2006 年夏天，馬歇爾·W·尼倫伯格偶然看到了一本剛剛出版的著名分子生物學家的傳記。書名是《弗朗西斯·克里克：遺傳密碼的發現者》。
“太糟糕了！”他想。“這是錯的——真的是完全錯誤！”
尼倫伯格本人與另外兩位科學家一起，因“他們對遺傳密碼的解釋及其在蛋白質合成中的作用”而獲得了 1968 年諾貝爾生理學或醫學獎，而他的兩位共同獲獎者都不是克里克。（他們實際上是羅伯特·W·霍利和哈爾·戈賓德·科拉納。）
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這一事件證明了名聲的無常。正如尼倫伯格從長期而痛苦的經歷中得知，在其他地方也看到了類似的錯誤歸因，這絕不是一個孤立的例子。遺傳密碼的破譯是分子生物學中最重要的進展之一，僅次於 1953 年克里克和詹姆斯·D·沃森發現的 DNA 雙螺旋結構。但儘管他們是家喻戶曉的名字，馬歇爾·尼倫伯格肯定不是。
80 歲的尼倫伯格現在是美國國立衛生研究院 (NIH) 的實驗室主任，他在那裡度過了他的整個職業生涯。他原本普通的科學辦公室因其裝裱的實驗室筆記本副本而與眾不同，這些筆記本記錄了他遺傳密碼工作的成果。許多原始檔案和他在這項研究中使用的一些儀器在美國國立衛生研究院臨床中心一樓的“破譯遺傳密碼”展覽中展出。
“人們在 20 世紀 50 年代就假設存在遺傳密碼，”尼倫伯格說。“但是沒有人知道蛋白質是如何合成的。沒有人知道它是如何完成的。”
當尼倫伯格於 1957 年以生物化學博士後的身份來到 NIH 時，破譯遺傳密碼並不是他議程上的首要事項。儘管他雄心勃勃，但破譯生命語言似乎是一個太令人畏懼的專案——至少最初是這樣。
考慮一下這個問題。DNA 分子內部的資訊由核苷酸鹼基腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤和胞嘧啶（A、T、G 和 C）編碼。這四種核苷酸的完整序列，在鏈上上下以幾乎無限的組合執行，構成了構建生物體的分子資訊。每個三個字母的核苷酸序列（或密碼子）代表一個特定的氨基酸。例如，GCA 編碼丙氨酸，它是動物生物體中發現的 20 種不同氨基酸之一。細胞機制將氨基酸串在一起，形成構成生物體的蛋白質。因此，破譯遺傳密碼的任務簡化為找出哪些確切的三字母序列代表哪些精確的氨基酸的問題。
1955 年，克里克本人試圖解決這個問題，不是透過實驗，而是主要透過思考，就像密碼分析員可能試圖破解編碼資訊一樣。他一無所獲，放棄了嘗試。（今天人們可能將密碼的發現歸功於克里克，因為他的理論努力，並且因為他在 1966 年根據其他人的實驗，繪製了第一批完整密碼圖表之一。）
尼倫伯格大約在 1960 年開始研究密碼，但他首先必須面對一個初步問題。“我的問題是，DNA 是否直接讀取到蛋白質？” 他知道，DNA 位於細胞核中，而蛋白質合成發生在細胞質中。因此，要麼 DNA 本身離開細胞核，要麼某種中間分子離開——我們現在稱之為信使 RNA。“所以我當時問的問題是，信使 RNA 是否存在？我想，如果我從大腸桿菌中製造一個無細胞蛋白質合成系統，並在其中新增 DNA 或 RNA，那麼我就會看到它們是否刺激蛋白質合成。”
