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【科普】青年一代学习的榜样——诺贝尔之Pete

2006年7月2日--7日第15届世界药理学大会在北京召开。在此期间,我非常有幸能与
2003年诺贝尔化学奖得主,Duke University 副校长,细胞生物学教授彼得?阿格雷教
授( Professor Peter Agre) 面对面交流。Peter Agre 教授与水通道的故事,教授
丰富的人生经历和对科学不懈的追求,给了我很多启示。

Agre教授1949年出生于美国,他的祖父辈们在19 世纪末从瑞典和挪威移民到了美国。
其父Courtland Agre毕业于University of Minnesota 获得了化学学士和博士学位。二
战期间曾是3M company 即明尼苏达矿务及制造业公司的化学专家,负责实验室合成多
聚物。二战后先后成为St. Olaf College和Augsburg College化学系的一位老师。
Courtland Agre假期喜欢把孩子们带到他的实验室,做些奇妙的“魔术”(如向加入可
变色的酸碱指示剂的水中加入酸或碱以改变水的颜色),激发孩子们探求科学奥秘的情
趣。Agre教授选择科学研究这条路和童年时父亲的影响不无关系。

童年时另一位对Agre教授影响很大的人是其父之友莱纳斯?鲍林(Linus Pauling)。
Linus Pauling教授是美国著名的化学家。这位大师曾在Agre教授家小住几日。1954年
Pauling教授因阐明了化学键的本质和分子结构的基本原理获诺贝尔化学奖。二战后他
又因不遗余力地反对核试验,坚决反对“以任何形式的战争作为解决国际冲突的手段”
获得1962年诺贝尔和平奖。他也是迄今仅有的两度单独获得诺贝尔奖桂冠的人。

虽然是细胞生物学的教授,Peter Agre教授不是一个科班出身的分子生物学研究者。
1967年至1970年,他就读于Minneapolis ,Augsburg College 的化学专业,并获得学
士学位。1970年至1974年,进入Johns Hopkins University School of Medicine 获医
学博士学位,并在1981年获得医师执照。Peter是徒步长途旅行爱好者。能从临床医学
转而从事基础方面的研究,最开始是因为在John Hopkins读书时Peter对由一种大肠杆
菌某个特定株分泌类似于霍乱毒素可以引起许多旅行者腹泻的蛋白质产生了兴趣,于是
他就在John Hopkins 感染疾病组Brad Sack 的实验室里开始纯化这一大肠杆菌毒素。
1974年至1975年期间Peter在Johns Hopkins 药理学系Pedro Cuatrecasas的实验室进行
博士后的研究。Pedro Cuatrecases 的实验室成员来自世界各地。Peter 被这一充满活
力,配合默契的团队吸引。最终Peter 成功的纯化了整个毒素,更重要的是Peter 决定
以将生化技术研究医学问题作为自己一生的追求。

1984年,Peter 在Johns Hopkins Hospital的the old Blalock Building 里建立了第
一个自己的实验室。当时作为血液学系的一位老师,Peter 和助手Andy Asimos 开始研
究spherocytosis(球形红细胞增多症),并在Nature 和 New England Journal of
Medicine 上发表了相关文章,证明血影蛋白 spectrin 缺乏与临床上 spherocytosis
的严重程度有关。

当时虽然Rh血型中Rh抗原的重要性已经被广泛承认,但Peter 从Wendell Rosse 这位就
职于Duke Medical Center 的朋友那里得知Rh抗原分子特性是完全未知的。鉴于已经报
道了Rh血型人的红细胞中存在一个32kDa 多肽,Peter 开始将一部分研究重点转向Rh
抗原上,希望能够通过分离此多肽鉴定Rh抗原的组成。此时 Peter的技师由Andy 换成
了 Barbara Smith,一位前血库技师,但他们的工作进展的很顺利。很快他们成功得分
离得到两种膜蛋白,一个是32kDa Rh 还有一个28kDa 的未知蛋白。从此,Peter 的研
究领域开始扩展,研究小组开始集中主要精力研究Rh抗原,但是对于那里未知的 28kDa
蛋白并没有放弃研究。

1988 至1989,Peter在Carnegie Institution of Washington 的胚胎系,Steven L.
McKnight的实验室里度过了他的休假年。当时McKnight教授在DNA转录因子方面成绩斐
然,已经是位分子生物学界的重要人物。Peter在这一年里有了非常大的收获,他学会
了研究DNA的有关技术,这对他今后研究理解DNA转录因子相互作用有着巨大的帮助作用。

回到自己的实验室后,Peter就开始进一步研究那个未知的蛋白。他的助手Barb和博士
后 Brad Denker 根据该蛋白在N-十二酰甲基甘氨酸相对不溶性,研究出一个从人红细
胞膜上简单纯化此蛋白的方法。令人惊讶的是这个28kDa 蛋白在红细胞膜(大约每个细
胞200,000个拷贝),肾近曲小管和髓袢降支大量存在。通过确定纯化后N端序列,可以
确定这个未知蛋白与牛眼晶状体,果蝇大脑,细菌和植物等多种来源的蛋白有关。
Peter猜测这可能是类似通道的蛋白。他曾与许多科学家讨论过这个蛋白的功能,但所

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