那隻發光的水母

水母是一種古老的生物，大多數水母具有漂亮的外形和優雅的泳姿，極具觀賞性，然而真正吸引人的還是水母那誘人的螢光。水母為什麼會發光，因為研究水母發光原理的日本學者下村修和美國學者馬丁·查爾菲、錢永健為什麼會獲得諾貝爾化學獎，這裡面有多少因緣際會，又有多少唏噓感嘆！

20世紀後期，以綠色螢光蛋白(GFP)為代表的一系列生物螢光標記蛋白的發現與應用，為生物學的大發展提供了一種全新的工具。自此之後，科學家們能夠很方便地觀察到活細胞的細微結構和生理過程，之前難以觀察及研究的例如胚胎的發育過程、癌細胞的擴散方式等，如今變得輕而易舉。

對於有些研究來說，螢光蛋白的作用可以形容為「起死回生」，原來有些方法，需要把生物變成死物才能研究一些現象和過程，而螢光蛋白為主要支柱之一的現代成像技術，使科學家在活的細胞中觀察和研究這些過程，使一部分「死物學」變成「生物學」。

綠色螢光蛋白（GFP）的發現和應用是生命科學革命性的裡程碑，因為以GFP和其他螢光蛋白為基礎的現代分子成像技術，成為了生物醫藥科研中不可缺少的工具，被譽為二十一世紀的顯微鏡，徹底改變了人類對疾病的認知過程。

正因為GFP家族如此巨大地改變了生命科學的研究進程，瑞典皇家科學院將2008年的諾貝爾化學獎授予對GFP的發現、表達和開發做出了傑出貢獻的三位科學家：下村修(Osamu Shimomura,1928-)、馬丁·查爾菲(Martin Chalfie,1947-)和錢永健(Roger Yonchien Tsien,1952-2016)。日本科學家下村修當時任職於美國Woods Hole海洋生物學實驗室（MBL）、美國科學家馬丁·查爾菲任職於哥倫比亞大學、美籍華裔科學家錢永健任職於加州大學聖地牙哥分校。下村修首次從Aequorea victoria中分離出GFP。他發現該蛋白在紫外線下會發出明亮的綠光。 馬丁·查爾菲證明了GFP作為多種生物學現象的發光遺傳標記的價值。在最初的一項實驗中，他用GFP使秀麗隱杆線蟲的6個單獨細胞有了顏色。錢永健的主要貢獻在於讓人們理解了GFP發出螢光的機制。同時，他拓展出綠色之外的可用於標記的其他顏色，從而使科學家能夠對各種蛋白和細胞施以不同的色彩。這一切，令在同一時間跟蹤多個不同的生物學過程成為現實。 實際上，從綠色螢光蛋白的發現到螢光蛋白標記法的發明應用，過程相當複雜。可以說，如果沒有眾多科學家接力，GFP的火把就不會成功穿越間隔在發現與發明之間漫長的「黑暗」，螢光蛋白標記法就不可能獲得普及。

2008年的諾貝爾化學獎也可以說是遺憾最大的一次諾獎。獎項授予了從水母中提取螢光蛋白的發現和應用有突出貢獻的三位科學家，而從水母中提取蛋白質螢光劑的第一人道格拉斯·普拉舍博士（DouglasPrasher）卻與諾獎失之交臂。

從1980年代初，在將近三年的時間裡，普拉舍從約7萬隻水母中希望提純GFP基因，他經歷了無數次的嘗試和失敗之後終於提取了完整的GFP基因。但他卻是不幸運的，實驗耗盡了所有的研究經費，爭取長期教職的面試沒有通過，他的研究也沒人看好，後續的研究經費沒有著落。最終普拉舍選擇了放棄，但是仍然無私地把自己研究GFP基因的成果，郵寄給了兩位對他的研究保持關注的研究者——哥倫比亞大學的生物學家馬丁·查爾菲和加州大學聖地牙哥分校的錢永健教授。十七年後，兩位教授基於他的發現培養出了蛋白質螢光劑的各種應用場景——比如去觀察癌症細胞中蛋白質的變化，或者小白鼠在走出迷宮時的大腦神經變化——並因此獲得諾貝爾化學獎。而普拉舍卻淪落到在美國鄉下的一個汽車4S店開接送班車的地步，掙著最低工資。有人可能會說，普拉舍放棄早了，也可能會說，他對GFP基因的分享太無私了。但是不能否認，他提純的基因，是馬丁和錢永健教授研究的基礎，而諾獎並沒能記下普拉舍的貢獻。

2008 年 12 月，道格拉斯·普拉舍跟汽車店請了一周的假，去參加在斯德哥爾摩舉辦的諾貝爾頒獎典禮。這是他和妻子吉娜多年來第一次度假。頒獎禮當天，他穿上了一套租來的、所有男性參會者都要穿的燕尾服，還有一雙從亨茨維爾商店借的皮鞋。如果沒有馬丁·查爾菲和錢永健的資助，普拉舍的諾貝爾之行不可能實現。這兩位不僅邀請了普拉舍和其妻子，還為他們的機票和酒店買了單。

如果命運有那麼一點點不同，普拉舍可能就不會作為客人來參加典禮，而是作為一名獲獎者了。20多年前，在馬賽諸塞州伍茲霍爾海洋研究所，不是別人正是普拉舍克隆了GFP基因。那是他還是一名分子生物學家。這一重大進展，是使得GFP得以在水母之外的生物體中表達、並且作為示蹤劑的第一步。普拉舍曾設計過一個實驗，觀察GFP基因是否能使轉基因細菌發光，但因為經費等原因沒能將此實驗實施。1992年，當他準備離開伍茲霍爾，尋找一份新工作的時候，他把基因給了當時的同事查爾菲和錢永健。他們繼續了他的研究，並使GFP及其異構體成為了強大的研究工具——一項價值數百萬美元的產業由此建立起來。

如果GFP從一個不起眼的蛋白質轉變為生物學的北極星是科學史上一個典型的成功故事，那麼普拉舍從伍茲霍爾到豐田汽車店的人生旅程就是一個令人遺憾的失敗。他的消失讓我們得以一窺現代科學研究中，究竟什麼才能讓我們蓬勃發展——導師、人際關係和獲得經費的能力，有時與天賦和智力同等重要。這其中少不了運氣。

在科學領域探索，就和行走在人生的道路上一樣，微小的潛在變量可以導致截然不同的結果。DNA序列中的一個錯位鹼基就可以決定一個人是健康還是患病。指向成功或失敗的道路，很多時候僅有毫髮之差。