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《解码生命》第4章 在布法罗重新开始

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有记载说,一个怀抱大志的年轻人问法拉第他能成为一个成功的科学家的秘诀是什么,法拉第回答道:“秘诀有三个——工作、完成、发表。”

——J·H·格莱斯顿(Gladstone),《迈克·法拉第》

我们到达布法罗不久后,芭芭拉发现自己怀孕了,没有比这更糟糕的了。对于我们的婚姻而言,我们现在是刚跳出虎口又入狼窝。

当我们在加利福尼亚一起生活时,我们是平等的,共同努力取得我们的博士学位。我们在一起学习,友好竞争,和谐相处。现在我是医科学院的教授,手下有两名实验室技术员、两名研究生和一名博士后,我可以独立行使职责。但是芭芭拉是为别人工作的博士后,感到好像她正站在我的阴影里,她在实验室也不很如意。因为我们的学费,我们背着大量的债务,远不是在拉荷亚时的每天能享受蓝天、温暖的冲浪那样美好的生活。现在她怀孕了,生活对她来说甚至更艰难了,我们的关系面临巨大的压力。

而当我们的私人生活出现裂痕时,我在布法罗的职业生涯开始的第一天也简直糟透了。我到学院的那天早上,就被邀请参加彼特·吉斯纳(Peter Gessner)的研究生的论文答辩,他是系里资格较老的教授,我想他不过是想在从西海岸来的新同事面前炫耀他的学生。问题是我刚从一个治学严谨、爱挑剔的、不讲私情的大学氛围中来到这里,在那里任何傻瓜都不能愉快地混下去,你很快就学会无须私下去对别人品头评足。

当我因为一个女学生论文的浅薄、专业领域的无知和科学想象的贫乏而抨击她时,却没有想到我也不经意地攻击了她的导师和系里一位老资格。因为我在拉荷亚是一个做事主动的人,我从来就没有想到过研究生会不做他自己的工作而是扩展他的导师的工作。我也不知道在大学的文化中,学术有一个潜规则:“如果你让我的学生通过答辩,我就让你的学生通过。”我肯定给我的新同事留下了深刻印象,留着长发,扎着马尾辫,凌乱的胡须,一条20世纪70年代流行的涤纶喇叭裤,使我更增添了生气。怪不得我在布法罗剩下的那段时间中,我的那些著名的教授同事都没有向我这个暴发户科学家咨询有关他自己学生的品质的想法了。

但是在布法罗也有得意的时期,我儿子克里斯多夫·艾姆利斯·瑞伊·文特尔(Christopher Emrys Rae Venter)在3月8号出生了,正是暴风雪时期,1977年那场众所周知的暴风雪刚过去几周。布法罗被完全中断了与外界的联系,狂风时速达到100多千米,被风刮积的雪堆高达8米,到处有抢劫事件发生,人们在他们的汽车中也有遭遇不测之虞。在海军部队时我曾参与分娩工作,但是并没有近距离地观察我儿子的降临。第一眼看见他就爱上了他。为了偿还我们上学时的贷款,我们无法雇一个保姆把孩子留在家里,我们都不想也不能从工作中抽出时间。我有豪华舒适的办公室,不像芭芭拉工作场所逼仄寒酸,所以我自愿带着克里斯去工作,并且这样工作了数月。

最初,克里斯在我办公室的文件柜的抽屉里睡觉,但是随着他慢慢长大,我最后买了一张婴儿床。虽然我乐意花所有时间和克里斯待在一起,但是隔壁办公室的同事抱怨他的哭闹。我努力要做一个全日候的父亲、一个搞研究课题的全日候的科学家和一个医科学院、牙科学院的教授,这种状况给我本人和我的婚姻都产生了巨大压力。我开始求助于大家普遍接受的消遣:我买了半加仑的苏格兰威士忌,每天晚上几乎都要喝一两口。

