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微生物学的开山祖—列文虎克
1673年有个名叫列文虎克(AntonivanLeeuwenhoek)的荷兰人用自己制造的显微镜观察到了被他称为“小动物”的微生物世界。他在给英国皇家学会写了许多信,介绍他的观察结果,他发现了杆菌、球菌和原生动物,表明他实实在在看到并记录了一类从前没有人看到过的微小生命。因为这个伟大的发现,他当上了英国皇家学会的会员。所以今天我们把列文虎克看成是微生物学的开山祖。不过,在列文虎克发现微生物后差不多过了200年,人们对微生物的认识还仅仅停留在对它们的形态进行描述上,并不知道原来是这些微小生命的生理活动对人类健康和生产实践有那样的重要关系。
列文虎克出生在荷兰东部一个名叫德尔福特的小城市,16岁便在一家布店里当学徒,后来自己在当地开了家小布店。当时人们经常用放大镜检查纺织品的质量,列文虎克从小就迷上了用玻璃磨放大镜。正好他得到一个兼做德尔福特市政府管理员的差事,这是一个很清闲的工作,所以他有很多时间用来磨放大镜,而且放大倍数越来越高。因为放大倍数越高,透镜就越小,为了用起来方便,他用两个金属片夹住透镜,再在透镜前面按上一根带尖的金属棒,把要观察的东西放在尖上观察,并且用一个螺旋钮调节焦距,制成了一架显微镜。连续好多年,列文虎克先后制作了400多架显微镜,最高的放大倍数达到200—300倍。用这些显微镜,列文虎克观察过雨水、污水、血液、辣椒水、腐败了的物质、酒、黄油、头发、精液、肌肉和牙垢等许多物质。从列文虎克写给英国皇家学会的200多封附有图画的信里,人们可以断定他是全世界第一个观察到球形、杆状和螺旋形的细菌和原生动物,还第一次描绘了细菌的运动。
列文虎克活到91岁。直到逝世,他除了用自己制作的显微镜观察和描绘观察结果外,别无爱好。虽然他活着的时候就看到人们承认了他的发现,但要等到100多年以后,当人们在用效率更高的显微镜重新观察列文虎克描述的形形色色的“小动物”,并知道他们会引起人类严重疾病和产生许多有用物质时,才真正认识到列文虎克对人类认识世界所作出的伟大贡献。
柯赫
柯赫是著名的细菌学家,由于他曾经是一名医生,因此对病原细菌的研究做出了突出的贡献:
①具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌;
②发现了肺结核病的病原菌,这是当时死亡率极高的传染性疾病,因此柯赫获得了诺贝尔奖;
③提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则:首先在患病肌体里存在着一种特定的病原菌,并可以从该肌体里分离得到纯培养;然后用得到的纯培养接种敏感动物,表现出特有的性状;最后从被感染的敏感动物中又一次获得与原病原菌相同的纯培养。由于柯赫在病原菌研究方面的开创性工作,自19世纪70年代至20世纪20年代成了发现病原菌的黄金时代,所发现的各种病原微生物不下百余种,其中还包括植物病原菌。
柯赫除了在病原菌方面的伟大成就外,在微生物基本操作技术方面的贡献更是为微生物学的发展奠定了技术基础,这些技术包括:
①用固体培养基分离纯化微生物的技术,这是进行微生物学研究的基本前提,这项技术一直沿用至今;
②配制培养基,也是当今微生物研究的基本技术之一。这两项技术不仅是具有微生物研究特色的重要技术,而且也为当今动植物细胞的培养做出了十分重要的贡献。
埃弗里
埃弗里OswaldTheodoreAvery(1877~1955)美国细菌学家。1877年10月21日生于加拿大新斯科舍哈利法克斯,1955年2月20日卒于美国田纳西州纳什维尔。1904年毕业于哥伦比亚大学医学院,后到布鲁克林的霍格兰实验室研究并讲授细菌学和免疫学。1913年转到纽约的洛克菲勒研究所附属医院工作,直到1948年退休。
、(Diplococcuspneumoniae)的转化因子是DNA。:将已经死亡的Ⅲ型肺炎双球菌和活的Ⅱ型菌分别注射入小白鼠体内小白鼠表现正常;若将两者混合注入,则小白鼠死亡,并从其尸体中可分离出活的可致病的Ⅲ型肺炎双球菌。
格里菲思由此推测,在Ⅲ型的死菌体中必有一种转化因子能使Ⅱ型转化为Ⅲ型,而且这种转化可以遗传给后代。埃弗里和他的同事则进一步从被高温杀死的Ⅲ型菌中分离出蛋白质、荚膜的成分(粘多糖)和DNA,将这几种成分分别同活的Ⅱ型菌混合培养,发现只有DNA能使活的Ⅱ型转化为Ⅲ型,即使无荚膜、不致病的可转化为有荚膜、能致病的肺炎双球菌。证明了格里菲思所说的转化因子就是脱氧核糖核酸(DNA)。
