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揭秘癌症起源 诺奖得主讲述半个世纪的科学传奇

发布时间: 2017-09-17 07:23:17 来源: 浙江在线 浙江在线记者 曾福泉 通讯员 朱原之 卢绍庆

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  浙江在线9月17日讯(浙江在线记者 曾福泉 通讯员 朱原之 卢绍庆)100多年前美国东海岸的一座农场里,一只母鸡长了肿瘤,这看似是件常见的小事。然而,围绕这个肿瘤,科学家们在半个多世纪里不断探索,一步步揭开了癌症此前从未被人所知的许多秘密——由此取得的一系列发现,使5位科学家先后3次登上了诺贝尔奖的领奖台。

  这5位科学家之一——现年81岁的迈克尔·毕晓普教授14日来到浙江大学,和师生们讲述了这段激动人心的科学探索之旅。毕晓普是美国科学院院士和美国艺术与科学院院士,加州大学旧金山分校名誉校长。1989年,他与同事霍罗德·E·瓦尔缪斯因阐明癌症起源的机理而获得诺贝尔生理学或医学奖。

  获得诺奖之前,他已错失一次

  毕晓普讲述的故事从那只现在看来足以名垂青史的母鸡开始。病鸡被农场主拿给了当时在纽约洛克菲勒医学研究所研究动物肿瘤的佩顿·劳斯(Peyton Rous) 博士。劳斯开展了一系列实验,他发现,无论是把病鸡的肉瘤组织直接植入到其他健康的鸡身上,还是把肉瘤组织碾碎、过滤肿瘤细胞和细菌后再植入,被接种的鸡都长出了肉瘤。劳斯由此在世界上首次提出,鸡的肉瘤是由病毒引起的,并进而认为病毒是癌症的起因。

  彼时是1911年,年轻的劳斯天才般的创见没有引起科学界的重视。直到二战之后,电子显微镜的成熟应用使人们对病毒有了更深刻的理解,劳斯的理论才再度进入人们的视野。到20世纪60年代,更多的实验发现使病毒致癌理论被广泛接受。1966年,在做出发现55年后,85岁的劳斯获得了诺贝尔生理学或医学奖,引发鸡肉瘤的病毒也被称为劳斯肉瘤病毒(RSV)。

  科学前辈迎来了光辉的晚年,而毕晓普这一的年轻一辈则刚刚出发。劳斯肉瘤病毒(RSV)的一些奇怪机制仍然在吸引着科学家们。这种病毒是一种RNA病毒,在诱导细胞癌变的过程中,RSV似乎可以将自己的遗传信息稳定地传递给正常细胞,使它们转化为癌细胞。然而,DNA的发现者之一、著名的克里克教授早就提出,遗传信息是由DNA转录到RNA,再由RNA指导蛋白质生成的,而不是反过来。这一理论已经成为分子生物学的一个重要法则。真相到底是什么呢?

  当时,毕晓普所在的团队尝试攻克这个问题,但研究了几年后放弃了。在他带有科学自传性质的著作《如何赢取诺贝尔奖》一书中,毕晓普说,这一研究方向和当时资助他的机构的方向不一致,且资深同事们对此也有怀疑。

  让毕晓普懊恼不已的是,就在一年之后,同样在研究RSV机制的两位科学家——麻省理工学院的大卫·巴尔的摩(David Baltimore)和华盛顿大学的霍华德·特敏(Howard Temin)分别独立发现,遗传信息传递的方向还真就发生了逆转:RSV中存在一种酶,使遗传信息能够从RNA拷贝到DNA中。这种酶被称为逆转录酶,RSV从此被称为逆转录病毒。后来,人们还发现了一系列逆转录病毒,最著名的应该就是导致艾滋病的HIV病毒了。1975年,巴尔的摩和特敏获得了诺贝尔生理学或医学奖。

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  发现致癌基因,书写科学传奇

  错失逆转录酶的发现对毕晓普打击很大,他连续几个月闷闷不乐——实际上与诺贝尔奖失之交臂的苦恼也不是人人都有幸能遭遇。在接下来的故事中,毕晓普终于成为主角。他遇到了科学生涯中的好伙伴——瓦尔缪斯,两人愉快合作了15年,相得益彰,并最终取得了重要发现。

  在1970年,对劳斯肉瘤病毒(RSV)的进一步研究发现提出了“致癌基因”的存在。在这个病毒仅有的4个基因中,其余3个用来实现病毒的复制,而第4个则专职引发癌症并使癌症生长,这一基因被称为SRC。毕晓普和瓦尔缪斯大胆地认为,这一专司致癌的基因不会凭空出现,很可能是由正常的细胞基因突变而来。在漫长的进化过程中,SRC不仅可能存在于鸡身上,还可能在更多动物的体内发现。

  经过艰苦的努力,毕晓普和瓦尔缪斯在进化的时间跨度为10亿年的一百多种物种体内都找到了一种“原癌基因”,它们平时是正常的细胞基因,但可以被劫持到逆转病毒中并转变成致癌基因。

  由此,毕晓普和瓦尔缪斯创立了癌基因理论,它告诉人们,细胞癌变的根本原因既不是病毒,也不是其他的致癌因素,而是存在于细胞自身的基因中。当受到物理、化学、病毒等因素的刺激后,原癌基因被激活,就会成为致癌基因。因为这一伟大的发现,毕晓普和瓦尔缪斯获得了1989年诺贝尔生理学或医学奖。至此,由美国东海岸农场一只病鸡引发的探索癌症奥秘的征途,已经成为一个真正的科学传奇,在他们开拓的道路上,直到今天仍有更多科学家不断探索的身影。

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  曾“不知哈佛在哪儿” 科研是尽本职

  回顾往事告一段落,毕晓普和浙大师生分享了关于科学发现的心得。他指出应当时刻睁大双眼寻找突破的机会,要保持孤注一掷赌一把的雄心,同时也不忘强调技术进步的重要性和持之以恒的必要性——想想看,劳斯的创见只有等待电子显微镜的发明才得到证明。

  人们在毕晓普身上看到了科学家不断进取的精神,但就像他本人所经历的,科学研究也时常面临着放弃。毕晓普说,当资金中断,或发现研究方向错误,可能就是要喊停的时候。“我们不能放弃得太早,却也很难坚持得太久,这正是科学的艰难之处。”毕晓普说。

  毕晓普并不是那种很年轻就展现出科学才华或立下科学志向的英才。他从小在宾夕法尼亚州的乡下长大,在那里读大学。一次,毕晓普与化学教授谈起有志从事学术研究,教授说,那你要到哈佛去。毕晓普问:“哈佛在哪儿?”得到的回答是:“在波士顿的某个地方吧。”

  从“在波士顿的某个地方”开始真正明白何谓学术研究的宾州牧师的儿子,终于走到了诺奖的领奖台。毕晓普说“我们从来没有参加比赛的感觉,仅仅尽自己的本职而已。”


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