我来这里大约一年后,我感到我已经领略了当地的学术全景。布法罗在20世纪70年代后期或80年代早期可能达到顶峰,之后,它的新鲜血液——杰出科学家——开始流失。约翰·埃克尔先生在我刚来时就走了,而我被召进来时,没人向我提起过这件事。帮我搬到自己的公寓住房的团队同时已经打包好了他们的行李。生物化学家埃里克·巴纳德在几年之内也去伦敦组织一个大型项目去了,德米特·帕帕都普勒斯被引诱去了加利福尼亚大学旧金山分校,乔治·波斯特加入了史克公司。目击大批杰出人才的离去,我意识到我需要很快地建立自己的科学项目以免被永远困在布法罗。幸运的是,我马上成功地申请到了我的第一份国家健康学会(NIH)基金项目,虽然随着批准资金一同而来的批评是说我的提案太过于艰巨。

我在拉荷亚的工作是关于肾上腺素受体的,把它们置于自律神经系统的包围神经细胞的脂肪膜中,自律神经系统对自觉受控制的过程负责,如射精、瞳孔放大到心脏跳动等过程。这项研究的逻辑扩展是隔离和净化受体蛋白质以便在分子层面上研究它的结构,这是理解它怎样工作的关键。微量的肾上腺素受体蛋白质从来不曾被成功隔离和浓缩,更不用说那些嵌入细胞膜中的蛋白质了。第一步是发展一个测量从膜中隔离出来的蛋白质的浓度的方法。我们花了近一年时间完善探测受体蛋白质轨迹的探测器,我们知道β-神经阻滞剂原子链中的一个放射性碘原子可以与受体捆绑在一起。一旦我们给受体贴上放射性标签,我们就能尝试无数方法把它从脂肪膜中分辨出来,比如通过测量附着在玻璃过滤器上的放射值来测试我们的工作。下一步的工作是努力把受体从其他作为膜载体的细胞蛋白质中分离出来,各种不同的方法被我们尝试了数百次。

我的博士学位培训简历中,没有为我准备好指导这种费劲的事,在漫长的、复杂的旅程和每次热情的尝试中,我从我犯的错误中学会了很多,当然,我犯的错很多。我开始懂得怎样应付、激励、指导、鼓励、重新定向和培训学生,指导准备论文的学生、博士后和技术员,并且努力处理与他们之间的复杂关系。我学会了怎样解雇,最重要的是,怎样雇用好的应试者。

大学研究被研究生和博士后推动,所以对于实验室里的优等生,他们之间的竞争是很激烈的。我当时正在研究一个很热门的领域,这意味着需要大量应聘者。一个是克莱尔·弗雷泽(Claire Fraser),她以优异的成绩刚从纽约州北部的一所高等科学工程学院毕业。她已经被耶鲁大学接受但是仍然来参加面试:她与多伦多一个银行家订了婚,而布法罗是离多伦多最近的一座美国城市,并且有一所理想的大学。我对她印象深刻,但是考虑到她是常春藤盟校的人才,我决定不再见她。

几个月后,我知道她来到了我的系。在几个实验室,她完成了她必需的试验期后,她选择了在我的系工作我感到很高兴。在1979年,我们发表了一篇关于怎样用一种清洁剂溶解肾上腺素受体的论文,它是一个对我们的研究十分有用的窍门。

克莱尔好像很快领会了我带到实验室的新方法,我们的能力似乎很互补:我是一个野心勃勃的科学家,试图向几个研究阵线前进,使用不同的技术手段,想在国际层面上扬名立万。克莱尔是一个守口如瓶的新英格兰女孩,是一所高中学校校长的女儿,是一个逻辑学家,她的兴趣在于一些问题的特定子集的细节,这正好和我相兼容,我喜欢较混乱、充满激情、高能量驱使、目标宽广的处理方法。

我为她的论文提供了一个有挑战性的课题,我提议给受体使用一种单克隆抗体特效药,把受体从复杂的蛋白质混合物中拽出来,从而使它被纯化。在那时,科学界里到处散布着一则新闻,制造单克隆抗体的程序已经在英国剑桥的分子生物实验室里被乔治·柯勒(Georges K hler)和恺撒·米尔斯坦(César Milstein)发明出来,这一成就可能会使他们获得诺贝尔奖。我们血液中的每个多克隆抗体来自于单一的白细胞,后者扩大为几百万个自己的副本(克隆扩充)。柯勒和米尔斯坦已经发现一个隔离个体白细胞和单个(单克隆)抗体的方法。

