第141章 印度諾貝爾獎獲得者之二科拉納

印度作為一個教育普及率低且文盲多的國家，卻能誕生九個諾貝爾獎，這讓很多人感到疑惑不解。其實仔細分析這些獲獎者的背景可以發現，他們大多都來自高種姓家庭，特別是婆羅門階層。婆羅門階層在印度社會中享有崇高地位，擁有較多的教育資源和社會優勢。因此，儘管印度整體教育水平不高，但這些高種姓家庭仍然能夠培養出優秀的人才。同時，也不能忽視印度政府對高等教育的重視和投入，以及印度人民對知識和智慧的追求和尊重。正是這種種因素的綜合作用，才使得印度成為了發展中國家中獲得諾貝爾獎最多的國家。

在印度的諾貝爾獎獲得者中，主要集中在文學、經濟學、化學、物理學和和平等領域。而在這些獲獎者中，第一個獲得諾貝爾獎的是詩人泰戈爾，他於1913年獲得了諾貝爾文學獎。對於泰戈爾的生平和成就，我們之前已經有過詳細的介紹。那麼，今天我要向大家介紹的是第二位獲得諾貝爾獎的科學家—哈爾·葛賓·科拉納。

哈爾·葛賓·科拉納（HarGobindKhorana）於1922年1月9日出生在英屬印度旁遮普邦的賴布爾。他是一位傑出的美國分子生物學家。在1968年，由於他成功地解出了遺傳密碼這一重要難題，與羅伯特·威廉·霍利（RobertW.Holley）和馬歇爾·沃倫·尼倫伯格（MarshallWarrenNirenberg）一同榮獲了諾貝爾生理學或醫學獎。這項成就對現代生物學產生了深遠影響，並成為分子遺傳學領域的重大突破。

一、主要經歷

哈爾·戈賓德·科拉納出生在印度賴普爾（現屬西巴基斯坦）的一個小村莊——賴普爾。關於他的確切出生日期存在爭議，一些資料顯示為1922年1月9日，但也有其他說法。他的父母都是虔誠的印度教徒。

科拉納家中共有五個孩子，包括一個姐姐和三個哥哥，他是最小的那個。他的父親在英國殖民統治時期擔任村裏的農業稅務員，儘管家境貧寒，但他父親還是竭盡全力支持孩子們接受教育。實際上，在這個僅有一百多人的小村莊裏，他們家是唯一一戶全家人都識字的家庭，因此備受村民們的尊敬。

科拉納曾就讀於木爾坦（如今屬於西旁庶普）的D.A.V中學，在那裏，他受到了一位名叫Ratan.Lal的老師的深刻影響。後來，他進入了拉合爾的旁遮普大學繼續深造。這段學習經歷為他未來的學術生涯奠定了堅實的基礎。他的導師MahanSingh是一位偉大的教師，也是一個一絲不苟的實驗家。1943年，科拉納獲得學士學位后，繼續深造並於1945年獲得化學和生物化學碩士學位。

1945年，他有幸得到印度政府的資助，前往英國利物浦大學深造。在那裏，RogerJ.S.Beer不僅指導着他的研究，還細心地照料他的生活。這段經歷讓科拉納初步接觸到了西方文化和文明。

1948年，科拉納成功獲得有機化學博士學位。之後，他來到蘇黎世的瑞士聯邦理工學院，師從VladimirPrelog教授，擔任了一年的博士后研究生。與Prelog教授共事的這一年，對他的思想以及他對科學、工作和成就的認識產生了深遠且無法估量的影響。與此同時，命運的齒輪悄然轉動，他在那裏邂逅了後來成為他妻子的埃絲特·伊麗莎白·西博勒（EstherElizabethSibler）。愛情的火花在他們之間迸發，將他們緊緊相連。

1949年的秋天，科拉納踏上了前往印度的旅程，短暫地逗留了一段時間。隨後，他回到了英國，與兩位傑出的科學家——G.W.Kenner博士（現今已晉陞為教授）以及A.R.Todd教授（如今已被封為爵士）共同工作。這段經歷讓他受益匪淺，拓寬了他的科學視野。

