10月8日,哥倫比亞大學生物科學系主任馬丁·查爾菲接到了每位科學家都渴望接到的電話——只是他睡過了。諾貝爾基金會在(紐約市)早上 6 點左右給他打電話,通知他,他和下村脩(Osamu Shimomura)以及錢永健(Roger Tsien)一起,因其在綠色熒光蛋白(GFP)方面的工作而被授予今年的諾貝爾化學獎。電話停止響起幾分鐘後,查爾菲登入了諾貝爾基金會網站,檢視他們今年表彰了哪些人,結果發現自己因幫助開發了一種可以讓科學家即時照亮和研究活細胞的工具而位列獲獎者之列。
我們坐在查爾菲在哥倫比亞大學校園的辦公室裡,討論了諾貝爾獎、GFP 以及他的其他研究。
[以下是採訪的編輯稿。]
我知道您已經多次講述了諾貝爾獎宣佈那天早上的事情,但我還想再聽一遍。您沒有料到會接到電話嗎?
不,我沒有料到。我想人們都會懷疑他們是否會被打電話。因為我是生物系的系主任,而且它(GFP)在生物學中得到了廣泛應用,所以有人質疑它是否會獲得化學獎。你不會期待它,但你確實會想。十月來臨,你開始思考這些事情。結果,就在幾天前,我一直在檢視我們家用電話上的一些留言,這個電話不在我們的臥室,而是在廚房。我一定是按了一個按鈕,[因為]突然我們的鈴聲變了,比平常的鈴聲要微弱得多。我當時想,“我真的應該把它改回原來的鈴聲。”我知道當他們宣佈這些事情時,他們會在早上五點給人們打電話。當我[10月8日]起床時,我看了一下手錶,已經六點十分了。就像我之前說的,我想看看誰是那個贏得這個獎的“倒黴蛋”。我開啟筆記型電腦,在網上檢視,結果看到了我的名字。我告訴我的妻子,“我想它發生了。”結果我是那個倒黴蛋。
事先有任何跡象表明您正在被認真考慮獲獎嗎?
不,這是完全秘密和未知的;我可以證明這一點。我有朋友和同事說,“也許是今年”,如果他們說得足夠多,你就會開始認為這可能是真的。在[今年宣佈]的前一天,我實際上收到了一位[中國學生]的電子郵件,他正在研究[秀麗隱杆線蟲],他想要一份我的論文 [1994 年發表在《科學》雜誌封面上的關於 GFP 的論文]。在他的電子郵件中,他說,“我們幾個人一直在討論明天誰將獲得化學獎,我們認為應該頒給下村脩和錢永健。”僅此而已。我給他傳送了該文章的 .pdf 檔案,並表示感謝,並告訴他也許他們也應該考慮道格拉斯·普拉舍。所以也許他有一些內幕訊息,或者他只是抱有希望。[笑] 這些事情發生之前沒有任何跡象,這有點像解讀茶葉渣。
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您第一次聽說 GFP 是在 1989 年哥倫比亞大學的 保羅·佈雷姆(Paul Brehm)(前 塔夫茨大學 研究員,現任職於 紐約州立大學石溪分校)的神經生物學講座上聽到的。您去聽這個講座時是否認為您會發現一個可以用於您的 秀麗隱杆線蟲 研究的工具?
絕對不是。保羅應邀從塔夫茨來給我們做演講。我參加研討會時並沒有期望聽到任何關於這個的資訊。坦率地說,我不記得他的研討會的其他任何內容了,因為我對進行這項實驗的可能性感到非常興奮。因為在此之前,我一直在思考透明動物大約 12 年……我對我們可以在秀麗隱杆線蟲中使用它感到非常興奮。
命運在 GFP 的發現和發展中所扮演的角色非常有趣。如果沿途有任何不同,誰知道會發生什麼?