这项实验第一次证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。虽然这一发现,曾引起争论和怀疑,但的确推动了DNA的研究,直至1953年DNA双螺旋结构的发现。
他早年就熟悉肺炎双球菌,研究过肺炎双球菌的免疫性。提出肺炎双球菌可根据其免疫的专一性来进行分类,而这种免疫专一性是由于不同菌型的荚膜中所含的多糖引起的。由此他建立起对不同型肺炎双球菌的灵敏检验法。
格里非斯
发现DNA的遗传功能,始于1928年格里非斯()所做的用肺炎双球菌感染小家鼠的实验。
肺炎双球菌基本上可以分为两个类型或品系。一个是有毒的光滑类型,简称为S型。一个是无毒的粗糙类型,简称为R型。S型的细胞由相当发达的荚膜(或称为被囊)包裹着。荚膜由多糖构成,其作用是保护细菌不受被感染的动物的正常抵抗机制所杀死,从而使人或小家鼠致病(对人,它能导致肺炎;对小家鼠,则导致败血症)。但在加热到致死程度后,该类型的细菌便失去致病能力。由于荚膜多糖的血清学特性不同、化学结构各异,S型又可分成许多不同的小类型,如SⅠ、SⅡ、SⅢ等。而R型细胞没有合成荚膜的能力,所以不能使人或小家鼠致病。它不能合成荚膜的原因在于一个控制UDPG一脱氢酶的基因发生了突变,R,S两型可以相互转化。
1928年,格里菲斯将肺炎球菌SⅡ在特殊条件下进行离体培养,从中分离出R型。当他把这种R型的少量活细菌和大量已被杀死的SⅢ混合注射到小家鼠体内以后,出乎意外,小家鼠却被致死了。剖检发现,小家鼠的心血中有SⅢ细菌。
这一实验结果可以有三种解释。(1)SⅢ细菌可能并未完全杀死。但这种解释不能成立,因为单独注射经过处理的SⅢ时并不能致死小家鼠。(2)R型已转变为S型。这一点也不能成立,因为剖检发现的是SⅢ不是SⅡ,R型从SⅡ突变而来,理应转化为SⅡ。(3)R型从杀死的SⅢ获得某种物质,导致类型转化,从而恢复了原先因基因突变而丧失的合成荚膜的能力。格里菲斯肯定了这种解释。这就是最早发现的转化现象。
艾弗里等人的试验和结论是对脱氧核糖核酸认识史上的一次重大突破,彻底改变了它在生物体内无足轻重的传统观念。艾弗里等人在1944年所作的试验和结论,不仅没有使科学界立即接受DNA是遗传物质的正确观念,反而引起了科学界许多人的极大惊讶和怀疑。当时主要有两种代表性的否定意见。第一种是,即使活性转化因子就是DNA,也可能只是通过对荚膜的形成有直接的化学效应而发生的作用,不是由于它是遗传信息的载体而起作用的。第二种否定意见则根本不承认DNA是遗传物质,认为不论纯化的DNA从数据上看是如何的纯净,它仍然可能藏留着一丝有沾污性的蛋白质残余,说不定这就是有活性的转化因子。
在同一年内,哈赤基斯还证实了那些与荚膜形成毫无关系的一些细菌性状(如对药物的敏感性和抗性)也会发生转化。他从正常的S型肺炎球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为PenrS),提取出它的DNA,加到一个由对青霉素敏感的S型中突变产生的R型(记为PenrR)的培养物中。结果发现,某些个Penr—R受体细菌已被转化为Penr—S给体型。据此,他得出结论说,肺炎球菌的DNA不但带有为荚膜形成所需要的信息,而且还带有对青霉素产生抗性的细胞结构的形成所需要的信息。他还认为,荚膜的形成和对青霉素的抗性似乎是由不同的DNA分子控制着。此后不久,哈赤基斯又利用从S野生型抗链霉素突变型细胞中提取的DNA进行试验,也获得了同上述实验完全相仿的结果。当哈赤基斯将其实验结果在美国科学院院报上发表之后,一切认为DNA的转化作用是生理性的而不是遗传性的各种奇谈怪论便消失无踪了。
后来,随着对DNA化学本性的足够了解,特别是1952年赫尔希(-hey)和蔡斯()证明了噬菌体DNA能携带母体病毒的遗传信息到后代中去以后,科学界才终于接受了DNA是遗传信息载体的理论。:“这项理论到1950年后好像突然出现在空中似的,到了1952年已被许多分子遗传学家奉为信条”。
斯坦利
 Stanley,WendellMeredith(1904年8月16日—1971年6月15日),病毒学家,出生于Ridgeville,Ind.,斯坦利在当地的Earlham学院的学生中而且很受欢迎。他喜欢化学和数学,1926年获理学学士学位。在毕业之前的几个月,斯坦利拜访了伊利诺大学而且遇见了罗杰亚当教授,教授对化学的狂热促使斯坦利放弃了他成为一个足球教练的职业梦想,改为
参加研究所。他1927在伊利诺大学获理学硕士,.
