科学史上最值钱的错误之一:奠定分子生物学的基础,还让他赢得诺奖
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分子生物学科普故事
分子生物学是研究生物体细胞内分子结构、功能和相互作用的学科,它为生命科学的研究提供了深入的微观视角。
自20世纪50年代以来,分子生物学取得了举世瞩目的成果,如DNA双螺旋结构的发现、基因工程技术的创立等。
这些重要发现不仅推动了生物学的发展,也为人类社会带来了巨大的变革。
分子生物学的重要发现之一是DNA双螺旋结构的揭示。
1953年,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出了这一理论,奠定了遗传信息传递的基础。
此后,科学家们逐渐揭示了DNA复制、转录和翻译等过程的奥秘,为基因工程和生物技术的发展奠定了基础。
分子生物学在日常生活中的应用广泛。
例如,基因诊断技术可以帮助人们早期发现遗传疾病,基因治疗则为患者提供了全新的治疗手段。
此外,分子生物学还为药物研发提供了新的思路,通过研究靶分子的结构和功能,设计出更具针对性的药物。
在我国,分子生物学领域的研究取得了世界领先的成果。
例如,我国科学家在基因组学、蛋白质组学、代谢组学等方面取得了重要进展,为我国生物产业的发展提供了有力支持。
同时,我国在基因编辑技术、细胞疗法等领域的探索也取得了突破性成果。
展望未来,分子生物学将继续引领生命科学的发展。
随着技术的不断创新,分子生物学将为疾病的预防、诊断和治疗带来更多可能性。
同时,分子生物学的研究成果还将为农业、环保等领域提供重要参考。
总之,分子生物学作为一门重要的学科,不仅推动了生命科学的发展,也为人类社会的进步做出了巨大贡献。
《分子生物学》习题答案《分子生物学》课后习题第1章绪论1.简述孟德尔、摩尔根和Waston等人对分子生物学发展的主要贡献。
孟德尔是遗传学的奠基人,被誉为现代遗传学之父。
他通过豌豆实验,发现了遗传学三大基本规律中的两个,分别为分离规律及自由组合规律。
摩尔根发现了染色体的遗传机制,创立染色体遗传理论,是现代实验生物学奠基人。
于1933年由于发现染色体在遗传中的作用,赢得了诺贝尔生理学或医学奖。
Watson于1953年和克里克发现DNA双螺旋结构_(包括中心法则),获得诺贝尔生理学或医学奖,被誉为“DNA之父”。
2.写出DNA、RNA、mRNA和siRNA的英文全名。
DNA:deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸RNA:ribonucleic acid 核糖核酸mRNA:messenger RNA 信使RNAtRNA:transfer RNA 转运RNArRNA:ribosomal RNA 核糖体RNAsiRNA:small interfering RNA 干扰小RNA3.试述“有其父必有其子”的生物学本质。
其生物学本质是基因遗传。
子代的性状由基因决定,而基因由于遗传的作用,其基因的一半来自于父方,一般来自于母方。
4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤。
1)肺炎链球菌转化实验:外表光滑的S型肺炎链球菌(有荚膜多糖→致病性);外表粗糙R型肺炎链球菌(无荚膜多糖)。
①活的S型→注射→实验小鼠→小鼠死亡②死的S型(经烧煮灭火)→注射→实验小鼠→小鼠存活③活的 R型→注射→实验小鼠→小鼠存活④死的S型+活的R型→实验注射→小鼠死亡⑤分离被杀死的S型菌体的各种组分+活的R型菌体→注射→实验小鼠→小鼠死亡(内只有死的S型菌体的DNA转化R型菌体导致致病菌)*DNA是遗传物质的载体2)噬菌体侵染细菌实验①细菌培养基35S标记的氨基酸+无标记噬菌体→培养1-2代→子代噬菌体几乎不含带有35S标记的蛋白质②细菌培养基32N标记的核苷酸+无标记噬菌体→培养1-2代→子代噬菌体含有30%以上32N标记的核苷酸*噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA而不是蛋白质。
百年诺奖的争议与遗憾作者:刘霞来源:《科学大观园》2022年第21期诺贝尔奖一直充满争议,这些争议或许撕破了我们所期望的那种完美无缺。
但是,也正是这些争议为其增添了别样的色彩,让其从神坛走下,生机盎然地走入历史长河。
当美国著名物理学家、1965年诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼被问到他最想同哪位已故人士交谈时,他说:“我的父亲,我会告诉他我赢得了诺贝尔奖。
”诺贝尔奖受人尊重,这一点毫无疑问,费曼的回答也是一个佐证。
但是,诺贝尔奖也有如一株大树,有地上光鲜的一面,也有地下不为人知的并不那么“高贵”的另一面。
诺贝尔奖背后的故事我们耳熟能详:瑞典著名发明家和工业家阿尔弗雷德·诺贝尔在1895年立下遗嘱,用其大部分财富(3100万瑞典克朗)创办一个基金会,每年将一定数量的奖金授予“在上一年为人类作出最伟大贡献的人”。
1901年,诺贝尔物理学、化学、生理学或医学、文学以及和平奖首次颁奖。
1969年,新增了经济学奖。
诺贝尔奖拥有如此卓越的声望,使得很多著名的奖项都试图同其比肩。
比如,国际数学家大奖菲尔兹奖私底下也被称为“数学领域的诺贝尔奖”;俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳于2012年7月捐资设立的国际物理学奖——尤里·米尔纳基础物理学奖被称为“俄罗斯的诺贝尔奖”;另外,以色列实业家和慈善家沃尔夫创办的沃尔夫奖也被誉为“以色列诺贝尔奖”、“诺贝尔奖的风向标”——因为其获奖者后来很多都获得了诺贝尔奖。
另外,比较重口味的搞笑诺贝尔奖则是对诺贝尔奖的有趣模仿,其名称来自Ignoble(不名誉的)和Nobel Prize(诺贝尔奖)的结合,目的是选出那些“乍看之下令人发笑,之后发人深省”的研究。
正所谓“人红是非多”,诺贝尔奖也一直饱受争议。
例如,2008年,日本科学家小林诚、益川敏英和美国科学家南部阳一郎因为“发现对称性破缺的来源,并预测了至少三大类夸克在自然界中的存在”获得诺贝尔物理学奖。
2015年诺贝尔化学奖dna修复机制的阐明文章标题:2015年诺贝尔化学奖:DNA修复机制的阐明1. 介绍在2015年诺贝尔化学奖的颁奖典礼上,瑞典皇家科学院授予了托马斯·林德哈斯特和保罗·莫杰里奇以及阿齐齐·塞克隆德“因他们对DNA 修复的机制作出了重要贡献”而共同获得了2015年诺贝尔化学奖。
这是对他们在DNA修复领域所作出的杰出贡献的认可,对于我们深入了解DNA修复机制具有重要的意义。
2. DNA修复机制的重要性DNA是细胞内的遗传物质,是维持生命和遗传信息传递的基础。
但是,DNA在细胞分裂和外界环境的影响下会受到损伤,如何及时有效地修复DNA损伤对细胞的生存和遗传信息的传递至关重要。
DNA修复机制具有重要的生物学意义。
