球王会体育官网:仅有两获诺贝尔化学奖的科学家自称“仅仅把实验室搞砸”

　　昨日，诺贝尔化学奖正式揭晓，能荣获一次诺贝尔奖，可谓是科学家科研生计的巅峰时刻。由于种种原因，一些做出严重科学发现的科学家惋惜地与诺贝尔奖擦肩而过，也有一些走运的科学家却两次取得诺贝尔奖，当然后者归于“百里挑一”。

　　迄今为止，全国际两获诺贝尔奖的科学家只要四位，包含取得诺贝尔物理学奖和化学奖各一次的波兰裔法国科学家玛丽·居里，两获诺贝尔物理学奖的美国物理学家约翰·巴丁，取得诺贝尔化学奖和和平奖各一次的美国化学家莱纳斯·鲍林，以及今日咱们要介绍的弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger）。弗雷德里克·桑格 Wikimedia Commons

　　1988年，70岁的桑格在《生物化学年鉴》上宣布了一篇长达28页的文章，文章标题是《序列，序列，仍是序列》，高度归纳了自己的科研生计。桑格的终身，确实与生命大分子序列的解密有着不解之缘，先是初次测定了蛋白质的序列，后来又发明晰RNA和DNA测序的新办法，因而成为仅有两获诺贝尔化学奖的科学家。

　　1918年，桑格出生在英国西南部一个小乡村里，父亲是名医师，从前作为传教士到过我国，母亲出生于殷实的棉商家庭。受爸爸妈妈影响，桑格从小对科学十分感兴趣，高中时就立志要从事科学研讨。11岁的桑格(中)和哥哥、妹妹日子在一同br>

　　18岁那年，桑格进入剑桥大学学习自然科学，在生物化学方面表现出色，可是数学和物理勉为其难。1940年，桑格持续在剑桥大学攻读博士学位，首要研讨动物体内的赖氨酸（一种氨基酸）代谢，3年后取得博士学位。

　　博士结业后，桑格进入剑桥大学生物化学系查理斯·齐布纳尔（Charles Chibnall）教授实验室。齐布纳尔教授已在牛胰岛素的结构方面做了许多研讨，他主张桑格去破解牛胰岛素的氨基酸组成。这是极富挑战性的研讨，由于其时科学家已知道蛋白质是由20种氨基酸组成的，就像一些色彩不同的海洋球串联在一根绳子上，可是我们并不知道这些氨基酸到底是怎么摆放的，乃至认为蛋白质并没有固定结构。

　　齐布纳尔和桑格之所以挑选将牛胰岛素作为研讨目标，首要是由于牛胰岛素是其时少量几种简略获取的高纯度蛋白质之一，结构也相对简略，只要51个氨基酸，要害它仍是医治糖尿病的规范药物。

　　这项研讨就像是给桑格预留的相同，很快，桑格就找到突破口。大多数小朋友都玩过拼图游戏，一个有美丽图画的纸板被切开成形状各异的小纸片，小朋友很快就能依据不同小纸片形状来拼接成完好的图形，桑格正是想到了拼图游戏。桑格和胰岛素模型 achievement.org

　　桑格先选用化整为零的战略，用蛋白酶将牛胰岛素切成多肽小段，再把一种特别有机染料结合到多肽段的结尾氨基酸上，然后让这个符号有染料的氨基酸掉落下来，让这些掉落的氨基酸在带电极的试纸上“赛跑”，通过与已知的氨基酸进行比较，能够承认它们是哪种氨基酸。

　　重复这样的实验，就能将每个多肽小段的氨基酸序列测出来，然后拼图游戏开端，将已承认序列的多肽段进行序列比对，承认它们的前后次序。这样，牛胰岛素的氨基酸序列就悉数弄清楚了。

　　最终，桑格发现胰岛素由两条多肽链组成，一条含有21个氨基酸（A链），另一条含有30个氨基酸（B链），两条多肽链之间通过由两个硫原子组成的链条衔接在一同。

　　这是科学家第一次测定蛋白质的氨基酸组成，也是第一次知道蛋白质有自己特有的结构，敞开了人类知道蛋白质这终身命大分子的征途，并为DNA遗传暗码的发现奠定了根底。

　　自从1955年破解了牛胰岛素的序列之后，桑格的科研生计忽然陷入了长达10年的瓶颈期。或许是为盛名所累，或许是自己的立异源泉业已干涸，在这10年里，桑格几乎没有产出什么自己瞧得上眼的科研成果，他把这段时刻称为“瘠薄时代”（Lean Years）。桑格在1958年的诺贝尔奖庆典上 bioc.cam.ac.uk

