撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
2025 年 9 月 6 日,著名生物學(xué)家、諾貝爾獎得主大衛(wèi)·巴爾的摩(David Baltimore)因癌癥相關(guān)并發(fā)癥去世,享年 87 歲。
大衛(wèi)·巴爾的摩,生于 1938 年 3 月 7 日,32 歲時,他做出了一生中最重要的發(fā)現(xiàn)——逆轉(zhuǎn)錄酶,這一發(fā)現(xiàn)顛覆了“中心法則”描述的細(xì)胞中遺傳信息流動方向——DNA 到 RNA 再到 蛋白質(zhì)。在逆轉(zhuǎn)錄病毒中遺傳信息能夠反向流動——逆轉(zhuǎn)錄酶能夠?qū)?RNA 反轉(zhuǎn)錄為 DNA。這一發(fā)現(xiàn)為他贏得了 1975 年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
大衛(wèi)·巴爾的摩
逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn),對“中心法則”做出了重要補充,促進了我們對逆轉(zhuǎn)錄病毒(包括 HIV 病毒在內(nèi))的理解。此外,大衛(wèi)·巴爾的摩還在免疫學(xué)、病毒學(xué)、癌癥、重組 DNA 等領(lǐng)域做出了杰出貢獻(xiàn)。除了科研成就,他還是一位杰出的大學(xué)管理者,曾擔(dān)任加州理工學(xué)院校長、洛克菲勒大學(xué)校長,創(chuàng)建了 Whitehead 研究所并擔(dān)任所長,他的實驗室培養(yǎng)了許多博士和博士后,其中許多人后來取得了杰出成就。
值得一提的是,2025 年 9 月 4 日,國產(chǎn)學(xué)術(shù)期刊Immunity & Inflammation上線了首批 4 篇文章中,包括大衛(wèi)·巴爾的摩作為通訊作者的綜述論文,全面綜述了 NF-κB 在調(diào)控免疫反應(yīng)、炎癥、細(xì)胞存活、增殖和發(fā)育中的功能和潛在機制。NF-κB 是大衛(wèi)·巴爾的摩除逆轉(zhuǎn)錄酶外最重要的發(fā)現(xiàn)。
《紐約時報》在給大衛(wèi)·巴爾的摩的訃告中寫道——大衛(wèi)·巴爾的摩備受敬仰又遭人嫉妒,備受推崇又飽受攻擊,他的一生都處于科學(xué)界的聚光燈下,他是現(xiàn)代生物學(xué)領(lǐng)域的一位巨擘。
1938 年 3 月 7 日,大衛(wèi)·巴爾的摩出生于紐約曼哈頓,他在高中時期因參加杰克森實驗室的暑期學(xué)生項目而對生物學(xué)產(chǎn)生興趣,在此期間,他還結(jié)識了霍華德·特明(Howard Temin),他們后來一起獲得諾貝爾獎。
1959 年,大三期間,大衛(wèi)·巴爾的摩作為首屆本科生研究計劃成員在冷泉港實驗室度過了一個夏天,由此接觸了分子生物學(xué),并在這里了結(jié)識了來自麻省理工學(xué)院(MIT)的Salvador Luria(噬菌體研究先驅(qū),1969 年諾貝爾獎得主)和Cyrus Levinthal(蛋白質(zhì)折疊研究先驅(qū)),他們正在為一個新的分子生物學(xué)研究生教育項目挑選候選人。1960 年,大衛(wèi)·巴爾的摩以優(yōu)異的成績從斯沃斯莫爾學(xué)院獲得學(xué)士學(xué)位,在兩人的邀請下,他加入了麻省理工學(xué)院(MIT)。但他早期對噬菌體(細(xì)菌病毒)的興趣很快轉(zhuǎn)向了對動物病毒的熱愛。
1961 年,大衛(wèi)·巴爾的摩參加了冷泉港實驗室的動物病毒學(xué)課程,并選擇前往洛克菲勒大學(xué)完成其關(guān)于動物病毒學(xué)的博士研究。在洛克菲勒大學(xué),他做出了關(guān)于病毒復(fù)制及其對細(xì)胞代謝影響的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn),包括首次描述了 RNA 復(fù)制酶,他僅用兩年時間就完成了博士研究工作,于 1963 年(25 歲)獲得博士學(xué)位。
1963 年,大衛(wèi)·巴爾的摩回到麻省理工學(xué)院(MIT)進行博士后研究工作,期間繼續(xù)利用脊髓灰質(zhì)炎病毒開展病毒復(fù)制方面的研究,并在阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學(xué)院接受了酶學(xué)方面的培訓(xùn)。
1965 年,年僅 27 歲的大衛(wèi)·巴爾的摩接受Renato Dulbecco(他們在 1975 年共同獲得諾貝爾獎)的邀請,在新成立的索爾克研究所(Salk Institute)擔(dān)任獨立研究員,在此研究脊髓灰質(zhì)炎病毒 RNA 的復(fù)制。1967 年,他在索爾克研究所結(jié)識了未來的妻子——黃詩厚(Alice Huang) 。在此期間,大衛(wèi)·巴爾的摩做出了一項重要發(fā)現(xiàn)——脊髓灰質(zhì)炎病毒將其蛋白質(zhì)作為一個大的多聚蛋白產(chǎn)生,隨后再被加工成單獨的功能性多肽。
1968 年,大衛(wèi)·巴爾的摩再次受Salvador Luria(1969 年諾貝爾獎得主)邀請加入麻省理工學(xué)院(MIT),擔(dān)任微生物學(xué)副教授,黃詩厚也來到 MIT 繼續(xù)研究水皰性口炎病毒(VSV)。幾個月后,他們二人成婚。在 MIT 工作期間,他們一起發(fā)現(xiàn)了 VSV 的復(fù)制涉及病毒顆粒內(nèi)的 RNA 依賴的 RNA 聚合酶,并采用了一種新穎的策略來復(fù)制其 RNA 基因組,VSV 以單鏈負(fù)鏈 RNA 的形式進入宿主細(xì)胞,但攜帶有 RNA 聚合酶,以刺激 RNA 的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程。