3. DNA修复的基本原理DNA修复是一种复杂、精细的生物学过程,包括基本的修复机制:错配修复、碱基切除修复、双链断裂修复等。
错配修复是指在DNA复制过程中对不匹配的碱基进行修复,碱基切除修复是指通过酶的作用将受损的碱基切除并替换成正常的碱基,双链断裂修复则是针对DNA双链断裂进行的修复过程。
这些修复机制相互配合,保证了细胞DNA 的完整性和稳定性。
4. 林德哈斯特和莫杰里奇的突破性研究林德哈斯特和莫杰里奇的研究在DNA修复领域取得了突破性的进展。
他们发现了细胞中参与DNA双链断裂修复的基本酶系统,并阐明了这一机制的分子细胞生物学基础。
这一发现填补了DNA修复研究的空白,为我们深入理解DNA双链断裂修复提供了重要的线索。
5. 阿齐齐·塞克隆德的贡献与此阿齐齐·塞克隆德也在DNA修复领域做出了重要的贡献。
他的研究揭示了细胞中锌指蛋白对DNA修复的调控机制,揭开了DNA修复领域新的一章。
6. 个人观点和理解通过对2015年诺贝尔化学奖的得主以及他们的研究成果的介绍,我们可以深刻地了解到DNA修复机制的重要性以及在生物学领域的深远影响。
细胞分子生物学相关领域的诺贝尔奖2000 M&P 神经系统的信号转导2001 M&P 发现细胞周期的关键调控因子2002 Chemistry 质谱法测定生物大分子核磁共振法测定生物大分子在溶液中的结构M&P 器官发育的遗传基础和细胞的程序化死亡2003 Chemistry 发现水通道离子通道的结构和功能2004 M&P发现气味分子受体和嗅觉系统的组成Chemistry 发现泛素介导的蛋白质降解途径2005 M&P 发现幽门螺杆菌及其在胃肠道疾病中的作用2006 Chemistry真核生物转录的分子基础M&P RNA干扰——双螺旋RNA能够沉默基因表达2007 M&P 基因靶向技术2008 Chemistry 绿色荧光蛋白M&P 艾滋病毒人乳头状瘤病毒致宫颈癌2009 M&P 染色体端粒酶Chemistry 核糖体的机构和功能2010年诺贝尔奖奖项得主化学奖得主10月6日,2010年诺贝尔化学奖授予美国科学家理查德-海克、根岸英一和日本科学家铃木彰,因开发更有效的连接碳原子以构建复杂分子的方法获奖。
瑞典皇家科学院诺贝尔颁奖委员会在颁奖状中称,钯催化的交叉偶联是今天的化学家所拥有的最为先进的工具。
这种化学工具极大地提高了化学家们创造先进化学物质的可能性,例如,创造和自然本身一样复杂程度的碳基分子。
碳基(有机)化学是生命的基础,它是无数令人惊叹的自然现象的原因:花朵的颜色、蛇的毒性、诸如青霉素这样的能杀死细菌的物质。
有机化学使人们能够模仿大自然的化学,利用碳能力来为能发挥作用的分子提供一个稳定的框架,这使人类获得了新的药物和诸如塑料这样的革命性材料。
为了创造这些复杂的化学物质,化学家需要能够将碳原子联接在一起。
不过,碳是稳定的,碳原子之间并不能够轻易发生反应。
因此,科学家们将碳原子联系在一起的首批方法就是基于使碳更为活跃的技术。
这样的方法在创造简单的分子时起到了效果,但是在对更为复杂的分子进行合成时,科学家们在他们的试管里发现了太多并不需要的副产品。
1910年诺贝我死理教或者医教奖之阳早格格创做他对付蛋黑量战核酸的钻研为细胞化教搞出了孝敬科塞我创制核素是蛋黑量战核酸的复合物.他留神底火解核酸,得到了组成核酸的基础身分:鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶战胞嘧啶,另有些具备糖类本量的物量战磷酸.决定了核酸那个死物大分子的组成之后,随之而去的问题是那些物量正在大分子中的比率,它们之间是怎么样对接的.斯托伊德我(H. Steudel)找到了前一个问题的问案.通太过解,他创制单糖、每种嘌呤或者嘧啶碱基、磷酸的比率为1∶1∶1.科塞我及其共事创制,如果留神底火解核酸,糖基团与含氮的基团是连正在所有的.科塞我还对付核酸与蛋黑量的分散办法举止了钻研.他创制有些物种的核酸与蛋黑量分散比较稀切,有些则比较紧集.1962年诺贝我死理教或者医教奖创制了核酸的分子结构及其正在遗传疑息传播中的效率1951年,好国一位23岁的死物教博士沃森去到卡文迪许真验室,他也受到薛定谔《死命是什么》的效率.克里克共他一睹如故,开初了对付遗传物量脱氧核糖核酸DNA分子结构的合做钻研.他们虽然性格相左,但是正在职业上志共讲合.沃森死物教前提扎真,锻炼有素;克里克则依据物理教劣势,又不受保守死物教观念束缚,常以一种崭新的视角思索问题.他们二人劣势互补,与少补短,并擅于吸支战借镜当时也正在钻研DNA分子结构的鲍林、威我金斯战弗兰克林等人的成果,截止缺累二年时间的齐力便完毕了DNA分子的单螺旋结构模型.沃森战克里克正在1953年4月25日的《自然》杂志上以1000多字战一幅插图的漫笔宣布了他们的创制.正在论文中,沃森战克里克以满战的笔调,表示了那个结构模型正在遗传上的要害性:“咱们并不是不注意到,咱们所推测的特殊配对付坐时表示了遗传物量的复制机理.”正在随后刊登的论文中,沃森战克里克仔细天道明黑DNA单螺旋模型对付遗传教钻研的要害意思:(1)它不妨道明遗传物量的自我复制.那个“半死存复制”的设念厥后被马建·麦赛我逊(Matthew Meselson)战富兰克林·斯塔勒(Franklin W. Stahl)用共位素逃踪真考证据.(2)它不妨道明遗传物量是怎么样携戴遗传疑息的.(3)它不妨道明基果是怎么样突变的.基果突变是由于碱基序列爆收了变更,那样的变更不妨通过复制而得到死存.1968年诺贝我死理教或者医教奖解读了遗传暗号及其正在蛋黑量合成圆里的机能每个细胞含罕见以千计的蛋黑量,死物体仄常死命活动所需的化教反应由那些蛋黑量完毕.每种蛋黑量正在某种核酸的指挥下合成.正是核酸的化教结构决断了蛋黑量的化教结构,核酸的字母系统支配了蛋黑量的字母系统.遗传暗号是一本字典,依赖它咱们便能将一种字母系统译为另一种字母系统.僧伦伯格认识到,死物化教家能正在试管内建坐一个系统,该系统以核酸为模板产死蛋黑量.上述系统可比做翻译呆板,科教家将用核酸字母系统写成的句子加进,而后呆板将那些句子翻译成蛋黑量字母系统.僧伦伯格合成一种非常简朴的核酸,它有一条链,有许多反复出现的共一个字母组成.上述系统用那种核酸爆收了一种蛋黑量,只含一个字母,但是那是蛋黑量字母系统的字母.僧伦伯格用那种要收既解读了第一个“象形笔墨”,又道明黑细胞内的体制怎么样能用去翻译遗传暗号.以后,那圆里的钻研处事收达非常赶快,1961年8月,僧伦伯格报告了他最早的一些钻研截止,又过了不到五年,遗传暗号的所有细节皆搞浑了,那圆里的主要处事是僧伦伯格战科推纳搞的.末尾的处事大部分是科推纳完毕的.什么是细胞内翻译遗传暗号的体制?霍利收端办理那个问题并博得了乐成.有一类特别的核酸,称为转运RNA,霍利便是转运RNA的创制者之一.转运RNA能读出遗传暗号,并将它翻译成蛋黑量字母系统.通过多年处事,霍利乐成天制备了一种杂的转运RNA,末尾于1965年搞浑其准确的化教结构.