她靠種玉米發現了遺傳學超越時代的秘密,卻遭受了30多年的冷遇,81歲終獲諾獎
人生只有走出來的精彩
沒有等出來的輝煌
…
1983年諾貝爾獎頒獎典禮上
一位滿頭銀髮的女士登上了領獎台
已經81歲的她接過沉甸甸的獎牌和證書
這遲到了30多年的榮譽,終於還是來到了她的身邊
她是歷史上第一位獨自拿到生理學與醫學獎的女科學家
她曾經孤軍奮戰,獨自在冷泉港做了幾十年的研究
她一輩子,只和自己鍾愛的玉米地相伴
可她是顛覆了遺傳學研究領域的先驅
她發現的現象遠遠超出了當時科學家們的認知
她提出的理論為現在的基因工程技術、轉基因研究提供了理論依據
她,叫Barbara McClintock
而更多人知道的是她的外號——玉米夫人
…
1902年6月16日,美國康涅狄格州的哈特福德
Barbara出生了
她出生在一個十分開明的家庭中
她的母親優雅而有魅力,藝術造詣頗高,琴棋書畫都不在話下
可惜,Barbara對這些都沒興趣
她只繼承了母親身上的獨立和「叛逆精神」
小小年紀的她時常獨坐在角落裡看書、思考問題
幸運的是,她的父母從未強迫她做不想做的事情
不想學什麼,不想去學校,都沒關係
甚至她的父親還告訴她的老師不準給他的孩子們布置家庭作業
左起第三個為Barbara
雖然Barbara的母親並不是十分希望她讀大學當教授
可特立獨行的Barbara並沒有因此而受到影響
她來到了康奈爾大學農學院學習
在這裡,她找到了一生中的摯愛
剛上大學的Barbara一度是學校里的活躍分子
她積極的參加著社交活動
可她很快發現,她根本無法與任何異性建立起親密關係
那樣的親密關係讓她難以適應
和現在一樣,到了大三的時候,Barbara也面臨著一個選擇
是繼續讀書深造,還是出來找工作
顯然Barbara認為成為科學家更適合她
她選擇繼續在學校里讀書,立志要成為職業科學家
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然而,生而為女性似乎註定了她的科研之路走得格外艱難
那時候的康奈爾大學植物育種系還不招收女生
好不容易拿到了植物學博士的學位
卻沒有學校和研究所願意接納她
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那時候學理科的女性
多數只能將科研當成一種愛好而非事業
她們或是嫁給一個科學家,給自己丈夫當助手
或是在女子學校安安分分當一個老師
在那個時候,大家普遍認為,女性只應該作為丈夫的助手
一個女人怎麼可能能為科學做出什麼貢獻呢?
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可是Barbara希望能一心一意做研究
她不願意屈從於現有的制度之下
在康奈爾大學的玉米地里
無論嚴寒酷暑,都能看到Barbara的身影
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她來到Lowell F· Randolph的實驗室
在這裡,她繼續研究著她鍾愛的玉米
Lowell F· Randolph的實驗室一直在研究玉米細胞中不同染色體的形態
他們用的研究材料是玉米的根尖切片細胞
這些細胞的中期染色體實在是太小了,難以確定其細節特徵
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當Barbara來到實驗室後
她發現對於細胞學的研究來說
玉米的小孢子細胞遠比根尖細胞更適合作為研究材料
它們在細胞分裂的過程中,其中後期染色體更清晰可辨
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到1931年,在她的努力下
將玉米中的10個遺傳連鎖群與10條染色體的關係建立了起來
即便如此,一直到1936年,距離她博士畢業近10年的時候
她才終於在密蘇里大學得到一個助理教授的崗位
她努力又聰明,在科學界聲名鵲起,在1939年的時候成為了美國遺傳學會的副主席
可這對她的工作似乎並沒有什麼幫助
她被排除在各種教師交流活動之外
依然只是個助理教授,沒有任何提升的機會
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1941年,心灰意冷的她離開了學校,來到了冷泉港實驗室工作
在冷泉港實驗室,她正式開始了她的研究
她終於能與她一生的摯愛——玉米共同生活
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Barbara雖然早已發現在印度彩色玉米的籽粒和葉片上存在著許多色斑
而這些色斑的大小與出現的早晚都受到某些不穩定的基因的控制
可這些基因是什麼,又是如何控制這些現象的出現的呢?
