专访诺贝尔获奖者马丁·查尔菲： 绿色荧光蛋白的发现 是“偶然和意外”
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本报记者 倪雨晴 香港报道
导读
马丁·查尔菲回顾了GFP的研发故事，他对21世纪经济报道记者在内的媒体感慨道：“新的发现来自于偶然和意外，并且你永远不会知道它们什么时候会发生。”
在电影《绿巨人》的片头中有几个镜头，描述了科学家从水母中提取出绿色发光液体，并在报告中标注“绿色生物荧光”。这一构思正是来自于GFP(绿色荧光蛋白)研究的启发。
2008年，因在GFP方面的研发贡献，科学家马丁·查尔菲（Martin Chalfie）和下村修、钱永健三人共获诺贝尔化学奖。具体来看，GFP由238个氨基酸组成，分子量为26.9 kDa，在蓝光照射下会发出绿色荧光。
如今，作为生物科学的重要标签工具，GFP已经被广泛应用于多个领域。简而言之，将GFP的基因连接到需要研究的蛋白基因中，就可以根据GFP的发光特性来观察该蛋白在细胞中的运动轨迹。
比如，近年来，水中银公司就将GFP用于鱼胚胎毒性测试技术，来检测类雌激素。此外，也有人将GFP应用于发光丝绸布料、或者检测地雷中的TNT炸药。
近日，在水中银高峰论坛上，马丁·查尔菲回顾了GFP的研发故事，他对21世纪经济报道记者在内的媒体感慨道： “新的发现来自于偶然和意外，并且你永远不会知道它们什么时候会发生。”
在他的叙述中，GFP被广泛应用并获得诺贝尔奖，受益于多个“偶然事件”的推进。
时间线回到1962年的夏天，当时GFP最早的研究员下村修正潜心研究生物发光的原理，他的研究对象是维多利亚水母（Aequorea victoria）。为了获取更多的样本，他甚至发动全家人包括小孩去抓水母。然而实验结果并不理想。
直至一天深夜，下村修的实验再次失败，他决定回家吃饭，并把所有样本扔进水槽，当时水槽中还留有一些海水。正当他准备宣布实验失败，关灯出门的时候，恰好看到水槽正在发光。正是这个意外让他寻找到产生光的刺激源是海水中的物质——钙。
在这个偶然的基础上，下村修和其他研究员从水母中提纯了发光蛋白——水母素，同时，他们还意外地发现了另一种蛋白，这种蛋白在紫外光下发射强烈绿色。但是，当时下村修只是在注脚中记录了这种蛋白，并不知道它就是未来获得诺贝尔奖的绿色荧光蛋白。
而这两种蛋白的合作模式就是，钙可以刺激水母素发光，然后水母素能激发GFP发出绿光。整个发光过程是一个能量传递的过程。
此后GFP一度被人忽视。它的下一个重要突破就来自于马丁·查尔菲。“大约二十七年后，1989年，我坐在一个研讨会上听GFP相关的报告，当时我在试图弄清楚特定基因在动物中的表达位置。我意识到，如果我们可以使用GFP作为标记基因，就可以通过发光部分来看到基因被转化激活的情况。”
其中一个小插曲是，通过运用GFP来观察活细胞中基因的表达方法时，马丁·查尔菲团队用的是从外部实验室借来的更清晰的显微镜。随后，发展GFP的三号关键人物钱永健则带领他的团队，改造了绿色荧光蛋白，发现众多呈现不同颜色的蛋白。
“这个故事开始于水母发光研究，是一个与人类健康等其他应用完全无关的话题，令人惊讶的是，目前发表的和GFP相关的论文估计已超过二十万篇。”马丁·查尔菲说道。对于GFP科研与商用化，21世纪经济报道记者对马丁·查尔菲进行了专访。
GFP的商业化难题
《21世纪》：GFP从基础研发到最终的商业化，其间遇到过哪些难题？
马丁·查尔菲：在我们获奖后，有不少人问我，GFP可以有哪些用途、可以治疗哪些疾病。因为在人们心目中GFP肯定有一些应用，但我必须向他们解释，我们不是研究对一些东西的具体治愈方法。