霍利的处事标明,有死物教活性的核酸的化教结构尾次得到真足测定.1974年诺贝我死理教或者医教奖创制了细胞的结媾战各结构的机能克劳德1938年从小鼠肉瘤分散出含有RNA的小颗粒,厥后收当前仄常小鼠肝净内也存留那种颗粒,1943年起名为微粒体.接着,他与帕推德等协做,道明微粒体为细胞内膜结构物,称为内量网.别的,于1939年最先自破碎的细胞分散到线粒体,齐力于利用电子隐微镜去道明细胞的细微结构.代维正在胰岛素等激素对付肝净糖代开效率的钻研中,从大鼠肝净分散出比线粒体还小的微粒.创制其中含酸性磷酸酶,命名为溶酶体,他钻研了那种颗粒正在细胞活动中的意思及其与细胞病变的闭系.其余,他也钻研了含氧化酶的另一种过氧物酶体颗粒. 1984年诺贝我死理教或者医教奖建坐抗本采用抗体教道,收明单克隆抗体技能杰僧提出的三个教道:抗体产死的“天然”采用教道、有闭抗体百般性爆收的教道战免疫系统的搜集教道,为新颖免疫教的建坐奠定了前提.1955年,他最先提出了抗体产死里“天然”采用教道.他认为最初加进动物体内的抗本有采用天与“天死”便存留于体内的“天然”抗体分散,而后所有加进细胞,并给细胞以旗号,使细胞爆收更多的相共抗体.那个教道与其余抗体产死教道明隐的分歧之处是,它主要强调了抗本的采用效率战体内“天然”抗体的存留.那个教道是粗确道明抗体产死体制的先驱.它开创了免疫教的新纪元.闭于抗体百般性爆收的机理,他提出淋巴细胞内只存留一套种系基果,那套基果博门用去编码针对付某些自己抗本的抗体.1974年,他提出了正在特殊型决断簇与抗特殊型决断簇之间相互辨别、相互效率前提上的免疫反应安排的搜集教道.由于他对付免疫系统个性理沦的钻研,开创了新颖的细胞免疫教,果而枯获1984年诺贝我死理教或者医教奖.而科勒战米我斯坦正在《Nature》上刊登的文章中形貌了他们分散战死产无数细胞并使之爆收所有抗体典型的要收——单克隆抗体技能,掀穿了抗体辨别战分散同物分子(如侵犯的病毒或者细菌)并通过肌体免疫系统将其扫除的局里.该技能正在死物医教钻研范围掀起了一场革新. 1989年诺贝我死理教或者医教奖创制了顺转录酶病毒致癌基果的细胞根源毕晓普正在20世纪70年代中期与瓦我默斯等合做,用已知可引导鸡肿瘤的劳斯病毒搞动物真验,创制仄常细胞中统制死少及团结的基果可正在中源病毒效率下转形成癌基果,病毒再侵进健壮细胞则可将该基果拔出健壮细胞的基果中,并致非常十分死少.后又道明,仄常细胞中的上述基果也可经化教致癌物的效率形成癌基果,进而可定往日的瞅法——癌基果必定源自病毒.1994年诺贝我死理教或者医教奖创制G蛋黑及其正在细胞内旗号传导中的效率很暂以后,人们便知讲细胞之间接换疑息是通过激素或者其余腺体、神经元以及其余构制分泌的疑息物量.曲到当前人们才知讲细胞是怎么样担当中界疑息并做出相映的反应,即旗号正在细胞内的传导.G蛋黑的创制具备要害的意思,为死理教家们正在那个范围的钻研提供了广大的前景.G蛋黑从中界担当疑息,举止安排,集中,搁大,再传播到细胞内的功能器上,进而统制最基础的死命历程,起到疑息变换器的效率.一朝G蛋黑的结构爆收变更,便会引导徐病.比圆霍治,一种烈性胃肠讲熏染病,由霍治杆菌引起,霍治杆菌不妨爆收霍治毒素,那种毒素不妨改变G蛋黑的结构,进而效率火战盐从肠讲的吸支,引起宽沉的脱火.其余一些遗传性内分泌徐病以及肿瘤的收病也与G蛋黑的结构改变有闭.更进一步,一些徐病的共共表示如糖尿病,酒粗中毒等,则与G 蛋黑的旗号传导效率出现混治有闭.1997年诺贝我死理教或者医教奖创制蛋黑熏染素,阐明熏染的一种新的死物教表里Stanley Prusiner认为蛋黑熏染素(病毒蛋黑)共寡所周知的细菌、病毒、真菌、寄死虫等一般也是一种熏染果子之一.它共人体内的其余蛋黑量一般存留,且对付人体无害.但是当它的结构爆收改变时,便会使人体致病.比圆人类最宽沉的脑部病变痴呆.蛋黑熏染素徐病包罗Gertsmann-Straussler-Scheinker(GSS),家属遗传性得眠症(FFI),克劳伊氏病(CJD),早收性海绵状脑病(BSE)等病.1997年诺贝我化教奖掀穿了三磷酸腺苷的合成体制创制第一个离子转运酶——Na-K泵斯寇最早形貌了离子泵——一个鼓励离子通过细胞膜定背转运的酶,那是所有的活细胞中的一种基础的体制.自那以后,真验道明细胞中存留佳几种类似的离子泵.他创制了Na+、K+−ATP酶——一种保护细胞中钠离子战钾离子仄稳的酶.细胞内钠离子浓度比周围体液中矮,而钾离子浓度则比周围体液中下.Na+、K+−ATP酶以及其余的离子泵正在咱们体内必须不竭天处事.如果它们停止处事、咱们的细胞便会伸展起去,以至胀破,咱们坐时便会得去知觉.启动离子泵需要洪量的能量——人体爆收的ATP中,约三分之一用于离子泵的活动.沃克把ATP制成结晶,以便钻研它的结构细节.他证据了波耶我闭于ATP何如合成的提法,即“分子呆板”是粗确的.1981年沃克测定了编码组成ATP合成酶的蛋黑量基果.波耶我与沃克道明黑ATP合成酶是何如制制ATP的.正在叶绿体膜、线粒体膜以及细菌的量膜中皆可创制ATP合成酶.膜二侧氢离子浓度好启动ATP合成酶合成ATP.波耶我使用化教要收提出了ATP合成酶的功能体制,ATP合成酶像一个由α亚基战β亚基接替组成的圆柱体,正在圆柱体中间另有一个分歧过得称的γ亚基.当γ亚基转化时(每秒100转),会引起β亚基结构的变更.波耶我把那些分歧的结构称为开搁结构、紧集结媾战稀切结构.1998年诺贝我死理教或者医教奖创制氧化氮是心血管系统的一种旗号分子1977年,穆推德创制硝酸苦油等有机硝酸脂必须代开为一氧化氮后才搞收挥扩张血管的药理效率,由此他认为一氧化氮大概是一种对付血流具备安排效率的疑使分子,但是当时那一推测缺累间接的真验凭证.与此共时,纽约州坐大教的佛偶戈特熏陶正在钻研乙酰胆碱等物量对付血管的效率时创制,正在相近的真验条件下,共一种物量偶我使血管扩张,偶我对付血管不明隐的效率,偶我以至使血管中断.佛偶戈特及合做家对付那一局里做了深进的钻研.他们正在1980年创制乙酰胆碱对付血管的效率与血管内皮细胞是可完备有闭:乙酰胆碱仅能引起内皮细胞完备的血管扩张.由此佛偶戈特推测内皮细胞正在乙酰胆碱的效率下爆收了一种新的疑使分子,那种疑使分子效率于仄滑肌细胞,使血管仄滑肌细胞舒张,进而扩张血管.佛偶戈特将那种已知的疑使分子命名为内皮细胞紧张果子(EDRF).EDRF是一种不宁静的化合物,能被血黑蛋黑及超氧阳离子自由基灭活.少暂钻研亚硝基化合物的药理效率的伊格纳罗与弗偶戈特合做,针对付EDRF的药理效率以及化教真量举止了一系列真验,创制EDRF与一氧化氮及许多亚硝基化合物一般不妨激活可溶性鸟苷酸环化酶(soluble guanylate cyclase,sGC).一氧化氮主要通过cGMP道路扩张血管.一圆里,一氧化氮爆收缺累会效率心血管系统的仄常功能;另一圆里,过量的一氧化氮又会引导心净益伤.2001年诺贝我死理教或者医教奖创制了调控细胞周期的闭键物量所有死物体皆由通过团结而删殖的细胞形成.一个成年人约莫拥有100万亿个细胞,而那些细胞皆源于一个受粗卵细胞.