自然密码破解人(著名分子遗传学家)/中外科学家传记丛书

芭芭拉·麦克林托克是20世纪一位具有传奇般经历的女遗传学家。她毕生从事玉米遗传学研究，在玉米细胞的染色体中发现了可以移动的基因，并将其命名为“控制因子”。她认为，控制因子可以引起染色体的断裂，并导致邻近基因的突变，从而调节基因的表达。此外，控制因子不仅存在于玉米中，它还可能存在于昆虫和其他生命体中。这是一个崭新的理论体系。然而，她的理论很长时间内未被人们接受，遗传学家们一直把基因、DNA链视为稳定的存在。1953年，沃森、克里克提出DNA双螺旋模型，更加固了这一观念。人们怎么也无法想象基因竟然可以在不同的位点之间跳跃。因而，诸如“控制”“调节”这类概念也未能进入经典遗传学家的词典当中。麦克林托克天才的理论一直受到冷遇。自20世纪50年代以后，麦克林托克一直默默地耕耘于遗传学园地之中，1983年，她终于在8l岁高龄时独立荣获该年度的诺贝尔生理学或医学奖。 一、初识玉米——跨进遗传学领域的门槛 1902年6月16日，麦克林托克出生于美国康涅狄格州的哈特福德，母亲萨拉·汉迪·麦克林托克是一个喜欢冒险的勇敢的妇女，父亲托马斯·亨利·麦克林托克是不列颠群岛移民的后代。也许受家族的影响，麦克林托克天生具有桀骜不驯的个性。求学时代，她深深地迷上了自然科学，常能出其不意地以自己独特的方式来解答各种难题，而寻找答案的整个过程对她来说是一种巨大的快乐。在麦克林托克未来漫长的科研生涯中，这种快乐一直伴随着她，并成为她不懈努力的唯一源泉。 1919年，麦克林托克在康奈尔大学农学院注册入学。1921年秋，她选修了一门唯一向本科生开放的遗传学课程。在当时，几乎很少有学生对遗传学产生兴趣，他们大多热衷于农业学，并以此作为谋生手段。但麦克林托克对这门课有着强烈的兴趣，从而引起了主讲教师赫丘逊的注意，课程结束后，赫丘逊来电话邀她选修康奈尔大学专为研究生开设的其他遗传学课程。麦克林托克欣喜地接受了邀请，并就此踏上遗传学研究的道路。 同时，麦克林托克还选修了植物学系夏普教授开设的细胞学课程。夏普的兴趣集中于染色体的结构以及在减数分裂和有丝分裂期间它们的行为的研究上。当时染色体正受到人们的强烈关注，被认定是“遗传因子”的载体。麦克林托克在康奈尔大学植物学系读研究生时，毫不犹豫地认准了这一研究方向——细胞遗传学。 当时的康奈尔大学是玉米遗传学的中心，这一研究传统由爱默生教授创立。在20世纪二三十年代，它堪与摩尔根所创立的果蝇遗传学相媲美。玉米具有明确可辨的遗传性状，当时已证明它的籽粒上糊粉层的颜色以及胚乳的性质，均受孟德尔遗传因子所控制。玉米同果蝇不同，它一年才熟一季，这就为研究人员细致深入的研究提供了充裕的时间。当时的玉米遗传学研究集中在对突变性质的发现、描述、定位和积累上。如果说是爱默生开创了玉米遗传学，那么麦克林托克则成功地实现了玉米遗传学与细胞学的联姻。 研究生期间，麦克林托克曾给一位细胞学家兰道夫担任助教。兰道夫是一位颇有成就的细胞学家，他对玉米籽粒发育的细胞形态学的详尽研究，直到今天依然是权威性的。当时他立志要完成的一项工作是确定玉米细胞中不同染色体的形态特征。然而，他所选取的根尖切片细胞其中期染色体是如此之小，以致无法确定其细节特征。因此，这一工作也被耽搁下来，似乎前景暗淡。 1925年，麦克林托克来到了兰道夫的实验室，事情立刻发生了戏剧性的变化。麦克林托克一下子抓住了问题的关键。她发现，对于细胞学研究来说，玉米的根尖切片远不是一种合适的材料，相反，玉米的小孢子细胞在分裂过程中，其中期或后期染色体更为清晰可辨。当时恰好贝林发明一种新的乙酸洋红涂片技术，这种方法特别适合于玉米，通过它可观察到每一条玉米染色体分裂和复制的全过程。麦克林托克采纳了这一方法，加之选用的材料合适，经过几周的努力，她鉴定出玉米细胞中每条染色体的不同形态特征。根据染色体的长度，她把*长的一条命名为l号染色体，*短的一条命名为10号染色体。 P2-4