醫(yī)學(xué)諾貝爾之路-放射線的力量

       孩子為什么長相酷似父母？某些家族為什么連續(xù)幾代被某種神秘的疾病所困擾？這些遺傳現(xiàn)象總是令人感到驚奇或迷惑，長久以來人們也為解開這些謎題做出了不懈努力。從孟德爾開始，研究遺傳這門學(xué)問的工作總算開始走上正軌，而“現(xiàn)代遺傳學(xué)之父”摩爾根更是憑借基因的連鎖和互換定律摘得1933年的諾貝爾學(xué)獎。與孟德爾的豌豆不同，摩爾根選擇了更適于觀察和研究的實驗動物——果蠅。

       關(guān)于摩爾根豢養(yǎng)果蠅的“蠅室”以及發(fā)生在蠅室內(nèi)的各種各樣令人津津樂道的事件我們之前已經(jīng)有所了解了。*之所以還要再次提起，是因為本次出場的主人公也曾在蠅室工作，而其學(xué)術(shù)成*也同樣建立在對果蠅的研究之上。這位主人公的名字叫做赫爾曼·穆勒（Hermann J. Muller）。

【大學(xué)時期的赫爾曼·穆勒】

       1890年12月21日，穆勒出生于紐約。1907年，穆勒進(jìn)入美國*的學(xué)府——哥倫比亞大學(xué)*讀，并從此迷上了生物學(xué)。1910年穆勒取得學(xué)士學(xué)位。在校期間，穆勒建立了一個生物學(xué)俱樂部，并通過該俱樂部與許多年輕的生物學(xué)天才走到了一起。這些天才的其中兩位*是大名鼎鼎的“蠅室”的核心人物布里奇斯和斯特迪文特（兩人的事跡參見學(xué)諾貝爾之路1933：蠅室傳奇），彼時二人都還在摩爾根的實驗室刷試管。

       摩爾根關(guān)于果蠅的實驗非常具有吸引力。穆勒結(jié)識蠅室二人組的時候已經(jīng)畢業(yè)，在康奈爾大學(xué)從事其他研究，但受到蠅室感召的穆勒仍同時與哥倫比亞大學(xué)保持聯(lián)系，并非正式地參與摩爾根小組的工作。1912年，穆勒終于如愿以償?shù)卣郊尤肓讼壥?，投身于臟兮兮卻又前途無限的實驗之中。

       不過穆勒在蠅室的日子過得卻并不舒心。他不擁有布里奇斯那種驚人的視覺辨別力，又不像斯特迪文特那樣有出眾的才華。在蠅室，穆勒的工作偏重于理論，主要集中于對實驗結(jié)果的闡釋以及對未來實驗的預(yù)測上。而在蠅室重視實驗的學(xué)術(shù)空氣中，穆勒的工作顯得不那么受人重視。1914年，穆勒離開了蠅室，另覓他處繼續(xù)自己的研究。在上世紀(jì)初，達(dá)爾文的理論已經(jīng)使得人們相信生物的遺傳總不會是一成不變的，否則進(jìn)化將無法進(jìn)行。少數(shù)情況下，生物旳性狀會忽然展示出某些新的特征。1886年，荷蘭植物學(xué)家Hugo de Vries*注意到野生月見草的這種改變，并將這種變化描述為“突變”（mutation）。突變使得特定生物具備了潛在多樣性，以便更好地適應(yīng)自然。隨著染色體和基因的發(fā)現(xiàn)，人們一直試圖從遺傳物質(zhì)改變的角度來解釋突變，穆勒抓住了這個研究方向。1918年，穆勒提出了一個基于同源染色體交叉的突變假說，即：基因的突變是逐漸積累的，隱性突變并不會立即顯現(xiàn)。當(dāng)同源染色體發(fā)生交叉，遺傳物質(zhì)發(fā)生互換（基因重組）時，這些突變的結(jié)果才有機(jī)會以突然出現(xiàn)的形式表現(xiàn)出來。如此，穆勒的研究重心開始轉(zhuǎn)向致死性突變的發(fā)生率以及影響因素上來。

       穆勒先摸索了溫度的作用，發(fā)現(xiàn)溫度與基因突變率之間存在聯(lián)系。當(dāng)然，包括x射線，化學(xué)物質(zhì)等因素也被用來檢查是否與果蠅基因突變之間存在關(guān)聯(lián)，只是當(dāng)時并未作為首要的影響因素來研究。在蠅室，摩爾根和他的助手們?yōu)榱说玫叫碌倪z傳性狀已經(jīng)幾乎無所不用其極，而究竟哪種刑罰能夠幫助果蠅產(chǎn)生可遺傳的變異卻無人能說得清。蠅室眾人所不夠重視的領(lǐng)域，恰恰是穆勒這個前蠅室成員孜孜以求的目標(biāo)。

       1926年，穆勒終于收獲了振奮人心的實驗結(jié)果。數(shù)據(jù)顯示，在使用不同劑量的x射線照射果蠅后，隨著x線照射劑量的加大，果蠅基因突變的頻率有了相應(yīng)的提高。有人將此事形象地比喻為：在x光照射下，生物體內(nèi)*像被埋進(jìn)了無數(shù)極小的高爆手榴彈，這些手榴彈四處爆炸，要么將細(xì)胞結(jié)構(gòu)撕成碎片，要么將其重新打亂重排。如果有手榴彈在基因附近爆炸，那么基因的結(jié)構(gòu)和功能也將被改變，直至引起生物體自身性狀的突變。

       這是一個極其重要的發(fā)現(xiàn)。在過去，基因突變大多只能寄希望于自然界緩慢而低效的影響。穆勒的成果標(biāo)志著人類將借助射線的力量簡單地影響和改變基因，從而窺探上帝的意志，這在生物學(xué)和遺傳學(xué)研究上有著非同尋常的意義。射線的力量不僅僅局限于果蠅，很快人們*發(fā)現(xiàn)這種力量是普適的，從簡單的病毒到*的植物和哺乳動物莫不如是。研究射線生物學(xué)影響的工作、研究基因突變過程的工作、研究基因復(fù)制過程的工作等直接導(dǎo)致了新的科學(xué)分支的產(chǎn)生。為此，諾貝爾獎評審委員會將1946年的諾貝爾學(xué)獎授予了穆勒。

       而放射線的力量也終于引起了人們的普遍關(guān)注，尤其是在原子彈爆炸之后。事實上，穆勒曾擔(dān)任過曼哈頓計劃的顧問，但是他本人并不知道這個計劃是做什么的。核輻射造成的傷害和悲劇越來越引起公眾的擔(dān)憂，作為輻射危害領(lǐng)域的先行者，穆勒積極投身于反核戰(zhàn)爭威脅的政治活動中。1955年，穆勒參與簽署了《羅素-愛因斯坦宣言》，該宣言由11位享譽(yù)的杰出科學(xué)家聯(lián)名簽署，并于后來間接推動了控制核武器工作的開展。