共时,成年人肌体中洪量的细胞还通过不竭的团结爆收新细胞,以与代那些牺牲细胞.细胞必须少大到一定的程度,复制染色体,并把染色体准确天分给二身材细胞,而后细胞才搞团结.那些分歧的进程成为细胞周期.枯获2001年诺贝我死理教或者医教奖的科教家搞出了有闭细胞周期的要害创制.他们辨别出了所有真核死物中安排细胞周期的闭键分子,真核死物包罗酵母菌、动物、动物战人.那些前提的创制对付细胞死少的所有圆里皆具备巨大的效率.细胞周期统制的缺陷会引导肿瘤细胞中的某种染色体改变.那些创制能让咱们正在以后很少的时间内创制治疗癌症的新要收.哈特韦我果为创制了统制细胞周期的一类特同基果而受奖.其中一个喊“开用器”的基果对付统制每个细胞周期的初初阶段具备主要效率.哈特韦我还引进了一个观念“考验面”,对付于明黑细胞周期很有帮闲.纳斯用遗传教战分子教要收,辨别克隆并描画了细胞周期的一个闭键安排物量CDK.他创制CDK的功能正在进化中被很佳的死存了下去.CDK是通过对付其余蛋黑量的化教建饰去启动细胞周期的.亨特的孝敬是创制了细胞周期蛋黑(cyclin)——安排CDK功能的蛋黑量.他创制细胞周期蛋黑正在屡屡细胞团结中皆周期性天落解,该体制被道明对付统制细胞周期齐程的要害性.2002年诺贝我死理教或者医教奖创制了“器官收育战细胞步调性牺牲”的遗传调控体制英国科教家悉僧·布雷内,采用线虫动做新颖的真验死物模型,那种特殊的要收使得基果分解不妨战细胞的团结、瓦解,以及器官的收育通联起去,而且不妨通过隐微镜逃踪那一系列历程.好国科教家罗伯特·霍维茨,创制了线虫中统制细胞牺牲的闭键基果并描画出了那些基果的个性.他掀穿了那些基果何如正在细胞牺牲历程中相互效率,而且证据了人体内也存留相映的基果.英国科教家约翰·苏我斯顿的孝敬正在于找到了不妨对付细胞每一个团结战瓦解历程举止逃踪的细胞图谱.他指出,细胞瓦解时会经历一种“步调性细胞牺牲”的历程,他还确认了正在细胞牺牲历程中统制基果的最初变更情况.2008年诺贝我化教奖创制战建饰绿色荧光蛋黑(GFP)下村建1962年正在北好西海岸的火母中尾次创制了一种正在紫中线下收出绿色荧光的蛋黑量,即绿色荧光蛋黑.随后,查我菲正在利用绿色荧光蛋黑搞死物示踪分子圆里搞出了孝敬;钱永健让科教界更周到天明黑绿色荧光蛋黑的收光机理,他还拓展了绿色以中的其余颜色荧光蛋黑,为共时逃踪多种死物细胞变更的钻研奠定了前提.绿色荧光蛋黑是钻研当代死物教的要害工具,借帮那一“指路标”,科教家们已经钻研出监控脑神经细胞死少历程的要收,那些正在往日皆是不可能真止的.。
生物化学与分子生物学史上的名人轶事及诺贝尔奖(科学家给我们的启示)生物化学与分子生物学史上的经典实验【实验题目】:PCR【完成该实验的科学家】:美国科学家Kary B Mullis【实验大致过程,经历】:PCR最初的原始雏形概念是类似基因修复复制,它是于1971年由Dr. KjellKleppe提出。
他发表了第一个单纯且短暂性基因复制(类似PCR前两个周期反应)的实验。
而现今所发展出来的PCR则于1983由Dr. Kary B. Mullis发展出的。
1983年4月在开车去度周末的路上,Kary Mullis考虑是否可以有一种方法对微量生物样品中的DNA的结构进行鉴定,因为很多致病基因的鉴定都只能在很少的样品中进行。
最初他想利用Sanger做DNA序列分析的原理,但是做序列分析时,引物的结合并不能保持足够的特异性。
于是,他想到在目的基因的下游再加一条引物,这条引物结合在互补链上,两次序列分析的结果可以相互补而确认。
然而DNA样品中含有的脱氧核苷酸可能会干扰双脱氧核苷酸的参入。
解决的办法是将实验分两步进行,第一步先在反应体系中加入脱氧核苷酸,反应完成后可以获得的不同长度的DNA片段;然后加热使各种不同长度的两条链解链,再加入新的寡核苷酸引物和同位素标记的双脱氧核苷酸得到标记片段进行分析。
不过,如果脱氧核苷酸的量已经足以合成新链全长,就无法进行上述分析。
想到这里,Mullis突然意识到,尽管这样的合成的DNA链不能用于分析DNA的序列,但是如果反复进行这一反应,无疑位于两个引物之间的序列会得到扩增,扩增出来的DNA应该是位于两条引物间特异性序列。
【实验意义和贡献或者启发等】:通过PCR,可在几小时内将一个分子的遗传物质成百万乃至上亿倍的复制。
PCR技术的建立在科学史属于一种“postmature”发展方式。
即该项发现或发明出现时的一切理论基础都已经具备,只是没有人实现这一发明或发现。
可见,科学家们需要更活跃的思维来充分利用前人的知识和见解。
生物化学领域的诺贝尔奖生物化学领域的诺贝尔奖是世界科学界最高荣誉之一,旨在表彰在生物化学领域做出杰出贡献的科学家。
自从1901年首次设立诺贝尔奖以来,已经有许多位杰出的生物化学家获得了这一殊荣。
他们的研究成果不仅推动了生物化学领域的进步,而且在医学、农业和环境保护等领域产生了深远影响。
1.生物化学领域的诺贝尔奖概述生物化学领域的诺贝尔奖按照具体的研究方向可以分为化学奖和生理学或医学奖。
化学奖主要奖励在生物分子结构、功能和反应机制等方面做出杰出贡献的科学家,而生理学或医学奖则奖励在生物过程中发现或解释基本机制的科学家。
2.获得生物化学领域诺贝尔奖的科学家2.1 弗里德里希·贝尔兴和约阿希姆·斯奈德(2002年化学奖)弗里德里希·贝尔兴和约阿希姆·斯奈德获得2002年的诺贝尔化学奖,以他们对离子通道的发现和研究做出了重大贡献。
他们的成果在细胞生物学和医学中具有重要意义,揭示了细胞膜功能以及药物治疗和药物研发的新途径。
2.2 朱勒·霍夫曼(2012年化学奖)朱勒·霍夫曼因其发现和开发质谱法的方法而获得2012年的诺贝尔化学奖。
质谱法是一种分析化学方法,广泛应用于生物化学中。
朱勒·霍夫曼的成果在药物研发、代谢物分析和疾病诊断等方面产生了广泛影响。
2.3 不伦·马维兹(2009年化学奖)不伦·马维兹因其发展了重组DNA技术并在基因组研究中取得突破性成果而获得2009年的诺贝尔化学奖。
重组DNA技术的出现革命性地改变了生物学和医学研究领域,为生物技术的发展奠定了基础。
2.4 克里斯蒂安·德餐·杜夫尔(2017年化学奖)克里斯蒂安·德餐·杜夫尔因其对冷冻电镜技术的发展和应用做出了重大贡献而获得2017年的诺贝尔化学奖。
冷冻电镜技术可以通过高分辨率图像揭示生物分子的结构和功能,对于解析蛋白质复合物和细胞器的结构具有重要意义。
藏在“最烂论文”里的诺贝尔奖诺贝尔奖是世界上最高荣誉之一,是对在文学、物理学、化学、生理学或医学、经济学、和平等领域做出杰出贡献的人的认可和奖励。
有一些获得诺贝尔奖的研究成果却曾经在初期被认为是“最烂论文”。
这些研究成果在当时被嘲笑和质疑,但最终却为科学界的发展作出了重大贡献。
本文将介绍一些“最烂论文”里的诺贝尔奖,展示出科学研究中的坎坷道路和最终的辉煌成就。
首先要介绍的是1929年的物理学诺贝尔奖得主——拉马齐-唐纳特(De Broglie)。
当时他提出了物质波假说,即认为粒子也具有波粒二象性。
