桑格成功的故事

双诺贝尔奖得主弗雷德·桑格回忆他在实验室里,把他的成功归因于他在板凳上度过的。艾玛·戴维斯的报告

那些取得伟大的事情经常建议人们要追寻自己的梦想,如果他们想要达到成功的相同的令人眩晕的高度。弗雷德·桑格,他是唯一一个两次获得诺贝尔化学奖,也不例外。1958年诺贝尔演讲中,桑格建议学生观众尽可能遵循这些梦想,试着让你感兴趣的东西,你觉得是值得的。

在他的整个职业生涯,桑格是引导他几乎完全由真正感兴趣。他喜欢胡闹的实验室,他踢出了做实验。第一个让他在1955年发现胰岛素的完整结构,他在1958年获得诺贝尔奖。本能然后带他沿着不同的轨迹DNA研究和他的第二个诺贝尔在1980年授予的所谓的桑格测序- DNA解码技术,成为世界著名的基因组研究和革新。

科学的开端

桑格在1918年出生在英国格洛斯特郡。他的父亲是一个全科医生,他会追随他的脚步,如果不是事实,他目睹了起初的手工作,认为这是“不是非常愉快和要求”。Bryanston虽然在学校,多塞特郡,桑格变得对科学感兴趣,决定在剑桥学习自然科学。

在Bryanston在他的最后一年,他知道他已经“足够的资格”进入圣约翰学院,剑桥,桑格有一些空闲的时间。他加入了他的舍监和化学老师研究染料化学实验室。根据他的学校的简报,他们运用他们的知识捉贼记通过种植一些dye-coated硬币放在裤子口袋里。

桑格开始大学去年同期比大多数,只不过带着一个学校的证书。因为他的父母相当富裕,他的母亲是一个富人的女儿棉制造商——他不需要奖学金。他把物理和化学物理学但无法真正处理:“所有其他的人做了一年,我没有做的很好。所以他改变了学科研究生理和主题,他以前从没听说过叫生物化学。

生物化学部门已经由弗雷德里克·霍普金斯先生在世纪之交的时候,充满了热情。桑格被这个话题吸引的洞察生活和科学的角度来看,它给解决医疗问题。他做了“很好”生物化学和继续专注于在他的最后一年。

第二次世界大战开始的时候,桑格违背良知选择,决定强烈影响的事实,他的父亲是一个非常坚定的贵格会教徒。作为战争的一部分,桑格花了一些时间在德文郡的工作营,学习新技能,如农业、烹饪、和木工。

在营地桑格收到他最后的结果。我得了第一,惊讶我大大!”他回忆说。这令人兴奋的消息吸引了他回到剑桥,他去看看生物化学部门需要他。部门的人员之一,阿尔伯特·纽伯格给他一个博士学位研究赖氨酸新陈代谢和更实际的问题关于土豆的氮,在项目与战争有关。他继续依靠家人的钱,让他将他所有的精力投入到研究。

作为项目的一部分,桑格发现有更多的氮在马铃薯的皮肤比在中间。这项研究是“好了,我有一个博士”,他回忆道。虽然他认为工作是相当沉闷,桑格学到了一些宝贵的教训Neuberger毫无疑问的帮助使他未来的工作这样一个成功。他描述Neuberger作为一个了不起的老师照顾他很好。

桑格开始他的博士学位时,他有经验的缺乏和他的早期的实验成功,就像大多数学生一样。他回忆道“起初我想我刚才做了他(Neuberger)告诉我。逐渐你会意识到,由你”。Neuberger部分负责桑格的爱胡闹的长椅上,作为自己的业余爱好者。

了解胰岛素

桑格在1943年完成了他的博士学位和发现自己有点宽松的结束。幸运的是,一个新的和有趣的人物,查尔斯•Chibnall出现在现场从霍普金斯大学生物化学部门接管。他可能是世界领导人在氨基酸分析,桑格说,与一个特定的兴趣胰岛素和桑格提供一个研究项目。Chibnall集团已经分析了胰岛素分子的结构,发现不同于大多数其他蛋白质,有高含量的免费α-amino组。Chibnall建议桑格试图确定这些氨基酸和帮助他获得拜特纪念奖学金为医学研究基金的工作。

自由α-amino酸含量高的研究人员推测,胰岛素是由相对较短的多肽链;免费α-amino酸组只是发现链的末尾。桑格开始工作尝试不同的试剂,看看他能自由氨基酸组标签。他想出了1-fluoro-2 4-dinitrobenzene (FDNB)很好地工作,与蛋白质的自由氨基反应形成dinitrophenyl (DNP)衍生品。酸水解然后给了明亮的黄色DNP-amino酸。

幸运的是,理查德·辛格和阿切尔马丁已经取得了重大进展,使用分配色谱法分离乙酰氨基酸衍生品;他们赢得了诺贝尔奖在1952年发明的技术。桑格发现它工作'非常好' FDNB和研究者们高兴地看着可爱的黄色带下来的列。

桑格应用胰岛素的方法,发现三个黄色DNP-derivatives:ε-DNP-lysine, DNP-phenylalanine DNP-glycine。ε-DNP-lysine的变成了一个红色的鲱鱼和团队开始认为胰岛素是由四个多肽链,两个与甘氨酸与苯丙氨酸结束团体和两组结束。氧化或不同程度的酸水解DNP衍生品表明胰岛素实际上只包括两种链。