從1950到1952年，科拉納選擇留在劍橋。事實證明，這一決定對他來說意義非凡，甚至可以說是決定性的。在劍橋的這段時間裏，他對蛋白質和核酸產生了濃厚的興趣，並在此領域取得了重要突破。

科拉納不僅在英國劍橋擁有卓越的研究地位，還在加拿大溫哥華擔任要職。他的才華和成就備受認可，使他成為科學界的璀璨之星。

1959年，在英屬哥倫比亞大學，科拉納與同事約翰·G·莫法特（JohnG.Moffatt）攜手合作，成功合成了一種名為“輔酶A”的物質。這種物質能夠促進人體新陳代謝，對生命活動有着至關重要的影響。這一重大發現為醫學和生物化學領域帶來了深遠的影響，也奠定了科拉納在學術界的地位。

二、遺傳學的主要成就

聰明、謙遜，是同事們對科拉納的描述。科拉納對遺傳學研究的興趣始於20世紀50年代早期在劍橋大學——分子生物學家詹姆斯·沃森（JamesWatson）和弗朗西斯·克里克（FrancisCrick）1953年在那兒發現了DNA的分子結構——擔任研究員期間。科拉納在沃森、克里克等科學家的發現基礎之上，進一步深入研究，終於成功地確立了核苷酸組合形成特定的氨基酸——蛋白質的基本成分這一重大理論。

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而科拉納與1968年一同獲得諾貝爾獎的尼倫伯格和霍利則通過他們的研究，證實了核苷酸編碼是以三個一組的形式——也就是所謂的密碼子——傳遞給細胞的。在這個過程中，科拉納展現出卓越的智慧和洞察力，成功地發現了64個組份中的每一組內核苷酸的精確排列。不僅如此，他還巧妙地發明了一種能夠順序合成任何核苷酸多聚體的方法，從而最終確定了所有剩餘的10個遺傳密碼。

與此同時，科拉納和尼倫伯格還共同揭示了核苷酸的某些組份是如何指示細胞開始或停止合成蛋白質的方式。這一發現無疑對生物學領域產生了深遠影響。除此之外，科拉納還積極投身於科學技術的創新研發工作，他開發了許多合成寡核苷酸所需的關鍵技術。這些寡核苷酸對於PCR（聚合酶鏈式反應）來說具有舉足輕重的地位，常常被用作DNA聚合酶的引物。

PCR（聚合酶鏈反應，polymerasechainreaction）在現代分子生物學分析和遺傳學中具有不可撼動的根本性基石地位。它與分子克隆和DNA序列分析幾乎構成了整個分子生物學的基礎部分，它們的出現改變了人們對生命本質的理解。在現代生物科技中，這些技術的應用領域已經擴展到了各個方面，如農業、醫學、法學、食品科學等，為解決許多全球性問題提供了有力支持。

PCR（聚合酶鏈式反應）技術作為一項具有重大影響的生物技術創新，被廣泛認為是推動人類生物科學進步的重要里程碑之一。這項技術使得科學家們能夠快速而高效地擴增特定的DNA片段，從而實現對基因的檢測、診斷和研究。就像所有人類偉大的發現與發明一樣，PCR技術並非憑空產生，而是在漫長的文明科學技術積累下，於某個關鍵時刻誕生的。這一過程如同一場絢爛的思想火花迸發，將多年來的知識和經驗融合在一起，創造出了這個令人矚目的成果。

PCR技術的發展離不開眾多科學家的努力和貢獻。他們通過不斷嘗試和改進實驗方法，逐漸完善了PCR的技術細節，使其成為一種可靠且廣泛應用的生物技術工具。如今，PCR技術不僅在基礎科研中發揮着關鍵作用，還在臨床醫學、疾病預防控制、法醫學鑒定等領域得到了廣泛應用，為人類健康和社會安全做出了巨大貢獻。