1932年斯坦利转移到普林斯顿大学动物和植物病理学的实验室,在那他开始研究大量毁坏烟草农作物的一种高度传染性的病毒。虽然病毒已经在1898藉着荷兰的植物学家MartinusWillemBeijerinck的工作被识别,但是当斯坦利在1932年在他们身上开始了他的工作时候,没有人真的知道了他们是什麽,除了知道它们传染性极强和无法在一个显微镜之下观察到之外。斯坦利希望能获取一个答案,他搜寻了一吨生病的烟草植物用轮磨挤压成浓粥汁状。然后经一步步的过滤,他设法分离出烟草花叶病毒(TMV)和最后,,生成了很薄的水晶棒的病毒蛋白质,并保有了它们的感染性。但这项发现在1935受到质疑:有科学家怀疑活的生物可以以水晶的形式存在。但是斯坦利,一位使人信服的演讲者,不畏艰难,在美国和英国中的几十个科学论坛中出现为自己的结论争辩。在一年内他的发现被其他科学家证实。 
斯坦利所研究的病毒,是一种可自我复制却又像一种简单化学物质的生物,牢牢抓住了科学家的想像力。他的发现对于了解生命的本质是一个巨大的进步,而且促使人想知道是否病毒是否连接着有生命和无生命的物质。斯坦利推测病毒可能是生命在地球上的第一种形式。到1937,研究人员已经发现TMV并不如同斯坦利已经假设的一样由纯蛋白质构成;它也包含小数量的核酸RNA,后来的研究证明其中的RNA是病毒活动的关键因素。
 第二次世界大战的爆发改变了普林斯顿实验室的研究重点。有关人和实际应用更加重要,斯坦利被要求分离流行性感冒病毒而且生产一种疫苗。1945之前,他和他的同事研制出一种部分有效的新离心分离类型流感疫苗。 
对于他科学生涯的评价主要在于斯坦利对我们扩展病毒知识所作的贡献,但是对他其他方面工作的奖赏却相对地来的更早。1946年,。自他的起始发现以后的十年内,超过三百个病毒已经被确认,包括引起天花,黄热病,麻疹,肺炎,和通常的感冒病毒。许多人会把斯坦利的成就与发现细菌的Pasteur的成就相提并论。 
在收到诺贝尔奖几个月之前,,加州大学校长。在他们的交谈过程中斯坦利提到需要建立一个新的机构以便对病毒化学进行完全地研究。他的希望成为了现实,在1948年Sproul邀请他在Berkeley校园建立一间病毒实验室并且作为实验室的主任。在那儿斯坦利坚持到他退休,培养了一代病毒学家,指导完成了许多计划,这些计划对于比较进一步澄清了病毒的性质作了杰出的贡献,而且对帮助发展出许多新疫苗,其中之一就是小儿麻痹症。 
在1960年代,纽约时报形容他是"一个眼中闪烁着智慧光芒的和蔼可亲的国家大夫"。斯坦利投身于为促进癌症研究增加资金筹备而四处奔走。对于动物体内肿瘤病毒的研究使他感觉到病毒可能在人中也对许多形式的癌具有直接影响。基于这个理论,在人类癌症病症研究中所分离出的病毒被用来设计疫苗,并直接促进了对癌症宣战的计划——全国癌症行动。不幸的是1971年斯坦利在西班牙Salamanca叁加一个生化会议的时候的时候去世,几个月后全国癌症行动被批准通过。 
斯坦利主要研究病毒学。1935年首次获得病毒结晶体,证明病毒是蛋白质的。1936从结晶病毒中离析出核酸。还对流感、病毒变种及繁殖进行了大量研究。 
斯坦利因病毒蛋白酶的研究成果,1946年与萨姆纳、诺思罗普共获诺贝尔化学奖。斯坦利还曾获美国癌症学会、美国科学促进会等许多学术团体的奖金和奖章。
伊凡诺夫斯基
     1892年,伊凡诺夫斯基(DmitriiIvanowski)发现并过滤得到了烟草花叶病毒,从而开始了人们对病毒的深入研究。
   在这之后,斯坦利(Wendellstanley)成功地获得了烟草花叶病毒的结晶体,并以该项研究获得了1964年诺贝尔化学奖,该项基础研究,被誉为病毒学最重要的科学贡献之一。
弗莱明——青霉素的发现者
弗莱明AlexanderFleming生于