这一假说在当时受到了巨大的争议和嘲笑,被认为是荒谬的。
20年后,施重基(Schrodinger)和海森堡(Heisenberg)等人以及后来的实验验证证实了这一假说,最终被公认为是量子力学的基础,对后来的物理学研究产生了深远的影响。
另一个例子是1951年的化学诺贝尔奖得主——麦克米伦(McMillan)。
他曾在20世纪50年代提出了开创性的工作,即“热离子束”技术,这一技术在当时被认为是无用的,甚至是不切实际的。
这项技术后来被证实是制备高纯度材料的关键方法,对现代材料科学产生了深远影响。
1987年的生理学或医学诺贝尔奖得主——苏珊·班纳·劳斯等,他们提出并研究了真核细胞中的内吞作用(endocytosis)。
当时,这一研究被批评为有缺陷和无意义的,但最终却成为了真核细胞生物学研究的基础,对细胞学、生物学和医学等领域产生了深远的影响。
从这些例子中可以看出,科学研究路上的的确存在着艰辛和阻碍,有时甚至会有人认为一个研究成果是“最烂论文”。
正是这些看似不被重视的研究成果最终为科学界带来了革命性的发现,产生了深远的影响。
我们应该看到科学研究中的价值追求,不应该轻易否定一个研究成果的可能性。
科学研究中存在的种种争议和困难,也反映出了科学发展的必然规律。
只有进行深入、持续的研究和探索,才能获得深刻的认识和发现。
世界著名分子生物科学家、遗传学家沃森詹姆斯·杜威·沃森(James Dewey Watson),世界著名分子生物科学家、遗传学家,20世纪分子生物学的带头人之一,1953年与克里克发现DNA双螺旋结构,1962年获诺贝尔生理学或医学奖,被誉为“DNA之父”。
19682007年间,任冷泉港实验室主任,带领冷泉港实验室成为世界上最好的实验室之一,2012年被美国《时代周刊》杂志评选为美国历史上最具影响力的20大人物之一,著有《基因的分子生物学》《双螺旋》等著作。
1928年4月6日,詹姆斯·杜威·沃森于出生于伊利诺斯州芝加哥,小时候的他十分聪明好学,经常喜欢问为什么,但往往简单的回答还不能满足他的要求。
沃森通过阅读《世界年鉴》记住了大量的知识,因此在参加的一次广播节目比赛中获得“天才儿童”的称号,同时赢得100美元的奖励,他用这些钱买了一个双筒望远镜,专门用它来观察鸟,这也是沃森和他爸爸的共同爱好。
由于天赋异禀,1943年夏天,沃森就接受了芝加哥大学的学费奖学金并以资优生的身份进入了芝大的实验四年制大学,主修动物学。
1947年,他获得了动物学学位。
在这几年中,他曾读到物理学家薛定谔的科普名著《何谓生命》,深深地被控制生命的基因和染色体吸引住了,童年时代的观鸟兴趣也渐渐转变为学习遗传学的强烈渴望。
这于他在布卢明顿的印第安纳大学攻读动物学博士学位时,如愿以偿。
在印第安纳大学,沃森加入了萨尔瓦多·卢里亚等人的“噬菌体集团”,正式涉足遗传学的研究,受到这个集团的影响,沃森开始相信DNA就是基因的载体。
20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。
这四点,缺一不可,如何建构一个DNA分子模型解释这一切?当时主要有三个实验室几乎同时在研究DNA分子模型。
第一章1简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献答:孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验,孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验,发现了遗传规律、发现了遗传规律、发现了遗传规律、分离分离规律及自由组合规律;摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人;沃森和克里克在1953年提出DAN 反向双平行双螺旋模型。
2写出DNA RNA 的英文全称答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid ),核糖核酸(RNA,Ribonucleic acid )3试述“有其父必有其子”的生物学本质答:其生物学本质是基因遗传。
子代的性质由遗传所得的基因决定,而基因由于遗传的作用,其基因的一半来自于父方,一般来自于母方。
4早期主要有哪些实验证实DNA 是遗传物质?写出这些实验的主要步骤答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R 型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。
2,S 型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
3,用加热的方法杀死S 型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡;二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。
吸附→侵入→复制→组装→释放。
2,DNA 中P 的含量多,蛋白质中P 的含量少;蛋白质中有S 而DNA 中没有S ,所以用放射性同位素35S 标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P 标记另一部分噬菌体的DNA 。
用35P 标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P 标记DNA 的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA 进入了细菌体内。
三,烟草TMV 的重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat 等人,将两个不同的TMV 株系(S 株系和HR 株系)的蛋白质和RNA 分别提取出来,然后相互对换,将S 株系的蛋白质和HR 株系的RNA ,或反过来将HR 株系的蛋白质和S 株系的RNA 放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。
田中耕一:为了配得上诺贝尔奖对于科学界来说,诺贝尔奖是最高荣誉,是科学家们梦寐以求的殊荣。
在日本,田中耕一无疑是备受瞩目的科学家,他因在细胞自噬过程中的发现和研究而获得了2016年的诺贝尔生理学或医学奖。
田中耕一的研究成果不仅为科学界带来了极大的启发,还获得了广泛的认可和赞誉。
对于田中耕一来说,诺贝尔奖只是他科学生涯的一个里程碑,他的追求并不止于此,他一直在努力为配得上这个荣誉而奋斗。
田中耕一出生于1956年10月23日,是一位来自日本的生物学家。
他于1982年在东京大学获得生物学学士学位,之后在东京大学医学部工作,从而开始了他在科学领域的探索之旅。
1986年,他获得了东京大学医学博士学位,随后赴美留学。
