20世紀70年代以前，全世界都認為生物的遺傳物質——基因，是連續的排列在雙鍊DNA上的。美國科學家菲利普·艾倫·夏普和理查德·約翰·羅伯茨的研究改寫了教科書，徹底改變了這種觀點。他們的研究發現，基因在DNA上的排列是不連續的，是“斷裂”的，中間被“内含子”隔開。這一發現對分子生物學研究以及生物進化論的進一步完善具有重大的意義。兩位科學家共享了1993年的諾貝爾生理學或醫學獎，那麼，在這背後又有哪些鮮為人知的故事呢？

出乎意料

1989年，在得知托馬斯·羅伯特·切赫（發現RNA不僅具有攜帶遺傳信息的功能，而且還具有催化功能）獲得了該年的諾貝爾化學獎之後，菲利普·艾倫·夏普以為他的研究再也不可能得到諾貝爾獎了。他因此郁悶了很久。夏普如此考慮也并非完全沒有道理，他和托馬斯是冷泉港實驗室的同事，兩人因為相近的研究，曾經一起獲得過不少獎項，包括1988年，二人共享了美國版諾貝爾獎——Lasker獎。

菲利普·艾倫·夏普

直到1993年的哥倫布日的到來，在馬薩諸塞州當地，哥倫布日是當地最為重要的節假日之一，菲利普原本打算睡個懶覺再去工作。清晨6點，“叮鈴鈴，叮鈴鈴”，他家的電話鈴聲将他吵醒。迷糊中的他突然清醒，熱血湧上心頭，他帶着激動的心情接聽了電話。果然，電話來自瑞士，工作人員告訴他好消息，“菲利普先生，恭喜您，您獲選今年的諾貝爾生理學或醫學獎”。在接受采訪時，他笑稱“對方還問我是否有理查德·約翰·羅伯茨（和他共享當年諾貝爾獎的科學家）的聯系方式，但是我當時已經被喜悅沖昏了頭腦，完全不能思考了，所以我當時給我的同事打電話，讓他們幫我找到理查德的聯系電話，那一天簡直是我人生中最幸福，也是最忙碌的一天”。的确，随後一整天的時間裡他都在忙于開新聞發布會，回答記者的問題，以及拍照。

諾獎之路

1944年，菲利普出生于肯塔基州的農村，因為在農場長大，所以他對生物尤其感興趣，從小學開始他就癡迷于生物和數學。雖然這個家庭并不富裕，但是菲利普的父母非常支持勤奮好學的他進入大學繼續深造，他們通過養牛和種煙草攢夠了他上大學的學費。

因為種種原因，菲利普隻被全美排名100以後的聯合學院錄取，但并沒有影響他對生命科學的追求。他主修了化學與數學，随後在伊利諾伊大學進行研究生的學習，研究DNA的結構。然而，這種偏向物理化學的研究并不是菲利普感興趣的方向。1966年，22歲的他慕名來到了冷泉港實驗室，他積極參加各種論壇，從中找靈感，終于，一次激烈的讨論後，他意識到自己最感興趣的研究方向是“分子生物學和遺傳學”。随後，他加入了諾貝爾獎得主詹姆斯·杜威·沃森（獲得1962年諾貝爾生理學或醫學獎）的實驗室開展博士後工作，研究病毒的基因組。在這裡，年輕的菲利普學習儲備了很多前沿的知識，為将來的突破性的科學研究打下了良好的基礎。

1971年，菲利普被麻省理工的癌症研究中心（現名柯克綜合癌症研究所）聘用，獨立開展研究。也正是在這裡，他的工作獲得了諾貝爾獎：1977年，一次實驗過程中，他和同事偶然發現，病毒細胞的細胞質中并不存在長的RNA。菲利普敏銳地抓住了這一現象，并大膽的推測可能長鍊RNA被加工成短的RNA了。随後，他利用最新的實驗技術開始鑽研求證，證明了原核生物細胞内的基因是不連續的，并且上述現象不僅局限在病毒和細菌當中，而是廣泛存在于包括人類在内的高等生物體内。他們發現DNA上的基因是“斷裂”的，中間包含“内含子”，随後，這項工作獲得了1993年的諾貝爾生理學或醫學獎。

“斷裂基因”的發現不僅改變了教科書、加深了人類對進化的理解，它對有關遺傳病和癌症的研究也具有很重要的意義。由于“斷裂基因”含有内含子，生物可以通過不同的剪接方式來調節基因的表達，産生不同的蛋白質，以适應不同環境的需要。一旦上述剪接過程發生故障，就會出現癌症或者遺傳病。著名的“地中海貧血病”就是内含子與外顯子接合區發生了突變，導緻正常的剪接機制發生故障而發生的疾病。此外，菲利普的研究也為癌病毒導緻原癌基因活化提供了理想的模型。

不安分的菲利普

雖然菲利普是一位科學家，但他的内心有更多的“渴望”，他希望能夠将自己的研究應用于醫療，造福人類。1978年，在麻省理工癌症研究中心站穩腳跟以後，他就和朋友建立了Biogen生物技術公司。随後，2002年他又參與組建了奧尼蘭姆制藥公司。2006年，參與組建了Magen生物科學公司。

當有人問他為什麼如此熱衷于科學技術轉化時，他回答說，他一直以來都非常關注癌症患者的需求，在與這些患者進行深入交流和了解後，他意識到患者有非常迫切的需求将最新的科技應用于自身的治療。他補充道：作為一名優秀的科學工作者，需要保持敏銳的嗅覺，發現患者的需求，并且通過科學研究來解決背後的科學難題。

除了積極投身于科學技術的轉化，菲利普利用自己和美國娛樂産業基金會（Entertainment Industry Foundation）的關系，發起“直面癌症”倡議，組建“夢想團隊”，将來自不同部門的臨床醫生和基礎研究科學家聚在一起，開展讨論。如果有些醫生或者科學家不願意開展合作研究，他會“強迫”他們進行合作。2014年，在菲利普的提議下，基金會設立了“菲利普創新獎”，獎勵參與合作的科學家們。同時，菲利普自己出資在他畢業的高中設立獎學金，獎勵優秀的高中生，并且承擔他們4年的大學學費。

菲利普·艾倫·夏普就是這麼一個“不安分”的科學家，他的開拓創新、堅持不懈、知恩圖報的精神值得全世界科研工作者的學習。

出品：科普中國

作者：徐樂天（湖北大學生命科學學院副教授）

監制：中國農學會 光明網科普事業部

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