克莱尔同意承担一项受体抗体的项目,我们很快发现了一种检测是否有抗体能抵挡与受体捆绑在一起的放射性药物的方法,这个雄心勃勃的计划不久就取得了成功。我们的首次成功是随哮喘一起来的,哮喘长期被认为与肾上腺素受体有联系。这个题目也是我长期的个人爱好,因为我有过敏性哮喘。

一些最常见的过敏药物,比如β-受体激动剂,是通过刺激肾上腺素受体工作的,受体反过来使气管肌肉放松。很多关于肾上腺素受体为什么可能和哮喘有联系的理论被提出。比如,有事实证明得哮喘病的人们肾上腺素受体较少,所以气管平滑肌会紧缩来回应其他更强大的影响。相反,可能有更少的自由受体是因为哮喘病患者制造自己的抗体阻挡受体。我们现在有办法测验这些观点。兰·哈里森(Len Harrison)在贝塞斯达的国家卫生研究院工作,我和他,还有一个在布法罗的儿童医院的哮喘病专家一起工作,我们从患者身上获得了血液样本。当我们发现一些受影响最严重的人反而有一些看起来是抗体的东西,并且这些东西可以影响肾上腺素受体时,我们感到奇怪,这是一个重要发现。兰、克莱尔和我把我们的发现递交给《科学》期刊,它是首屈一指的期刊。当我们得知我们的论文将被发表时,我们庆祝了一番。

我的哮喘和我的基因

像很多其他人一样,在烟雾弥漫的情况下,我要伸手拿我的呼吸器。哮喘易感性与遗传学相关联,研究者们关注谷胱甘肽硫转移酶(GST)族酶,它帮助除去致癌物质中的混合物的毒素和药物。这一想法认为身体能很好地利用这些抗氧化剂保护自己,也就是说这些抗氧化剂保护自身不受空气污染物的污染,解毒有害颗粒,限制相应的过敏反应。

这类酶有两种,它们被称为谷胱甘肽硫转移酶M1(GSTM1)和谷胱甘肽硫转移酶P1(GSTP1)。GSTM1以两种形式出现在特定人群的染色体1号中:有效的和无效的。生来带有两种无效形式的人们根本不能生产GSTM1保护性酶,大概50%的人们属于这一种群。同时,一个常见的存在于染色体11号上的GSTP1基因突变被称为ile105,生来带有两个复制体的人们产生一个并不十分有效的GSTP1形式。

在一项由法兰克·吉利兰特(Frank Gilliland)领导的在加利福尼亚进行的研究项目中,与抗氧化剂相关的基因族中的变体和柴油废气颗粒的反应有关。相比较其他参与者而言,缺乏GSTM1基因的抗氧化剂产生形式的志愿者会引起更大的过敏反应。既缺乏GSTM1又有ile105变体的人占据了美国人口的15%~20%。我的染色体的分析显示我属于这一特殊种群,因为我的一个GSTM1拷贝被删除,而且我携带ile105。雪上加霜的是,除了它的解毒的特质,缺乏GSTM1还可能会使我更容易感染特殊的化学致癌物质,而且与肺癌和直肠癌也有联系。好消息是哮喘也与另一个来自这个族的基因,谷胱甘肽硫转移酶θ1(GSTT1)的缺失有联系,它在染色体22号上,这个基因的两个拷贝副本在我的染色体中是正常存在的。

考虑到我用来治病的药物,我有一个主意。对哮喘的一个主要治疗是用类固醇(糖皮质激素)减轻炎症,引发细胞中的蛋白质合成。是不是这样:它们的工作机制是通过加速肾上腺素受体合成,从而使细胞对肾上腺素更有反应呢?我们想了一个简单的计划:我们将用放射性药物测量细胞表面的受体数量,然后添加类固醇激素观察放射能——受体水平——是否随时间增加。我们很高兴地发现受体密度在12小时之内增加了一倍。这篇揭示了哮喘中糖皮质激素的活动机制的论文自从发表后,它就被频繁引用了。

