諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)名人堂121

1978：阿爾伯

       沃納·阿爾伯（Werner Arber, 1929.6.3～ ) ，瑞士分子生物學(xué)家、遺傳學(xué)家。

       阿爾伯出生于瑞士格朗尼森的阿爾高，曾在阿爾高大學(xué)預(yù)科學(xué)習(xí)，1953年畢業(yè)于蘇黎世瑞士聯(lián)邦工學(xué)院，1953-1958年任日內(nèi)瓦大學(xué)生物物理實(shí)驗(yàn)室助理研究員，1958年獲日內(nèi)瓦大學(xué)博士學(xué)位。1960-1970年任教于日內(nèi)瓦大學(xué)，1965年任分子遺傳學(xué)教授。1970-1971年，任美國(guó)加利福尼亞大學(xué)分子生物學(xué)系特邀研究員。1971年起，任巴塞爾大學(xué)微生物學(xué)教授。2010年，教皇本篤十六世任命他為教皇科學(xué)院院長(zhǎng)，他一直擔(dān)任該職位到2017年。

      薩爾瓦多·愛德華·盧里亞（Salvador Edward Luria，1969年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主）曾在實(shí)驗(yàn)中觀察到，噬菌體不僅能誘發(fā)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的突變，而且其本身也會(huì)發(fā)生突變，阿爾伯對(duì)這個(gè)現(xiàn)象也深感興趣。20世紀(jì)50年代末60年代初，他與同事在盧里亞的研究基礎(chǔ)上，對(duì)噬菌體在寄生體內(nèi)發(fā)生的可遺傳的突變做了進(jìn)一步的研究。

       阿爾伯利用噬菌體研究紫外線對(duì)生物體基因突變的影響，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌感染噬菌體有的繁殖，有的不繁殖。通過進(jìn)一步的研究和推理，他認(rèn)為噬菌體進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后，細(xì)菌細(xì)胞能夠釋放出一種酶，這種酶一旦發(fā)現(xiàn)外來的DNA（噬菌體），便將其切割、分裂，使之大部分或全部失活，以此遏制噬菌體在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的生長(zhǎng)與存活，從而保護(hù)自己。他將這種酶稱為DNA限制性內(nèi)切酶。

       經(jīng)過進(jìn)一步的深入研究，阿爾伯對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。他認(rèn)為通過噬菌體感染而進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞的DNA分子能被細(xì)菌識(shí)別而分解，細(xì)菌本身的DNA則由于已被自己的甲基化修飾酶所修飾（甲基化）而免于被分解，而這種甲基化修飾酶對(duì)同一菌株的噬菌體DNA也有保護(hù)作用，使其正常繁殖，即“解除限制”。于是，當(dāng)少數(shù)噬菌體在沒有被分解以前就已經(jīng)被修飾了，那么這些噬菌體經(jīng)釋放后便能有效地感染同一菌株的細(xì)菌。研究表明，被甲（或乙）這一菌株所修飾的噬菌體只能有效地感染甲（或乙），而不能有效地感染乙（或甲），說明各個(gè)菌株的限制性內(nèi)切酶對(duì)于外來DNA的限制作用常常具有專一性。

       阿爾伯首次從理論上提出了DNA限制性內(nèi)切酶的存在，并且認(rèn)為人類可以運(yùn)用DNA限制性內(nèi)切酶對(duì)重要遺傳物質(zhì)DNA分子的特定部位進(jìn)行切割，為不同DNA之間的連接創(chuàng)造必不可少的條件。1968年，阿爾伯等人還成功地分離出I型DNA限制性內(nèi)切酶，但是這種酶切割DNA分子的效果并不是像預(yù)期那樣好。

      在阿爾伯研究的基礎(chǔ)上，美國(guó)微生物學(xué)家漢彌爾頓·奧塞內(nèi)爾·史密斯（Hamilton Othanel Smith)發(fā)現(xiàn)了切割DNA分子效果非常好的II型限制性內(nèi)切酶（Hind II）。此后，美國(guó)分子生物學(xué)家丹尼爾·那森斯（Daniel Nathans）利用Hind II來測(cè)定DNA堿基排列順序，并作為分離DNA的工具，首次成功完成了DNA的人工切割。史密斯和那森斯的工作證實(shí)了阿爾伯的理論，阿爾伯由此成為現(xiàn)代生物技術(shù)工程這個(gè)新學(xué)科的先驅(qū)者。

      DNA限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)和制備成功，為基因切割提供了有效手段，從而為重組DNA技術(shù)的創(chuàng)立和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，也為現(xiàn)代生物工程技術(shù)的建立和發(fā)展展示了美好的前景。同時(shí)人類可以利用限制性內(nèi)切酶，來發(fā)現(xiàn)和預(yù)防多種基因遺傳性疾病。

      因發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶及其在分子遺傳學(xué)方面的應(yīng)用，阿爾伯和史密斯、那森斯共同獲得了1978年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

作者簡(jiǎn)介：

王平，南京醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)史研究中心客座教授，中華醫(yī)學(xué)集郵研究會(huì)副會(huì)長(zhǎng)。