病毒史記---Delbrück大帝

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這是以前在病毒公眾號寫的第二篇關於病毒的，貼在這裡，如果我有時間，我可以把所有和我們生活有關係的病毒全部描述一遍，病毒是個很有趣很簡潔的研究領域。

人類認知的每一次革命，都有一個靈魂人物，他就像先知一樣，提前嗅到了革命的味道，並利用一切手段為革命的到來準備各種力量，聚集一流的靈魂，迎接革命的時代，在物理學界，Niels Bohr和Albert Einstein是這樣的人，他們以自己為中心，聚集了眾多年輕智慧的靈魂，形成一個一個學派，催化了一個新時代的誕生。在生命科學界，Niels Bohr的一個名不經傳的學生，Max Delbrück，承擔了這個使命。

年輕時代的Max是個人見人愛的大帥哥

Max Delbrück出生在德國柏林一個知識份子家庭， 母親是肥料工業之父Justus von Liebig男爵的孫女，父親是柏林大學的一個歷史學教授。Max從小接受了很好的教育。

在大學時代，Max對天體物理學興趣濃厚，但是當時哥本哈學派的量子力學很快吸引了Max的興趣，他轉而投入哥本哈根大學的 Niels Bohr門下，進行理論物理學研究。1932年，Max重返柏林成了Lise Meitner博士的助手，他在 Lise Meitner博士的實驗室研究了鈾的核物理特性和gamma射線在真空電場的散射問題，儘管他的理論基本是正確的，他的結論很令人費解，直到20年後Lise Meitner博士自己證明了這個現象，但是仍然把他命名為 Delbrück現象。

Niels Bohr 1932年的演講讓Max對研究生命運作機制產生濃厚興趣

1932年Niels Bohr在柏林大學的一次演講，徹底讓Max改變了自己的研究方向，Niels本人作為一代宗師，他對應用量子物理學解決生命運作機理的問題非常有興趣，他在這次演講中討論了用量子物理的理論探究生命原理的可能性。此時Max 心中一亮，這個時候的生命科學領域完全是一片沒有開化的大陸，最主流的觀點是摩爾根教授沿著先知孟德爾教士建立的遺傳學法則，發現了生物遺傳和突變的表型的基本規律，但是關於是什麼承載了生命的遺傳和突變，人類幾乎一無所知。Max隨後幾年把自己的研究重點轉向研究孟德爾和摩爾根學說的物理基礎，當時戰前的柏林是歐洲科學文化中心，聚集了眾多來自全世界的一流學者，Max很早就注意到了Timofeeff Resolvssky 和Zimmer兩位生物學家關於輻射對果蠅的作用的文章。 Max時常到這兩位科學家的實驗室晃悠，遇到問題常常站在一個物理學家的角度和兩位生物學家爭到面紅耳赤，1935年，Max和這兩位生物學家發表了一篇文章闡述了放射性能夠導致突變和基因結構的關係。Max此時確立了一個他自己，也是未來噬菌體小組的核心信念，即孟德爾和摩爾根闡述的遺傳現象是由某種分子承載信息的形式保存和發揮作用的。

Max第一次接觸生命科學研究使用了果蠅，摩爾根時代最流行的模式生物

1937年，是Max在柏林愉快的學術生活終結，歐洲大陸此時成為恐怖的世界，大戰一觸即發，而Max是個猶太人，隨時可能被殺。他開始了自己逃亡生涯，乘坐輪船到了美國的加州理工學院，此時他只是一個收到洛克菲勒基金會資助的訪問學者，他的經費非常有限，很難建立起大的果蠅的實驗室，Max受到了Stanley發表的煙草花葉病毒的工作的啟發，作為一個物理學者，他覺得病毒是一種生命，但是它個體非常小，可能一定是由一些分子組成的，Max想像孟德爾和摩爾根發現的遺傳現象一定在病毒上也是一樣的。但是建立起真核細胞的病毒實驗室對於此時的Max而言也是非常困難的，這個時候，他正好發現了噬菌體，他發現這個小生命符合了他對探索生命的物理學原理的合適的模式生物的所有期待，噬菌體很小，要在電子顯微鏡下才能看到，噬菌體的行為是很確定的，能夠殺死細菌形成噬菌斑。作為一個量子物理學家，Max欣喜若狂，他覺得自己找到一個生命遺傳學原理的最簡潔的生物模型。此後，Max忘記了歐洲的戰爭和他的族人被殺的慘痛，專心投入噬菌體的研究中。

1939年，第二次世界大戰在歐洲全面爆發，Max徹底斷了回家的路，此時洛克菲勒基金會對他的資助也結束了，但是基金會為他找到了 Vanderbilt University的教職，他在 Vanderbilt University講授物理，但是他在生物系還有自己的實驗室。事實上，Max把自己的全部精力都投入到了對噬菌體的遺傳學研究中，這時候他把自己的初步成果發表了一篇文章，The growth of bacteriophage，在這篇文章里，他闡釋了噬菌體數量增長的特徵似乎不是指數增長，而是一部完成了，突然釋放出很大數量的病毒。

