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“一人打败全球”的科学家：史密斯（图） 2009-02-09 21:40:08 “一人打败全球”的科学家：史密斯（图） 润涛阎 2-9-2009 很多科学家提出了与众不同、前无古人的思路、定理或结论而震惊世界，这些科学家的一部分获得了诺贝 尔奖，如果发生在100年内的话（诺贝尔奖刚好100年了，在这之前也有不少该得奖的科学家），这很正 常。这些不是本文要谈的。 本文今天要谈的内容跟题目吻合，就是说这位科学家是提前提出设想，想申请美国NIH的科研经费，由于他 的设想在全球所有国家的同行眼中是地地道道的信口开河，必然遭到了没完没了地羞辱不仅得不到一分 钱的资助，而且成为科学家眼里胡言乱语的典型。 我在前文中一开头就提到了这位科学家，当时并非要写他的专文而卖关子。我那篇文章的写作方式是用电 影镜头由远而近的技巧，就是先介绍约翰霍普金斯医学院所在地，接着是我们所在的楼，然后是我们实验 室，下面便是实验室的人物了。文中介绍了那栋楼就是给他盖的。请看润涛阎《日本人印度人；犹太人伊 斯兰人》一文。我那篇文章吸引了很多人，有人想知道文中更多的人和事，也有人提出对史密斯感兴趣， 让我介绍一下。今晚有点空，就补写一篇。其他的人物，以后再谈。 他的名字全文是汉密尔顿O.史密斯，英文Hamilton O. Smith。他就是本文要介绍的一人抱打全球最后得胜 的科学家。 史密斯由于发现了限制性内切酶（Restriction Enzyme）开创了基因克隆新纪元而获得了诺贝尔奖，那是 以前的事了，在此不赘。当DNA顺序（生命密码）的测序方法普及以后，尤其是荧光扫描测序仪的诞生，生 file:///E|/找好文档就上豆丁网/“一人打败全球”的科学家：史密斯.txt [2016/12/1 22:00:12] 物领域里的科学家们必然想把各个生物的生命密码解密，也就是把细胞核里的整个遗传物质基因组，称 为染色体的所有碱基对顺序搞出来。 为了让不是在生物领域里的读者也能明白到底这生命密码是怎么回事，我不得不先给个外行人也能搞明白 的解释。 生命密码是由四种碱基组成的一个很长很长的链条（因为能被染色而被称为染色体）。不同生物的链条数 不同，比如人，就有23对。其中有一对是性染色体。那么，人的23对染色体链条拉直并接起来后有多长 呢？润涛阎做过简单的计算：把一个碱基对放大到一块一尺长的砖，那这个链条就是用四种不同颜色的砖 用水泥接在一起（化学名称就是共价键）的薄墙（只有一砖高）。这个由四种颜色的砖连接起来的长墙恰 好一百万公里（10亿米）！ 由于构成这个长链的碱基对只有四种，不同的排列而已，如何完成测序，便是摆在科学家们面前的难题。 因为必须先把这长链用限制性内切酶切成一段段的，把这一段段的DNA装入载体，载体进入细菌体内进行繁 殖，我们才能从细菌体内得到大量的能用于实验室测序的DNA。还好，每个细菌只能接受一个载体，这就是 所说的“克隆”了，我们就可以纯化那一段DNA，测出那一段DNA的碱基对顺序。就像知道了这段墙的四种 颜色砖的连接顺序。 我们测序是通过电泳跑胶，放射性标记，显影 后读出DNA顺序的。后来有了荧光标记和荧光测序仪，速度 增加了很多。工具的革命其重要性不言而喻。 全世界的科学家们无一例外地明白，只有先给这么由一百万公里长的砖墙每隔一段找出一个标记，然后对 每段测序。因为这一百万公里长的墙割成一百万段，分别测序的话，如果不提前标记上哪段跟哪段相连， 到头来就是一锅粥。反正就那么四种颜色的砖啊。 所以，包括美国、欧洲、亚洲、南非以及遍布地球上的每个角落的生物科学家都参与了标记定位伟大工 程。有的给细菌，有的给真菌，有的给植物，有的给动物（老鼠、人等）标记定位。各就各位，忙得不亦 乐乎。 此时，史密斯教授提出了走近路的方法：用shotgun（翻译成“扫射”法？）可以完成，也就是说，把这个 file:///E|/找好文档就上豆丁网/“一人打败全球”的科学家：史密斯.txt [2016/12/1 22:00:12] 一百万公里长的墙切成长短不等的段，随机装入载体到细菌体内繁殖，然后测序，抓着谁算谁。他预测： 测序读出30亿块砖的时候，这人体的生命密码10亿块砖的四种颜色顺序就知道了。也就是说，仅仅三倍 于整个基因组的测序就可以把整个基因组图谱给接上！ 要知道，分离细菌DNA的时候，需要大约一万到一百万个基因组拷贝进行切割。换句话说，就是这个长墙不 是一条长链，而是一万条甚至一