玉米转座基因：遗传科学的历史和真相

20世纪30年代，在美国卡内基学院遗传系的冷泉港实验室，有一位女科学家，叫麦克林托克（B.McClintock）。 她专心于玉米遗传学的研究，观察杂交玉米的性状变化，在显微镜下观察染色体有否相应的变化。 她绘出了玉米的第一张基因图。 她的杰出工作成就使她在42岁时（1944年）当选美国科学院院士。 在以后的研究工作中，她发现了两个和玉米粒的颜色有关的基因（她把它们叫做Ac和Ds）具有非常特别的性质：其中一个基因控制着另一个红色基因。 这个控制基因不是固定在染色体的一个位点，而是会“到处跑”，随机地插入染色体的不同基因座，引起被插的那个基因出现突变。 用遗传学的术语讲，叫做“转座”。 当它插入红色基因的时候，红色基因就发生突变而受到抑制，不能产生红色色素，玉米粒是白色的。 但当它重新离开了红色基因，抑制被解除，这红色基因的突变又会恢复原状，开始表达红色素，玉米粒就变回红色。 当时科学界普遍认为基因是定位在染色体上，不会移动的；而且还认为基因是不被别的基因控制的，因此这个发现与当时科学界的观念完全冲突。 在麦克林托克发表论文时（1950年），基因就是有遗传效应的DNA片断还没有被证明，更没办法直接研究基因DNA，麦克林托克的结论只是通过对玉米粒和对染色体的观察得出的，而且又是和科学界普遍的认识相对立的，所以她的结果也不容易得到科学家们的赞同。 这和孟德尔研究结果的遭遇有点像。

麦克林托克的论文虽然能够发表在《美国科学院学报》上（该学报优先发表美国科学院院士的论文），但大家都不相信她的结果；不知道这和她的院士头衔有没有关系，我们知道人们往往对高级人物“敬而远之”。她当然坚持自己的观点并继续研究，但是这使得她在科学家同事中间越来越孤立，有的人甚至不理她了。 有好几年她竟不敢再发表她的研究结果。 直到过了大约10年，1960年前后，法国生物化学家雅各布（F.Jacob）和莫诺（J.Monod）在大肠杆菌DNA中发现了控制乳糖代谢的调控基因系统——乳糖操纵子，才证明基因是可以受别的基因控制的。 后来在细菌的其他酶系中也发现了操纵子，说明这是基因表达的一般规律。 这和麦克林托克十年前的发现基本一致。 以后，在其他细菌和病毒中又发现了能转座的基因即转座子。 最后，在1982～1984年，澳大利亚和美国的科学家卡里奇·特伯（U.Courage-Tebbe）、多林（H.Doering）、费多罗夫（N.Fedoroff）和萨顿（W.Sutton）等成功地克隆了Ac和Ds两个基因，测出了它们的核苷酸序列，由此确定它们的确是转座基因。 至此麦克林托克三十多年前的研究结果才得到生物科学界的证实和承认。 这时她已是80岁的老人了。

麦克林托克在1970年前后回忆这段历史时感慨地（但是隐晦地，大概怕得罪那些人）说：“多年来我感到，当我由于某些特殊的经验，注意到别人没说出的设想的实质时，使他们意识到这些是很困难的，如果不是不可能的话。 我在五十年代努力想说服遗传学家们，基因的活动一定是受控的，而且确实受控的时候，这非常明显，使我很痛苦。 现在要认识到很多人对玉米的调控因子及其作用方式的设想的顽固性，也是一样地痛苦。必须等待合适时机，来改变（他们的）观念。”当然，科学界总算承认了她的功绩，她在82岁的时候被授予诺贝尔奖。 可是，这个奖来得不是有点晚了吗？(www.xing528.com)

8年后，90岁的麦克林托克去世。 她的境遇比起直到逝世都没能看到自己的成就被世界公认的孟德尔，还是要好得多。

麦克林托克等科学家的研究发现，虽然基因是维持生物物种最重要的东西，但它们不是固定的、僵硬的。 有一些基因会在染色体上或染色体之间转位、移动。 这种移动会对生物的正常生长发育起一定的调控作用。实际上，基因在生物体内的转移和在物种之间的自发转移，是生物物种进化的一个极其重要的原因，特别是当基因自发转移和达尔文的“自然选择”结合起来的时候。 因此，自然界的转基因，对于我们人类主动地通过人工方法使生物朝向人类所需要的方向进化，赋予生物种以新的有利于人类的特性，更快更好地满足我们人类的物质生活需求，是一个极好的启发。