1980年我的团队也发表了一些其他科学论文。一篇是关于肾上腺素作用的细胞膜受体的第二种类型,被称做α肾上腺素受体的。我们找到一种方法把隔离出的火鸡的红细胞膜的肾上腺素受体(涉及了更多的火鸡血)重组成其他细胞膜,这一步对于长期研究受体蛋白质是重要的。我们揭示了在细胞循环(即当一个细胞分裂时)过程中受体密度(受体蛋白质分子的数量)发生了相当大的改变。这一年的最大成就伴随着克莱尔的单克隆抗体工作一起产生,那时她成功地制造出了第一个单克隆抗体,这个抗体被局限在一个能处理化学信使(神经传递素)的受体中。最可贵的是,我能利用这些抗体获得令人兴奋的新信息,比如关于神经细胞上的肾上腺素受体族在结构上是怎样互相类似的。诺贝尔奖获得者朱利斯·阿克塞罗德(Julius Axelrod)把研究论文寄给《国家科学院学报》发表。

1980年对我的工作是一个过渡期,它也标志着我和芭芭拉婚姻的结束。克莱尔搬到布法罗后不久就解除了她的婚约,现在和一个新男朋友住在一起,但是因为她经常和我待在实验室,所以芭芭拉就假想我们有暧昧关系,虽然我们的关系仅仅是职业关系。芭芭拉本人已经开始和一个从加尔维斯敦来的教师发生交往,不久她在得克萨斯当了老师,留下克里斯多夫和我,去和她新男友住在了一起。虽然这是一段困难时期,但是让我放心的是,她没有要求克里斯多夫的监护权,作为一个单身父亲,它虽说是对我的最大的挑战之一,却有时也是老天对我生命中最大的恩惠。

克莱尔和我现在开始来往了,和教授约会的学生不久在医学院成为一件公开的丑闻。这种情况很复杂,因为克莱尔仍继续和她男朋友同居,而我虽然和妻子分开了,但仍然是合法夫妻。虽然离婚程序正在进行中,对方变得很刻薄,芭芭拉起诉要求克里斯多夫的监护权。纽约法庭不同情单身父亲,完全支持她一方。我现在仍然在想,如果当时婚姻顾问像现在一样到处都是,那我们麻烦的短命婚姻是否就能幸存。

想象一下,我和克里斯多夫在一起度过了多少时光,我的生命中如果没有他,我的生活将会很悲惨,我会变得很沮丧。随着时光流逝,我想到芭芭拉已经开始真正关心他,我心里就得到点安慰。法庭准许我频繁的探视权,在很小的时候,克里斯多夫频繁地穿梭于我和他妈妈之间,芭芭拉后来又有三次婚姻,成为一名成功的专利律师。分裂了20年后,我很高兴地说我们现在又再次成为朋友了。记者经常问我那个烦人的老问题:如果我能改变我生命中的某些经历,它会是什么?很简单:我会很愿意抚养我的儿子。

那一年发生了另一件主要的职业冲突,这给了我一个重要的教训。虽然药理学系有一项7年左右没有成果就离开的提升/终身职位的计划,我相信我可以早点获得提升。毕竟,我已经获得了几乎一半的拨到系里的科研基金(很多正式教授都没有获得一美分),我带着6个优等生和博士后,我的论文发表记录令我的同行嫉妒。已经有其他的大学和我接触了,我也有几封有分量的推荐信,所以我放出一个最后通牒:早点给我终身职位,否则我要离开。

我曾经毫不留情地攻击了彼特·吉斯纳(Peter Gessner)的博士生,而他负责终身职位的审查讨论小组。经过持续了长达3个月的程序后,委员会决定我必须再等几年才能加入他们的阶层。为了荣誉,我感到我别无选择只好尽快离开,但是我的离去比我预期的还快,多亏了生物化学系的突然提议。在那里他们给了我一个比我现在这个大3倍的实验室,一个属于药理学部分的教学承诺,一个提升副教授的名额,和一份提高了的工资,年薪从2.3万美元提升到3.2万美元。我的生活马上得到改善。

尽管我仍然不是很有钱,我开始有点纵容自己。我认为我能在我的债务上再加上一小笔,花3000美元买了一条6米多长的霍比猫帆船,它是一艘绝对快的双体船,能让我在周赛中,顶着从加拿大伊利湖、水晶湾、沙克斯顿湾刮来的大风顺利出航。每个周末,我将带着我的船一起去比赛,我的船拖在我的蓝色的柴油梅塞德斯车之后。

