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2009年林道诺贝尔奖得主会议:沃纳·阿尔伯,1978年生理学或医学奖

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DOI:

10.3791/1571

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2010年3月10日

本文内容

摘要

瑞士微生物遗传学家沃纳·阿尔伯(Werner Arber)因发现限制性内切酶,与汉密尔顿·史密斯(Hamilton Smith)和丹尼尔·内森斯(Daniel Nathans)共同获得1978年诺贝尔生理学或医学奖。

沃纳·阿尔伯(Werner Arber)于1929年出生于瑞士格拉尼亨。在完成公立学校教育后,他于1949年进入苏黎世联邦理工学院,攻读自然科学文凭。在那里,他首次研究经历涉及分离和表征氯的一种异构体。1953年毕业后,阿尔伯加入日内瓦大学的研究生项目,并担任电子显微镜(EM)助研,研究细菌病毒(噬菌体)λ的基因转移。由于逐渐认识到电子显微镜作为研究工具的局限性,他开始采用微生物遗传学作为其研究方法。微生物遗传学的研究历史相对较短:在他进入该领域仅十年前,DNA才被发现具有携带遗传信息的功能。

1958年获得博士学位后,阿尔伯继续发展微生物遗传学方面的技能,曾在美国与同事短暂共事,随后于1960年初返回日内瓦。在那里,他继续研究λ噬菌体在E. coli中的转导,但发现该病毒无法有效增殖。他回想起七年前乔·贝尔塔尼(Joe Bertani)和让·魏格尔(Jean Weigle)关于“宿主控制的限制-修饰”的研究,意识到入侵的DNA必然受到宿主控制的修饰,并着手鉴定其作用机制。

基于格蕾特·卡伦格(Grete Kallengerger)的研究,即在注入宿主后,经辐射和未经辐射的λ噬菌体均会发生降解,阿尔伯(Arber)及其研究生黛西·杜索瓦(Daisy Dussoix)进一步探究了DNA的命运,发现限制与修饰作用(后来被确定为复制后核苷酸甲基化)直接影响DNA,但不会引起突变。他们还发现,这些特性属于细菌菌株的固有性质,且病毒DNA和细胞DNA均会被降解。

1961年,阿尔伯与杜索瓦在斯德哥尔摩举行的第一届国际生物物理学大会上向科学界报告了他们的研究成果。1962年,阿尔伯还向日内瓦大学理学院展示了该研究,因而获得普朗塔莫-普雷沃斯特奖。基于他本人及其他研究者的工作,他提出假设:宿主细菌中存在一种酶,可在特定位置将DNA切割成较小片段,而甲基化酶则修饰宿主DNA,使其免受这种消化酶的降解。这些理论随后得到乌尔斯·库恩莱因的证实,他发现特定位置的突变可使噬菌体抵抗切割;汉密尔顿·史密斯鉴定了II型限制性内切酶HindII;丹尼尔·内森斯则利用HindII将SV40病毒切割为11个片段,从而确定了该病毒的复制方式。

自发现限制性内切酶以来,研究人员一直将其作为工具用于研究各类生物基因的功能。限制性酶还促进了基因功能的研究,并实现了具有医学和营养学重要意义的物质的生产。

阿尔伯认为,在未来几十年中,我们将从表观遗传学的研究中获得大量知识——这些因素能够在不改变遗传信息的情况下影响生物体的表型。他感到自豪的是,在20世纪60年代研究限制性降解和DNA甲基化的过程中,他是最早研究表观遗传现象的科学家之一。

参考文献

  1. Warner Arber - Autobiography [Internet]. , The Nobel Foundation. Available from: http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1978/arber-autobio.html (c2003).

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