诺奖得主Richard J. Roberts博士：基因断裂方法的发现之旅

晨钟暮鼓

火石创造：firestone-link

火石记者：周俊

引言

1993年度诺贝尔生理学/医学奖获得者理查德•罗伯茨教授为我们讲述了他的科研经历，屡次提到自己是幸运的人，并且很好地利用了自己的幸运。他详细地描述了1977年自己发现基因断裂方法的前因后果，并提到了这项重大发现的临床应用。让我们来聆听大师口中的基因断裂发现之旅吧。

Richard J. Roberts博士

诺贝尔生理学/医学奖获得者

英国皇家科学院院士

美国人文与科学院院士

理查德•罗伯茨教授是国际生命科学领域杰出的科学家，英国皇家科学院院士、美国人文与科学院院士。理查德•罗伯茨最早发现在核酸的生物转换过程中，基因在DNA上的排列由一些不相关的片段隔开，是不连续的。他发现了100多种相关酶，拥有的核酸酶数据库是全球最完备的生物数据库之一。1993年，理查德•罗伯茨教授与美国科学家夏普同获诺贝尔生理学/医学奖。

偶然性在我的科研生涯中发挥了重要作用，我认为我是非常幸运的，同时我也充分地利用了我的幸运。我要感谢我的父母在我小时候允许我在家做化学实验，我也感恩在谢菲尔德大学遇到了我的导师——日本人Kazu Kurosawa，一位非常注重培养学生实验设计意识的导师。因为很快就取得了化学专业博士学位，我得以有时间在谢菲尔德图书馆拜读了约翰•肯德鲁的著作《生命之线》，从而认识了分子生物学。

我申请了导师Jack Strominger的博士后，他从威斯康星州转到了哈佛，因此我也幸运地成为了哈佛大学的博士后。1969~1972年在哈佛，我开始做一个关于RNA测序的课题，从而开启了我对测序的终身兴趣，也让我有机会参加了一个由丹•纳森主持的研讨会，从而激起了我对限制性内切酶的兴趣。

1973年在冷泉港，我所在实验室发起了对限制性内切酶的探索活动，而当时已知的限制性内切酶寥寥无几。我们获得了极大的成功，最初发现的100种酶中有超过70%都是我们发现的。

晨钟暮鼓

1975年Richard Gelinas加入我的实验室做博士后，我们试图表征一种叫做腺病毒的人类微小病毒，希望找出腺病毒中的DNA排序是否与其他病毒的排序一致。我们表征了mRNA的5’端，在此基础上发现了解决这一问题的新途径。然而，我们选择的方法在关于腺病毒2（Ad2）的mRNA结构问题上得出了意料之外的结果。如果要解释这一结果，那么Ad2的mRNA产生过程只能与细菌和噬菌体完全不同。不仅仅是mRNA合成方面的不同， 基因的结构也必须不同。就我们当时对细菌转录及其基因结构所掌握的情况，这些发现还不能得到很好的解释。

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多亏了跟Louise Chow和Tom Broker的合作，使我们可以继续进行这项非凡的观察。经过大约6个月的实验观察后，我们弄清了遇到这种意外结果的主要原因：基因转录时，其碱基皆转录成初级mRNA，而后者则在进一步调制过程中将一部份碱基顺序切除，将余下的部份衔接起来，成为成熟的mRNA。这个调制的过程称为剪接。切除掉的部分不会表现为氨基酸，在DNA基因中这部分称为内含子，而其他部分则称为外显子。因此，基因是分裂而不连续的，它是由内含子和外显子相间排列而成的。这是一项惊人的重大发现， 因为在那之前， 每个人都认为人、病毒、细菌的基因都是没有间断的DNA片段。

惜姌

这种发现全靠机缘巧合，因为我们完全不能提前预知未来会发生什么。大多数科学研究中的重大发现不是经过事先规划，而是在偶然中遇到的。这些意外结果的出现，有时候是由于实验设计不当，有时候是由于实验操作方法不当。无论是哪种情况，都是大自然正试图告诉我们一些人类目前还未发现的东西。当我回顾我的科学研究生涯时，发现曾经有很多次都是如此，我们并没有去试图寻找这些事情，事实证明却是非常的有趣。

值得一提的是，基因断裂方法虽然在1977年就被发现了，但直到最近才出现了首例应用。我一个学生的博士后将这项技术运用于儿童基因缺陷的矫正，目前正处于临床验证阶段。因此，基础研究到实际的应用可能会经历较长的时期，我们需要有足够的耐心。

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本文作者周俊博士与诺奖得主Richard J. Roberts博士合影