1971年，科拉納和他聰慧的學生謝爾·克萊普在着名的《分子生物學雜誌》上發表了一篇具有開創性意義的論文。在這篇論文裏，他們首次提出了一個令人驚嘆的概念：利用DNA聚合酶來實現修複合成。這個概念無疑成為了後來PCR技術的早期構想，猶如一顆璀璨的星辰照亮了科學研究的天空。

科拉納明確地指出，如果能巧妙地運用DNA變性、與恰當的引物雜交，並藉助DNA聚合酶延伸引物等步驟，那麼就有可能合成珍貴的tRNA基因。如此大膽而又充滿創新精神的設想，讓人們對核酸體外合成的可能性有了更深入的理解。然而，儘管這個設想極具前瞻性，但它卻生不逢時。那時的科技水平還不足以支持這樣的設想付諸實踐，尤其關鍵的是，熱穩定DNA聚合酶尚未被人類所發現。這個技術缺失如同一座難以逾越的高山，使得這個偉大的設想暫時被埋沒在了歷史的塵埃之中。但正如每顆種子都需要等待適宜的季節才能破土而出，這個設想的價值並未因此而磨滅，而是在未來的某一天，終於綻放出絢爛的光芒。

1972年在科拉納加盟麻省理工學院后，他領導的一個研究小組利用人造核苷酸合成了第一個人造基因。四年後，他宣佈人造基因在細菌細胞內正常發揮作用。20世紀80年代，他合成了視網膜紫質基因——人類視覺中極為重要的感光蛋白質。與此同時，他還進行了與色素性視網膜炎相關的視網膜紫質突變的研究。

威斯康辛大學生物化學教授阿西姆·安薩里（AseemAnsari）說：“（遺傳工程）整個發展都是基於科拉納的化學理論，他是我的靈感來源。”

三、獲得諾貝爾獎

1953年，沃森、克里克和富蘭克林確定了DNA的結構，這種雙螺旋鏈狀結構由四種鹼基組成：腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)，以及鳥嘌呤(G)；在RNA中，尿嘧啶(U)代替了胸腺嘧啶。但是DNA分子所攜帶的遺傳信息是如何轉譯到蛋白質生物合成過程中的呢?

俄國物理學家喬治·伽莫夫假定，三個連續排列的核苷酸(密碼子)可以定義64種氨基酸完全可以滿足製造蛋白質所需的所有20種氨基酸的編碼。1961年，馬歇爾·尼倫伯格和J·海因里希·馬太在美國國立衛生研究院一起工作，力圖確定當單一種的核苷酸被加入一份反應混合液后，將形成哪種氨基酸。密碼子UUU能形成苯基丙氨酸，這就破解了遺傳密碼的第一個字母。沒過多久，CCC被發現能生成脯氨酸。威斯康星大學麥迪遜分校的科拉納生成了更加複雜的序列，它由重複的雙核苷酸序列構成，其起始序列是UCUCUC，譯解的產物是絲氨酸-亮氨酸-絲氨酸-亮氨酸...之後，其餘的密碼子也一一被確定。

1964年，康奈爾大學的羅伯特·霍利發現並確定了轉運RNA(tRNA)的化學結構，從而揭開了信使RNA(mRNA)和核糖體之間的聯繫。製造一個蛋白質所需的信息先是附着到tRNA上，然後在核糖體中根據mRNA進行轉譯。每個tRNA只會識別mRNA上的一個密碼子，而且每個tRNA只會攜帶20種氨基酸的其中一種。蛋白質是由氨基酸一個個拼接而成的。尼倫伯格、科拉納和霍利共同獲得了1968年的諾貝爾獎。

1966年科拉納加入美國國籍。1970年，科拉納離開威斯康辛大學去了麻省理工學院，並一直工作到2007年退休。

2011年11月9日，科拉納在美國馬薩諸塞州康科德城去世，享年89歲。