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諾貝爾生理學或醫學獎中的明星

最近在讀諾貝爾生理學或醫學獎,從1901年的貝林發現血清療法治療白喉到2017年的美國三位科學家(名字太煩,懶得寫)發現控制生物體晝夜節律的分子時鐘,看的我熱血沸騰,感慨萬千,心中有千言萬語,但一時間不知從何說起。印象比較深刻的是科學家整天都在做實驗,數十年如一日,陪著科學家們的就是那些實驗用的生物,這些生物為人類做出了巨大的貢獻,諾獎應該有它們的一半,獲獎人上台領獎時應該也帶上它們的,它們也應該是諾獎的明星(科學家們稱之為模式生物)。在生物界比較有名的明星有:果蠅、大腸桿菌、秀麗隱桿線蟲、酵母菌、小鼠、四膜蟲、斑馬魚、擬南芥等。

1位明星:果蠅,這可以稱得上是巨星。

1、簡介

果蠅主食為酵母菌,且腐爛的水果易滋生酵母菌,因此在人類的棲息地內如果園,菜市場等地區內皆可見其蹤跡。個體小,飼養成本低,生命周期短,繁殖能力強,染色體數少(3對常染色體,1對性染色體),突變體資源豐富。75%的人類已知基因在果蠅中由同源序列。

2、經歷(5獲諾獎)

①1933年獲得諾獎。美國現代遺傳學之父摩爾根用果蠅作為實驗材料,發現了基因在染色體上,開啟了遺傳的染色體研究,創立了遺傳第三定律——基因的連鎖互換定律。

高中的同學們應該記得高中課本上那隻「抖擻精神」的白眼果蠅爸爸,這是果蠅中大腕。

②1946年獲得諾獎。美國遺傳學家,摩爾根的學生,在離開摩爾根的實驗室後,繼續以果蠅為實驗材料,證明了X射線能誘發果蠅的基因突變,同時,輻射也會引起染色體畸變。

這些變異的果蠅有的壯烈犧牲,有的掙扎在死亡線上,它們用自己的親身經歷,告訴人們輻射的危害。這也推動了包括愛因斯坦在內的許多科學家聯名要求政府停止核試驗。

③1995年獲諾獎。美國和德國的遺傳學家發現了果蠅中控制發育的基因,揭示了發育的秘密,這一研究成果不但推動了發育遺傳學的發展與研究,還可以應用到對人類某些疾病的診斷上。

④2011年獲諾獎。法國科學家發現果蠅免疫系統中的相關基因,揭示了先天免疫的激活機制。

⑤2017年獲諾獎。美國科學家以果蠅為模式生物,發現了控制生理節律的分子機制,分離出控制生物鐘的基因。

果蠅在近一個世紀以來的生物學舞台上佔有舉足輕重的地位,在各個領域的廣泛應用使其成為當之無愧的巨星。不論過往、現在和將來,它都將為人類探索生命科學的真諦做出不可磨滅的貢獻。謝謝你,果蠅。

第2位明星:大腸桿菌。默默無聞,無私奉獻,不從張揚,甚至被人冤枉,是生物界的竇娥。

1、簡介

大腸桿菌屬細菌類,是單細胞原核生物,通常只有一條染色體(高中孩子們可以理解為一條大型環狀DNA分子)。基因組小,基因密度高,無內含子,很少有重複DNA序列,細胞質中還有一個小型環狀DNA分子——質粒。

2、經歷(至少四次獲諾獎)

①1958年獲諾獎。美國細菌遺傳學之父——萊德伯格發現細菌的有性生殖(接合生殖),從而使細菌與高等生物一樣成為遺傳學研究領域的模式生物之一。之後他利用大腸桿菌證明了遺傳因子的重組合現象(基因重組)。證明了結構基因和調節基因之間的關係。

②1959年獲諾獎。美國科恩伯格從大腸桿菌中分離出了DNA聚合酶,可以忠實地複製任何來自微生物、植物或動物的DNA,在試管中合成DNA,該實驗被譽為在是試管中創造生命。這一發現推動了分子遺傳學、基因克隆、基因診斷、基因測序以及基因組計劃的發展。

③1965年獲諾獎。法國的三位科學家用大腸桿菌,發現了酶在原核生物轉錄作用調控中的角色,這就是後來震驚學界並引起巨大反響的操縱子理論,又叫乳糖操縱子。

④1978年獲諾獎。瑞士和美國的科學家在研究噬菌體時,發現大腸桿菌能夠釋放出一種物質來防禦噬菌體的攻擊,經過研究證實,這種物質就是限制性核酸內切酶,這相當於一把剪刀,可以把DNA分子在特定的部位剪斷。迄今為止,科學家們已經從近300種不同微生物中分離出4000多種限制酶。這一發現,預示著克隆時代的到來,基因工程隨即誕生。

近些年來大腸桿菌在基因工程中發揮了巨大作用,利用它們可以進行生物製藥,也可以儲存某種生物的基因,構成這一生物的基因文庫。關於大腸桿菌的研究還有很多,相信在將來它還會給我們帶來更多的驚喜。

關於其它明星的事迹,以後再聊。下次聊聊小鼠、秀麗隱桿線蟲和四膜蟲的事迹。敬請期待。


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