通过使用一系列基本的分析技术,包括离子交换色谱法和2 d纸色谱法,桑格设法阐明胰岛素的完整结构,1955年出版。1958年,他被授予诺贝尔化学奖的工作。只有在他的梦想他认为他可能得到奖,虽然他承认“谣言到处都被绕”。

在他的演讲中1958年12月在瑞典的诺贝尔晚宴,桑格表示他希望这个奖会鼓励其他蛋白质化学家。留给我们的教训他的话回荡在他的博士学位,一定是振奋人心的许多幻想破灭的研究人员可能认为一个诺贝尔奖得主不会经历许多挫折。对科学工作者来说,鼓励是感谢。往往如果一个股票最后一天或一个星期或一个月,问自己我在此期间取得了什么样的成就,答案通常是“没什么”或者“非常小”,一个是容易气馁,不知道,它是不是真的值得所有的努力,一个致力于科学的一些小细节,可能事实上从来没有成为现实,“桑格说。

在他的诺贝尔自传,桑格承认奖给了他重拾信心和热情。这也让他获得更好的研究设施,更重要的是,以吸引优秀的同事的。

分子生物学

桑格在1962年搬到新的分子生物学医学研究委员会的实验室(LMB)在剑桥。这里,有才华的科学家们收集的集合,包括弗朗西斯·克里克和马克斯•佩鲁茨氏。桑格和尊重这些科学家知道但可能没有与他们混合,因为他给人的印象,他很少离开实验室的范围:“我的兴趣一直是在实验室做实验的。

我的兴趣总是在实验室做实验

桑格继续从事蛋白质但并没有取得多少进展,进入他所描述的相当的时期。他认为他可能没有支持这个项目如果他没有被授予诺贝尔奖。

他试图培养方法观察酶的活性中心和使用纸色谱法和各种其他技术取得了一些进展。不久之后研究大气LMB引诱他在核酸开始工作。当时似乎相当戏剧性的举动,但正如桑格指出测序的关心的基本问题仍然是相同的。

最初桑格花了一些时间再鬼混的核苷酸转移。他的研究小组并没有多大进步,它很快变得明显,DNA的工作,因为很简单,这就是我们。

DNA的麻烦是很棒的大小,“桑格说。同事乔治Brownlee和巴特·巴雷尔,桑格开发了一个小规模的分馏方法radioactive-labelled寡核苷酸。这使用酶RNA分解成更小的产品,可以分开给基序列的信息。桑格和他的团队可以确定基地使用重叠序列和重建整个序列。

技术证明了缓慢而繁琐,特别是大的DNA分子,它很快变得明显,他们需要一个新的分析方法。

桑格测序

突破时桑格和他的同事们得到了所谓的双脱氧方法的工作。桑格获得他的第二个诺贝尔奖在1980年他与保罗·伯格和分享这个奖项沃尔特·吉尔伯特——这是他最骄傲的作品。通常称为桑格排序,这些技术允许读和大量的基地工作期间通过链终止核苷酸类似物插入DNA合成
(见框)。

桑格的团队利用新技术来完成整个基因组的一个叫做φX174的噬菌体,一个微小的病毒感染细菌。1981年,他们第一人类基因组测序,在我们的细胞线粒体的DNA——能源工厂有自己的基因组约16 000个碱基对。噬菌体λ接下来,病毒基因组约48 000个碱基对,1982年测序。分析,桑格和他的团队开发了猎枪的方法,包括随机抽样和确定前一次500 - 700基地组装他们重建采样序列。

Brownlee,桑格研究所弗雷德兴奋回忆说:“因为我们总是有世界上最好的技术。每个人都来到你;这是一个神奇的感觉。”

桑格的高度自动化的基因组测序工作铺平了道路,使用不同颜色的荧光染料和自动数据系统。现在的方法是用来攻击基因组含有多达三十亿个碱基对。

桑格退休在1983年65岁的时候,把他的科学,所以着迷他专注在园艺和划船。回首过去,桑格认为他在正确的时间退休,承认“是什么需要DNA测序技术更上一层楼是大规模生产。这没有兴趣他因为他不热衷于业务方面,比一个企业家的技术员。他给出了截然不同的印象,他不会如此热衷于今天测序研究,鉴于大部分需要坐在电脑屏幕前。

桑格退休后基因组研究先进的如此之快,现在他声称他将很难读今天的期刊文章,主要是因为科学的语言改变了这么多。他可能比他更感兴趣的领域:报告桑格研究所网站上关于他的报道,他偶尔到研究所,是以他的名字命名的,以确保所有都是应该的。

桑格他的成功归因于他的时间在实验室里。在我的职业生涯我在替补席上。我总是花了大部分的时间修饰试管和smidgenisers。”(LMB实验室研究人员亲切地命名的设备用于分析色谱斑点smidgeniser)。

桑格仍然可以提供建议今天的年轻科学家。”你必须得到思考下一步实验的习惯是你必须把不同的方法来解决问题。如果你在板凳上。你得到一种更加实用的态度——你知道什么可能会工作,什么不会。”Brownlee重申:“他(Sanger)曾说过,大多数实验没有成功但他总是再接再厉,当然当他们所做的工作是革命性的”。

在板凳上工作,你会得到一个更务实的态度——你知道可能不会什么工作

桑格是有时也被称作现代分子生物学之父。他笑着拒绝这是有点极端但后来承认,DNA测序开辟了大量的研究。所有的时间在板凳上也得到了回报。