生物科学史上的“意外”收获.pdfVIP

生物科学史上的“意外”收获

常言说的好，“有心栽花花不开，无心插柳柳成荫”。在

生物科学发展的进程中，有很多震惊世人的发现其实源于“意

外”。

1、白细胞研究中的意外发现——核酸

1869年，瑞士医生米歇尔打算研究人的白细胞。他知

道，许多疾病尤其是炎症发生时，病人的白细胞会大量增加，

于是便从外科诊所丢弃的绷带上所含的大量脓液中提取出

了不少的白细胞，研究得以顺利进行。当研究工作接近尾声

时，米歇尔突然萌发了一个新的想法：观察细胞核中的情况。

当时人们已经知道了蛋白质，米歇尔大概也认为细胞核是由

蛋白质组成的，他选择了用胃蛋白酶处理细胞核。可是，当

他完成一系列以蛋白质为对象的操作后，发现细胞核内的物

质虽然有所减少，但大部分却完整地保存下来了。这一结果

令米歇尔非常惊奇。显然，剩下的核物质不是蛋白质，他将

其称为“核质”。后来，米歇尔及其他研究者又陆续在马、蛇、

酵母菌等生物的细胞核中发现了相同的物质，并最终确定这

是不同于糖类、脂质、蛋白质的又一类生物分子。1900年，

米歇尔的发现被公众接受，这种化合物被定名为核酸。

2、小鼠意外死亡给人的启示——转化因子

20世纪初期，人们还没有发现抗生素，每年肺炎双球菌

导致的肺炎都要夺去几千条的生命。1928年，英国细菌学

家格里菲思想研制出能够抗肺炎双球菌的疫苗。当时，他选

择了2种肺炎双球菌，带有荚膜可以引起肺炎甚至致人死亡

的S型菌和没有荚膜、没有毒性的R型菌。为了判断S型

菌的毒性是不是由荚膜引起的，格里菲思进行了3组实验并

取得了预期的结果：注射了S型活菌的小鼠死亡；注射了R

型活菌的小鼠存活下来；注射了低热杀死的S型菌的小鼠也

存活下来。按照预先的设计，实验可以到此结束了，但或许

是一时兴起，也或许是灵感突发，格里菲思又顺手做了一组

实验——将低热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小白鼠

体内。这似乎是一个毫无悬念的实验，但结果却让格里菲思

大吃一惊——小鼠死亡了。检查死鼠血样，发现其体内竟然

存在S型活菌。死菌并没有复活，那么只能是R型活菌变成

了S型活菌。虽然限于当时的技术水平，格里菲思并没有弄

清楚使细菌发生了这种转变的转化因子究竟为何物，但他的

实验却为艾弗里的进一步研究打下了基础。

3、假期带来的意外成果——鸡霍乱疫苗

巴斯德是19世纪的著名微生物学家，19世纪70年代

他受人所托研究鸡霍乱的病因和防治办法。当时已经有人观

察到病鸡血液中都有一种弧形微生物，但并未确定这就是病

原体。巴斯德用鸡肉汁培养了这些微生物，然后检测它们的

致病能力，发现只需给一只鸡注射一滴就可以使它患上鸡霍

乱。病原体找到了，但是巴斯德试验了许多方法和药物，均

未取得理想的防治效果，研究工作一度徘徊不前。1880年

夏天，巴斯德去外地休假2个月。假期结束后，他把原来保

存的鸡霍乱病菌拿出来给鸡注射，可是鸡并没有生病。难道

是旧的培养物失效了?于是，他又重新培养了鸡霍乱病菌。

令他吃惊的是，凡是注射过旧培养物的鸡，再注射新培养物

也不会生病了。经过仔细研究，巴斯德发现，原来鸡霍乱病

菌的毒性会随培养时间的延长而减弱，时间长到一定程度就

不再具备致病能力了，但却可以使鸡产生对鸡霍乱的免疫力。

就这样第一种传染病疫苗问世了。

4、核酸意外降解之迷——RNA具有催化活性

20世纪80年代的一天，在美国科罗拉多大学的一间生

物学实验室里，生物化学家切赫正在研究核糖体核糖核酸

(rRNA)。长久以来，他一直致力于研究rRNA在糖体装配中

的作用。此时，他的助手正用苯酚使从四膜虫体内提取出来

的核糖体中的蛋白质变性，以去除蛋白质，然后用酒精把核

酸沉淀出来，反复提纯。这时，他们接到了通知，另有急事

必须马上离开，切赫只得把核酸样品放入冰箱在-30℃中保

存。几天过去了，切赫回来后打算继续被中断的实验，他取

出核酸样品，却意外地发现这些样品已经被降解了。难道是

混进了核糖核酸酶?再重复实验，注意避免核糖核酸酶的干

扰，但依然是这个结果。再三确认整个实验没有蛋白质的痕

迹后，切赫大胆地提出了自己的观点——rRNA能催化自体

断裂，即RNA也是一种酶，这一发现使他获得了1989年诺

贝尔化学奖。

纵观生物科学史，像这样由于意外带来的收获不胜枚举。

机遇对这些科学家似乎格外青睐。但是，不妨设想一下，如

果当