　　1962年，原本在英国医学研讨理事会作业的桑格，进入新建立的分子生物学实验室。该实验室由诺贝尔化学奖得主马克斯·佩鲁茨（Max Perutz）担任首位主任，弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和西德尼·布伦纳（Sydney Brenner）等核酸研讨专家也参与其间，桑格担任这个实验室中蛋白质化学实验室的作业，方案持续进行蛋白质结构方面的研讨。

　　由于常常与克里克和布伦纳等分子生物学家触摸和沟通，桑格意识到DNA和RNA才是生命科学的未来，开端进入这一范畴，不过依然把关注点放在自己的老本行——测序。其时，科学家刚刚将遗传暗码等根底问题弄理解，核酸序列测定依然是个国际难题。桑格在调查一个DNA分子模型 achievement.org

　　桑格很快发现，RNA和DNA的序列并不比蛋白质的好测，由于这些核酸分子特别是RNA极不安稳，其时也很难取得高纯度的核酸样品。1965年，美国康奈尔大学的生化学家罗伯特·霍利（Robert Holley）选用相似蛋白质测序“化整为零”的办法，测定了一个只要77个碱基的酵母转运RNA序列。这算得上第一个被测定序列的核酸分子，霍利接着阐明晰转运RNA的空间结构，填补了细胞中DNA转录成信使RNA后将氨基酸组装成蛋白质的要害环节，因而与尼伦伯格和霍拉纳一同共享了1968年的诺贝尔奖生理学或医学奖。不过，霍利的测序办法十分费事，并且功率低下。

　　桑格对蛋白质组成过程中核酸的效果也有浓厚兴趣，在霍利测出转运RNA的序列不久，桑格和他的博士后建立了一个根据同位素P（磷）-32放射自显影技能的RNA测序办法，成功测定了大肠杆菌中一个巨细为120个碱基的核糖体RNA的序列，功率比曾经的办法大幅进步，这一办法也为DNA测序带来了创意。

　　很快，桑格又将目光聚集到更重要的核酸分子DNA上，不过DNA测序办法与RNA的天壤之别，一方面由于DNA序列都比较长，比方一种简略的噬菌体病毒φX174就有5000多个碱基，假如依照曾经的蛋白质和RNA测序办法，作业量真实太大；另一方面缺少适宜的DNA酶，特别是缺少可切开单个脱氧核苷酸的酶。

　　20世纪70时代初，康奈尔大学的华人科学家吴瑞等人建立了一种方位特异引物延伸测序法，即在引物（一段与单链DNA结尾互补的寡核苷酸）的引导下，DNA聚合酶能在试管内以单链DNA为模板，将4种游离的脱氧核苷酸（A、T、C和G）组装成互补链，形成双链DNA。假如顺次参与这4种脱氧核苷酸，就可测定DNA模板上引物序列之后的每个碱基是什么，然后完结DNA测序。不过这种办法费时吃力，功率极低，不适合进行长片段DNA测序。

　　在此根底上，通过多年探索，桑格带领他的博士后发明晰双脱氧中止测序法。他们预备了4个试管，每个都参与待测序的模板DNA、DNA聚合酶、寡核苷酸引物单链DNA和4种脱氧核苷酸，可是在每个试管中，这4种脱氧核苷酸平分别有一种会被符号上同位素P-32。当DNA聚合酶催化DNA链延伸反响时，一旦参与同位素符号的脱氧核苷酸，反响就会当即中止，使用凝胶电泳和放射自显影技能，即可轻松检测出链延伸反响在什么脱氧核苷酸上中止的，以此类推，整个模板DNA的序列就能被测出。

　　1977年，桑格和博士后用这一办法测定了噬菌体病毒φX174的基因组序列，长度为5386个碱基，这是人类第一次测定一个生物体完好的基因组。1980年，桑格与沃尔特·吉尔伯特（Walter Gilbert）和保罗﹒伯格（Paul Berg）一同共享了诺贝尔化学奖，成为历史上仅有一位两次荣获诺贝尔化学奖的科学家，也是4位两次取得诺贝尔奖的获奖者之一。1980年，桑格第2次参与诺贝尔颁奖典礼 dnalc.cshl.edu

　　桑格为人谦和，称自己“仅仅个把实验室搞砸的家伙”，“在学术上并不光辉”。他曾回绝英国王室颁发的爵士称谓，由于他并不想因而异乎寻常。1983年，65岁的桑格正式退休。2013年11月19日，桑格在剑桥的一家医院于睡梦中与世长辞。

　　为了留念桑格，人们将双脱氧中止测序法称为“桑格测序法”。这一办法很快被广泛用于测定各种功用基因和各种生物基因组的序列，更为人类基因组方案的发动和完结奠定了重要根底。