2015年10月7日,诺贝尔开出了科学领域最后的最后一个奖项:化学奖。瑞典科学家托马斯·林达尔、美国科学家保罗·莫德里奇和土耳其科学家阿齐兹·桑贾尔因在“DNA修复”研究领域做出卓越贡献而分享了这一殊荣。其中,保罗·莫德里奇因发现了机体DNA复制过程中的错配修复机制,书写了分子生物学教科书。保罗·莫德里奇在新墨西哥州的一个小镇上长大,从小就是个热爱自然的孩子。
他父亲是当地的一名生物老师,非常鼓励儿子去探索好奇的事物。1963年,这位父亲给了刚上高中的莫德里奇一条非常重要的建议:“你应该去了解下这种叫DNA的东西。”莫德里奇吃下了这个安利。他将研究生涯的绝大部分时间奉献给了DNA突变——具体说来,便是探究机体如何防止遗传物质发生变化。莫德里奇鉴定出了生物体“错配修复”系统中的一系列蛋白质,并且搞清了它们的特点与用途。
“错配修复”是生物体极其重要的一个“校正”系统,有了它,细胞就能消除染色体复制时偶发的DNA突变。在精子和卵子的形成过程中,如果DNA的编码出现差错,这些突变就会遗传给后代;如果成年个体内的其他细胞发生有害的基因改变,就可能导致癌症。莫德里奇发现,MMR系统好像一个编辑,可以校正DNA聚合酶的这种极为罕见的错误。
本科时期的莫德里奇曾经在一个实验室当帮手,这个实验室专门研究一种能够感染细菌的病毒的遗传特性。他在那时第一次对分子遗传学产生了兴趣。莫德里奇在斯坦福的博士论文写的是一种连接酶,他发现,这种酶对大肠杆菌的生存至关重要。博士阶段的工作帮助莫德里奇获得了研究DNA,以及与DNA相互作用的酶类等蛋白质的经验,这使他在上世纪70年代末得以开始研究MMR。
莫德里奇和同事认为,人体内可能也有一套MMR系统,而他们在上世纪90年代证明了这点。他们发现,缺少这一种校正系统的人容易患上一种常见的遗传性结肠癌,他们还鉴定出了多种参与人体MMR过程的蛋白质。如今,医生们正在利用这一发现诊断病人是否患有癌症。现在,莫德里奇还在对人体MMR的分子机制进行更深入的研究,寻找MMR在某些疾病的发生过程中的作用。
一些癌症会对逐渐化疗产生耐受性,莫德里奇也在探索MMR在这一过程中扮演的角色。莫德里奇相信,基础研究往往会带来出人意料的结果,最终会对人类的健康与疾病产生宝贵的价值。“如果我们不了解细菌MMR的基础知识,就不会想到人体内这条通路的缺陷会导致遗传性结肠癌,”莫德里奇说道,“对于科研来说,单纯的好奇心就是这么重要,因为你永远无法预料它会带你通往何方……当然,你还需要一点运气。”