10月8日,哥伦比亚大学生物科学系主任马丁·查尔菲接到了每位科学家都渴望接到的电话——只是他睡过了。诺贝尔基金会在(纽约市)早上 6 点左右给他打电话,通知他,他和下村脩(Osamu Shimomura)以及钱永健(Roger Tsien)一起,因其在绿色荧光蛋白(GFP)方面的工作而被授予今年的诺贝尔化学奖。电话停止响起几分钟后,查尔菲登录了诺贝尔基金会网站,查看他们今年表彰了哪些人,结果发现自己因帮助开发了一种可以让科学家实时照亮和研究活细胞的工具而位列获奖者之列。
我们坐在查尔菲在哥伦比亚大学校园的办公室里,讨论了诺贝尔奖、GFP 以及他的其他研究。
[以下是采访的编辑稿。]
我知道您已经多次讲述了诺贝尔奖宣布那天早上的事情,但我还想再听一遍。您没有料到会接到电话吗?
不,我没有料到。我想人们都会怀疑他们是否会被打电话。因为我是生物系的系主任,而且它(GFP)在生物学中得到了广泛应用,所以有人质疑它是否会获得化学奖。你不会期待它,但你确实会想。十月来临,你开始思考这些事情。结果,就在几天前,我一直在查看我们家用电话上的一些留言,这个电话不在我们的卧室,而是在厨房。我一定是按了一个按钮,[因为]突然我们的铃声变了,比平常的铃声要微弱得多。我当时想,“我真的应该把它改回原来的铃声。”我知道当他们宣布这些事情时,他们会在早上五点给人们打电话。当我[10月8日]起床时,我看了一下手表,已经六点十分了。就像我之前说的,我想看看谁是那个赢得这个奖的“倒霉蛋”。我打开笔记本电脑,在网上查看,结果看到了我的名字。我告诉我的妻子,“我想它发生了。”结果我是那个倒霉蛋。
事先有任何迹象表明您正在被认真考虑获奖吗?
不,这是完全秘密和未知的;我可以证明这一点。我有朋友和同事说,“也许是今年”,如果他们说得足够多,你就会开始认为这可能是真的。在[今年宣布]的前一天,我实际上收到了一位[中国学生]的电子邮件,他正在研究[秀丽隐杆线虫],他想要一份我的论文 [1994 年发表在《科学》杂志封面上的关于 GFP 的论文]。在他的电子邮件中,他说,“我们几个人一直在讨论明天谁将获得化学奖,我们认为应该颁给下村脩和钱永健。”仅此而已。我给他发送了该文章的 .pdf 文件,并表示感谢,并告诉他也许他们也应该考虑道格拉斯·普拉舍。所以也许他有一些内幕消息,或者他只是抱有希望。[笑] 这些事情发生之前没有任何迹象,这有点像解读茶叶渣。
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您第一次听说 GFP 是在 1989 年哥伦比亚大学的 保罗·布雷姆(Paul Brehm)(前 塔夫茨大学 研究员,现任职于 纽约州立大学石溪分校)的神经生物学讲座上听到的。您去听这个讲座时是否认为您会发现一个可以用于您的 秀丽隐杆线虫 研究的工具?
绝对不是。保罗应邀从塔夫茨来给我们做演讲。我参加研讨会时并没有期望听到任何关于这个的信息。坦率地说,我不记得他的研讨会的其他任何内容了,因为我对进行这项实验的可能性感到非常兴奋。因为在此之前,我一直在思考透明动物大约 12 年……我对我们可以在秀丽隐杆线虫中使用它感到非常兴奋。
命运在 GFP 的发现和发展中所扮演的角色非常有趣。如果沿途有任何不同,谁知道会发生什么?
当然,这不是定向的。所以我们能够证明这是一种可以在许多(如果不是全部)生物体中使用的试剂。您所需要做的就是用光照射细胞,然后您会得到另一种颜色的光。我们现在终于有了一种动态的方式来观察基因表达,观察蛋白质定位。我们可以在生物体的活细胞中实时观察事物,我认为,这就是 GFP 的真正优势。
下村脩发现了这种蛋白质,没有他的工作,什么都不会发生。道格拉斯·普拉舍克隆了它,同样,没有这项工作,这项工作也不会发生。[查尔菲和他实验室的研究人员] 能够证明它可以作为标记在许多不同的生物学背景中使用,这为人们尝试使用它打开了大门。罗杰大大地改进了它……使其在许多情况下都能实际使用。
您见过下村脩博士和钱永健博士吗?您的工作是如何以下村脩博士最初(从维多利亚多管发光水母中)发现 GFP 为基础的?
我见过他们两人。我们从未在任何事情上合作过,因为我们的[发现]发生在不同的时间和故事的不同部分。下村脩是在 20 世纪 60 年代初发现绿色荧光蛋白的人。就我的参与而言,下一步发展是我听说了它,并与道格拉斯·普拉舍(当时在马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所工作)取得了联系。
您最早是在 1994 年 2 月发表在 科学 杂志上的论文中阐明这一点的吗?
实际上有一个更早的、非官方的出版物,这是一份发送给该领域所有研究人员的通讯。这份通讯,《蠕虫饲养者公报》,是您在 [研究发表之前] 将人们可能感兴趣的内容告诉他们的地方。因此,《蠕虫饲养者公报》的1993 年 10 月版是首次向人们普遍通报我们拥有此技术,并提出了关于如何在蠕虫中使用它的几个建议。
您和您的同事今年因您随着时间推移创建的工具而荣获诺贝尔奖,这让我想起了那句古老的谚语,“授人以鱼,只供一日之需;授人以渔,则可享一生之用。”您使用 GFP 做的事情是否就是这样?
我同意,这很像那样。我一直在想,正如我的几个朋友在给我发送的电子邮件中提到的那样,为什么一位生物系主任突然获得了化学奖。我认为这说明了几件事。首先,这实际上是对一个分子的奖励;给一个分子颁发化学奖是相当合适的。这是一个非常了不起的分子,用途相当多。其中大部分用途都出现在化学领域。我确实将这个奖项视为 GFP 奖,而我碰巧是搭便车的人之一。还有一方面,我们拥有的“化学”和“生物学”或“物理学”和“计算机科学”这些术语有时会给那些实际上在这些事物的边界上工作的研究人员设置不必要的边界或障碍。我将 [该奖项] 视为也许这些障碍需要减少一些的信号。
回到您关于 GFP 是一种工具的评论,我喜欢这个奖项的另一件事是,它是对基础研究工作的奖励。我认为这是为了建立许多基础研究,以提出许多问题,其中一些与基本生物特性有关,一些与疾病有关,但现在所有这些都有了一个新的工具来完成这项工作。
这是一笔相当大的遗产。不过,GFP 不是您研究的主要方向。您的工作重点是什么?
我主要是一个神经遗传学家,我使用遗传学来研究神经生物学中的问题。我主要研究的一个问题是……理解触觉。我们知道哪些分子需要感知光——是什么将检测光线的信号转化为电信号。我们知道气味是如何被检测到的。但是我们有大量的感官,我们知道信号是什么,但我们不知道接收器是什么。我们不知道细胞是如何将信号转化为电信号,从而说“哦,这件事正在发生”的。
我读到您正在准备一份拨款申请。这与您开发或使用 GFP 有关吗?
不,这是一份关于感觉细胞的发育和功能的拨款申请,我想知道我是否可以获得延期。[笑]