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來到冷泉港實驗室的Barbara的生活幾乎是兩點一線
每天除了在實驗室中研究就是在玉米地中觀察
她希望弄清楚玉米身上這些現象出現的原因
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烈日炎炎,她顧不上擦汗,在刺眼的陽光下觀察玉米
暴雨傾城,她連續幾天都在玉米地中排水、培土
實驗室中,她經常不眠不休的觀察著細胞中的染色體
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6年過去了,玉米地里的玉米也收穫了6次了
Barbara停下手中的筆,抬起頭,長舒了一口氣
她終於解開了玉米身上那些奇怪色斑的謎團
緊接著,她發表了兩篇震驚了科學界的論文
《The origin and behavior of mutable loci in maize》(玉米易突變位點的由來與行為)
《Induction of Instability at Selected Loci in Maize》(染色體結構和基因表達)
Barbara認為,基因在染色體上是可以移動位置的,不是傳統的交換重組而改變相對位置,不是偶然才發生一次的基因突變,而是能「跳動」,在染色體上「跳躍」
這一超越當時科學家認知的實驗結果根本沒有人相信
所有的科學家們都認為,「這個女人也許是發瘋了」
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當時科學界還沒有真正揭開染色體的面紗
大家都認為,基因是一種很穩定的東西
它們在染色體上的位置是固定不變的,有一定的位置、距離和順序
可Barbara的研究卻徹底顛覆了科學界的認知,她提出的「transposable element」(轉座因子)的概念讓人們難以接受
Ac-Ds轉座系統:Barbara發現的轉座系統之一,存在於玉米基因中。Ac與Ds構成一個控制體系,其中Ac的活動是自主的,亦即它能夠自發轉座(移位),並影響其它基因的表達;Ds的活動是非自主的,因其中央部分發生缺失,失去了自發移位功能,只有當基因組上有同一族的自主因子(如Ac)存在時,才能夠轉座(移位)。
不久之後,Barbara又發現了另一個被叫做Spm的轉座體系
她的實驗結果與傳統遺傳學觀念背道而馳
人們都用懷疑、驚訝的異樣目光看她
可她始終堅持著自己的想法,從未改變
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她被視為科學界的異類
朋友和同事都漸漸開始疏遠她
她只好離群索居,孤身一人繼續進行研究
1953年以後,她再未發表過自己的理論
1961年,法國科學家Jacob和Monod提出了乳糖操縱子模型,揭示了生物體內基因調控的機制
乳糖操縱子是一個在大腸桿菌及其他腸道菌科細菌內負責乳糖的運輸及代謝的操縱子。它包含了三個相連的結構基因、啟動子、終止子及操縱基因。
乳糖操縱子模型
得知此消息的Barbara十分興奮
在她看來,乳糖操縱子模型和她的轉座系統簡直如出一轍
而科學界很快便接受了Jacob和Monod的學說
為了引起科學界對她的研究成果的重視
她專門寫了一篇論文,《Some Parallels Between Gene Control Systems in Maize and in Bacteria》(玉米和細菌基因控制體系的比較)
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可即便Jacob和Monod獲得了1965年的諾貝爾獎
仍然沒有人願意接受Barbara的轉座因子
他們仍然把她的理論視為另類和異端
可明明就是類似的模型,為什麼唯獨不能接受她的理論呢?難道就因為她是女性嗎?
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這給剛剛燃起希望之火的Barbara帶來了又一次的打擊
可Barbara似乎已經習慣了這樣的漠視,她說
Over the years I have found that it is difficult if not impossible to bring to consciousness of another person the nature of his tacit assumptions when, by some special experiences, I have been made aware of them.
One must await the right time for conceptual change.
這些年的經歷告訴我,要改變一個人對自然科學的認知是十分艱難的,這樣的改變需要經過時間的打磨。
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然而就如同日心說、自由落體這些發現一樣
即便遭受冷遇,也改變不了這些理論終將顛覆科學界的事實
1976年,冷泉港召開了「DNA插入因子、質粒和游離基因」專題討論會
明確承認可用Barbara的術語「轉座因子」來說明所有能夠插入基因組的DNA片段
這時候,人們終於開始注意到這位在冷泉港種了30多年玉米的科學家
當所有人都還未意識到分子水平的研究是多麼重要的時候
她獨自一人,用傳統的遺傳學和細胞學的研究手段,解決了用分子生物學才能解決的問題
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1983年,已經81歲的Barbara終於走上了諾貝爾獎的領獎台
成為了歷史上第一位獨自拿到諾貝爾生理學與醫學獎的女科學家
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這份遲到了30多年的榮譽終於來到了她的身邊
或許遲到了太久,等待的焦灼早已抹去,剩下的只有平靜和淡然
「我1951年就提出了玉米的轉座系統學說,但是沒有被承認,直到30年後,才得到了認可」
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1992年,Barbara離開了人世
她一生未婚,也沒有孩子
90年的光陰,她都獻給了她鍾愛的玉米地
只有經歷過長途跋涉的人,才看得到歸鄉的漫漫長路
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想了解更多Barbara背後的故事?
回復公眾號「玉米」
獲取康涅狄格婦女名人堂製作的紀錄片《致敬芭芭拉》
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我們同樣熱愛科技
對科技未知充滿孩子般的好奇
為科技給生活帶來的一切改變感到熱血沸騰
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