當然,這不是定向的。所以我們能夠證明這是一種可以在許多(如果不是全部)生物體中使用的試劑。您所需要做的就是用光照射細胞,然後您會得到另一種顏色的光。我們現在終於有了一種動態的方式來觀察基因表達,觀察蛋白質定位。我們可以在生物體的活細胞中即時觀察事物,我認為,這就是 GFP 的真正優勢。
下村脩發現了這種蛋白質,沒有他的工作,什麼都不會發生。道格拉斯·普拉舍克隆了它,同樣,沒有這項工作,這項工作也不會發生。[查爾菲和他實驗室的研究人員] 能夠證明它可以作為標記在許多不同的生物學背景中使用,這為人們嘗試使用它打開了大門。羅傑大大地改進了它……使其在許多情況下都能實際使用。
您見過下村脩博士和錢永健博士嗎?您的工作是如何以下村脩博士最初(從維多利亞多管發光水母中)發現 GFP 為基礎的?
我見過他們兩人。我們從未在任何事情上合作過,因為我們的[發現]發生在不同的時間和故事的不同部分。下村脩是在 20 世紀 60 年代初發現綠色熒光蛋白的人。就我的參與而言,下一步發展是我聽說了它,並與道格拉斯·普拉舍(當時在馬薩諸塞州的伍茲霍爾海洋研究所工作)取得了聯絡。
您最早是在 1994 年 2 月發表在 科學 雜誌上的論文中闡明這一點的嗎?
實際上有一個更早的、非官方的出版物,這是一份傳送給該領域所有研究人員的通訊。這份通訊,《蠕蟲飼養者公報》,是您在 [研究發表之前] 將人們可能感興趣的內容告訴他們的地方。因此,《蠕蟲飼養者公報》的1993 年 10 月版是首次向人們普遍通報我們擁有此技術,並提出了關於如何在蠕蟲中使用它的幾個建議。
您和您的同事今年因您隨著時間推移建立的工具而榮獲諾貝爾獎,這讓我想起了那句古老的諺語,“授人以魚,只供一日之需;授人以漁,則可享一生之用。”您使用 GFP 做的事情是否就是這樣?
我同意,這很像那樣。我一直在想,正如我的幾個朋友在給我傳送的電子郵件中提到的那樣,為什麼一位生物系主任突然獲得了化學獎。我認為這說明了幾件事。首先,這實際上是對一個分子的獎勵;給一個分子頒發化學獎是相當合適的。這是一個非常了不起的分子,用途相當多。其中大部分用途都出現在化學領域。我確實將這個獎項視為 GFP 獎,而我碰巧是搭便車的人之一。還有一方面,我們擁有的“化學”和“生物學”或“物理學”和“計算機科學”這些術語有時會給那些實際上在這些事物的邊界上工作的研究人員設定不必要的邊界或障礙。我將 [該獎項] 視為也許這些障礙需要減少一些的訊號。
回到您關於 GFP 是一種工具的評論,我喜歡這個獎項的另一件事是,它是對基礎研究工作的獎勵。我認為這是為了建立許多基礎研究,以提出許多問題,其中一些與基本生物特性有關,一些與疾病有關,但現在所有這些都有了一個新的工具來完成這項工作。
這是一筆相當大的遺產。不過,GFP 不是您研究的主要方向。您的工作重點是什麼?
我主要是一個神經遺傳學家,我使用遺傳學來研究神經生物學中的問題。我主要研究的一個問題是……理解觸覺。我們知道哪些分子需要感知光——是什麼將檢測光線的訊號轉化為電訊號。我們知道氣味是如何被檢測到的。但是我們有大量的感官,我們知道訊號是什麼,但我們不知道接收器是什麼。我們不知道細胞是如何將訊號轉化為電訊號,從而說“哦,這件事正在發生”的。
我讀到您正在準備一份撥款申請。這與您開發或使用 GFP 有關嗎?
不,這是一份關於感覺細胞的發育和功能的撥款申請,我想知道我是否可以獲得延期。[笑]