我喜欢双体船航行的技术,也喜欢它的速度。就像荡秋千(腰带和一根钢丝绳连起来,系到桅杆上),我必须利用我的身体作压舱物防止航行中轻船体被颠覆。船体高出水面,以保持船体浮力,坐在迎风的船体边缘真令人愉快。在大风大浪中,船头进入水中,船体随浪来回涌滚,要防止船体颠簸需要很高的技术。

我好不容易说服克莱尔跟我一起去航海冒险。我们第一次出去时,当我在外面吊架上努力在船体上滑行时,我们的航速是40千米/小时。当克莱尔回头和我说话时,我不见了——我已滑到了船首,在钢丝绳上摇摆。尽管我没有落水,当我来回摇摆时,她开始尖叫,打算跳进水里向岸边游去。“不要再那样做了”,她歇斯底里地尖叫着。

航行成为我逃避现实的一种方式,也是我大量肾上腺素奔泻的一个源头。周末,和六个人在安大略湖大浪中航行,霍比猫帆船一头扎进大浪中,在浪底继续向前航行,只有我们的头、桅杆和船帆还隐约可见。我们慢慢上升,像一条潜水艇升到水面,当我们在继续前行中露出水面时,每个人都兴奋地大叫。岸边的目击者们被眼前情景所震撼,他们跟随着船向前跑并且给我们买来了饮料。

我并不畏惧,直到那时我的经历中还没有受伤来教会自己尊敬海浪,我不久赢得了更多的比赛。但是在一次单枪匹马的和厉害对手的硬战中,我接受了一次严酷的教训。在这场比赛中,我远比他们超前,很明显我会获胜。我很自信并开始玩一些刺激动作,我和一条几乎是垂直的船体飞起来以此炫耀。为防止翻下船,我坐在船的上部,前后移动我的身体,这时舵柄折断了,当船开始以好像很慢的动作翻转时,我感到自己向后倒,而且我确定自己要葬送在水中了。幸好我先跌到下面的船体上,折断了我的从肩膀一直到胸骨的右锁骨和我的肩骨。我的头撞在船上,昏过去了,滚进海浪里,没有救生衣,但是幸运的是,冰冷的海水和肩膀的疼痛使我苏醒过来,尽管目击者说我已经面朝下漂浮了大约一分钟。剧烈的疼痛,没有救生船的帮助我不能自己爬回船上。几个星期,我都吃着止痛药。但是我一旦能行了,我就又回到航海上来了。

目前为止,克莱尔正集中精力结束她的博士工作。她的论文答辩很顺利,庆祝活动渐渐平息后,我请求她嫁给我,并继续留在实验室工作。她开玩笑说,只要我同意再不拿这种手段来招募新员工,她就同意(真相是,她花了一些时间接受我。几年后当被《人物》杂志问到是否是一见钟情时,她说,“对他来说是,对我来说不是。”)。

至少我知道,克莱尔并不是为钱而嫁给我。她已经看到过我的财政状况从糟糕到更糟的过程了。我在试图处理第一次婚姻的残骸:那张大的信用卡清单,孩子的抚养费和律师费。我必须卖掉我心爱的梅赛德斯车来还账,我甚至买不起一个订婚戒指;克莱尔只得借钱给我买一个。

我们要结婚的消息很快传遍整个医学院,不过到现在丑闻已经变成常规传言,再闲聊学生和教授之间的风流韵事已经没什么意思了。

我们决定在科德角结婚。克莱尔来自一个天主教家庭,虽然她家希望我们在天主教堂结婚,但是因为我离过婚,所以不可能实现。我们在马塞诸塞州的森特威尔(Centerville)找了一个古老的教堂,一些已故船长的坟墓环绕在它的周围。教堂离克莱尔父母在海因尼斯港(Hyannisport)西部的家不远。我们把日子定在1980年10月10号,婚礼和婚宴是很令人高兴的事。加里是我的伴郎,在整个婚礼上,我的家庭好得像一个人似的。我的父亲明显很自豪,而且很高兴我把自己从一个冲浪高手转变成一个医学院教授,而且他对我和我的新娘的定居很是认同。后来每谈起那场婚礼,他必满脸喜气地提到在婚礼中他和三名女傧相的一张合影,其中之一,总是热情地欢迎我的拜访,即使这种拜访有点唐突。婚礼后,我习惯几乎每周都和我的父母谈话,通常是我父亲。