作者waysing (星空)
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標題轉貼文章-玉米田裡的異類遺傳學家:芭芭拉·麥克林托克
時間Mon Jan 19 23:24:26 2004
玉米田裡的異類遺傳學家:芭芭拉·麥克林托克
麥克林托克這位非凡科學家的漫長奮鬥生涯史,是一位儕輩眼中特立獨行、具宏觀灼
見的科學家與一門近年發展一日千里而備受矚目的科學—遺傳學之間的互動。她和遺傳學崛
起的時間相當一致,都在本世紀初出生,又在同一時期邁人第一個成熟階段,共享成功的榮
耀;麥克林托克身為一名年輕的女性遺傳學家,當時所掙得的學術知名度,同時代的女人根
本無法想像。可是,在接下來的歲月裡,這位遺傳學家與遺傳學卻分道揚鑣,往極不同的方
向各自發展;麥克林托克從此隱姓埋名。直至今日,經過三十年的疏離,這兩條路線於再度
交疊;而麥克林托克的名字,也重新成為現代生物學者注意的焦點。
麥克林托克在一九五一年發現跳躍基因(正式名稱:轉位因子〕時,造成很大的衝擊
,但是這衝擊是負面的。遺傳學數十年來的發展,已經確立了基因在染色體有固定排列順序
的觀念。當時麥克林托克說有些基因是可以從一處跳到另一處,而且她的證據又不是直接可
見的,是從一系列非常複雜難懂的實驗結果所推演出來的。與聽眾在技術層面脫節這方面,
麥克林托克與孟德爾的處境很像。但是其他方面就很不一樣。在發現轉位子之前的麥克林托
克,已經是位傑出的遺傳學家,不是當年的孟德爾可比,但是她仍然受到很多攻擊及嘲笑。
孟德爾的學說就沒有受到排擠,只是被漠視。他所提出的論點,並沒有牴觸到現有的觀念,
只是不知如何與現有知識掛勾。
斯騰特提出一項可能造成科學發現未成熟的因素,就是缺少公開認知。一項新發現鮮
為人知的原因可能是發現者本身就鮮為人知。孟德爾就是個例子。這在資訊傳播不發達的時
代特別重要。另一個原因是發現者本身的個性保守,內向或謙虛,因此不善於宣揚。透兩點
都不適用於麥克林托克身上。當時她已經是個著名的遺傳學家,處在當代生物學重鎮的冷泉
港(Cold Spring Harbor Laboratory),她也非常地主動出擊(在被潑了幾次冷水之前)。
那麼麥克林托克的發現為何會未成熟呢?主要的原因還是它與當代的學問無法掛勾,
以及她與當代的主流生物學家無法溝通。前者雖然也一定受後者影響,但卻是屬於比較客觀
的事實。有時候學術界對一項新發現,的確不知道如何是好。新發現有時不是不對,也不一
定是不重要,而是不知道如何將它嵌入現有知識的牆上。
一九四四年,艾弗里(Oswald T. Avery, 1877-1955)提出DNA是遺傳物質的論證,也
不是不為人所知,也沒有人說它不重要;但是那時的遺傳學家(包括艾弗里本人)好像對
它不知怎麼辦才好,不知如何將這發現往下發展,因此有好幾年都無法產生影響。這很像一
支大槌子揮擊下去,沒有承受的東西的話,也是沒有衝擊。
麥克林托克的轉位子是支槌子擊到反彈性很強的大鐵板。使問題惡化的是麥克林托克
的研究與當代潮流之間的鴻溝。分子生物學的崛起與麥氏的科學事業發展幾乎完全平行,而
分子生物學的聖殿剛好是她後半生涯工作地點---冷泉港。
我們可以從這裡切入麥克林托克故事所啟發的第二個重要課題---她的研究風格與當代
潮流的不同。我想當時分子生物學的鼻祖人物戴爾布魯克(Max Delbruck, 1906-1981)是
