分的體現,那年的拉斯克基礎醫學獎授予LederHood和利根川進三人,雖然拉斯卡對他們的荻獎評語略有不同但是它獎勵他們相近的成果。然而,同年的諾貝爾獎醫學獎卻僅授予利根川進一人,這對於近幾年似乎名額不夠的諾貝爾獎來說是罕見的。它也證實了巴塞爾研究所的很小的研究組,同樣也能與美國強勁的科學中心競爭。 

利根川進獲諾貝爾獎後,麵對媒體曾多次抨擊日本的傳統過於推祟資深科學家而壓抑年輕人做科學的熱情,並表示自己喜歡美國的鼓勵創新的研究氛圍而不願永久性回到日本。在日本開會或旅行時,我最不習慣的就是目睹那些在其他人看來完全沒有必要的日本人的鞠躬。日本電視劇裏甚至擁有這樣的場景,教授手下的人接百裏之外的教授打來的電話,他們也會像教授在現場一樣而鞠躬。我們就更不敢想像,年輕人會有自己的主張去做實驗了。 

1981年,利根川進從巴塞爾重返美國在MIT任教授至今,工業界的支持使他在那裏創辦了一個專攻神經記憶的研究所。利根川進的強勢與富有競爭性的個性,使他卷入了MIT2006年關於雇用助理教授的紛爭。在MIT做出聘用一位很有潛力的女科學家為助理教授的決定後,利根川進以他的研究組與該年輕科學家的課題太相近為理由,親自寫信力勸她不要接受MIT的職位。波士頓環球報不知通過何途徑獲得了利根川進的信,媒體很快解釋此信為資深科學家壓抑年輕女科學家的明證,引發了十一位MIT的女教授聯名致函MIT的女校長要求學校出麵調查。雖然也有教授公開支持利根川進,但他還是半年後在任期屆滿時,辭掉了那個研究所的所長職務。 

除了諾貝爾獎,名譽博士或冠名講座,利根川進同樣也像普通人一樣會遭遇難以預料的人生悲劇。2011年的秋天,他的讀MIT一年級的兒子以窒息的方式自殺身亡,這是利根川進和第二任妻子所生的小兒子。他讀的是新英格蘭著名的私立高中Milton,從180名學生中以前24名的榮譽生身份畢業,他熱愛科學的同時也精通鋼琴和大提琴。利根川進兒子的不幸曾使MIT校園震驚,它是MIT二月內的第二起自殺,因為不久前剛發生了一位二年級的學生在宿舍輕生的事件。不知是否與理科繁重的課程和MIT割喉般的競爭環境相關,全美毎10萬人平均11.8人自殺,而MIT18.1人,哈佛則為5人。另外,從利根川進患抑鬱症的兒子使我們想到了沃森的精神分裂的兒子,天才和精神病是否僅有一紙之隔?


圖三:巴塞爾免疫學研究所。
這是巴塞爾研究所以前的入口處的雕塑。創辦30年後,羅素公司於2000年將該所改成公司的研發部門。巴塞爾研究所的輝煌還包括闡明淋巴細胞的陽性與陰性選擇機理,聖路易斯華盛頓大學的華裔教授也得到同樣的結論。



圖四:巴塞爾的德國和瑞士的邊界。
照片中的檢查官工作的亭子為兩國的邊界,但是我們並沒有看見官員檢查車輛和行人。當時我們在瑞士開會但住在德國境內的旅館,每天需步行穿過圖中再普通不過的邊界。

 

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閱讀 ()評論 (6)
評論
西-西-媽 回複 悄悄話 正在讀你的諾貝爾獎得主的係列,看來你在這方麵花時間收集了很多的信息和資料,謝謝你幫助我們開闊眼界!我家孩子是幾個諾獎得主的門下學生,在我心裏,當然,也有一些關於他們的為人治學的故事,基本上,我是非常尊敬那些學者的!

不過,說他們“天才和精神病是否僅有一紙之隔”,這我不同意,我深知他們為取得成就所付出的非一般人的努力和代價;還有人看到人家家裏的不幸竟然幸災樂禍,說什麽老天爺是公平的,難免給人感覺是種嫉妒心在作怪。其實,我們的言論,多少都能反映我們的為人和心思意念。
雅美之途 回複 悄悄話 回複czhz的評論:
You are right and it is much better, thanks!
czhz 回複 悄悄話 抗體基因的重排似乎更為通順。
czhz 回複 悄悄話 回複kybluegrass的評論: your comment is also very mean.
雅美之途 回複 悄悄話 回複kybluegrass的評論:
This is not the first time I heard that.
kybluegrass 回複 悄悄話 Tonegawa is a very mean guy. He deserves what he got.
Sometimes 老天爺是公平的.
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