Max最重要的合作者Salvador Luria

1941年，Max遇到訪問Vanderbilt University的他一生的最重要的合作者Salvador Luria，Salvador是一個義大利籍的微生物學家，與Max背景不同，Salvador是一個位生物學家，曾經在法國的巴斯德研究所接受了非常好的微生物學的訓練， Max和Salvador同是猶太人，同樣被歐洲戰爭逼的背井離鄉，他們一見如故，Salvador把自己掌握的培育噬菌體的經驗對Max傾囊相贈，他們一起做了48個小時的實驗，Salvador豐富的噬菌體操作經驗和Max嫻熟的數學處理結合在一起，他們用數學辦法得到了一個有趣的結論：即細菌突變是隨機發生的，和選擇的條件無關。這是在孟德爾和摩爾根發現的遺傳學現象的重要補充，更為重要的是，Max和Salvador確信，他們找到了比摩爾根的果蠅更適合的研究遺傳學問題的新的模式生物，噬菌體和細菌。從此以後，二人親密合作，共同通過噬菌體研究摩爾根遺傳學，他們的工作引起了很多生物學家和物理學家的注意，最為著名的是一個是華盛頓大學的Alfred Hershey也加入他們的隊伍，他們有著共同信念，認為揭開生命科學的秘密最關鍵的模式生物是噬菌體和細菌。

Max的合作者Alfred Hershey

隨後，他們在冷泉港開會宣布成立了噬菌體小組，並且在冷泉港定期舉行了噬菌體操作培訓班，所有的物理學家和生物學家都可以自由進出這個培訓班學習。Max和Salvador的努力讓很多眾多的物理學家參與到噬菌體小組裡來，或者遠遠的關注著噬菌體的小組的工作。在噬菌體小組這個學術團體很快形成的時候，另外一個重要的工作引起了Max的注意，Oswald Avery用肺炎球菌證實DNA能夠轉化肺炎雙球菌的表型，從光滑型變為粗糙型。這在當時是非常違反人們普遍觀點的學說，又因為Oswald是個特別小心謹慎的學者，他也不想和別人爭論，他的結果發表以後，立刻遭到了幾乎所有人的批判，因為在當時大家都覺得DNA太簡單，太stupid了，而蛋白質才可能是遺傳物質。所以整個40年代，Oswald的工作從來都沒有獲得過同行的認可。但是Max卻認為這是個非常重要的工作，他在噬菌體小組的交流會上不斷告訴大家Oswald的結果。最終，Alfred Day Hershey和M.Chase在1952年，使用放射性的磷標記DNA，使用放射性的硫標記蛋白質，他們發現噬菌體侵染過程中DNA進入了細菌內，而蛋白質外殼留在了細菌外面，從而為DNA是遺傳物質提供了直接證據。因為在噬菌體闡釋遺傳學方面的突出貢獻，1969年的諾貝爾生理學獎頒給了Max Delbrück，Salvador Edward Luria，Alfred Hershey三人。

噬菌體小組也直接激發了另外一個人James Watson，Watson本來在動物系，但是他深深被噬菌體小組的工作所吸引，就開始追隨Salvador Edward Luria做博士論文，噬菌體小組公開知識分享的氛圍讓Watson比其他人更早確認了研究DNA將會非常非常重要。另外一個受到Max Delbrück的工作激勵的放射學家是Rosalind Franklin，她早期從事煤炭結構的研究，練就了用X射線分析微觀物質結構的過硬本領。還有另外一個被戰爭終止了學業的老帥哥Francis Crick，James Watson和Francis Crick利用從Rosalind Franklin那裡偷來的X光衍射圖譜，完成了對DNA的結構的假設，確立了DNA的反向雙螺旋結構，真正開啟了分子生物學時代。

大概連Max Delbrück自己也沒想到，他建立的噬菌體小組在開啟現代生物學全新時代所發揮的重要意義，從後面向前看，他追隨自己內心，像先知一樣建立起了這個解決遺傳學秘密最重要的模型，他不斷抽絲剝繭，提煉問題的本質，簡化問題的實質，公開分享自己的觀點，聚集很多物理學家，放射學家，化學家和微生物學家，一起促成了20世紀對現代生命科學來說最偉大的革命，他是現代分子生物學的先知和開拓者，幾乎從無到有創建了一個全新的領域。Max Delbrück在整個過程中充當了智力來源的作用，他也讓更多的明白，要解決一個合適的問題，必須選擇一個足夠簡單的生物模型，才有可能成功，這個觀點貫穿了後面20年整個中心法則的建立。