所謂的無細胞系統是實驗生物學中最奇特的工具之一。也稱為細胞液，它是大量去除膜的細胞，結果是大量的遊離細胞質，其中原始細胞器和其他結構在很大程度上保持完整和功能。1960 年末，尼倫伯格和加入尼倫伯格實驗室的 Heinrich Matthaei 發現，將 RNA 放入無細胞系統中會導致其合成蛋白質，但新增 DNA 則不會。
那麼，RNA 是指導蛋白質產生的分子。在某個時候，尼倫伯格假設，如果他可以將特定的、已知的 RNA 三聯體引入無細胞系統，並且如果該系統透過合成不同的氨基酸來響應，那麼他將擁有開啟遺傳密碼的鑰匙。NIH 的其他人正在製造合成核苷酸鏈，即重複相同鹼基的長鏈分子：AAAAA ...（也稱為 poly-A）；TTTTT ...（poly-T）；等等。
尼倫伯格獲得了一定量的 poly-U（在 RNA 中，尿嘧啶取代了 DNA 的胸腺嘧啶），他寫了一份實驗方案供 Matthaei 執行。因此，在 1961 年 5 月的一個深夜，Matthaei 將一定量的 poly-U 新增到無細胞系統中。
這是一個歷史性的時刻：細胞液透過大量產生氨基酸苯丙氨酸做出反應。一個密碼子已被破譯，三聯體 UUU 成為生命化學詞典中的第一個詞。
“那真是太令人震驚了，”尼倫伯格今天回憶道。
他於 1961 年 8 月在莫斯科舉行的生物化學大會上宣佈了這一結果。此後不久，尼倫伯格遇到了競爭：紐約大學醫學院的諾貝爾獎獲得者塞韋羅·奧喬亞也建立了自己的實驗室並開始破譯密碼。奧喬亞一直持續到 1964 年，當時在美國化學學會的一次會議上，他和尼倫伯格都發表了講話。那時，每位科學家都發現了許多密碼子的鹼基組成，但沒有發現序列。奧喬亞首先發言，並報告了其中一些密碼子的組成。“我是下一位發言人，”尼倫伯格回憶道。“我描述了一種簡單的測定方法，可用於確定 RNA 密碼子的核苷酸序列。然後奧喬亞停止了對遺傳密碼的研究。”
到 1966 年，在霍利和科拉納的關鍵貢獻的幫助下，尼倫伯格已經確定了所有遺傳密碼的 64 個三核苷酸的組成和鹼基序列。由於這項成就，他於 1968 年分享了諾貝爾獎；然而，他不知何故成為了被遺忘的遺傳密碼之父。
為什麼？“我想是性格吧，”尼倫伯格說。“我很害羞，不愛出風頭。我喜歡工作，而且我從沒有刻意宣傳自己。克里克告訴我我很蠢，因為我從不追逐聚光燈。” 此外，沃森和克里克的發現產生了一個簡單、視覺上令人驚歎的影像：閃閃發光的分子螺旋樓梯。相比之下，遺傳密碼是一個由令人望而生畏的化學名稱、密碼子和複雜的分子功能組成的迷宮——公關人員的噩夢。
反正，在尼倫伯格自己的想法中，他有比提升自己的聲譽更重要的事情要做。他將自己的才華轉向大腦。特別是，他想發現軸突和樹突在胚胎髮育過程中是如何找到彼此的，以及它們是如何正確連線的。
為了找出答案，他和他的同事建立了數千種神經細胞系，包括肌肉和神經的雜交細胞。他發現，透過電刺激神經細胞，他可以記錄到與橫紋肌細胞突觸的反應——這相當於 18 世紀路易吉·伽伐尼讓青蛙肌肉運動的細胞水平。對果蠅的實驗揭示了四個新基因 NK-1 到 NK-4 的存在，這些基因調節稱為成神經細胞的胚胎神經細胞的分化。
在過去的 20 年裡，尼倫伯格在神經生物學領域發表了 71 篇出版物。但儘管如此高產，這些研究可能永遠無法超越他對 A、T、G 和 C 語言的破譯。他對自己不因此而出名似乎並不在意。“破譯遺傳密碼真是太有趣了，”他說。“我的意思是，這真的很激動人心。” 名聲可能是短暫的，但只要生命存在，遺傳密碼就會永存。