在美国,田中耕一加入了约翰霍普金斯大学的Thomas Dean Pollard的实验室,开始了他对细胞生物学的研究。
此后,他在哈佛大学担任研究助理,积累了丰富的研究经验。
1990年,田中耕一回到日本,开始在东京大学医学部继续他的科研工作。
他在研究中发现了细胞中一种新的蛋白质,这个蛋白质后来被称为ATG8。
这一发现为细胞自噬研究奠定了基础,也为他的日后的研究打下了坚实的基础。
细胞自噬在生物学中是一个重要的过程,可以帮助细胞清除受损的组织和器官,维持整个生物体的稳定性。
田中耕一的研究成果对于生物学领域产生了深远的影响。
在随后的研究中,田中耕一不断深入探索细胞自噬过程的细节,力图解开其中的奥秘。
他与其他研究者一起发现了许多新的自噬基因,并阐释了这些基因在细胞自噬中的作用。
他的研究不仅深入浅出,而且成果丰硕,为相关领域的研究者们提供了宝贵的参考资料。
田中耕一的努力和成就得到了广泛的认可,也为他赢得了2016年的诺贝尔生理学或医学奖。
田中耕一并没有因为获得了诺贝尔奖就停止了他的研究和探索。
相反,他更加努力地工作,一直在探寻更深层次的问题。
他的目标并不是得到奖项,而是在科学研究中取得更大的成就。
他曾经表示,获得诺贝尔奖是非常光荣的,但对他来说更重要的是继续为人类和科学作出贡献。
田中耕一:为了配得上诺贝尔奖田中耕一,这个名字在科学界熠熠生辉,他是一位备受尊敬的日本科学家,同时也是诺贝尔奖得主。
田中耕一以其杰出的科学研究成果和卓越的学术贡献而闻名于世,他所获得的诺贝尔奖更是成就了其科学生涯。
本文将从田中耕一的科研历程、荣誉以及对于科学事业的贡献等方面进行介绍,以期能更好地了解这位杰出科学家。
田中耕一,生于1949年,是一位日本化学家,他的科研领域主要包括有机合成化学和催化剂研究。
他毕业于日本东京大学,随后在爱知工业大学担任教授,并且是该校量子信息化学研究中心的主任。
田中耕一在有机合成领域做出了许多开拓性的工作,成果丰硕,为有机化学领域的发展做出了巨大的贡献。
他的一项重要研究成果是关于炔烃的合成反应,这一研究不仅在有机合成领域有着重要的意义,也为其后的催化剂研究奠定了基础。
田中耕一的科研成果不仅得到了学术界的高度认可,在业界也产生了深远的影响。
田中耕一发表的关于有机合成和催化剂的研究论文被广泛引用,他的研究成果被许多化工企业所采用,从而推动了相关技术的发展和产业的进步。
田中耕一本人也因其科研成果而受到了诸多荣誉的肯定,其中最引人注目的莫过于他获得的诺贝尔化学奖。
2010年,田中耕一荣获诺贝尔化学奖,成为继福田昌之之后,第二位获得该奖项的日本化学家。
田中耕一获得诺贝尔奖的主要原因是他在有机合成领域做出的突出贡献,特别是他在金属有机化学领域的杰出成就。
田中耕一的研究成果为有机合成领域注入了新的活力,为相关领域的发展开拓了新的道路。
获得诺贝尔奖对于田中耕一本人来说无疑是人生中的一大荣誉,同时也是对其科研成果的最高肯定。
对于田中耕一来说,诺贝尔奖并不是终点,而只是一个新的起点。
在获得诺贝尔奖之后,田中耕一并没有停下脚步,而是更加努力地投入到科学研究中。
他表示,诺贝尔奖固然是一种荣誉,但更重要的是要为人类的福祉做出更多的贡献。
田中耕一希望通过自己的科研成果,为人类社会的发展和进步贡献自己的力量,这也正是他对于科学事业的一种执着追求。
转基因死对头刘实获诺奖是迟早的事吕永岩按语:刘实是世界上第一个揭示细胞不是分裂而是生殖的生物学家,他的这个颠覆性发现理应获得诺奖。
刘实又是科技界真正打假并且是打大假的科学家。
正因如此,刘实有了许多转基因对手,这些转基因对手当然是刘实获诺奖的拦路虎和绊脚石。
所幸的是刘实早有准备。
他的颠覆性科学发现正在不断被后来的科学研究所证实,这种证实越多,刘实距离诺奖就越近。
或者转基因崩溃之日,就是刘实获得诺奖之时。
真正的科学是压制不住的,尽管熬50年终见天日的事例并不鲜见。
转基因死对头刘实获诺奖是迟早的事,信不信由你!美籍华裔科学家刘实,1962年出生于中国湖北黄冈,微生物学家和生命科学的一个开拓型研究者,美国国家环保局研究员。
专打世界级高端学术腐败,第一个证实了单细胞原核生物细菌的衰老,并发表在中国科学上,后被众多国际学者的研究证实,但拒不引用他的第一篇文章。
他还第一个证实了细胞分裂中心就染色体不是随机分到两个细胞中,而是新旧染色体分别进入不同细胞,所以不是产生两个子细胞,而是一个母细胞一个子细胞。
从而揭示了衰老的分子基础。
这也已被后人的研究证实。
他还揭露了许多世界级学术造假大案。
学术成就1990年暑假利用在美国海洋生物实验室参加微生物多样性讲习班的独特机会,以细胞形态不对称而有明显极性特征的柄杆菌作为实验对象,得到一些他认为可证明细菌不是按一个母细胞分裂为两个子细胞而永生不死,却是一个母细胞生殖一个或多个子细胞并终将衰老死亡的新细胞生命理论的实验数据。
但这一发现投稿《自然》、《科学》、《PNAS》、及其它不同的西方主流杂志后都被拒绝发表。
1998年他将这一发现投稿《中国科学》(生命科学的英文版),经一年多的评审后被接受,同时还被邀请将英文稿全译为中文投稿。
最终1999年《中国科学》(生命科学)的中、英文版同时发表了他的实验观察和细菌新生命模式的论文。
该文特别指出DNA 半保留复制与细胞生殖的关系,明确判断DNA的老模版链留在母细胞体内而新模版链被分配到子细胞。
生物学科的诺奖,为什么颁给了化学家(附:生物学科历年获得的诺贝尔奖)2015-10-08 生命科学教育点击标题下方的蓝字“生命科学教育”或扫描文章尾部二维码,即可订阅。
编辑/彭草2015诺贝尔化学奖颁给了生物学家!DNA修复机制获奖!瑞典皇家科学院10月7日宣布,将今年诺贝尔化学奖授予一名瑞典科学家(Tomas Lindahl)、一名美国科学家(Paul Modrich)和一名有美国和土耳其国籍的科学家(Aziz Sancar),以表彰他们在DNA修复的酶机制方面做出了根本性和突破性的发现。
托马斯·林道尔(Tomas Lindahl,1938-),瑞典科学家,1967年在卡罗琳学院获得博士学位,现任职于英国弗兰西斯克里克学院。
他证明了DNA本质上是一种不稳定的分子,即使在生理条件下也会发生破坏。
根据这一观察发现,Lindahl发现了一组全新的DNA糖基化酶,并描述了它们在碱基切除修复中的作用。
保罗·莫德里奇(Paul Modrich,1946-),美国科学家,1973年获得斯坦福大学博士学位,现任职于著名的霍华德修斯医学研究所。
Modrich将错配修复的领域从遗传学观察转变为生物化学上的细致了解,首先是细菌,然后是真核细胞。
阿奇兹·桑卡(Aziz Sancar,1946-),土耳其科学家,毕业于土耳其伊斯坦布尔大学,现任职于美国北卡罗莱纳大学。
Sancar将核苷酸切除修复的领域从细胞提取液中的遗传学和现象研究转变为对有关机制的详细分子学描述,首先是细菌,然后也进入真核细胞。
Sancar还解释了光复活修复(第一种得到描述的DNA修复机制)的基础分子机制。