在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,大衛(wèi)·巴爾的摩進一步研究了兩種 RNA 病毒——勞斯鼠白血病病毒和勞斯肉瘤病毒,進而發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶(Reverse Transcriptase)——這種酶能以 RNA 為模板合成 DNA。通過這一發(fā)現(xiàn),他找到了一類獨特的病毒——逆轉(zhuǎn)錄病毒,這類病毒利用 RNA 模板催化合成病毒 DNA。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了“中心法則”,中心法則認(rèn)為,遺傳信息是從 DNA 單向流向 RNA 再流向蛋白質(zhì),而逆轉(zhuǎn)錄酶和逆轉(zhuǎn)錄病毒的發(fā)現(xiàn),表明了遺傳信息可以在 DNA 和 RNA 之間雙向流動,從而對“中心法則”做出了重要補充。
1972 年,年僅 34 歲的大衛(wèi)·巴爾的摩成為麻省理工學(xué)院(MIT)終身教授。1974 年,他當(dāng)選美國藝術(shù)與科學(xué)院院士。
1975 年,年僅 37 歲的大衛(wèi)·巴爾的摩與Howard Temin和Renato Dulbecco共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。頒獎詞寫道——表彰他們在腫瘤病毒與細(xì)胞遺傳物質(zhì)相互作用方面的發(fā)現(xiàn)。其中,大衛(wèi)·巴爾的摩最大貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶,這類酶對于諸如 HIV 等逆轉(zhuǎn)錄病毒的繁殖至關(guān)重要。
1975 年,大衛(wèi)·巴爾的摩(最右)與其他諾貝爾獎獲得者合影
獲得諾貝爾獎之后,大衛(wèi)·巴爾的摩重組了自己的實驗室,重新將重點放在免疫學(xué)和病毒學(xué)上,免疫球蛋白基因表達(dá)成為其主要研究領(lǐng)域。
1982 年,大衛(wèi)·巴爾的摩接受捐款在麻省理工學(xué)院(MIT)創(chuàng)立了Whitehead 研究所,在他的領(lǐng)導(dǎo)下,Whitehead 研究所創(chuàng)立不到十年時間就成為了全球分子生物學(xué)和遺傳學(xué)領(lǐng)域的頂尖研究機構(gòu)。
1986 年,大衛(wèi)·巴爾的摩發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子——NF-κB,其在先天免疫和適應(yīng)性免疫以及病毒調(diào)控方面發(fā)揮重要作用,這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了“信息爆炸”,成為了過去幾十年中研究最為深入的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)范例之一。
1988 年和 1989 年,大衛(wèi)·巴爾的摩發(fā)現(xiàn)了重組激活基因(RAG)編碼的RAG-1和RAG-2蛋白是介導(dǎo)免疫球蛋白和 T 細(xì)胞受體基因重排的核心重組酶,這一發(fā)現(xiàn)對于確定免疫系統(tǒng)如何在眾多可能性中對特定分子具有特異性至關(guān)重要。這被大衛(wèi)·巴爾的摩認(rèn)為這是自己在免疫學(xué)領(lǐng)域的最重要發(fā)現(xiàn)。
1990 年,大衛(wèi)·巴爾的摩發(fā)現(xiàn)并證明了一種名為BCR-ABL的融合蛋白足以刺激細(xì)胞生長并引發(fā)慢性粒細(xì)胞白血?。–ML),這一發(fā)現(xiàn)為后來著名的抗癌藥物伊馬替尼(格列衛(wèi))奠定了基礎(chǔ),該藥物通過抑制 BCR-ABL 蛋白,在治療慢性粒細(xì)胞白血病方面具有顯著成效,還在治療胃腸道間質(zhì)瘤(GIST)方面顯示出希望。
1990 年,大衛(wèi)·巴爾的摩被任命為洛克菲勒大學(xué)的第六任校長,但僅僅一年半后,他因涉及Thereza Imanishi-Kari的學(xué)術(shù)不端指控而辭任校長職務(wù)。1994 年,大衛(wèi)·巴爾的摩重返麻省理工學(xué)院(MIT)任教。
1996 年,上述學(xué)術(shù)不端指控被裁定為毫無根據(jù),實際上,大衛(wèi)·巴爾的摩與Thereza Imanishi-Kari并無學(xué)術(shù)合作,而是曾為其辯護。
1997 年,大衛(wèi)·巴爾的摩被任命為加州理工學(xué)院校長。2005 年,大衛(wèi)·巴爾的摩辭去校長職務(wù),繼續(xù)在加州理工學(xué)院從事研究工作,直至 2019 年,他將實驗室交由年輕人接管,他表示:我從事科研工作 60 年了,是時候把這個領(lǐng)域交給年輕人了。
在加州理工學(xué)院工作期間,大衛(wèi)·巴爾的摩的實驗室專注于兩大研究領(lǐng)域—— 一是探究哺乳動物免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能,二是開展轉(zhuǎn)化研究,利用病毒載體增強免疫系統(tǒng)抵抗癌癥的能力。他們的基礎(chǔ)研究主要集中在兩個方向:一是了解 NF-κB 轉(zhuǎn)錄因子的多種活性,二是探究 miRNA 的正常功能和病理功能。
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