閻紀宇專欄:讓一條透明的蠕蟲造福全人類,記一位偉大英國科學家──蘇爾斯頓

2018-03-20 06:20

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2018年3月6日,偉大的英國科學家蘇爾斯頓(John Sulston)胃癌病逝(AP)

2018年3月6日,偉大的英國科學家蘇爾斯頓(John Sulston)胃癌病逝(AP)

這個月6日與14日,相隔8天,兩位的偉大英國科學家溘然長逝。兩人同在1942年誕生,同在1966年拿到劍橋大學博士,同在2018年過世,本文想談的不是名滿天下、生涯還被拍成電影的天體物理學奇才霍金,而是另一位不太引人注目、但貢獻同樣重要的蘇爾斯頓。

霍金(Stephen Hawking)終身仰望無垠的星空,研究無比宏觀的黑洞與宇宙學;蘇爾斯頓(John Sulston)則是細微觀察生命最重要的基本組成單位基因,兩人可謂須彌芥子、各擅勝場。

不過,霍金與諾貝爾物理學獎始終無緣,蘇爾斯頓則是在2002年笑擁諾貝爾生理學或醫學獎;霍金最重要的理論「霍金輻射」(Hawking radiation)尚無法透過觀測證實,蘇爾斯頓的成就則已造福無數世人,其中既有他的研究成果,也有他對科學原則的堅持。

蘇爾斯頓生於倫敦附近的富爾莫(Fulmer)一個牧師家庭,他在回憶錄中寫道,他開始上學之後就發現體育課是他的天敵,運動比賽是他的噩夢。他對讀書考試也不是那麼在行,唯一能激發他熱情的是科學,動手動腳的科學,他會拆解組裝電視機、玩顯微鏡、解剖死掉的鳥兒、將植物切片進行觀察。

於是蘇爾斯頓做了一輩子的科學家。他原本專攻化學,但一路向生命科學轉進,博士論文的主題是核苷酸(nucleotide)──去氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的基本組成單位。到美國做博士後研究時,更遇上兩位生物學界的貴人:開啟線蟲(C. elegans)研究的布瑞納(Sydney Brenner)與發現DNA雙螺旋結構(double helix)的克里克(Francis Crick)。

線蟲是一種非常簡單的動物,蘇爾斯頓形容為「基本上就是兩根管子套在一起」,牠全身透明,長度只有1公釐左右,細胞不到1000個,獵食細菌為生,從生到死只有14天。但是蘇爾斯頓對線蟲「一往情深」,每天在顯微鏡前觀察至少8個小時,追蹤牠如何從1個細胞分裂、發育為成體的959個細胞,記錄分析每一個細胞的變化歷程。

這樣的研究工作,對耐心與毅力是絕大的考驗,但是蘇爾斯頓做了18個月。然後呢?然後他對線蟲全部的基因──也就是所謂的「基因體」(genome)──進行基因定位(gene mapping)。線蟲雖小,牠的6個染色體擁有20470個蛋白質編碼基因(與人類差不多)、約1億個鹼基對(base pair)。1998年蘇爾斯頓大功告成,發表論文,讓線蟲成為第一個完成基因定位的多細胞生物。

更重要的是,蘇爾斯頓掌握了破解更複雜型態生物──包括人類──基因密碼的金鑰。明眼人一望即知,這把金鑰不但可以開啟一座生命知識的寶庫,在商業上更代表無窮無盡的獲利潛力,下一個目標就是人類基因定序。消息傳得很快,一名美國企業家伯克(Frederic Bourke)找上蘇爾斯頓,提議出資建立人類基因定序的資料庫,將珍貴的定序資料賣給其他科學家或企業。

一本萬利,何樂不為?可是蘇爾斯頓完完全全無法接受,堅持基礎科學研究資料必須免費公開,讓世人自由運用。他對「以科學研究資料牟利」深惡痛絕,甚至斥之為「違反道德、令人作嘔」。不難想見,蘇爾斯頓終身以社會主義者自居。

後來蘇爾斯頓成為人類基因體計劃(Human Genome Project,HGP)英國團隊的領導人,仍然貫徹同樣的理念。2000年6月HGP發布人類基因體的第一份草圖(draft)時,蘇爾斯頓原本只想以「半頁報告」簡單說明成果,昭告世人歡迎取用即可。

當然,HGP團隊後來還是在英國《自然》(Nature)期刊發表了一份65頁的論文,畢竟它號稱是「生命科學界的阿波羅登月計劃」。但是,蘇爾斯頓堅持人類基因定序資料必須公開,不能加上一道又一道專利與付費機制的鎖鏈,澤被當代與後世無數科學工作者,對於人類的福祉意義重大。我們從蘇爾斯頓身上看到,具洞察力的專注與大公無私的胸襟,造就了一位偉大的科學家。

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