事实上，GFP已经被广泛应用，例如细胞质中新型排列的案例。GFP提供了一个全新的视角，让人们研究艾滋病病毒如何从一个细胞转移到另一个细胞，研究癌细胞如何在身体内转移，以及感染是如何发生的。这些都是人们使用绿色荧光蛋白解决的问题。
很有趣的一个事情是，有人听说GFP的那一刻就表示，想成为第一个使用GFP的人。但是大多数人最初依旧会对应用的研究犹豫不决，但随后当结果证明它有用的时候，突然使用者就越来越多。所以有一点淘金热，现在仍然是。
《21世纪》：考虑过自己利用GFP来做商业运作吗？
马丁·查尔菲：我的答案是否定的。那可能是一件好事，但我并不真正了解商业。我以前有一个很天真的想法，当有公司发现GFP有用的时候，我以为公司里面有被称为研究和开发部门这类神秘的部分。
然后我发现这不是公司喜欢做的事情。公司喜欢得到许可（lisence），他们喜欢别人已经做好的产品，然后他们可以出售。也许我有点愤世嫉俗，但我不认为我能够经营公司。
事实上，如果你看看我们团队发表的内容，我们只有另外一篇关于GFP的论文，但我们就像其他人一样使用GFP。
基础研究永远缺资金
《21世纪》：您对于做好基础研究有哪些建议？基础研究又如何与应用相结合？
马丁·查尔菲：诺贝尔不是在开发产品，但产品来自新的想法。要将研究变为产品，我认为有两方面因素：一是大量的资金，用来支持具有长期意义的研究，但短期内可能没有任何明显的结果。
另一方面，我们要支持数学、物理、化学、生物学，不是抱着将要制造什么产品的想法，而是抱着一种假设，在研究中得到证实。当我们发现新的科学时，我们会发现新的应用。
一个最典型的例子是激光。唱片业不会对研究人员说我们需要CD，电影业人没有找研究员说我们需要DVD，医疗领域也没人提过，如果研究员有办法进行显微手术就太棒了。虽然这些技术基于激光，但是很多的事情是在激光发明之后衍生出来的。
不仅如此，还有大量的新发现绝对需要激光作为这些基本研究的基础，最近发现的引力波绝对需要激光。所以基础科学研究不仅促进了新的应用类型，而且促进了新的基础研究。但这是一个冒险的事情，我们不能保证两年、十年、或者三十年就会出现某种应用。
《21世纪》：在美国，研究所需的资金问题如何解决？会有资金不足的情况吗？
马丁·查尔菲：当然，钱太少了。几年前在美国，在某些情况下，对那些向国家卫生研究院提交的拨款提案来说，各种基金或国家科学基金会提供的资金较少。在许多情况下，大约有10％或12％的提案得到了资助。 而且我认为对于国家科学基金会来说，现在下降到了大约4%到5%。这并不意味着其余90%的提案都是糟糕的提案，而意味着没有足够的钱用于所有的工作。
《21世纪》：获得诺贝尔奖后，获奖者获取资源是否会更有利？
马丁·查尔菲：绝对不是，这是诺贝尔奖的切尔西理论。我们普遍认为诺贝尔奖获得者一定是最好的科学家，然后我们会认为，这些最顶尖的人肯定获得所有的资源，包括资金、招生、发表论文等等。但是，这些都不会发生。
事实上，我们团队在1994年发表了在GFP方面的论文后，接着做了其他让我感到非常自豪的工作，这些工作与绿色荧光蛋白无关，尽管在实验过程中会使用绿色荧光蛋白。当我撰写提案时，研究组会进行审查，但他们并不会说：“他是诺贝尔奖得主，给他钱吧。”他们会问：“这个提案是一个很好的提案吗？”而事情就应该是这样。
并没有人特地在我的研究中投入大量资金，我们仍然有论文遭到拒绝。我们受到了我认为是绝对正确的对待。像所有其他科学家一样，不是你多年前所做的事情使得你现在所做的事情变得有价值，而是当你想要继续做一件事情的时候，你在过去几年所做的事情证明你正在做的事情有价值。（编辑：张伟贤）
