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科学中的先驱:Barbara McClintock

通过|2021年3月29日,

这是一个关于坚持的故事,芭芭拉·麦克林托克用她有争议的观点动摇了遗传学的基础,形成了我们对“跳跃基因”和基因组动态本质的理解。

插画由Kieran O 'Brien

芭芭拉麦克兰特港,一个最着名的科学家,最闻名于她的发现“跳跃基因,通过做出远远超出我们当时理解的发现,挑战了遗传学现有的范式- - - - - -这使她获得了1983年的诺贝尔生理学或医学奖,使她成为首位获得诺贝尔奖但没有与别人分享的女性。

在20世纪的大部分时间里,科学家们相信基因是染色体上的稳定实体,固定在一个长长的线性模式中,就像串珠固定在一根弦上。麦克林托克使用她信赖的显微镜和染色技术来可视化染色体,用玉米作为她的模型生物来证明基因组比以前认为的更有活力- - - - - -发现,虽然开创性,所以科学的社区几年接受。

早期的兴趣导致了终生的热情

她在细胞遗传学领域的终身兴趣 - 染色体的研究及其遗传表达 - 在她的本科生生涯中开始,她于1919年开始于康奈尔大学作为生物学专业。当时,遗传学是一个相对较新的领域,康奈尔队仅在主题中提供本科课程,但麦克兰特省立即采用,最终完成硕士学位和博士学位。具有细胞学,遗传和动物学的专门。

毕业后,她花了几年时间在玉米遗传学方面做出了重大发现,包括与研究生哈里特·克莱顿(Harriet Creighton)发表的一篇关键论文,题为玉米细胞学与遗传交叉的相关性研究,他们认为染色体是遗传学的基础。

“我对我所做的事情很感兴趣,我很难在早上起床并参加它,”她说她的工作。

但麦克兰托克最终离开,因为她无法在康奈尔获得教授,当时没有雇用女教授(除非它在家庭经济部门)。1936年,她被聘为密苏里大学助理教授,在那里她住了五年。然而,传记来源表明,1941年,她发现了1941年的教学分散,所以左派学术界,然后加入了由卡内基机构资助的研究机构加入了冷泉港实验室,于1944年。

根据她在该领域已经完成的工作,她在42岁时当选为美国国家科学院于1944年,并于1945年,她当选为美国遗传学会的第一位女总统。

超前于她的时代

这是在寒春港的早期几年,麦克兰特港开始研究玉米中发现的颜色模式以及它们与植物的遗传学相关的颜色模式。在这些实验中,她养殖玉米植物与具有显性白表型的植物进行隐性棕色表型(导致棕色核)(导致白核)。在接受的遗传学理论下,后代应该只有白核,因为这是主要基因。但是,这一代是白色与一些棕色斑点

她指出,由于1910年研究中提出的(尽管没有任何实际证据),经常发生这种变化太过频繁地发生了不稳定的遗传突变的结果。那么,导致看似随机变异的原因是什么?

利用显微镜,麦克林托克能够追踪玉米的色素变化,这使她能够跟踪特定基因在染色体内不同位置的运动,在那里它们会可逆地影响邻近基因的行为。这意味着,一些基因实际上可以在染色体周围移动,根据某些控制元素开启或关闭身体特征,而不是被固定在一个位置上,一代一代地提供相同的遗传指令。麦克林托克创造了这些基因“转座子”或“跳跃基因”。

当她于1951年在一个冷泉港研讨会上展示了她的发现时,她得到了极端怀疑,甚至来自同龄人的敌意。“当我发现他们不明白时,我很震惊;没有认真对待它,“她说。“他们以为我很疯狂,绝对生气。”

她的想法是激进的,违背了当时公认的知识,许多人发现她的结果太抽象和模糊,难以理解。不幸的是,这导致了许多人对她的工作不屑一顾或忽视,尽管她继续着她的研究,一个深深的失望使麦克林托克停止了发表她的研究成果和讲课。

也就是说,直到1960年由François·雅各布和Jacques Monod在1960年描述了类似的现象,并且科学界终于开始验证了一些早期的结果。在此之后,McClintock收到了许多赞誉和奖项,在1983年诺贝尔奖35年后发布了一篇关于转子的第一篇论文。

“我就知道我是对的,”她说后来说。“那些被如此随意地扔向自己的证据的人,都会得出我所做的结论。”

麦克兰托克的调查结果对我们对遗传学的理解至关重要,为医学,生物学和超越的更多发现提供了基础。她的故事是持久性之一,受到了对她的主题的爱。即使退休后,她仍然活跃于科学,参加年度冷春天港口研讨会和研讨会,直到她于1992年在90岁时去世。

参考:

麦克雷涅SB。2001.诺贝尔科学奖(Carol Publishing Group,Sefaucus,NJ),第144-174页。

Moore JA, McClintock (1987) in The Discovery and Characterization of Transposable Elements.《科学通报》。《芭芭拉·麦克林托克文集》,加兰出版社,纽约,第7 - 11页。