在过去100多年间,诺贝尔化学奖曾颁发过106次,而这一奖项也在诺贝尔的遗嘱中专门被提及,他表示,化学奖要颁给那些在化学领域有重大发现和贡献的科学家。
然而有意思的是,在106次颁发的诺贝尔化学奖中,获奖最多的是生物化学领域,有50次与该领域相关,其中绝大多数与物质结构鉴定相关。
关于生物化学领域的诺贝尔奖获得者的故事在生物化学领域,诺贝尔奖是最高荣誉,获得者们的故事平添了这个领域的光彩和感人的故事。
今天,我们就来探讨一些生物化学领域的诺贝尔奖获得者的故事,了解他们是如何在这个领域取得了突破性的成就。
1. 戈德斯坦诺·约瑟夫·夫·施特拉格戈德斯坦诺·约瑟夫·夫·施特拉格是生物化学领域的诺贝尔奖获得者,他因发现蛋白质超二级结构和核酸的构成而获得了诺贝尔化学奖。
他的发现极大地推动了生物化学领域的发展,为今后的研究奠定了坚实的基础。
在他的研究中,他深入探索了蛋白质和核酸的结构,为我们解开了生命的奥秘提供了重要的线索。
2. 弗里德里希·伯恩特·格罗斯和拉约·伊瑟尔弗里德里希·伯恩特·格罗斯和拉约·伊瑟尔因研究细胞的自噬过程而获得了诺贝尔生理学或医学奖。
他们的研究揭示了细胞自噬在维持细胞稳态和适应环境变化中的重要作用,为细胞生物学领域的发展开拓了新的方向。
他们的故事告诉我们,只有不断探索未知,才能获得真正的突破。
3. 詹姆斯·艾利森与托马斯·霍尔詹姆斯·艾利森与托马斯·霍尔因发现免疫调节治疗癌症的新方法而获得了诺贝尔生理学或医学奖。
他们的研究为癌症治疗带来了革命性的突破,极大地改善了癌症患者的生存率。
他们的故事告诉我们,科学研究不仅需要耐心和勤奋,更需要不断创新和突破。
以上几位诺贝尔奖获得者的故事,展现了生物化学领域的精彩与感人。
他们的成就不仅是对生物化学领域的贡献,更是对整个人类知识体系的贡献。
通过他们的故事,我们不仅能了解到生物化学领域的发展历程,更能感受到科学家们对知识的执着追求和对人类命运的担当。
希望能有更多的科学家像他们一样,为人类社会的发展和进步作出更大的贡献。
撰写完毕,以上内容是否符合您的要求呢?是否有需要修改的地方?以上内容已经涵盖了一些生物化学领域的诺贝尔奖获得者的故事,并从不同角度展示了他们的成就和贡献。
“科学蠢材”获诺贝尔奖的启示摘要:英国剑桥大学格登研究所所长约翰·格登,学生时代因学习成绩不佳,被同学和老师讥笑为“科学蠢材”。
就是这样一位当年的“科学蠢材”,荣获了2012年诺贝尔生理学或医学奖。
本文阐述了“科学蠢材”获诺贝尔奖给人们带来的启示。
关键词:素质;素质教育;理论;形成;发展中图分类号:g40 文献标识码:a约翰·格登:从“科学蠢材”到“诺贝尔医学奖得主”2012年10月8日,举世瞩目的2012年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。
因在细胞核重编程研究领域作出重大贡献,英国剑桥大学格登研究所所长约翰·格登( john gurdon )和日本京都大学教授山中伸弥( shinya yamanaka )共同分享了这一奖项[1]。
诺贝尔奖评选委员会在当天的一份新闻稿中称,两位获奖者的成果具有里程碑意义。
他们的发现,彻底改变了人类对生物发育和细胞特化的认识,改写了教科书,建立了新的研究领域。
不仅为再生医疗开创了新天地,也为整个医学研究的发展和疾病的诊断、治疗,带来了新的契机。
约翰·格登1933年10月2日出生在英国汉普郡迪本霍尔小镇的一个富裕家庭,中学是在英国著名的贵族学校伊顿公学(eton college)度过的。
15岁当时,在伊顿公学250名学生中,格登的生物科成绩排在最后一名。
其他理科成绩排名,也非常靠后。
为此,格登被同学讥笑为“科学蠢材”[2]。
虽然理科成绩差,但格登对生物的热爱从来没有减少过,并立志成为一名生物学家。
他的这一志向,被认为是痴人说梦。
在学校的一封成绩报告单中,一名生物老师如是评价格登:我相信格登有当科学家的想法。
但是,以他目前的学业表现,这个想法非常荒谬。
他连起码的生物学原理都没有搞明白,根本不可能成为专家。
对于他个人以及培养他的老师来说,完全是浪费时间。
从这张成绩报告单的评语中,人们几乎可以想见这位诺奖得主当时令老师气急败坏的模样。
那是1949年的夏季学期,550分的满分,格登只得到231分,相当于百分制里的42分。
生物化学诺贝尔奖获得者介绍生物化学诺贝尔奖是诺贝尔奖其中的一个分支,奖励在生物化学领域做出杰出贡献的人。
以下是几位生物化学诺贝尔奖获得者的介绍: 1. 弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)弗雷德里克·桑格是英国生物化学家,曾两次获得诺贝尔奖,分别是在1958年和1980年,主要贡献是在蛋白质结构和DNA测序方面。
他发明了一种新的蛋白质分离方法,并且发现了一些蛋白质的结构。
同时,他也是DNA测序技术的先驱者之一,提出了一种基于化学方法的DNA测序技术,为后来的DNA测序技术奠定了基础。
2. 詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克是美国和英国的生物化学家,于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖,主要贡献是解析了DNA的结构。
他们通过对X射线衍射图像的分析和推理,提出了DNA双螺旋结构的模型,并且证明了这个模型的正确性,这对后来的DNA研究和基因工程都有着重要的意义。
3. 埃德蒙·费希尔和阿尔弗雷德·赫希(Arthur Kornberg)埃德蒙·费希尔和阿尔弗雷德·赫希都是美国的生物化学家,在1959年共同获得诺贝尔生理学或医学奖,主要贡献是在核酸代谢方面。
他们发现了DNA在细胞内的合成机制,揭示了生物体内核酸代谢的重要环节。
这对于后来的基因工程和遗传学研究都有着重要的启示作用。
4. 汤姆·斯特耐特(Tom Cech)和西德尼·阿尔特曼(Sidney Altman)汤姆·斯特耐特和西德尼·阿尔特曼是美国的生物化学家,在1989年共同获得诺贝尔化学奖,主要贡献是在RNA催化方面。
他们发现了RNA分子能够具有催化活性,从而证明了RNA不仅是基因表达的中间媒介,而且也能够在细胞内发挥催化作用,这项发现对RNA研究和生物技术的发展都有着重要的影响。
科学史上最值钱的错误之一:奠定分子生物学的基础,还让他
赢得诺奖
许多科学家都会犯错误,但并非所有错误都可以相提并论。
大多数错误很快会被人遗忘,而少数错误却会重塑科学的真相。
那些触及世界本质的错误,推动了科学的进步,它们比大量平庸的错误甚或狭隘的正确观点更有价值。
著名的重要错误很多,比如尼尔斯·玻尔的原子模型,阿尔弗雷德·魏格纳的板块漂移学说(最初的形式),以及恩里克·费米认为制造出超铀元素,但实际上是核裂变的实验。
这里谈到的这个错误,虽然知名度没有那么高,但同样意义重大。
20世纪40年代,马克斯·德尔布吕克在一系列错误和一些具有误导性的假说上开展研究,但他后来获得了诺贝尔生理学或医学奖。
