迎戰困難,讓生命發光
下村脩
1955年,下村脩在名古屋大學做研究時,導師要他去解構一種磨碎的軟體動物(Cypridina)殘骸遇水會發光的原因。這其實是一項難以完成的任務,因一個美國頂尖研究小組曾投入很長時間作有關研究,卻毫無收穫。導師之所以把這艱鉅的課題交給下村脩,其中一個原因是下村脩並非博士生,沒有完成博士論文的壓力。結果,下村脩不負所託,不辱使命,終發現那是因一種蛋白質在起作用。因著這個重要發現,名古屋大學亦破例給非就讀博士課程的下村脩頒發了博士學位。
及後,下村脩獲邀至美國普林斯頓大學工作,開始研究另一種會發出天然螢光顏色的動物—水母。它在受刺激時,週邊組織會發出螢光綠色的光。為了這個研究,他的導師約翰森(Frank Johnson)開了七天的車,每天十二小時,與下村脩一起橫跨美國,抵達西海岸華盛頓州的福來德港灣(Friday Harbor),一個盛產水母的地方。他們在那裡收集水母,經過數月的研究後,終發現那些螢光物質是一種名為aequorin的蛋白質。及後,他們再成功分離及純化出水母中的另一發光蛋白,它在紫外線的照射下會放出綠色的螢光。下村脩和約翰森把它名為綠色螢光蛋白質(Green Fluorescent Protein,簡稱「GFP」)。
綠色螢光蛋白的發現,有助研究人員觀察和追蹤細胞的生長、發展、擴散,對科學及醫學等各方面都帶來革命性的影響。
馬丁.查爾菲
馬丁.查爾菲第一次聽到綠色螢光蛋白這個名稱,是1988年於紐約哥倫比亞大學舉辦的一個有關生物放光組織的學術演講中。由於他預料到這種螢光蛋白對他的研究將會是一種非常有用的工具,故當他知道有那種會發光的蛋白質時,感到異常的興奮。1993年,查爾菲成功地通過基因重組的方法,使得除水母以外的其他生物,如大腸桿菌等,也能產生綠色螢光蛋白。這不僅證實了綠色螢光蛋白可以與其他活體生物相容,亦有助查爾菲建立利用綠色螢光蛋白研究基因表達的基本方法,因許多現代的重大疾病其實都與基因表達的異常有關。至此,查爾菲的發現和研究,正式為生物醫學的發展揭開了一場「綠色革命」的序幕。
錢永健
1994年,錢永健開始研究綠色螢光蛋白。他不但延長了蛋白放光的時間,增強了發光的亮度,更透過DNA技術的幫助,令蛋白質能吸收和放射不同波長的光,從而生產出多種不同顏色的光,例如藍色、黃色和青綠色等。這項改變,有助研究人員為不同的蛋白質標記不同的顏色,從而觀測它們的關係和轉變。
然而,有一種對研究人體細胞和組織非常有用的顏色蛋白—紅色,錢永健卻仍無法生產。及後,兩位俄國科學家也開始加入研究。他們雖然成功從發光的珊瑚中找到了紅色蛋白,但該紅色蛋白有一個缺點,令它不能常用於研究。為此,錢永健的團隊不屈不撓,傾力研究,終重新設計了那紅色蛋白,把問題解決。稍後,團隊再發展了更多顏色的蛋白質,並按它們的顏色把它們命名為mPlum、mCherry、mStrawberry、mOrange和mCitrine。
今天,螢光蛋白已閃耀著繽紛的顏色,不但讓細胞的生命顯現於人前,更因推動了科學和醫學等方面的研究,令許多病患者的生命重新發光!
名言雋語︰
.在科學的歷史上,到處都是科學家在一項研究上成功,而在另一項研究上失敗的例子。(錢永健)
下村脩的導師把一項頂尖人士也未能完成的艱難任務交給他。如果你是下村脩,你會接受那個任務嗎?為甚麼?曾否有一些你本認為自己不能完成的艱鉅工作,最後也成功完成了?當時你有甚麼感受?