科学蒙难集 1106-第35节
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， 就证明了在以往实验中作为受体的R品系本身还带有一种转化因子。 这种转化因子 能把R品系仍然还具有的一点点残余的合成荚膜的能力转授给那个荚膜缺陷更甚的 ER品系。 不仅如此， 泰勒还发现，将从S品系（作为给体）提取的NDA加到ER品系 （作为受体）中，也能实现ER向R的转化。如果把这种第一轮的R转化物抽取一些加 以培养，然后再加进S给体的DNA，便会出现R向S的转化。泰勒的这些发现使得那些 曾抱有 “DNA仅仅是在多糖荚膜合成中作为一种外源化学介质进行干扰而导致转化 作用”这种信念的人们，无言以对，只得认输。
在同一年内，哈赤基斯还证实了那些与荚膜形成毫无关系的一些细菌性状（如 对药物的敏感性和抗性） 也会发生转化。他从正常的S型肺炎球菌中分离出了一种 抗青霉素的突变型（记为PenrS），提取出它的DNA，加到一个由对青霉素敏感 的S型中突变产生的R型（记为PenrR）的培养物中。结果发现，某些个Penr—R 受体细菌已被转化为Penr—S给体型。据此，他得出结论说，肺炎球菌的DNA不但带 有为荚膜形成所需要的信息，而且还带有对青霉素产生抗性的细胞结构的形成所需 要的信息。 他还认为，荚膜的形成和对青霉素的抗性似乎是由不同的DNA分子控制 着。此后不久，哈赤基斯又利用从S野生型抗链霉素突变型细胞中提取的DNA进行试 验，也获得了同上述实验完全相仿的结果。当哈赤基斯将其实验结果在美国科学院 院报上发表之后， 一切认为DNA的转化作用是生理性的而不是遗传性的各种奇谈怪 论便消失无踪了。
针对第二种否定意见，艾弗里和麦卡蒂于1946年用蛋白水解酶、核糖核酸酶和 NDA酶分别处理肺炎球菌的细胞抽提物。 结果表明，前两种酶根本不影响抽提物的 生物学效能，然而只消碰一碰后者，抽提物的转化活性便立即被完全破坏掉。这一 结果进一步证明了DNA作为遗传信息载体的功能。 哈赤基斯继续对转化因子进行化 学提纯。到1949年时，他已经能把附着在活性DNA上的蛋白质含量降低到0。02％。
尽管如此， 在1949年，这些实验结果仍然没能使怀疑论者相信DNA是遗传变化 的原因所在。甚至到1950年，米尔斯基（A。E。Mirsky）仍对艾弗里的转化因子试 验结论持怀疑态度。 他认为，“很可能就是DNA而不是其它的东西是对转化活性有 责的， 但还没有得到证实。在活性因子的纯化过程中，越来越多的附着在DNA上的 蛋白质被去掉了，……但很难消除这样的可能性，即可能还有微量的蛋白质附着在 DNA上，虽然无法通过所采用的各种检验法把它们侦察出来，……因此对DNA本身是 否就是转化介质还存在一些疑问”。
后来， 随着对DNA化学本性的足够了解， 特别是1952年赫尔希（A。D。Hers… hey）和蔡斯（M。Chase）证明了噬菌体DNA能携带母体病毒的遗传信息到后代中去 以后， 科学界才终于接受了DNA是遗传信息载体的理论。美国分子遗传学家G。S。 斯坦特写道：“这项理论到1950年后好像突然出现在空中似的，到了1952年已被许 多分子遗传学家奉为信条”。
科学界对艾弗里等人的理论的怀疑，也反映到诺贝尔奖评选委员会中。当艾弗 里提出他们的理论以后，闸有人提议艾弗里应获这种最高奖励。但鉴于科学界对其 理论还抱有怀疑，诺贝尔奖评选委员会认为推迟发奖更为合适。可是，当对他的成 就的争议平息、诺贝尔奖评选委员会准备授奖之时，他已经去世了。诺贝尔奖评选 委员会只好惋惜地承认： “艾弗里于1944年关于DNA携带信息的发现代表了遗传学 领域中一个最重要的成就，他没能得到诺贝尔奖金是很遗憾的”。
启发与借鉴
