錢開魯

編者按

巴巴拉·麥克林托克，美國人。他的“可移動的控制基因?qū)W說”和孟德爾的“遺傳法則”一樣，都是“走在時代前面的發(fā)現(xiàn)”，這個學(xué)說給認(rèn)識和攻克癌癥射出了一線曙光。麥克林托克因此獲得1983年諾貝爾獎。與他同時獲得諾貝爾獎的科學(xué)家，還有威廉·福勒、蘇布拉馬尼亞姆、亨利·陶布等。

青年們一定很想了解這些科學(xué)家的研究成果及其對科學(xué)發(fā)展的意義。為了滿足大家的要求，本欄特陸續(xù)發(fā)表介紹文章。因為涉及科學(xué)理論，雖然作者做了通俗的工作，還是比較深奧，但讀者認(rèn)真地讀，是可以讀懂并從中得到有益的啟迪的。

五十二年前，麥克林托克在研究玉米時，發(fā)現(xiàn)玉米的谷粒顏色的遺傳很不穩(wěn)定，有時玉米粒上還會出現(xiàn)一些斑斑點點，這到底是什么原因呢?為了揭開這個謎，她進(jìn)行了多次研究，終于發(fā)現(xiàn)玉米粒能否形成色素，不僅與形成色素的結(jié)構(gòu)基因C有關(guān)，而且還與一個稱為離解激活系統(tǒng)(簡稱DMs-AN系統(tǒng))有關(guān)。同時她還發(fā)現(xiàn)，這個系統(tǒng)中還存在著兩個作用不同的因子，即離解因子Ds和激活因子Ac。Ds的作用是引起附近位置的染色體發(fā)生斷裂，并抑制其鄰近基因的作用。但是Ds的作用以及它本身位置的轉(zhuǎn)移(稱轉(zhuǎn)位)又受激活因子As(又稱控制因子)所制約。所以當(dāng)Ds轉(zhuǎn)位到形成色素的結(jié)構(gòu)基因C。的鄰近時，C受到抑制，色素不能形成，長出的玉米粒便是白色的。但是，在谷粒形成前，如果Ds在As控制下，從結(jié)構(gòu)基因C的近旁轉(zhuǎn)位到別處，則C又會恢復(fù)功能，使玉米谷粒有顏色。如果Ds在谷粒形成過程中進(jìn)行轉(zhuǎn)位的話，則長出的玉米粒將是在白色背景上帶著點點色斑的。在大量實驗基礎(chǔ)上，麥克林托克提出了“移動的控制基因?qū)W說”。即遺傳基因是可以轉(zhuǎn)移的，從染色體的一個位置跳到另一個位置，甚至從一條染色體跳到另一條染色體上。但是，令她失望的是，她的理論受到了冷淡，因為根據(jù)當(dāng)時的遺傳學(xué)說，基因是比較穩(wěn)定的，一般不易發(fā)生變化，只有在染色體發(fā)生畸變(如倒位、易位等)時，它們才發(fā)生變化。

然而，這位可尊敬的科學(xué)家并沒有在逆境中退怯，她繼續(xù)進(jìn)行玉米雜交試驗。直到六、七十年代以后，人們從細(xì)菌到哺乳動物的很多生物體中，發(fā)現(xiàn)有插入序列、轉(zhuǎn)位子等可移動的遺傳成分，科學(xué)界才接受了麥克林托克的新理論。

如今，麥克林托克的“移動的控制基因?qū)W說”已成為遺傳學(xué)領(lǐng)域中最有希望的部門之一。它為研究遺傳信息的表達(dá)和調(diào)控，基因進(jìn)化與癌變等這樣一些重大的生物學(xué)課題提供了新的有力的線索。目前，可移動的遺傳成分與癌變的密切關(guān)系也日益明朗起來。潛伏在人體DNA中的致癌的還原病毒就被認(rèn)為是一種可移動的遺傳成分。它的結(jié)構(gòu)、特征與其他可移動的遺傳成分頗為一致。還原病毒大致可分為兩類:一類是夾有致癌基因的，當(dāng)這種病毒插入到人體DNA中時，就會引起癌變；另一類是不夾有致癌基因的，但當(dāng)它插入到含在DNA中別的致癌基因附近時，它會促使癌基因活化而引起癌變。麥克林托克的理論給認(rèn)識和攻克癌癥射出了一線曙光。