文档介绍：科学环境:一个诞生了DNA模型和12个诺贝尔奖的实验室
饶毅
今年4月25日是DNA结构模型发表五十周年,是许多方面值得庆贺的日子。这里介绍英国剑桥大学的分子生物学实验室,它不仅是DNA模型的诞生地,也是12个诺贝尔奖获得者的实验场所,其成就在基础和应用上有广泛意义。这个简介也许可以使更多的人们看到:真正激动人心的原创性科学,不是通过计划产生的,而是创造优良的科学环境和管理体制让杰出的科学家靠原创性的思维和脚踏实地的努力。在目前中国科研体制积极和国际接轨时,注意到国际上有不同管理方法,借鉴良好科学环境造就的方式,也许不无裨益。
脱胎物理开创分子生物:辉煌的成就
位于英国剑桥大学的分子生物学实验室(Laboratory of Molecular Biology, LMB),是世界科学史上少有的一个非常成功的研究机构。这个实验室脱胎于著名的物理研究机构――剑桥大学卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)。创立于19世纪后期的卡文迪许在历史上已经聚集和产生了一批在物理领域做出了杰出贡献的科学家,包括:第一任主任麦克斯韦(James Clerk Maxwell)上任后对电动力学和电磁理论的贡献、瑞利(James William Rayleigh )研究气体密度和电磁学等多个物理分支(1904 年诺贝尔物理奖)、汤普森(J. J. Thomson)发现电子(1906年物理奖)、芦瑟福(Ernest Rutherford)的放射研究和原子结构(1908年化学奖)、布拉格父子(William and Lawrence Bragg)的X线衍射分析晶体结构(1915年物理奖)。虽然不是他们所有最杰出工作都是在卡文迪许实验室做出来的,有过这样一批科学家是当时科学史上很突出的纪录。
由卡文迪许衍生的LMB更创造了一个机构高峰纪录:迄今55年历史有12个诺贝尔奖获得者,其中11个获奖工作完全是在LMB进行,1个是LMB工作的继续,还有一位两度获奖(其中一个工作在LMB做的)。他们的工作涵盖基础科学(分子生物学、结构生物学、免疫学)和技术创新。
在科学建树方面,华生(James Watson)和克里克(Francis Crick)的DNA结构模型,开创了分子生物学、推动了整个生命科学发展(1962年医学奖);佩鲁兹(Max Perutz)和肯德鲁(John Kendrew)解出最早的蛋白质结构(血红旦白和肌球旦白)(1962年化学奖);克鲁格(Aaron Klug)对于蛋白质和核酸作用的结构分析(1982年化学奖);沃克(James E. Walker)解出ATP酶结构(1997年化学奖);布勒呐(Sydney Brenner)、萨尔斯顿(John Sulston)和霍维茨(H. Robert Horvitz)在发育的细胞和分子机理上有重要发现(2002年医学奖)。
在技术上,佩鲁兹对X线结晶分析蛋白质有关键改进;桑格(Frederick Sanger)以前解出了胰岛素的顺序(1958年化学奖)、进LMB后发明了DNA测序方法(1980年化学奖);克鲁格改进电镜分析蛋白质结构的方法(1982年化学奖);米尔斯坦(Cesar Milstein)和克勒(es Kohler)发明单克隆抗体技术(1984年医学奖)。这些技术有用于基础生物