两次获得诺贝尔奖的化学家:“人类基因组学之父”桑格

两次获得诺贝尔奖的化学家:“人类基因组学之父”桑格

2022-11-17    06'39''

主播: 百利天下留学

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介绍:
你好,这里是百利留学声,我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。一个人一生如果能获得一次诺贝尔奖,已经相当厉害,但如果能两次获奖,那就更为传奇了。你一定听过居里夫人,前面几期留学声节目详细讲了她的故事,居里夫人就是一生荣获两次诺贝尔奖的第一人。今天节目的主角是另外一位获得过两次诺奖的大人物——弗雷德里克•桑格。 桑格第一次获奖是1958年,他完整测定了胰岛素的氨基酸序列,证明蛋白质具有明确构造;第二次是1980年,他发明的DNA测序方法“打开了分子生物学、遗传学和基因组学研究领域的大门”。因此桑格被誉为“人类基因组学之父”。如果你是化学、生物等专业的学生,一定听过这个名字。接下来我会用三期节目为你讲述桑格的故事。今天我们先来了解下桑格第一次获奖的经历。 1918年,桑格出生在英国西南部的一个乡村里,家境殷实,父亲是一名医生,母亲是棉花富商家的千金,所以桑格算得上是名副其实的富二代了。父母很重视对孩子的培养,但自己又没时间亲自辅导,于是给桑格请了一位家庭教师,专门陪他读书,到大自然里采集动植物标本。这段童年经历让桑格对生物学产生了浓厚的兴趣。等到上学时,他的生物学知识储备比同龄人领先许多。 有些诺奖人物从小就表现出超常的聪慧,一路名列前茅,羡煞旁人。但是我们的主人公桑格却资质平平,学生期间一直默默无闻。父母把他送到当地的贵族学校读完中学,后来进入剑桥大学圣约翰学院学习。数学他不擅长,物理成绩也不好,那个时候恰逢生物化学兴起,最后桑格选择了生物化学专业,用化学方法来解决生物问题,并且一路自费在剑桥读完了博士。1944年博士毕业后,桑格还是不知道自己能干什么,于是他决定继续留在学校做研究,并且声明不要工资。这一点征服了不少教授。最后桑格顺利进入母校剑桥大学的生物化学实验室做博士后。 研究员要想出点成果,实验室的设备水平及其重要,可是桑格只是一个初出茅庐的新人,他的实验室位于一间地下室,终日不见阳光。环境恶劣,没有工资,桑格却毫不在乎,自得其乐。那个时候,科学家们已经认识到蛋白质作为一种高分子物质在生命活动中的重要作用,也知道蛋白质是由19种氨基酸构成,但是具体怎么构成的,没有人知道,这种研究一般也申请不到经费。 为了搞清楚蛋白质的氨基酸序列,桑格在导师的建议下,选择了给胰岛素测序,一方面胰岛素是热门话题,一方面胰岛素相对便宜,对于自掏腰包搞科研的桑格来说,更加可行。前面的节目里我们讲过研究胰岛素的班廷,你大概也了解了,胰岛素是人体不可或缺的蛋白质,一旦缺乏就会导致糖尿病。 桑格要做的氨基酸测序是创新工作,没有先例可循,首先他要解决的就是找到测序专用试剂。尝试了各种生化试剂后,效果都不好,甚至有一次还污染了实验室其他人的生物制品差点被迫中止实验。好在最后他成功自制了试剂,也就是后来的桑格试剂,才正式开始测序。 测序工作的专业细节这里我们就不谈了,你可以想象把数千片拼图打乱,再蒙着眼睛复原,是不是很难?所以说这几乎是一项不可能完成的工作。但桑格一遍遍拼接、测试、重来,再拼接、测试、重来,枯燥乏味,但他一干就是十几年。期间他搞清楚了胰岛素是由两个长肽链构成,A链是酸性,B链是碱性。到1955年,桑格终于解析出牛胰岛素的精确结构。这是科学家第一次测定蛋白质的氨基酸组成,也是第一次知道了蛋白质特有的结构。这个发现极大地促进了分子生物学的研究,为DNA遗传密码的发现奠定了基础。 1958年,40岁的桑格获得了当年的诺贝尔化学奖。诺奖化学委员评价桑格说:“有些时候,重要的科学发现可以说是突然出现的——如果时机恰当,而前期研究也足够成熟的话;但您的发现却不属于这一种,测定蛋白质的结构是多年努力和辛勤工作的结果。” 好的,以上就是英国科学家弗雷德里克•桑格获得诺贝尔化学奖的故事。一个本可以继承家业的富二代,却自费做科研,十年磨一剑,最终还原了蛋白质结构的真面目,这是跨时代的发现,极大地推进生命科学发展的研究。一次诺奖已经功成名就,那么桑格是怎么第二次又获得诺贝尔化学奖呢?明天的节目里我会为你揭晓。我们明天见。