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诺贝尔奖原创性工作发表的杂志(三)

(2013-02-10 16:08:38) 下一个


圣路易斯华盛顿大学,版权:雅美之途

3Tonegawa的抗体基因的重排:1976PNAS利根川进(Tonegawa)是一位具有传奇色彩的人物,他在免疫学领域为揭示抗体多样性的机制和神经科学中关于记忆的研究都有杰出的贡献。他是首位获得诺贝尔生理与医学奖的日本人,至今仍保留着日本的国籍。 

利根川进早年在日本的京都大学(当时名为京都帝国大学)主修化学,他那里的老师曾经在耶鲁大学的David Bonner实验室留过学,Bonner离开耶鲁到圣地亚哥加州大学(UCSD)创办了当时为数不多的以分子生物学为重心的生物系。六十年代初,利根川进在京都的老师的推荐下前往Bonner的系读分子生物学的博士。他抵达南加州后不久,目睹美国师生之间在海边打球的场景,与他熟悉的日本等级森严的学术界形成了鲜明的对照。UCSD和它的生物系都创办于1960年,这样年轻的大学的首批研究生中就涌现出诺贝尔奖得主,深圳创办中的南方科技大学是否也有同样的野心? 

利根川进博士毕业后不想离开南加州,他几乎跨过马路从UCSD到了对面的索克研究所的Dulbecco实验室做博后。当时的Dulbecco已经享有盛誉并且数年后与巴尔的摩和Temin分享了诺贝尔奖。 

当年日本的科学研究还不尽人意,利根川进完成科学训练后不想回日本,他希望也像他的同学一样在美国从事独立的研究。然而,他也遇到了很多中国学者遇到的问题,那就是持J-1签证者如果不能豁免,必须先回母国服务两年才能持可以移民的签证再次入境美国。他拿到学位后只有18个月的实习训练期,然后就必须离开美国。 

随着利根川进距离他说的"被美国递解出境"的日子的邻近,当时正在欧洲访问的Dulbecco在罗马的一家旅馆里,给利根川进亲手写了一封信,他说我不知道你是否已决定了下一步的行动计划,我知道你必须离开我的实验室,但是,我建议你考虑一下在瑞士的巴塞尔刚建立的一个专业化的免疫学研究所。Dulbecco认为,利根川进拥有的分子生物学背景将会对解决免疫学的问题有所裨益。Dulbecco说他巳与该研究所的所长谈到过利根川进,如果他感兴趣应该直接与该所长去信联系。 

利根川进首先不知道巴塞尔在哪里,他更是对免疫学完全没有涉入,Dulbecco本人也对免疫学不熟。利根川进拿着Dulbecco的信去问索克研究所其他的同事,他当时得到的答案是分子生物学对于解决免疫学的问题毫无意义,这样利根川进就把那封信放进了抽屉里。Dulbecco从欧洲回来后,专门找到利根川进询问他是否已与巴塞尔的所长联系过,当他得知信还没有起草时,Dulbecco建议利根川进再考虑一下。在利根川进看来,Dulbecco再次问他已属很罕见,因为他很少主动干预学生的选择而任凭他们自由发展。利根川进最终采纳了Dulbecco的建议,从圣地亚哥飞往欧洲大陆从而开始了在巴塞尔的激动人心的十年。 

莱茵河畔的巴塞尔是瑞士与德国和法国接壤的文化名城,利根川进工作的免疫学研究所离德国边界不远。总部位于巴塞尔的瑞士制药巨头罗素公司,当年聘请以免疫网络理论著名的丹麦科学家Jerne为首任所长,让他自由支配每年二千二百万美元的研究经费。这一工业界资助基础研究的研究所曾被Nature杂志称之为科学研究的"天堂",它使科学家处于一个全心做科学而不需要为经费忙碌的环境中。创所仅十几年,巴塞尔免疫学研究所就有三人获得诺贝尔奖。所长Jerne的获奖多少应该借助了研究所的声势,因为他的理论性的网络学说现在已经很少人问津了。八十年代,我当时在国内看过研究生的导师从德国带回的巴塞尔研究所的研究年鉴,那里描述的研究展示了当时免疫学研究的世界水准,那个年代,澳大利亚墨尔本的偏重免疫学的Hall研究所也处于领先的地位。现在美国在免疫学的主导地位越来越明显,以往美国年轻人到欧洲留学的情形则被美国一流实验室随处可见的欧洲博士后所代替。 

利根川进在巴塞尔解决了长期困绕着免疫学家的一个难题,那就是人体为什么能产生如此多样化的抗体。人体到底拥有多少基因当时还是未知数,一方观点认为,我们应该具备足够的基因去编码那怕是抗那些非有机物粉柆里的过敏物的抗体,另一派则认为基因必须自己改变才能满足产生无限的抗体的可能性。利根川进用限制性内切酶和分子杂交的方法发现,体细胞编码抗体的DNA远比胚胎组织的对应DNA要短,大家知道体细胞(骨髓瘤)能产生抗体而胚胎细胞则不能。利根川进最终得出来自胚胎的不同基因片段通过重新组合产生了抗体基因的结论。这样虽然抗体的基因片断是有限的,但是通过重新排列组合就能产生无限的抗体。利根川进1976年发表PNAS论文时,还没有Southern印迹杂交技术,基因编码序列的不连续性也是一年以后的事情。实际上,他们也是应用电子显微镜最先观察到内含子被切割过程的R型环圈结构的几个组之一。 