艾弗里等人的科学发现为什么迟迟得不到科学界的承认呢？这当然不是由于他 们的不术地位低下所致，因为艾弗里那时已经是细菌学界的一员老将。不是由于出 版机构的压抑，因为他拉的文章在《实验医学杂志》上得到了及时发表。也不是由 于他们的研究超越了时代或离开了研究的主流趋势，因为当时有许多人都在研究格 里菲斯发现的新现象。马克思主义认为，艾弗里的发现的蒙难主要由于认识论方面 的一些原因造成的。具体说来是：
第一， 传统观念的束缚。无庸否认，大家早就怀疑过DNA在遗传过程中是否有 一定的功能， 特别是自从福尔根（F。Feulgen）于1924年证明了DNA是染色体的一 个主要组分之后。但是，由于科学研究发展的特定历史进程，人们对蛋白质的研究 罗为充分，对它的重要性和分子结构的认识比较深入；而对DNA的研究就非常不够， 因而人们也就很难设想DNA能够作为遗传信息的载体。在一段相当长的时间仙，DNA 不像蛋白质那样引人注意。这除了它不像蛋白质（特别是酶）那样到处都是，且到 处都是活跃以外，重要的一点还在于结构上似乎没有蛋白质那样变化多端，具有个 性（同一生物体中的异源蛋白质之间，或者不同生物体中的同源蛋白质之间，在结 构的特异性上存在着极大的差异） 。直到30年代后期，科学界还普遍坚持莱文（P 。A。T。Levine）在20年代提出的“DNA结构的四核苷酸假说”，认为DNA只不过是 一种含有腺苷酸、鸟苷酸、胸腺苷酸和胞苷酸四种残基各一个的四核苷酸而已。到 了40年代早期， 尽管已经认识到DNA分子量实际上要比四核苷酸理论所要求的大得 多，但是仍然普遍地相信四核苷乃是那较大的DN聚合体的基本重复单元，其中四个 嘌呤和嘧啶碱基都依次按规定的序列而被重复着。 DNA被看成如同淀粉等聚合物一 样的一种单调的均匀的大分子。 在这种情况下，对于DNA在各种染色体中的普遍存 在，人们一般都纯粹是从生理上和结构上来解释，而把基因的信息作用往往归因于 染色体里的蛋白质。所以，当艾弗里等人将他们的结论公布于世时，许多科学家便 不免投之以怀疑的目光。 恰如斯坦特所说：“那时候所流行的对于DNA的分子本性 的观点使得大家难于相信DNA可能是遗传信息的一个载体” 。事实上，发现者本身 也没有完全摆脱传统观念的束缚。 在他们的论文中只愿意说DNA或许是“转化因子 的基本单位”。他们不愿意将他们的发现推广为一般结论，并且特别声明，“当然 可能，被描述物质的生物学话性不是核酸的内在特性，而是由于吸收在核酸中的少 量其他物质，或者是与核酸紧密结合着、以至无法检测到的物质”。艾弗里及其合 作者的这种措词， 被有的科学史家称为是“几乎神经过敏地回避了DNA是基因、基 因只不过是DNA” 这个主张。的确，艾弗里等人在提出他们的理论时，是极其谨慎 的。他们在论文中说：“如果这项关于转化因子的本性的研究结果获得证实的话， 那么核酸就必然被认为具有生物学的特异性，它们的化学基础尚有待于确定”。
第二，错误地总结经验造成的因噎废食。
就在艾弗里等人做出上述结论的20年之间，著名生物学家、1915年诺贝尔化学 奖获得者威尔斯塔特在实验中由于采用的酶溶液过于稀释之故，以至用通常的化学 检验法显示不出它的蛋白质含量，但仍存在催化活性，于是便做出了酶不是蛋白质 的错误结论，宣称已经制成了不含蛋白质的酶的制备物。由于这种结论出自权威之 口，人们信以为真，结果使对酶的研究推迟达10年之久。1944年时，科学界对这种 前车之鉴仍记忆犹新。所以，当艾弗里等人公布他们的结论后，害怕再受骗的科学 界便不敢再盲然唯这位权威而是从，迟迟不予认可了。播种苦果的是已故权威威尔 斯塔特，而蒙受苦果之害的是在世权威艾弗里。殊途而同归。“威尔斯塔特的错误 幽灵使基因的研究又拖迟10年之久”。
艾弗里等人及其科学发现的不幸遭遇，向我们提出了许多值得深思的问题。首 先，作为一个科学工作者，我们应当努力克服思想上的保守性和片面性，做到不为 流行观念所束缚，努力去揭示未曾为大多数人所注目的新领域；做到正确总结经验 教训，不能因噎废食。其次，作为一个科研管理工作者，我们不仅应对那些成果在 短期内就得到证实的发现者给予奖励，而且也应对那些其成果需要很长时间才能得 到证实的卓越发现者（特别是其中的高龄科学家），及时给予认可。试想一下，如 果诺贝尔奖金评选委员会当初不是坚持“最好等到脱氧核糖核酸的转化机理更多地 为人们所了解的时候再说”这种优柔态度，怎么能会造成那种结局而追悔不及地承 认是“实属憾事”呢？！
