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 2025年10月7日,发育生物学家、剑桥大学教授约翰·戈登(Sir John Bertrand Gurdon)博士在家中平静地离世,享年92岁。剑桥大学的同事和全球学者纷纷表示哀悼。

 戈登在学术生涯早期就做出了举世瞩目的发现,并于2012年荣获诺贝尔生理学或医学奖。即使已经取得这一至高荣誉,戈登依然每周去自己的实验室,继续胚胎学方面的研究,直到晚年时光。

玉保|撰文

陈晓雪|编辑

在胚胎学领域做出重要贡献

约翰·戈登的一大重要学术贡献是,通过核移植的办法,证明成熟细胞可重编程成为多能状态,改变了细胞命运不可逆转的“定论”。这一发现为克隆技术、干细胞疗法、再生医学提供了理论依据。

20世纪中期,生物学界普遍相信:一旦细胞分化,就无法逆转;神经细胞永远是神经细胞,肝细胞永远是肝细胞,细胞命运难以改变。

戈登决定挑战这个”定论”。1962年,他在剑桥大学的实验室里,做了一个“前所未有”的实验:将爪蛙的肠道上皮细胞的细胞核,移植进爪蛙的卵细胞中[1]。结果,这个“重组”的卵细胞居然发育成了一只完整的青蛙!他首次证明:成熟的体细胞核,依然拥有发育成完整个体的潜力。细胞的命运,并不是一条单行线!

戈登的大部分研究生涯是在剑桥大学MRC 分子生物学实验室和动物学系度过的。1989年,他成为剑桥大学惠康/CRC细胞生物学和癌症研究所的创始成员之一。为了表彰他的贡献和持续的影响力,2004年该研究所以他的名字命名。该研究所旨在用发育生物学的基础研究,推动癌症和疑难疾病的诊疗。

戈登获得的荣誉很多:英国皇家学会院士(FRS, Fellow of the Royal Society 1971),美国国家科学院院士 (1980),英国皇家学会达尔文奖章(Darwin Medal 1985年),英国皇家学会科普利奖章(Copley Medal 2003),拉斯克奖(Albert Lasker Award 2009),2012年诺贝尔生理医学奖(与山中伸弥共享)等等。因对发育生物学的贡献,1995 年他还被英国女王授予爵士称号。

约翰·戈登爵士在2012年12月10日于斯德哥尔摩音乐厅接受诺贝尔奖时的照片。版权所有 © Nobel Media AB 2012 摄影:Alexander Mahmoud

作为剑桥大学教授,戈登在长达半世纪的时间里,培养了大量发育生物学与干细胞学领域的领军学者。他的学生遍布全球,例如发育生物学家爱德华·德·罗伯蒂斯(Edward De Robertis,UCLA),干细胞生物学家道格·梅尔顿(Doug Melton,Harvard),分子生物学家马文·威肯斯(Marvin Wickens), 劳伦斯·科恩(Laurence Korn),斯图尔特·韦斯布罗德(Stewart Weisbrod), 罗恩·拉斯基(Ron Laskey), 谭秉亮(Patrick Tam), 詹妮弗·尼科尔斯(Jennifer Nichols)等等。许多学生后来继续开拓胚胎学领域,延续了他的学术谱系。 

从古典学到生物学专业

戈登的中学经历让人津津乐道。在著名的伊顿公学 (Eton College) 读书时,他的成绩不太好。15岁那年,他的生物学老师给他写了一份课业评价[2],“我认为戈登想成为一名科学家,以他现在的表现来看,这完全是荒谬的;如果他连简单的生物学事实都学不会,他根本没有机会做专业工作,这对他和对我们来说都纯属浪费时间”。 

戈登将这份“刺人”的报告装裱起来并解释说,当实验不顺利时,看到这份报告能提醒自己,也许老师是对的,从而保持谦逊的心态,并激励自己继续努力。“别让别人定义你的潜能”。 

1949年,伊顿公学老师对他的课业评价。图源:www.nobelprize.org

中学学业不顺,戈登被移出理科班,转而学习古希腊语和拉丁语等古典学。但他对昆虫和蝴蝶的兴趣从未消退。他先以古典学的成绩被牛津大学录取。他想在牛津攻读昆虫学博士,但被该系拒绝了。他认为这反而是他一生中一个幸运的转折,因为当时昆虫学并没有比较深刻的科学问题。幸运的是,他被发育生物学家、迈克尔·菲施贝格(Michaïl Fischberg)博士的实验室接收,从而开启了胚胎学领域的学术生涯。

当年轻的戈登在牛津大学找到菲施贝格这位优秀的博士导师时,这无疑是快乐的一天。菲施贝格有一个有趣的科学背景:他在苏黎世跟随恩斯特·哈多恩(Ernst Hadorn)学习,而恩斯特·哈多恩又在伯尔尼师从弗里茨·巴尔策(Fritz Baltzer),而弗里茨·巴尔策又曾在维尔茨堡师从特奥多尔·博韦里(Theodor Boveri)。欧洲细胞生物学的大部分可以追溯到博韦里或汉斯·(Hans Spemann)。博韦里和斯佩曼,造就了20世纪许多成功的发育生物学家[3]。