個很好的對比。或許我們可以說,麥克林托克是代表將傳統遺傳學發揮到極致的末代人物
,戴爾布魯克則代表將物理學成功引入遺傳學的先知。
正當舊式遺傳學仍舊局限於用顯微鏡觀察細胞裡的染色體和用肉眼觀察生物體的表徵
變化的研究瓶頸時,以戴爾布魯克為首的一群科學家(其中很多物理學家及化學家)挾著二
十世紀新物理學及新化學的輝煌成功的餘威,步入傳統生物學(特別是遺傳學)的領域。他
們堅信,生命現象不但可以用物理及化學原理解釋,而且可以用物理學及化學實驗技術來研
究。現在回顧起來,這新學問(分子生物學)的成功幾乎是不可避免的。在這新潮流的澎湃
發展中,麥克林托克仍一直堅守自己非常「私人的」研究方式,最主要原因可能是她個人的
執著。但是即使是她有心求變,當時分子生物學的技術仍然無法用在像她所熱愛的玉米這樣
「高等」的生物上。
新興的分子生物學的技術是非常物理,非常化學的,而且大部分的技術都是一般實驗
室可以做得到的,因此非常講究「再現性」---也就是說,如果你的發現是真的話,那麼借他
人之手應該也可以重新證實這項發現。麥克林托克的玉米研究不是普通人所能夠或者願意
去嘗試「再現」的。光光要了解她的研究已經不容易了。相反地,分子生物學的技術不只是
容易了解,而且不停有新的突破。傳統的細胞遺傳學就沒有這種便利。麥克林托克所依賴的
光學顯微鏡,總是無法突破一千倍放大率的理論極限。
分子生物學的另一特色是它的實質性。基因不再是個數學操演的單位(如在孟德爾的
定律中),也不是個一串鏈子中的珠珠(在後來的觀念中),而是一個有一清二楚化學結構
的分子,因此很多生物學的發現都有實質上的證據,不容置疑。分子生物學家後來在細菌及
果蠅發現轉位因子時,就掌握了生物化學的證據。如果當卑麥克林托克掌握有玉米轉位因子
的分子印證,她的理論就不會遭受到如此多的非難,而且她的發現會很快他對新遺傳學的走
向產生很大的影響。不過這是完全不可能發生的假想,只是提出來比較一下。
麥克林托克的獨行俠風格與當時領導分子生物學的「噬菌體集團」的開放作風,也是
強烈的對比。有趣的是兩者部以冷泉港為基地。「噬菌體集團」大力積極推動分子生物學的
結果,造成桃李滿天下的局面。反觀麥克林托克,了解她的人少得可憐,更別談真正接她衣
缽的。在回顧近代生物學歷史的書籍文章中,我們常看到「噬菌體集團」的活動照片,無論
是一群人非常不拘束地擠在斗室中討論交流,或者坐在草地上曬太陽,或者兩位大師打赤膊
翹著腿乘涼,所流露出的人與人之間的活躍自在,又具高度刺激性的互動,是從本書的圖片
中所感覺不出的。
我希望沒有給讀者一種我在貶低麥克林托克成就的錯覺。跟孟德爾的情形一樣,麥克
林托克沒有發明什麼新技術,只是善用現成的工具與腦筋,就能創造出新的局面。儘管整個
世界必須等好幾十年才能欣賞肯定他們,這應該不是他們的錯,但是損失一定是我們的。
麥克林托克比孟德爾幸運。她於一九九二年去世時,已經九十歲,不但在有生之年看
到自己「未成熟發現」成熟,而且受到肯定,並造成深遠的影響。她於一九八三年獲得諾貝
爾獎,距離她發表轉位子的發現也已經三十二年了。同一年,她所描述的「解離子」(disso
ciator)及「啟動子」(activator)轉位因子也被分子生物學家分離出來。
註:本文節錄自「玉米田裡的先知」凱勒(Evelyn Fox Keller)著,唐嘉慧譯,天下文化
出版。
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