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中国新年我们给大家展示今年就要86岁的英国科学家John Gurdon,2012年,他获得诺贝尔生理或医学奖,这几天,他都在做实验!
腰背挺直,眼睛用显微镜,手操纵微量注射器(每次注射的量是纳升级,nl,也就是10的负九次方升,一瓶酒一般750毫升,一毫升是一百万纳升)。
Gurdon爵士一辈子热爱科学,录像中正在做的实验是基因注射。他把体外基因工程方法制造的mRNA注射到蛙的受精卵里面,观察基因对蛙胚发育的影响。
他的右手握微量注射装置,左手握镊子,中间那一颗一颗的是受精卵,来自非洲爪蟾(Xenopus)。
非洲爪蟾的卵母细胞直径约一毫米。一般给每个受精卵注射约10纳克(ng)的信使核糖核酸(messenger RNA)。
John青少年时代学习成绩很差,250人的班上,他的生物倒数第一,老师的评语是教他不仅浪费他的时间,也浪费老师的时间。校长在成绩报告单上讥笑他:好像他居然想成为科学家,多么可笑。
他读大学的时候(牛津大学……有没有后门?),老师建议他不要修理科。但他还是从文科转到了理科,当然不是特别难的理科,也就是生物学(而且是生物学里面偏容易的动物学)。他读完大学,还读研究生。
研究生期间,他开始做后来被称之为动物克隆的实验。美国费城的科学家Robert Briggs和Thomas King用两栖类成功地进行了核移植:从胚胎发育的稍微后一些的时期,把细胞核取出来,替代受精卵的细胞核,然后看到核转移的受精卵有些也能够发育。但细胞核来源越晚,发育越不容易进行。
Gurdon用另外一种两栖类(也就是非洲爪蟾)重复了这一实验。而且可以用发育更晚来源的细胞核——蝌蚪体细胞(肠上皮细胞)的核。所以,他虽然不是第一个成功地做核移植的科学家,但他是第一个成功地核移植体细胞核而且最终得到动物克隆的科学家。他证明发育过程中,体细胞仍拥有个体的全套基因,而不是发育过程中基因逐渐丢失,后来的细胞失去部分基因而不含全套基因。
这一工作,早期是得以促进大众想象动物克隆,后来与2000年代的重编程有关。
他经常发表论文的杂志为《胚胎学与实验形态学杂志》,恐怕很多人闻所未闻,后来改名为《发育》(Development ),是发育生物学的主要刊物之一(美国的相应杂志为《发育生物学》Developmental Biology)。
Gurdon教授一直保持英国特有的经典传统:在实验科学,教授自己动手做实验。美国已经很长时间是实验室的人做实验(博士后、研究生),教授一般不做实验(英国现在大部分教授也不做实验)。
显微注射的实验,有两种,一种用的注射仪是机器固定针头,人只是变换其位置,但不用担心手抖。而另外一种,是由手操纵针头(所谓joystick模式),这种需要手稳,要不然就不是注射mRNA,而是不断刺破蛙胚。如果80岁还能注射,那么就不止眼睛要好,而且手需要很稳定。
是他身体好,所以可以坚持实验?还是因为坚持实验,所以身体好?
让我们但愿科学实验不仅延年,而且益寿。
参考资料
Briggs R and King TJ (1952) Transplantation of living nuclei from blastula cells into enucleated frogs’ eggs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 38:455–463.
Gurdon JB, Elsdale TR, Fischberg M (1958).Sexually mature individuals of Xenopus lavis from the transplantation of single somatic nuclei. Nature 182:64-65.
Gurdon JB (1960) The developmental capacity of nuclei taken from differentiating endoderm cells of Xenopus laevis. Journal of Embryology and Experimental Morphology 8:505–526
Campbell KH, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I (1996) Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line. Nature 380:64–66.
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