钱永健诺贝尔 钱学森堂侄钱永健获诺贝尔化学奖(图)

瑞典皇家科学院8日宣布,包括我国导弹之父钱学森堂侄、美籍华裔科学家钱永健在内的3名科学家获得2008年度诺贝尔化学奖。帮助他们获奖的是绿色荧光蛋白。这种蛋白为生物与医学实验带来革命,它发出的荧光像一盏明灯,帮助研究人员照亮生命体在分子层面和细胞层面的诸多反应。

三人分享诺奖

除了钱永健,分享今年诺贝尔化学奖的还有美国生物学家马丁·沙尔菲和日本有机化学家兼海洋生物学家下村修。 他们因发现和改造绿色荧光蛋白而获奖,将均分1000万瑞典克朗(约合140万美元)奖金。

这3人对绿色荧光蛋白能享有今日的“尊荣”都不可或缺。首先发现绿色荧光蛋白的是生于1928年的下村。他1962年从生活在美国西海岸近海的一种水母身上分离出了绿色荧光蛋白。

瑞典皇家科学院在公报中说,在上世纪90年代,沙尔菲指出绿色荧光蛋白的发光特性在生物示踪方面有极高价值,钱永健则为理解绿色荧光蛋白如何发光作出了贡献。

由于绿色荧光蛋白用紫外线一照就发出鲜艳绿光,研究人员将绿色荧光蛋白基因插入动物、细菌或其他细胞的遗传信息之中,让其随着这些需要跟踪的细胞复制,可“照亮”不断长大的癌症肿瘤,跟踪阿尔茨海默氏症对大脑造成的损害,观察有害细菌的生长,或是探究老鼠胚胎中的胰腺如何产生分泌胰岛素的β细胞。

打个比方,绿色荧光蛋白就仿佛是伊拉克战争中跟随美军做“嵌入”式报道的记者,让旁观生物学反应的研究人员像在电视旁追踪战争进程的观众一般,通过“现场直播”了解事件进展。绿色荧光蛋白基因也因此被归入“报道基因”范畴。

瑞典皇家科学院公报将绿色荧光蛋白的发现和改造与显微镜的发明相提并论:“绿色荧光蛋白在过去的10年中成为生物化学家、生物学家、医学家和其他研究人员的引路明灯……成为当代生物科学研究中最重要的工具之一。”

完成最后一步

在今年获得化学奖的3人中,钱永健走出的可说是绿色荧光蛋白开发历程的“最后一步”,他在下村与沙尔菲研究的基础上进一步搞清楚了绿色荧光蛋白特性。他改造绿色荧光蛋白,通过改变其氨基酸排序,造出能吸收、发出不同颜色光的荧光蛋白,其中包括蓝色、青色和黄色,并让它们发光更久、更强烈。

瑞典皇家科学院在公报上说:“这也正是研究人员今天能用不同的颜色标记不同的蛋白质、观察它们相互作用的原因。”

钱永健利用这些发现开发出各种荧光染料,广泛应用于生物和医学实验。使用这些荧光材料作出的最具代表性实验莫过于2007年的“脑虹”。

这一实验由哈佛大学分子和细胞生物学系教授杰夫·利希曼与乔舒亚·萨内斯主持。这一小组将红、黄、青3种荧光色素嵌入老鼠基因组,随着老鼠胚胎的生长而分裂生长。研究人员随后用来自细菌的重组基因激活这些色素基因。通过在老鼠不同部位或不同发育阶段使用色素基因,他们成功为老鼠的不同细胞涂上不同颜色。

由于研究人员采用的三种基因色素相互组合形成多种颜色,因此最终展现在显微镜下的老鼠脑干组织切片上有近百种颜色标记,如一幅色彩绚丽的抽象画。

瑞典皇家科学院在公报中专门提到“脑虹”实验,公报说:“在一次引人入胜的实验中,研究人员成功运用如万花筒般的多种颜色标记老鼠大脑中不同神经细胞。”

培育荧光动物

在宣布获奖名单时,瑞典皇家科学院诺贝尔化学奖评审委员会主席贡纳尔·冯·海涅手持一支试管,内装用绿色荧光蛋白基因改造过的大肠杆菌。用紫外线照射后,试管发出绿色荧光。

冯·海涅说,这种级别的发现“能让科学家的心跳比平时快上三倍”。

美联社援引哈佛大学医学和放射医学副教授约翰·弗兰焦尼的话评价说:“这一技术彻底改变了医学研究。研究人员第一次能在活体细胞和活生生的动物身上同时研究基因与蛋白。”

钱永健说,有不少科学家都对绿色荧光蛋白的研究作出过重大贡献,他们原本也应与获奖的3人一道分享荣誉,“我知道一个奖项只能同时给3个人,评审委员会决定谁得奖一定十分艰难”。

除了应用于科学研究,绿色荧光蛋白还应用于艺术领域。应美国芝加哥艺术家爱德华多·卡奇要求,研究人员于2000年培育出了一只能发出绿色荧光的兔子。此后,研究人员培育了经过基因改造的绿色荧光猪,还产下了绿色荧光小猪崽。