1968年諾貝爾生理學或醫學獎頒獎典禮上
皇家卡羅琳學院諾貝爾生理學或醫學獎評審委員會成員。
P. Recard教授的發言
陛下,殿下,女士們,先生們,
就在100年前,1868年的秋天,壹位年輕的瑞士醫生Friedeich Miescher從原子核中分離出壹種新的化合物。他把這種化合物稱為核素,今天我們稱之為核酸。米舍爾並不知道,壹位捷克牧師格雷戈爾·孟德爾(Gregor Mendel)兩年前在布爾諾市完成了壹系列實驗,這些實驗後來被證明與米舍爾的發現密切相關。孟德爾用豌豆做了壹個非常簡單的實驗,發現我們的遺傳特征包含在許多獨立的基因中。孟德爾的工作標誌著遺傳學作為壹門科學建立的開始。
核酸和基金是兩個不相關的概念,但它們共同構成了今年諾貝爾醫學獎的基礎。霍利、科拉納和尼倫伯格因對遺傳密碼(或生命密碼)的研究而獲獎。他們的研究是基於核酸和基金的概念。
19世紀諾貝爾獎還沒有設立;如果有,可能不會頒給發現核酸和基因的人。米舍爾死於1890,他的作品要等到他死後才能詳細出版。1866年,孟德爾第壹次發表了他的觀測結果,但他的報告並沒有引起人們的註意,很快就被遺忘了。
長期以來,人們未能註意到基因和核酸之間的關系。25年前,核酸研究還被認為是壹個相當枯燥的領域,只有少數人涉足,很少有科學家對此感興趣。對此感興趣的少數科學家之壹是卡羅琳學院的埃納爾·哈馬舍爾德教授。他的遠見激勵了幾位瑞典科學家——尤其是Trobj?Rn Caspersson在這方面做出了重要貢獻,證明了核酸具有重要的生物學意義。
從65438到0944,核酸的研究有了很大的進展。美國科學家艾弗裏當年在核酸的幫助下,成功地將壹種細菌的遺傳性狀轉移到另壹種細菌上。他用這個實驗證明了基因是由核酸組成的。埃弗裏的發現標誌著壹種新的科學分子的建立,這種分子後來被稱為分子生物學,至今壹直用生化方法研究遺傳物質。分子生物學自創立以來壹直蓬勃發展,以下事實證明了這壹點:今天的獎項是繼1958之後,諾貝爾生理學或醫學獎第五次授予這項研究。
那麽,遺傳密碼是什麽?為什麽叫生命密碼?核酸是非常復雜的分子,但其結構表現出壹定的規律性,由有限數量的較小成分組成。如果我們把核酸比作語言,那麽我們可以把它的組成部分比作語言中的字母。利用這個類比,我們可以用所有細胞中核酸的語言來描述我們的遺傳特征。它告訴我們,我們的眼睛和孩子的眼睛是藍色還是黑色,我們是強大還是弱小。
我們的細胞裏有第二種語言:用蛋白質字母表書寫的蛋白質語言。每個細胞都含有成千上萬的蛋白質,生物體正常生命活動所需的化學反應都是由這些蛋白質完成的。每種蛋白質都是在某種核酸的指導下合成的,黑眼睛的孩子從父母那裏接受了壹些核酸,這些核酸可以導致眼睛合成黑色色素所必需的蛋白質的形成。是核酸的化學結構決定了蛋白質的化學結構,核酸的字母系統支配著蛋白質的字母系統。遺傳密碼是壹本字典,用它我們可以把壹種字母表翻譯成另壹種。
羅塞塔石碑上的銘文是用希臘文字系統和埃及象形文字系統雕刻的。當這些銘文被成功解讀時,考古學家利用這種經驗來解讀象形文字。理論上,人們可以用同樣的方式解讀遺傳密碼:將特定核酸的化學結構與相應蛋白質的化學結構逐字母進行比較。但由於技術原因,這是不可能的。
對此,尼倫伯格找到了壹個非常簡單而巧妙的解決方案:他意識到生物化學家可以在試管中構建壹個系統,該系統以核酸為模板形成蛋白質,因此與考古學家相比,生物化學家具有無可比擬的優勢。上述系統可以比作壹臺翻譯機。科學家將輸入用核酸字母表寫的句子,然後機器將這些句子翻譯成蛋白質字母表。尼倫伯格合成了壹種非常簡單的核酸,它有壹條由許多重復的相同字母組成的鏈。上述系統利用這種核酸產生壹種蛋白質,這種蛋白質也只含有壹個字母,但這是蛋白質字母表的字母。通過這種方式,尼倫伯格不僅解釋了第壹個象形文字,還證明了細胞內機制如何用於翻譯遺傳密碼。此後,這壹領域的研究工作進展迅速。1961年8月,尼倫伯格報告了他最早的壹些研究成果。不到五年後,遺傳密碼的所有細節都被闡明了。這方面的主要工作是由尼倫伯格和科拉納完成的。
最後的大部分工作是由科拉娜完成的。多年來,他為了以下目的,系統地設計了多種方法,人們利用這些方法合成了壹些結構完全清晰的核酸(這些都是壹些大分子,各個成分的位置已經明確)。Corana的合成核酸是最終解讀遺傳密碼的先決條件。
遺傳密碼的細胞內翻譯機制是什麽?霍利著手解決這個問題,並取得了成功。有壹種特殊的核酸叫做跑RNA,霍利是跑RNA的發現者之壹。運行RNA可以讀取遺傳密碼,並將其翻譯成蛋白質字母表。經過多年的工作,霍利成功制備了壹種純運行RNA,並最終在1965弄清楚了它的確切化學結構。霍利的工作表明,生物活性核酸的化學結構首次被完全確定。
近20年來,分子生物學取得了巨大的進展,其中最重要的成就是遺傳密碼的解釋和功能的闡明。這些成就使人們能夠了解遺傳機制的細節。到目前為止,這項工作可以被視為基礎研究,但通過這項工作,我們已經開始了解遺傳起主要作用的許多疾病的原因。
霍利博士、科瑞娜博士和尼倫伯格博士:愛德華塔圖姆在1958接受了諾貝爾獎。在頒獎典禮演講的最後,他盯著水晶球,試圖預測分子生物學發展的壹些前景。他做了壹些聯想,其中之壹是,在至少壹些聽眾的有生之年,遺傳密碼的問題將得到解決。這在當時真的是壹個大膽的預測。事實上,解釋遺傳密碼的前幾個字母用了不到三年的時間,而遺傳密碼的本質及其在蛋白質合成中的許多功能在不到八年的時間裏就被揭示出來了。妳們三個寫下了現代生物學中最激動人心的篇章。
我很高興代表卡羅琳學院向您表示祝賀,並邀請您接受國王陛下頒發的今年的醫學獎。
——全文摘自《諾獎得主演講集,生理學或醫學》(1963-1970),鄭伯承、於、楊振丹譯,學苑出版社6月出版1991。