走在时代前面的发现

钱开鲁

编者按

巴巴拉·麦克林托克，美国人。他的“可移动的控制基因学说”和孟德尔的“遗传法则”一样，都是“走在时代前面的发现”，这个学说给认识和攻克癌症射出了一线曙光。麦克林托克因此获得1983年诺贝尔奖。与他同时获得诺贝尔奖的科学家，还有威廉·福勒、苏布拉马尼亚姆、亨利·陶布等。

青年们一定很想了解这些科学家的研究成果及其对科学发展的意义。为了满足大家的要求，本栏特陆续发表介绍文章。因为涉及科学理论，虽然作者做了通俗的工作，还是比较深奥，但读者认真地读，是可以读懂并从中得到有益的启迪的。

五十二年前，麦克林托克在研究玉米时，发现玉米的谷粒颜色的遗传很不稳定，有时玉米粒上还会出现一些斑斑点点，这到底是什么原因呢?为了揭开这个谜，她进行了多次研究，终于发现玉米粒能否形成色素，不仅与形成色素的结构基因C有关，而且还与一个称为离解激活系统(简称DMs-AN系统)有关。同时她还发现，这个系统中还存在着两个作用不同的因子，即离解因子Ds和激活因子Ac。Ds的作用是引起附近位置的染色体发生断裂，并抑制其邻近基因的作用。但是Ds的作用以及它本身位置的转移(称转位)又受激活因子As(又称控制因子)所制约。所以当Ds转位到形成色素的结构基因C。的邻近时，C受到抑制，色素不能形成，长出的玉米粒便是白色的。但是，在谷粒形成前，如果Ds在As控制下，从结构基因C的近旁转位到别处，则C又会恢复功能，使玉米谷粒有颜色。如果Ds在谷粒形成过程中进行转位的话，则长出的玉米粒将是在白色背景上带着点点色斑的。在大量实验基础上，麦克林托克提出了“移动的控制基因学说”。即遗传基因是可以转移的，从染色体的一个位置跳到另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。但是，令她失望的是，她的理论受到了冷淡，因为根据当时的遗传学说，基因是比较稳定的，一般不易发生变化，只有在染色体发生畸变(如倒位、易位等)时，它们才发生变化。

然而，这位可尊敬的科学家并没有在逆境中退怯，她继续进行玉米杂交试验。直到六、七十年代以后，人们从细菌到哺乳动物的很多生物体中，发现有插入序列、转位子等可移动的遗传成分，科学界才接受了麦克林托克的新理论。

如今，麦克林托克的“移动的控制基因学说”已成为遗传学领域中最有希望的部门之一。它为研究遗传信息的表达和调控，基因进化与癌变等这样一些重大的生物学课题提供了新的有力的线索。目前，可移动的遗传成分与癌变的密切关系也日益明朗起来。潜伏在人体DNA中的致癌的还原病毒就被认为是一种可移动的遗传成分。它的结构、特征与其他可移动的遗传成分颇为一致。还原病毒大致可分为两类:一类是夹有致癌基因的，当这种病毒插入到人体DNA中时，就会引起癌变；另一类是不夹有致癌基因的，但当它插入到含在DNA中别的致癌基因附近时，它会促使癌基因活化而引起癌变。麦克林托克的理论给认识和攻克癌症射出了一线曙光。