情有獨鍾(9)_學達書庫

九

　　這樣的安排並不合她的意。到讀研究生二年級時，她已經知道她想做的是什麼了。在前一年，她受雇於另一位細胞學家擔任助手，她發明了鑒定玉米染色體的一種方法，能辨別出每一條細胞染色體——這使得長期從事這個問題研究的雇主感到吃驚。「是的，我發明的這種方法他也可以做，但我在兩、三天之內就把它掌握了，而且我幹得十分乾淨、俐落、漂亮。」她的雇主對她的成功有點不高興。「我從來未想到我從他手裡奪走了什麼；我甚至連想都沒有想過。這是多麼令人激動啊，就在這一點上，我們做到了將一條染色體與其它染色體區別開來，而且如此簡單！他盯著的地方剛好是錯誤的，而我卻看著另一處。」他們之間的友誼可能完結了，但麥克林托克的事業卻開始了。麥克林托克發現自己正「朝正確的地方看」，她打算花幾年的時間接著幹下去。

　　其時，貝林剛發明了進行細胞學分析的一種新技術，大大地簡化了用顯微鏡研究染色體結構的切片製備方法。對於細胞學研究來說，技術是絕對必要的條件。而在製作細胞製片和染色時，則一切有賴於設計精巧操作謹慎了。貝林對洋紅壓片方法經過了種種改進，使得它特別適合於研究玉米，並可觀察到每一條玉米染色體分裂和複製週期的全過程。

　　染色體在細胞核中。在細胞分裂前期，首先看到染色體變成長細絲。在適合的條件下，可看到這些「絲」沿長軸加倍。這樣，每個染色體包括兩個半染色體，即染色單體，集結在染色體稱之為著絲粒的部位上（或附近）。在整個分裂的第一階段（前期），染色體變得越來越短、越來越粗，細胞經歷了兩種類型的核分裂——有絲分裂和減數分裂。雖然它們在開始的時候很相似，卻以完全不同的方式進行分裂。

　　在有絲分裂時，細胞通常進行自身複製，核膜溶解，細胞核與細胞質正式分離，前期隨之結束（見上圖）。在下一階段（中期），出現紡錘絲結構，從核仁相對的兩極幅射狀發出；染色體本身附著於紡錘絲上，在紡錘體的中部成線形排列。在這個過程中，著絲粒分裂，這樣染色體的分裂就完成了。在第三階段（後期），兩條新的染色體，由著絲粒牽引著，沿紡錘體朝相反的兩極移開。最後，在末期，在每組子染色體周圍重新形成核膜，生成兩個完整的細胞核，每個細胞的染色體同原來的細胞相同。

　　有性生殖的生物體除具有複製正常細胞的機制外，還需要有產生配子細胞的另一機制。配子細胞的染色體不是二倍體，而是單倍體。這一機制是減數分裂。在主要的一些方面，它與有絲分裂不同。正常細胞中的二倍體包括兩套同源的染色體，每套來自一個親本。減數分裂時，每條染色體並不分裂，互補的染色體一起排列著（見上圖）。這一接合過程（即聯會）發生在前期的中途，即在被稱之為偶線期和粗線期的時期。之後，在雙線期，每對染色體又稍分開，在染色體組交換染色單體時可看到交叉。（在減數分裂時發生了交叉，這一最基本的核分裂形式對於遺傳學家來說是十分重要的）。在前期末，紡錘體出現了，兩條互補的染色體象在有絲分裂時那樣繼續分裂，它們開始沿紡錘絲互相分開。第一次分裂週期之後就是第二次分裂週期，這一次染色體通過縱裂進行複製，結果產生了四個核，每個核的染色體都是單倍體。

　　這些過程和諧而又奇妙，這種奇跡般的配合，使得對分裂本身所進行的染色體動力學的研究引人入勝。但到了二十年代中期，由於人們已普遍接受了染色體是基因的載體這一概念，因此，對染色體的研究就轉入象遺傳機理研究這些特殊感興趣的問題上去了。然而，如何在遺傳學和細胞學研究之間作出調整卻成了大問題。遺傳學研究的兩種主要的生物材料是果蠅和玉米。雖然果蠅屬細胞的每一條染色體現在都已能識別，但它們是這樣的小，以致無法辨清它們的結構。

