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錢學森堂侄獲諾貝爾化學獎

來源:新京報 發布時間:2008-10-09 09:11:11

 

錢學森堂侄等三人獲諾貝爾化學獎
  錢永健1952年生于紐約,現為美國加州大學圣迭戈分校生物化學及化學系教授、美國國家科學院院士、國家醫學院院士,2004年沃爾夫獎醫學獎得主。主要貢獻是利用水母發出綠光的化學物來追查實驗室內進行的生物反應,他被認為是這方面的先驅。

錢學森堂侄等三人獲諾貝爾化學獎
  馬丁·沙爾菲現年61歲,美國哥倫比亞大學生物學教授,他獲獎的主要貢獻在于向人們展示了綠色熒光蛋白作為發光的遺傳標簽的作用。諾貝爾獎評審委員會說,這種蛋白已經成為同時代生物科學研究最重要的工具之一。

錢學森堂侄等三人獲諾貝爾化學獎
  下村修現年80歲,出生于日本京都府,1960年獲得名古屋大學理學博士學位,曾先后在美國普林斯頓大學、波士頓大學和伍茲霍爾海洋生物實驗所工作。他1962年從一種水母中發現了熒光蛋白,被譽為生物發光研究第一人。

 

  瑞典皇家科學院公布化學獎獲獎名單之時,錢永健居住的美國加利福尼亞州天還未亮,祝賀獲獎的電話將他吵醒。通過電話,錢永健說:“我很高興,深感榮耀。我沒預料到能獲獎。在這之前我聽到了一些傳言,但來源可不是那么靠得住的。”

  居住在美國的沙爾菲說,自己沒聽到諾貝爾獎評審委員會打來的電話鈴聲,直到早晨一覺醒來上網看新聞才知道自己獲獎了,“我完全睡著了,沒聽見電話”。

  瑞典皇家科學院8日宣布,包括美籍華裔科學家錢永健在內的3名科學家獲得2008年度諾貝爾化學獎。幫助他們獲獎的是綠色熒光蛋白。這種蛋白為生物與醫學實驗帶來革命,它發出的熒光像一盞明燈,幫助研究人員照亮生命體在分子層面和細胞層面的諸多反應。

  綠色熒光蛋白“三人行”

  除了錢永健,分享今年諾貝爾化學獎的還有美國生物學家馬丁·沙爾菲和日本有機化學家兼海洋生物學家下村修。他們因發現和改造綠色熒光蛋白而獲獎,將均分1000萬瑞典克朗(約合140萬美元)獎金。

  綠色熒光蛋白能享有今日的“尊榮”,這3人的貢獻都不可或缺。首先發現綠色熒光蛋白的是生于1928年的下村修。他1962年從生活在美國西海岸近海的一種水母身上分離出了綠色熒光蛋白。

  瑞典皇家科學院在公報中說,在上世紀90年代,沙爾菲指出綠色熒光蛋白的發光特性在生物示蹤方面有極高價值,錢永健則為理解綠色熒光蛋白怎么發光做出了貢獻。

  徹底改變醫學研究

  在宣布獲獎名單時,瑞典皇家科學院諾貝爾化學獎評審委員會主席貢納爾·馮·海涅手持一支試管,內裝用綠色熒光蛋白基因改造過的大腸桿菌。用紫外線照射后,試管發出綠色熒光。馮·海涅說,這種級別的發現“能讓科學家的心跳比平時快上三倍”。

  美聯社援引哈佛大學醫學和放射醫學副教授約翰·弗蘭焦尼的話評價說:“這一技術徹底改變了醫學研究。研究人員第一次能在活體細胞和活生生的動物身上同時研究基因與蛋白。”

  錢永健說,有不少科學家都對綠色熒光蛋白的研究作出過重大貢獻。“我知道一個獎項只能同時給3個人,評審委員會決定誰得獎一定十分艱難”。

  在今年獲得化學獎的3人中,錢永健走出的可說是綠色熒光蛋白開發歷程的“最后一步”,他在下村修與沙爾菲研究的基礎上進一步搞清楚了綠色熒光蛋白特性。他改造綠色熒光蛋白,通過改變其氨基酸排序,造出能吸收、發出不同顏色光的熒光蛋白,其中包括藍色、青色和黃色,并讓它們發光更久、更強烈。

  瑞典皇家科學院在公報上說:“這也正是研究人員今天能用不同的顏色標記不同的蛋白質、觀察它們相互作用的原因。”

  - 應用

  “腦虹”實驗和“綠色熒光豬”

  錢永健利用綠色熒光蛋白開發出各種熒光染料,廣泛應用于生物和醫學實驗。使用這些熒光材料作出的最具代表性實驗莫過于2007年的“腦虹”。

  這一實驗由哈佛大學分子和細胞生物學系教授杰夫·利希曼與喬舒亞·薩內斯主持。

  這一小組將紅、黃、青3種熒光色素嵌入老鼠基因組,隨著老鼠胚胎的生長而分裂生長。研究人員隨后用來自細菌的重組基因激活這些色素基因。通過在老鼠不同部位或不同發育階段使用色素基因,他們成功為老鼠的不同細胞涂上不同顏色。

  由于研究人員采用的三種基因色素相互組合形成多種顏色,因此最終展現在顯微鏡下的老鼠腦干組織切片上有近百種顏色標記,如一幅色彩絢麗的抽象畫。

  瑞典皇家科學院在公報中專門提到“腦虹”實驗,公報說:“在一次引人入勝的實驗中,研究人員成功運用如萬花筒般的多種顏色標記老鼠大腦中不同神經細胞。”

  除了應用于科學研究,綠色熒光蛋白還應用于藝術領域。應美國芝加哥藝術家愛德華多·卡奇要求,研究人員于2000年制造出了一只能發出綠色熒光的兔子。此后,研究人員造出了經過基因改造的綠色熒光豬,還產下了綠色熒光小豬崽。

  - 解釋

  化學領域的“追蹤記者”

  由于綠色熒光蛋白用紫外線一照就發出鮮艷綠光,研究人員將綠色熒光蛋白基因插入動物、細菌或其他細胞的遺傳信息之中,讓其隨著這些需要跟蹤的細胞復制,可“照亮”不斷長大的癌癥腫瘤、跟蹤阿爾茨海默氏癥對大腦造成的損害、觀察有害細菌的生長,或是探究老鼠胚胎中的胰腺如何產生分泌胰島素的β細胞。

  打個比方,綠色熒光蛋白就仿佛是伊拉克戰爭中跟隨美軍做“嵌入”式報道的記者,讓旁觀生物學反應的研究人員像在電視旁追蹤戰爭進程的觀眾一般,通過“現場直播”了解事件進展。綠色熒光蛋白基因也因此被歸入“報道基因”范疇。

  瑞典皇家科學院將綠色熒光蛋白的發現和改造與顯微鏡的發明相提并論:“綠色熒光蛋白在過去的10年中成為生物化學家、生物學家、醫學家和其他研究人員的引路明燈……成為當代生物科學研究中最重要的工具之一。”

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