马歇尔·W·尼伦伯格

  今年1月15日,曾破译生命遗传密码的生物学家马歇尔·W·尼伦伯格(Marshall W. Nirenberg)――曾因该成就获得过诺贝尔奖――因癌症在纽约曼哈顿区的家中去世,享年82岁。

不为圈内知晓

  尼伦伯格博士在破译生命遗传密码的过程中,证实了DNA遗传信息籍以转译成蛋白质这一活体细胞部件的规则:遗传密码存在于生命的最基本层面,对它的理解是生物学史上的一个转折点。由他鉴别出的特定的密码子,可以指定构成蛋白质分子的20个氨基酸单位中每一个氨基酸的位置(密码子是由DNA的3个化学单位组成的一个序列)。
  尼伦伯格在1961年的一项关键性实验中取得的成就引人注目,当时他只有34岁,且并不为由弗朗西斯·克里克(Francis Crick)――当时他已经构建起了分子生物学的框架――为首的生物学名家圈子所知晓。
  当时,克里克和他的同事悉尼·布伦纳(Sydney Brenner)已经在理论上大致确定,遗传密码一定是在4种构成DNA化学单位中的3种里面,但他们没有进行实验来弄清楚哪个化学单位对应于哪个氨基酸。
  当尼伦伯格与同事德国科学家约翰·H·马特海伊(Johann H. Matthaei)宣布他们鉴定出首个密码子的时候,着实令生物学家们感到惊讶。在随后进行的鉴别另外63个密码子的竞赛中,他更是拔得头筹,让人们刮目相看。在1968年,他与另外两名科学家一起分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖。

独立合成mRNA

  尼伦伯格于1927年4月10日出生在纽约市的布鲁克林区,在佛罗里达长大。他在密歇根大学获得博士学位后,便在位于马里兰州贝塞斯达市的美国国立卫生研究院(NIH)从事蛋白质合成研究,直到退休。
  当时正在进行的被称为无细胞系的细胞混合物研究,而尼伦伯格从事的研究更进了一步,他把焦点集中在有可能促进蛋白质合成的遗传信息上。他与优秀实验师马特海伊博士联手,决定将RNA片段添加到无细胞系中。
  当他们给无细胞系添加一个由尿嘧啶――RNA的4种化学单位之一――组成的RNA分子时,实验取得了成功。出现的蛋白质只有苯基丙氨酸――蛋白质中的20种氨基酸之一――组成。因为已知遗传密码是由“三联体”组成的,该实验显示UUU是苯基丙氨酸的密码子(U是尿嘧啶的符号)。
  尽管当时尼伦伯格和马特海伊没听说过信使核糖核酸(mRNA)是传递DNA指令、促成细胞蛋白质生成这一机制。当生物学家们还在为拿出mRNA存在的第一个证据而努力时,他俩已经独立地合成了mRNA。
  应该说,尼伦伯格和马特海伊的实验根本不起什么作用,因为mRNA在其前端有一个特殊的密码子,这在当时是一个尚未知晓的事实。但是,他们用来合成蛋白质的配方碰巧含有两倍数量的天然镁。尽管后来发现这是一个超出起始密码子所需的异常含量。

赢得同行尊重

  1961年,尼伦伯格在莫斯科举行的一次分子生物学大会上报告了自己的发现。著名分子生物学史专家霍拉斯·贾德森(Horace Judson)在他的《创世纪的第八天》一书中写道:报告厅里空荡荡的,几乎没有听众。但为数不多的几个参与者中有人注意到它的重要性,并告诉了克里克。后者安排尼伦伯格重新做了一次报告,这次听众达数百人。
  哈佛大学的菲利普·莱德尔(Philip Leder)――他在马特海伊离开后加入了尼伦伯格的实验室――说:“那是一场大卫和歌利亚的战斗(见《撒母耳记·上》第17章),一名年轻的研究人员在没有资源的情况下与像塞韦罗·奥乔亚(Severo Ochoa)这样的诺贝尔奖得主同场竞技。”
  遗传密码的发现通常应归功于克里克和布伦纳,他们通过创立理论和实验技巧解决了遗传密码的一般属性问题,但真正破译遗传密码本身的却是尼伦伯格和马特海伊。贾德森在他的《分子生物学史》中写道,检验这些思想的努力“在马特海伊到来之前收效甚微。”莱德尔博士则忆称尼伦伯格“满腔热情,充满魅力,每隔两三分钟就会拿出一个点子来。”
  生命遗传密码的破译在分子生物学领域是一个重大的进步,一些研究人员因此相信,分子生物学的主要问题已经解决,接下来该是迎接更大挑战的时候了。然而,尼伦伯格此时却把注意力转向了神经生物学。在该领域,他没有取得同样卓越的发现,但就一名科学家而言,尼伦伯格博士在遗传密码研究领域所取得的成就已经足够了。

资料来源The New York Times

责任编辑 则 鸣