　　可以看到染色體，甚至可以計數，但它們只是「染色體」——人們很可能會把它想像為象「小孩」那樣的一窩苗。已知玉米的單倍體有十條染色體。現在、麥克林托克發現她能夠辨認每一條染色體了，每一條都給了一個標記——數字，從一到十，從最長的排列到最短的。她發現每條染色體都有獨特的形態學特徵——長度、形狀，以及本身的構造等。有的染色體可以由臂長、在前期沿染色體出現的念珠狀的結構模式，以及著絲粒的相對位置而區別開來。在不同的遺傳世系中，某些形態特徵大不相同，這表明有可能利用這些特徵作為特殊遺傳特徵的標記。特別是可在某個品系的次短的染色體（麥克林托克標為第九對染色體）的一端找到一個明顯的、染成深色的結節。在以後做實驗時，這些主要的特徵將成為測定遺傳圖的重要標誌。

　　作為一個遺傳學家，馬庫斯·羅茲是這樣描述這一發現的：
　　現在可用玉米進行詳細的細胞學分析，它優於到現在為止
　　所用的任何其它生物。麥克林托克一連好多年發表了一系列
　　非凡的論文，明確地確立了她作為細胞學最重要的研究者的地
　　位。

　　一九二七年，麥克林托克還不滿二十五歲。她完成了研究生學業，獲得了植物學博士學位，並被聘為講師。這時，她已明確地制訂了下一步的工作藍圖，她還沒想到要離開康乃爾：「現在看來我想做的都是一些顯而易見的事情，可對當時在康乃爾的遺傳學家或植物育種學家來說，卻不那麼顯而易見，這實在令人不可思議。」在果蠅身上，已證實「連鎖群」（遺傳的基因組）在特定的染色體上。「我想在玉米中做同樣的事——記錄特定的連鎖群，並把它與特定的染色體聯繫起來。毫無疑問，我所設計的這個方法是非常完美的。因此我留在康乃爾做這方面的工作。」

　　然而，這並不是一件容易的工作，麥克林托克需要幫助。「在當時，有兩種不同類型的遺傳學家：一類是育種人員，除育種外什麼都不幹，另一類是從事染色體研究的人。這兩種人並不聚在一起，甚至工作的地方也是分開的。」麥克林托克想讓他們聯合起來，因此她設法與在玉米育種方面比她懂得多的人進行合作。「搞遺傳學的人不可能懂得這個。不僅如此，他們認為我這樣做是有點瘋了。那些同我一起從事研究的人只是些將要陸續退出的人。」所以這很可能影響她的工作進程，但是，「我認為，顯然這正是我要幹的事，因此沒有辦法使我停下來，」於是她不得不將另外一半的研究工作也接過來。「一切順利。我很高興我這樣做了。」

　　麥克林托克具有驚人的和出類拔萃的洞察力。要理解這一點，最好是對一些歷史性的事件作一回顧。麥克林托克本人是這樣解釋的：「細胞學所研究的是染色體和遺傳體系之間關係的問題，在當時尚沒有找到這個問題的答案。雖然在果蠅中這個問題已解釋清楚了，但在其它生物中卻還沒有得到解釋。當然，在以後，這就被認為是理所當然的事了。」根據大多數歷史學家的說法，在一九二七年以前的幾年，幾乎所有的生物學家都接受了遺傳的基礎是染色體這一觀點。而早在這以前十多年，布裡奇斯和斯蒂文特就已通過一個有決定意義的實驗，對果蠅染色體上的孟德爾因子進行了定位，提出了直接的細胞學的證據。

　　但是，即使如此，就拿果蠅來說，細胞遺傳學仍是一門非常年輕的學科。正象早些時候曾指出的那樣，果蠅的染色體非常之小，在顯微鏡下，僅能看到相對來說比較大範圍的總的特徵。在每一條染色體上都有特殊的遺傳標記，其定位的工作現正扎實但又緩慢地進行著。對一些科學家來說，這一工作看來是一次純屬零敲碎打的冗長試驗。對其他那些僅僅知道基因具有物質基礎的科學家來說，特別是對那些主要興趣在於培育良種農作物的遺傳學家來說，即便這一成果是推理性質的，也已經足夠了。

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