1956年,导师菲施贝格建议戈登尝试在非洲爪蛙中进行体细胞核移植研究。蛙类的细胞核移植技术当时已由布里格斯和金(1952)实现。在克服了技术熟练度等障碍之后,戈登的研究进展异常迅速,那时候他也异常勤奋。作为博士课题,他成功地将爪蛙的肠上皮细胞(充分分化的细胞)核移植到其去核卵子中,最终这些蝌蚪发育正常,性成熟并有可育后代。他发表了题为“可育肠细胞核”的论文。这是一个决定性的证据,证明人体所有细胞都包含相同的完整基因组。这解答了发育生物学领域一个长期存在的重要问题。

在戈登的科研生涯中,他从未脱离自己的实验台,用显微镜、显微操作器和非洲爪蛙卵细胞进行系统的研究。他为整个爪蛙研究领域奠定了基调,这个领域的许多教授至今仍在亲手做实验。戈登培养了众多科学家,可以说爪蛙发育领域的大多数成果都与他的学术谱系有关联。

1980年剑桥大学的戈登实验室成员。上排:Doug Melton(研究生)、Marvin Wickens(博士后)、William Earnshaw(Laskey的博士后)、Eddy De Robertis、Ruth Longthorne(技术员)、Richard Harland(Laskey的研究生)、Kazuko Nishikura(Eddy的博士后)、Laurence Korn(博士后)、Stewart Weisbrod(博士后)、John Gurdon(46岁)和Julian Wells(来自澳大利亚的学术访问学者)。下排:Sue Whytock(戈登的技术员)、两位年轻女士、Barbara Rodbard(秘书)和Jeff Partington(博士后)。图源:剑桥大学

日常生活

戈登出生在英格兰南部,萨里郡和汉普郡边界的弗伦舍姆村。他的母亲玛乔丽·拜亚斯(Marjorie Byass,埃尔西·戈登)出身于东约克郡的一个农民家庭,曾经是当地的小学老师,业余致力于提升当地女性教育程度。戈登的父亲威廉·戈登(William Gurdon)出身于萨福克郡的戈登家族,该家族的家谱可以追溯到1199年。其家训是“ virtus viget in arduis ”(美德在逆境中蓬勃发展)。戈登的父亲是一位银行家,40多岁退休。戈登还有一个妹妹,卡罗琳(Caroline)。

童年时期,戈登对植物和昆虫有着浓厚的兴趣。在课余时间,他都在收集蝴蝶和飞蛾,饲养了各种毛毛虫。13岁时他开始在伊顿公学寄宿。他发现那里的生活极难适应,因为高年级的男生专横跋扈,不放过低年级学生的小过失。在学校为了不被欺负,他开始打壁球,凭借努力成为了这项运动的队长。在校期间,他继续对鳞翅目昆虫保持着浓厚的兴趣,从幼虫阶段就开始饲养大量的飞蛾[2]。

1953年,戈登进入牛津大学读本科,在读期间发现了职业生涯中的第一个科学发现——锯蝇新种。这是在英国首次发现的锯蝇物种,发表在1954年的昆虫学杂志上。1956年他从牛津大学本科毕业,开始了研究生学习,并于1960年获得博士学位。随后他在加州理工学院完成2年博士后,主要从事噬菌体研究。随后他回到英国牛津,在那里结识了企业主的女儿简·伊丽莎白·柯蒂斯(Jean Elizabeth Curtis),并与她结婚。他们育有两个孩子,奥雷亚(Aurea)和威廉(William)。

非典型知识分子

戈登视自己为极度缺乏知识分子气质的人。他喜欢动手做研究,而非旁观他人。他很少去剧院或音乐厅,也讨厌读书。他喜欢体育运动,早年喜欢滑雪和壁球,后来开始打网球。他一生游历广泛,尤其喜欢登山和观赏高山植物。他爬过印度的高山,登顶过美国洛基山最高的山峰之一,也曾翻过新几内亚的山脉。

戈登的学生、哈佛大学干细胞研究所的梅尔顿(Doug Melton)博士,在2024年的采访中说道,“对戈登来说,科学研究是一段美好的人生历程,他认为每个人都应该参与其中。他培养了整整一代科学家。世界各地的知名大学里都有他的学生”。梅尔顿博士曾于1975-1980年在戈登的实验室攻读博士。“戈登证明了细胞核保留了所有基因,”梅尔顿博士说,“通过细胞核重编程,你可以让它们回到最初(年轻)状态”。

戈登在谈及剑桥卡文迪什实验室(分子生物学实验室)产生多位诺贝尔奖得主的现象时,他开玩笑地总结:“你需要一个好的茶水间(You need a good tearoom)”,强调了非正式交流和合作环境的重要性。

参考文献:

[1] Gurdon JB. The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. Journal of Embryology and Experimental Morphology, 1962; 10: 622–640.(戈登最重要的论文之一)

[2]https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/gurdon/biographical/

[3] Edward M De Robertis. Lessons from a Great Developmental Biologist. Differentiation. 2014;88(1):3–8.

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饶毅、鲁白、谢宇三位学者主编的《赛先生》 ── 与科学同行,关注科学与文化。关注请加微信号:iscientists

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