他的研究奠定了分子生物学的基础。
撰文 | 戴维·凯泽(David Kaiser)
撰文 | 安吉拉·克里杰(Angela Creager)
翻译 | 赵旭丹
与其他任何行业相比,科学可能都是最看重正确性的。
当然,就像绝大多数普通人一样,多数科学家也都会犯下相当多的错误。
但并非所有错误都可以相提并论。
历史学家发现,在很多情况下,1个错误观点的价值,可能远超1 000个平庸的错误甚或狭隘的正确观点。
这些错误触及世界的本质,因而能推动更深入的研究,带来重大突破。
它们虽然是错误,但如果没有了它们,科学的进展也许更加步履维艰。
在这个故事中,犯错误的科学家是马克斯·德尔布吕克(Max
Delbrück),他曾是美国范德比尔特大学的教授,后来又在加州理工学院担任教授。
他的老师玻尔在1932年的演讲《光和生命》(Light and Life)中曾提出,对生命过程的了解会带来新的悖论,而解开这些悖论很可能会让人们发现新的物理学规律,德尔布吕克接受了这一观点。
第二次世界大战之后,德尔布吕克与其他科学家一起,为分子生物学的创立做出了贡献。
20世纪40年代,生物学的一个关键问题是“基因是什么”。
18世纪中期,奥地利修道士格雷戈尔·孟德尔(Gregor Mendel)提出了遗传因子(后来被称为基因)的概念,它具有两大特性:一是能自我复制;二是能产生变异,即突变,并且能像原始基因一样忠实地复制。
然而,在20世纪40年代,没有人知道基因究竟是由什么构成,也不知道它们究竟如何复制。
正如1944年量子物理学先驱埃尔文·薛定谔(Erwin Schrödinger)在他那本著名的《生命是什么》(What Is Life?)一书中所述,普通的物理系统是不会自我复制的。
基因的自我复制特性似乎违背了热力学第二定律。
德尔布吕克所寻找的是“原子基因”(atomic gene)——负责完成遗传这一奇迹的不可分割的物理单元。
作为一名出色的物理学家,德尔布吕克意识到,最有效的方法莫过于研究最小、最简单的生命结构:病毒。
他特意选择了噬菌体作为研究对象,这种能感染细菌的病毒是最容易分离和培养的病毒之一。
与其他病毒类似,噬菌体只能在宿主细胞内复制,而德尔布吕克则试图避开这个环节,因为在他看来,这属于不必要的麻烦。
他与同事埃默里·艾里斯(Emory Ellis)一起发明了一种培养方法,可以把重点只放在噬菌体繁殖上,而不必考虑被感染细菌细胞内的复杂性。
马克斯·德尔布吕克
德尔布吕克坚信,基因是由蛋白质构成的。
他认为,只要理解了病毒的蛋白质如何复制,就可以理解基因。
而根据他的构想,研究病毒复制的最佳方法莫过于直接观察它们的复制过程。
但如何捕获正在复制的病毒,从而理解这一过程呢?不同噬菌体的复制时间是不一样的,德尔布吕克和同事萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)认为,如果他们用两种噬菌体去感染同一细菌,其中一种噬菌体的复制速度比另一种快,那么,当细菌的细胞壁破裂时,他们就可以捕获到复制较慢的那种噬菌体的复制中间体。
双感染实验未能如预期般奏效——卢里亚和德尔布吕克发现,一种病毒的感染会阻止另一种的感染。
几乎同时,美国宾夕法尼亚大学的托马斯·安德森(Thomas Anderson)在电子显微镜下,检查了德尔布吕克和卢里亚所用噬菌体的一份样本。
他发现,病毒比人们此前想象的复杂得多——其中包含的“原子基因”显然远不止一个。
噬菌体外形类似蝌蚪,能够附着到细菌外表面并引发感染,它们内部既有蛋白质又有核酸。
德尔布吕克之前所设想的病毒与基因一一对应的关系逐渐被推翻。
然而,德尔布吕克绝不会就此放弃。
为了更好地理解某些细菌抵抗噬菌体感染的机制,他和卢里亚设计了所谓的变异反应实验。
这一实验未能揭示病毒的复制过程,但是通过精巧的方法证明,细菌的进化遵从达尔文定律:突变随机产生,偶尔会带来生存优势。
这在细菌遗传学的研究中具有里程碑式的意义,开启了一个全新的研究领域。
由于这项成果,德尔布吕克和卢里亚在1969年获得了诺贝尔生理学或医学奖[与阿尔弗雷德·赫希(Alfred Hershey)分享]。
正确的实验,错误的理论:马克斯·德尔布吕克和同事想要揭开生命的奥秘——即基因由什么构成,它们如何工作。
他们需要一种简单的生物体作为研究对象,因此选择了噬菌体——一种能感染细菌的病毒。
1943年,他们通过“变异反应实验”研究了病毒的繁殖。
这项实验借鉴了量子力学的技术,来研究细菌如何产生对病毒感染的抵抗力。
这一实验本来是研究病毒的,但后来成为了细菌研究中的一座里程碑。
德尔布吕克当时并没有意识到这些,后来他还抱怨道,其他科学家根本没有抓住重点。
然而,变异反应实验本身并没能推动对病毒繁殖的了解,这让德尔布吕克感到十分失望,他甚至在1946年的一次公开演讲中抱怨,他在噬菌体上的研究,让大家看到了细菌研究的“爆炸性”前景,而现在,大家都跑去研究细菌,快没人理睬噬菌体了。
而且,人们渐渐发现,噬菌体会利用宿主大肠杆菌(Escherichia coli)细胞内的资源来繁殖——这与德尔布吕克最初的设想恰恰相反,宿主细菌在这一过程中是完全不能被忽略的。
不过,德尔布吕克专注于简单系统的敏锐直觉还是带来了丰硕的成果——即使后来发现噬菌体比他所想象的复杂得多。
噬菌体成为一代生物学家的模式生物,甚至启发詹姆斯·沃森(James Watson)发现了DNA的结构。
德尔布吕克很好地选择了实验对象,并设计了开创性的研究方法。
20世纪50年代,德尔布吕克全面放弃了对噬菌体的研究,专注于研究感官知觉的生物物理学原理,这一次他使用的是一种叫做须霉(Phycomyces)的真菌。
他招募了一批年轻的物理学家,来研究这一新的模式生物,却再也没有取得像噬菌体研究那样的累累硕果。
但他依然热衷于对其他噬菌体实验加以评判,他误判重大发现的倾向甚至成了一个传奇。
曾经有一位年轻的研究人员因为德尔布吕克对其实验方案的批评而倍感沮丧,加州理工学院的分子生物学家珍·韦格勒
(Jean Weigle)鼓励他说,如果德尔布吕克喜欢一个想法,那么这个想法一定毫无前途。
对于那些沿着正确方向前进的人而言,来自德尔布吕克的最高赞赏莫过于“我一个字也不信!”
在这个案例中,聪明的科学家提出了错误的观点。
它与其他非同凡响的错误一样,推动着各个基础学科大步向前。
这些科学发现使数十亿美元的经费涌向大量的研究计划,诸多新产业如雨后春笋一般冒出来,重塑着我们所生活的世界。
德尔布吕克的科学事业无疑非常成功,他看重非常规方法,即使最好的科研工作,他也会给予最严苛的审视;他也有足够高的地位来提出惊世骇俗的学说。
说到底,每个人都会犯错。
不过,有些错误会在研究中扮演创造性的角色,它会让科学家以出其不意的方式开辟出新的天地。
在绞尽脑汁希望得到正确结论的同时,让我们稍作歇息,欣赏并赞美一下推动科学进步的重要错误吧!
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