缅怀两次荣获诺贝尔奖的科学巨匠——弗雷德里克·桑格 精选

凡是熟悉生物化学及分子生物学发展史的人，无不知晓这位先后发明过蛋白质测序技术与DNA测序技术的科学巨匠的名字！即使是生物医学领域外的人，也有不少人熟悉这位世界科学史上唯一的一位曾两次（1958和1980）荣获诺贝尔化学奖的科学家的名字，他就是弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger）（注：桑格是世界上第四位两度诺贝尔奖获得者，但他是唯一两次获得化学奖的人）。

尽管桑格获得的并非诺贝尔生理学及医学奖，但他被公认为分子生物学的奠基人与先驱之一，为基因组学的开创性研究做出了不可磨灭的贡献。正如沃生和克里克提出DNA双螺旋结构模型一样，桑格发明的蛋白质与DNA测序技术开辟了生物医学飞速发展的新纪元。然而，桑格并不是一位“高产”科学家，他一生只发表过为数极少的论文，第一篇胰岛素的论文发表于1952年，15年后的1967年才发表RNA测序论文，直到1977年发表DNA测序论文，又过去了整整十年。由此可见，对科学贡献的大小，不在量多，贵在质优。

桑格于1918年8月13日在英国格洛斯特郡出生，在走过了95年的辉煌人生后，他不幸于2013年11月19日逝世。桑格从布莱恩斯滕中学毕业后，进入剑桥大学圣约翰学院继续完成他的高等教育学业，先后于1939年和1943年获得学士学位和博士学位，随后留校任教，成为生物化学系的一名教员，同时也开展生化研究。

大约在1956年前后，桑格开始尝试用放射法测定小分子蛋白质的氨基酸序列。他用放射性同位素标记氨基酸合成卵清蛋白，再将合成的蛋白质水解成肽段，然后采用高压电泳及色谱法分离肽段，由此拼凑出完整蛋白质的氨基酸序列。随后，他利用2,4-二硝基氟苯（桑格试剂）特异结合蛋白质氨基末端氨基酸及胰蛋白酶专门切割含有精氨酸的肽键等特性，将胰岛素水解混合物用滤纸进行电泳色谱分离和氨基酸组成分析。

由于不同的蛋白质片段有不同的溶解度和电荷，电泳后这些片段最后会各自停留在不同的位置而产生特定图案，桑格将之称为“指纹”。不同蛋白质拥有不同的图案，成为可分辨且可重现的特征。桑格又将小片段重新组合成氨基酸长链，进而推导出完整的胰岛素结构。这项研究使他获得1958年度诺贝尔化学奖。

1962年，桑格加入英国研究理事会分子生物学实验室，开始研究RNA测序方法，并于1967年测出5S rRNA的序列，但遗憾地晚于Holly测出的tRNA序列。1977年，桑格发明“加减法”用于测定DNA序列，该法也被称为“双脱氧链终止法”或“桑格法”。它利用DNA引物和DNA聚合酶使DNA链得以复制，再利用双脱氧核苷酸终止DNA链的合成，由此使不同序列的DNA的长度各不相同，经由凝胶电泳就能依次排列出核苷酸序列。利用该技术，他先后成功地测定出5千碱基对的ΦX174噬菌体基因序列、17千碱基对的人线粒体基因序列、46.5千碱基对的λ噬菌体基因序列。

这项研究后来成为人类基因组计划等研究得以展开的关键之一，并使桑格于1980年再度获得诺贝尔化学奖，与桑格合作研究的吉尔伯特以及另一团队的伯格也一同获奖。第二个诺贝尔奖使他成为继居里夫人、鲍林、巴丁之后的第四位两度获奖者。到了1979年，桑格又与吉尔伯特和伯格一同获得由美国哥伦比亚大学颁发的霍维茨奖。桑格于1954年成为英国皇家学会会士（FRS），1963年获得英帝国司令勋章（CBE），1981年获得名誉勋位（CH），1982年退休，1986年获得功绩勋章（OM）。

英国维康信托基金会和英国医学研究理事会于1993年在剑桥成立了桑格中心，即现在的桑格研究院，它是世界上开展基因组研究的主要机构之一。2007年，维康信托为英国生物化学会提供资助，为桑格1989年以后的实验研究纪录建档及保存。

愿一代科学巨匠、伟大的科学先驱桑格先生永垂不朽！