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德尔布吕克本是德国人,曾就读于著名的哥廷根大学,这时正在丹麦玻尔的实验室里工作。
当时他听了玻尔的讲话,忽然觉得和物理学相比,生物学的微观世界还远没有被人涉足,而物理学的一些研究方法和原理正可以用于这门新学科。
生理现象比物理现象复杂,这原因就是它是生命的体现,而生命之谜正在遗传这一点,这是一个多么诱人的题目。
于是,德尔布吕克暗下决心,改弦更张,由物理学转入生物学研究。
这次大会不久,欧洲大陆战云密布,科学家们纷纷避难美国。
前面我们说到玻尔也去美国参加研究原子弹了,他的学生德尔布吕克也到了美国,但是他并没有参加曼哈顿工程,而是一头扎到摩尔根的研究基地——加利福尼亚理工学院。
这时他看到实验室里在使用一种“噬菌体”
做细菌和病毒研究的材料。
这噬菌体是一种病毒,它的结构简单得出奇。
它有一个六角形的头,头部中心含有DNA,头部后面拖着一条尾巴,尾巴梢上又有6根尾丝。
当噬菌体感染细菌时,先用6根尾丝牢牢地黏附在细菌壁上,这时它的尾部放出一种酶,把细菌的细胞壁溶解开一个洞,然后就可钻入。
噬菌体与其他生物的细胞染色体的基因有一样的物理、化学属性,但是它又极简单,就是一层蛋白质外壳包了一组基因,而且它繁殖得很快,侵入大肠杆菌内后,只要20分钟就可繁殖数百个后代。
德尔布吕克见到这东西心中不觉一喜。
选择最简单而又典型的对象来研究,不是物理学中常用的方法吗?要研究自由落体规律,就用一枚石子;要研究原子结构就先从只有一个质子、一个电子的氢原子入手;现在要研究基因,何不就从这个噬菌体身上突破呢?
噬菌体头部含有DNA,其他部分都是蛋白质,现在的问题是要区分它进入大肠杆菌后是靠哪一部分遗传繁殖的。
好个搞原子物理的德尔布吕克,他立即从物理学的武库里借来了放射性同位素标记法,和生物学家赫尔希等人设计了一个极妙的试验。
1945年薛定谔(左)在都柏林
原来DNA中只存在磷,不存在硫,而蛋白质中大多是硫,只有极少的磷。
于是他们用放射性磷(32P)和放射性硫(35S)来分别给DNA和蛋白质做了记号,然后用做了记号的噬菌体去感染大肠杆菌。
带有放射性的噬菌体就像背了一个发报机一样,人们随时可以接收到它发回的信号,掌握其行踪。
果然,这一着很灵。
他们发现,当噬菌体侵入细菌内部时是将身体外壳留在细胞壁外,而将DNA渗入细胞内,这通过记录到的32P和35S就可以分得一清二楚,确实是只有DNA进入大肠杆菌内。
但是20分钟后生成的噬菌体仍和原来一模一样,这就再清楚不过地证明只有DNA才是真正的遗传物质,执行遗传任务的并不是蛋白质。
德尔布吕克因这项发现而获得1969年的诺贝尔医学和生理学奖。
他半路出家,善借他山之石,终于有了殊勋,被后人尊称为“分子生物学之父”
。
DNA就是遗传物质,那么它是一个什么样的结构,怎样实现遗传的呢?这个生物学中的大难题却又是一个物理学家首先来做答案。
读者还记得,1900年这个年头发生了两件事,一是孟德尔遗传学说被重新发现,二是普朗克创立能量子概念。
想不到四十多年后这两条各不相干的河却流到了一起。
1944年,量子力学家薛定谔(1887—1961年)写了一本研究生物学的书《生命是什么》。
他指出,遗传物质可能是由基本粒子连接起来的非周期结晶。
它就像电报中的电码,通过“·”
和“—”
组合成一种密码,这种生命的密码被复制,传给后代,这就是遗传。
真是无独有偶,薛定谔这本书和玻尔的那篇演讲同样出手不凡,很快成为名著广为流传。
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