利根川进的那篇PNAS文章,只有两位作者,第一作者也是位日裔科学家,该文章是由当时已为美国科学院院士的巴塞尔研究所所长Jerne引荐的。PNAS文章由院士直接推荐的投稿方式,使作者几乎只需要说服一位资深科学家相信你的工作。如果大家为同一单位的同事,院士可能已在小组会议等交流场合多次审核过实验证据,你也可以坐下来向他解释文章的重要性。PNAS特别有利于那些面对竞争压力而需尽快发表研究结果的情形。前几年,PNAS废除了这一可能滋生学术腐败的方式而实施直接的投稿途经,但他们仍然维持审稿过程由一位与文章相关领域的院士经手完成的传统,因为PNAS毕竟是美国科学院的院刋。 

利根川进做出原创性工作后,确实遇到过NIHPhilip Leder和加州理工的Lee Hood加入的竞争。他们都是美国具有影响力的科学家,Leder后来成为哈佛医学院的遗传系主任,Hood发明的DNA自动测序仪更是在人类基因组计划中起到关键的作用。Hood风光的时候据说在加州理工领导近百人的实验室。拉斯克奖是最能预测诺贝尔奖的美国奖项,这在1987年得到了充分的体现,那年的拉斯克基础医学奖授予LederHood和利根川进三人,虽然拉斯卡对他们的荻奖评语略有不同但是它奖励他们相近的成果。然而,同年的诺贝尔奖医学奖却仅授予利根川进一人,这对于近几年似乎名额不够的诺贝尔奖来说是罕见的。它也证实了巴塞尔研究所的很小的研究组,同样也能与美国强劲的科学中心竞争。 

利根川进获诺贝尔奖后,面对媒体曾多次抨击日本的传统过于推祟资深科学家而压抑年轻人做科学的热情,并表示自己喜欢美国的鼓励创新的研究氛围而不愿永久性回到日本。在日本开会或旅行时,我最不习惯的就是目睹那些在其他人看来完全没有必要的日本人的鞠躬。日本电视剧里甚至拥有这样的场景,教授手下的人接百里之外的教授打来的电话,他们也会像教授在现场一样而鞠躬。我们就更不敢想像,年轻人会有自己的主张去做实验了。 

1981年,利根川进从巴塞尔重返美国在MIT任教授至今,工业界的支持使他在那里创办了一个专攻神经记忆的研究所。利根川进的强势与富有竞争性的个性,使他卷入了MIT2006年关于雇用助理教授的纷争。在MIT做出聘用一位很有潜力的女科学家为助理教授的决定后,利根川进以他的研究组与该年轻科学家的课题太相近为理由,亲自写信力劝她不要接受MIT的职位。波士顿环球报不知通过何途径获得了利根川进的信,媒体很快解释此信为资深科学家压抑年轻女科学家的明证,引发了十一位MIT的女教授联名致函MIT的女校长要求学校出面调查。虽然也有教授公开支持利根川进,但他还是半年后在任期届满时,辞掉了那个研究所的所长职务。 

除了诺贝尔奖,名誉博士或冠名讲座,利根川进同样也像普通人一样会遭遇难以预料的人生悲剧。2011年的秋天,他的读MIT一年级的儿子以窒息的方式自杀身亡,这是利根川进和第二任妻子所生的小儿子。他读的是新英格兰著名的私立高中Milton,从180名学生中以前24名的荣誉生身份毕业,他热爱科学的同时也精通钢琴和大提琴。利根川进儿子的不幸曾使MIT校园震惊,它是MIT二月内的第二起自杀,因为不久前刚发生了一位二年级的学生在宿舍轻生的事件。不知是否与理科繁重的课程和MIT割喉般的竞争环境相关,全美毎10万人平均11.8人自杀,而MIT18.1人,哈佛则为5人。另外,从利根川进患抑郁症的儿子使我们想到了沃森的精神分裂的儿子,天才和精神病是否仅有一纸之隔?


图三:巴塞尔免疫学研究所。
这是巴塞尔研究所以前的入口处的雕塑。创办30年后,罗素公司于2000年将该所改成公司的研发部门。巴塞尔研究所的辉煌还包括阐明淋巴细胞的阳性与阴性选择机理,圣路易斯华盛顿大学的华裔教授也得到同样的结论。



图四:巴塞尔的德国和瑞士的边界。
照片中的检查官工作的亭子为两国的边界,但是我们并没有看见官员检查车辆和行人。当时我们在瑞士开会但住在德国境內的旅馆,每天需步行穿过图中再普通不过的边界。

 

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阅读 ()评论 (6)
评论
西-西-妈 回复 悄悄话 正在读你的诺贝尔奖得主的系列,看来你在这方面花时间收集了很多的信息和资料,谢谢你帮助我们开阔眼界!我家孩子是几个诺奖得主的门下学生,在我心里,当然,也有一些关于他们的为人治学的故事,基本上,我是非常尊敬那些学者的!

不过,说他们“天才和精神病是否仅有一纸之隔”,这我不同意,我深知他们为取得成就所付出的非一般人的努力和代价;还有人看到人家家里的不幸竟然幸灾乐祸,说什么老天爷是公平的,难免给人感觉是种嫉妒心在作怪。其实,我们的言论,多少都能反映我们的为人和心思意念。
雅美之途 回复 悄悄话 回复czhz的评论:
You are right and it is much better, thanks!
czhz 回复 悄悄话 抗体基因的重排似乎更为通顺。
czhz 回复 悄悄话 回复kybluegrass的评论: your comment is also very mean.
雅美之途 回复 悄悄话 回复kybluegrass的评论:
This is not the first time I heard that.
kybluegrass 回复 悄悄话 Tonegawa is a very mean guy. He deserves what he got.
Sometimes 老天爷是公平的.
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