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第二十八章 藏在深闺无人识
——冷落四十年的转座子理论
1983年10月9日， 斯德哥尔摩卡洛琳医学院宣布：美国遗传学家巴巴拉。麦克 林托克（B。McClintock， 1902－）由于发现了可移动的遗传物质，被授予诺贝尔 医学奖。奖状说，当麦氏做出这发现时，他的同时代人还未能认识其重要意义。卡 洛琳医学院把麦氏的成就比之为一百年前另一位伟大的遗传学家孟德尔的成就。这 是怎么回事呢？为了弄清这个问题，我们有必要探讨麦克林托克的玉米研究。
转座因子及其作用的发现
麦克林托克于1902年6月16日出生于康涅狄格州哈特福德。 她性格沉静，喜欢 独自一个做事。于是，在康奈尔大学修完生物学并获得博士学位后，便来到长岛冷 泉港卡内基实验室，在那个周围布满森林的一座小建筑物中工作。
为了揭开生物遗传突变的秘密，她开始在小港附近的一块小试验田里，别具匠 心地种植玉米。玉米是经典遗传学研究中采用的一个理想的供试对象。因为它的籽 粒和叶子有颜色变化。这种颜色变化是由遗传结构的基本改变引起的。但具体机制 人们并不清楚。 那时，人们还不知道DNA是怎样结合以及如何起作用的。事实上， 当时只有很少几个研究者相信，的确是分子在各代之间传递信息。为了探究遗传机 构变化的内在机制，麦克林托克年复一年地在田间仔细地观察玉米籽粒和玉米叶子 的颜色发生的一代又一代的复杂变化；然后，将采下的材料带回实验室，观察玉米 染色体的断裂和重组况。染色体的断裂和重组，是麦克林托克借以从细胞中获得遗 传变化信息的唯一象。
30岁那年，麦克林托克在某些玉米籽粒中发现了玉米色素显现着一些稀奇古怪 的模式。她观察到玉米籽粒颜色的遗传很不稳定，有时籽粒上还出现一些斑斑点点。 1944－1945年冬，她又看到少数玉米株心颜色出现的图案与自己已观察到的不同。
对于缺乏想象力的科学家来说，这些颜色变化可能被当作是随机发生的自然变 异。但是，麦克林托克没有这样看。她通过耐心的记录和仔细的分析，从自然界的 这种表面上显得杂乱无章的过程中，发现了一种条理。这就是，使籽粒着色的色素 基因是在某一特定代上“接上”或“拉断”的。更为重要的是，同一个“接上”或 “拉断”，经常是在其后的某一代上在同一染色体的各部分、甚至在所有染色体上 突然出现的。麦克林托克把它们叫做“控制因素”（或称控制因子）。
通过两年的摸索，到1947年，麦克林托克终于画出了某些结构基因（例如产生 色素的基因）的调节和控制系统的轮廓。此后的年月中，她反复检验这些能阐明她 的观点的复杂实验，更加坚定了自己的看法。到1949年时，她便开始撰写文章，总 结自己的实验结果和发现。后来，在准备付印之前，她又慎重地从长达90页的初稿 中删去了所有可能出错的内容。
1951年，在冷泉港生物学专题讨论会上，麦克林托克递交了自己的学术论文， 向科学界同行报告了她的新理论。她提出遗传基因可以转移，能从染色体的一个位 置跳到另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。她把这种能自发转移 的遗传基因称为“转座因子”（transposition elements）。
她提出，“转座因子”除了具有跳动的特性之外，还具有控制其他其因开闭的 作用，因此“转座因子”又可叫做“控制因子”。控制因子可以插入到玉米染色体 上的颜色基因附近。例如SG是一个产生紫色色素的结构基因，它附近的一个控制因 子DS（称为离解因子或分化变异因子）以一定的速率关闭SG，使玉米籽粒不能产生 紫色色素
