诞生: 美国科学家巴巴拉·麦克林托克出生

芭芭拉·麦克林托克(Barbara McClintock,1902年6月16日-1992年9月2日),出生于美国康涅狄格州。是第一位单独获得诺贝尔生理学或医学奖的女科学家。她提出“移动的控制基因学说”,芭芭拉麦克林托克,1983年诺贝尔生理学或医学奖得主,是美国科学家和世上杰出的细胞遗传学家。1927年,芭芭拉在康奈尔大学完成了植物学博士的学历,她研究发展玉米细胞遗传学。从20世纪20年代后期,麦克林托克研究染色体变化,以及如何繁殖玉米。她的工作是开创性的,她开发了透视化技术,并用显微技术分析玉米染色体,阐明许多基本的遗传观念,其中包括减数分裂中,染色体交换讯息造成基因重组的机制。她提出了第一个玉米遗传图谱,将表型特征和染色体位置连结,揭示了端粒和着丝粒的角色。求学期间,她被公认是最好的学生之一,并授予奖学金,在1944年成为国家科学院的成员。在20世纪40年代和50年代,麦克林托克发现换位,并用它来显示基因是如何负责把物理特性。她开发理论来解释或表达遗传信息从一个代工厂至玉米基因。然而她的研究遇到他人质疑及其影响,芭芭拉停止了她的研究数据。后来,她在细胞遗传学和人类植物学中做了广泛种族来自南美洲的玉米研究。在20世纪,麦克林托克的研究对遗传学成为很好的解释。在1983年她获得包括诺贝尔生理学或医学奖的殊荣,颁发给她发现的基因换位,她是唯一获得非共享诺贝尔生理学或医学奖的女性。

生平

年轻岁月

芭拉麦克林托克出生于康乃狄克州哈特福德镇,是医生汤姆仕和妻子莎拉的第三个孩子。芭芭拉自幼便十分独立,而独处能力也成为她日后的象征。大约从三岁起,芭芭拉都和姑姑及叔叔住在纽约布鲁克林,以减轻父母的经济负担,因为她的父亲建立了医疗实践的机构。许多人形容芭芭拉是一位独立的男人婆。她和父亲的关系亲密且紧扣,然而却与母亲有着困难的相处关系。

求学生涯

芭芭拉出生在美国康涅狄格州哈特福德县,自小就非常聪明。在1921年她还是一名大学生,当时她选修了康乃尔大学唯一由C. B. Hutchison任教的遗传学课程,这个学习过程让她对遗传开始产生莫大兴趣,但当时多数人都不想专攻遗传这门学问,并且大家都觉得女性更不应该接触。但她却不予理会,她很想投入遗传的怀抱,也上了Lester W. Sharp开的课程,从而了解到染色体的结构、有丝分裂、减数分裂等相关知识,也知道了染色体是可遗传的主要元素。因此她毕业后更想把与染色体相关的表现作进一步研究,而且她觉得这类研究十分具有潜力。同时在1922年她接到了C. B. Hutchison的电话之后,芭芭拉加入了遗传学研究的课程,开始她的遗传研究生涯。但当她获得硕博士之时,康乃尔大学却因为她是女性,因此不予给他遗传学的学位,最后只给她植物学学位。

研究发展

芭芭拉毕业后仍留在康乃尔大学担任植物学的讲师,她集合好几个研究员进一步研究有关玉米的[细胞遗传学。在研究期间她发明了用胭脂红色素去染玉米染色体的方法,使她成为第一位能染出玉米10条染色体的专家。1929年她在“遗传学报”发表了玉米有三倍体染色体的文章,令当时的科学家开始对玉米的研究有兴趣。接着在1930年她又成为第一个提出在减数分裂时染色体有交换现象发生的假设,由此她更观察出染色体透过重组会形成新的特征。1931年她发表了玉米的遗传谱。在朋友及其他学术同伴支持下,他终于得到国家研究委员会的研究经费,使她更致力于相关领域的研究。

之后她在密苏里学到使用X射线使基因突变的方法,透过此技术她成为第一个发现环状染色体的专家,更知道了染色体不稳定而形成此因的理论。她利用X射线来研究染色体的裂—合—桥周期。在1938年证明了端粒和着丝粒扮演了保存染色体遗传讯息的角色。

她在密苏里时因为身为女性,因此薪资只有极为不公平的3000美元,远少于其他男性研究员。所以到了1941年她终于受到了邀请去一个更好的“冷泉港实验室”,这里有更好的资源及支援供她继续从事研究工作。在1944年她在遗传上的杰出成就获得承认,芭芭拉成为“美国国家科学院”的院士,而当时她是史上第三位获得这项荣誉的女性。一年之后的1945年她更当选为“美国遗传学会”(Genetics Society of America)的首位女性主席。

接着她继续在冷泉港实验室研究为什么玉米种子会有不同颜色的主题,而且这颜色的遗传是不一定的。经过一番研究,她找到了两个新的基因座,她将其命名为“Dissociator”(Ds)与“Activator”(Ac)。她找到的“Dissociator”不只是能打断染色体,当“Activator”存在时还能使邻近的基因改变。这突破性的发现使所有科学家大吃一惊。因为当时分生技术并不发达,她只能用杂交的方法,再透过显微镜的观察才得到结论。她观察到当“Ds”移动时,“粒状蛋白色彩基因”(aleurone-color gene)就会不受抑制的释放出来,进而得到活化而合成色素。但前提是“Ac”要能先控制“Ds”的进行,更神奇的是“Ds”的转换是随意的,不同的玉米种子会有不同显色状态,因此颜色就会有所不同。综合研究观察后她提出一个理论-就是“Ds”与“Ac”这种活动元素,会调节基因的抑制力以及控制它的活性。她更称“Ds”和“Ac”是一种“调节单位”(controlling units),她大胆假设这种基因的调控解释了为什么在多细胞生物中,单一的基因组却能使不同细胞具有不同功能。但她这个新观念却和当时多数人一基因一功能的想法有所冲突,而且这理论在一时间很难被人了解及接受。但即使如此她却不理会世人的眼光,继续她的研究。一直到1953年大家既然仍不相信她,因此她决定不再把资料及论文对外发表。

直到1960年代,法国科学家方斯华·贾克柏与贾克·莫诺发现了“乳糖操纵子”(lac operon),从而认定乳糖操纵子与基因的调控有关。但其实早在十多年前芭芭拉就已经有类似发现,接着她将自己的研究应用到细菌及酵母菌上。随着时代的进步与分子生物学的发展,在1970年代,“Ds”与“Ac”终于被其他科学家复制繁殖成功,并且知道它是“II型转座子”,更清楚的了解其相关的机制。终于证明芭芭拉当时的假设是正确的,因此她终于得到世人的认同并获得来自于各界的殊荣,而最大赞扬莫过于1983年诺贝尔的生理医学奖。


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