废液缸里出奇迹——水母素和绿色荧光蛋白(GFP)的发现 (2008年诺贝尔化学奖)
扫了一眼居然没有人说GFP这么经典的故事。其实很多科普文章都说过这个历史过程,我这里就简单讲一讲下村修的故事。
1956年的日本,年轻的下村修(上图)终于解析了小甲虫们荧光的来源——荧光素的结构。然而他不知道的是,他的导师忘了告诉这个课题很多人尝试过都失败而归。荧光素的成功,激发了下村修的斗志,去研究另一种发光的神奇生物——水晶水母(如下图)。
下村修是个生物化学家。任何生物到了生物化学家手里一般没什么好下场,都是死无全尸被碾成渣渣,然后生化学家会从中提取出各种各样的分子,测试他们的性质。
下村修也是这么做的,因此正如绝大多数生化学家的日常生活一样,报应不爽,没有一个实验是成功的。
直到有一天,当实验又都失败了,下村修把所有的试剂倒进水池的时候,水池亮了!
下村修想了想,今天中午切水母水槽里可能还积了不少海水。顺着这个思路,他终于发现是海水中的钙离子,激发了水母发光,并成功的分离出了关键的蛋白质水母素!
不过这个起源故事里还有第二个意外:水母素发蓝光,而水母是发绿光的。
下村修敏锐的意识到,蓝和绿,那还是很不同的嘛。这说明一定还有什么物质能够把蓝光变成绿光。于是他就在拿着个手提灯照所有的样本,找啊找,终于分离出了绿色荧光蛋白GFP。
可以说,正是GFP的发现,照亮了近20多年遗传、细胞生物学等多个学科的快速发展。有了荧光标记,我们就可以肆意的在细胞还活着的时候观察各种各样的基因表达、蛋白定位、相互作用等等等等。
这个故事告诉我们。“如果实验不顺利,就把样本扔到地上或桌上或是海水里,然后再做实验一定成功,不论什么实验。”——马丁 查尔菲 2008年诺贝尔化学奖获得者。
导电聚合物的发现,源于实验错误,多加了一千倍的催化剂。
1967年东京工业大学白川英树实验室的一个韩国学生偶然合成出了银白色带金属光泽的聚乙炔薄膜。而这种聚合物之前都是白色粉末状。白川英树分析了实验过程后,发现是实验者将实验方案中的毫摩尔理解成了摩尔,导致使用了通常用量一千倍的齐格勒-纳塔催化剂,得到了聚乙炔样品高度结晶,且形成纤维状结构。而且掺杂少量溴之后,聚乙炔的导电性变成了之前的一亿倍,这已经接近了银的导电性。随后他们和物理学家Alan Jay Heeger合作,对掺杂机理进行了研究。
2000年,白川英树和他的两位合作者Alan Jay Heeger和Alan MacDiarmi因为“发现和发展了导电聚合物” ("for their discovery and development of conductive polymers")获得了诺贝尔化学奖。
p.s. 我听过一次白川英树教授的讲座,他把这种意外发现好东西的本事称之为一种能力,用英文说叫serendipity。我的理解是祖师爷赏饭吃。





