德国Bonhoeffer家族,近几代令人钦佩。
家族有医生、神父、物理学家、生物学家...
一战他们家有人战死沙场。
二战期间,不是犹太人而被认为是德国“主流”的Bonhoeffer家族多人参加反对纳粹活动,甚至参与谋杀希特勒。因此,4位家族成员被纳粹判死刑。其中,一位判刑法官第二天就被盟军飞机炸死,但Bonheoffer家族成员并未逃脱死刑,在盟军进入柏林的过程中死于纳粹行刑队。除去四位去世,另有被捕后仍然生存的两位。
今年一月去世的Friedrich Bonheoffer(1932-2021),是科学家。
他的两位叔叔、两位姨夫被纳粹处死。(有一年我访问他研究所的时候,他刚刚去参与拍摄英雄家庭后回到研究所。)
他原来学核物理,1970年代听姻亲、由物理改行生物而成为分子生物学先驱的Max Delbruck的演讲后,决定自己也改行生物。
Friedrich Bonheoffer起初研究病毒,等他成为马普研究所所长后,1970年代中期他决定改研究神经生物学。他的研究所从“马普病毒研究所”改名为“马普发育生物学研究所”。
他选择研究神经纤维连接的关键过程之一:轴突导向。
轴突导向的第一位科学家是西班牙的Ramon y Cajal。他首先提出导向重要性,并提出趋化性的重要性。Cajal被认为是现代神经科学之父,对神经科学有多方面贡献,1906年获诺奖是因其确立神经元学说(神经系统的神经细胞是独立的,不是细胞浆相通的,后者为所谓的“网状学说”)。
第二位研究轴突导向的重要科学家是美国耶鲁大学的Ross Harrison,他发明用体外细胞培养来研究神经纤维的生长和导向。
第三位研究轴突导向的重要科学家是美国的Roger Sperry。他经过长期研究后,最后于1963年在加州理工学院发表他对轴突导向最重要的论文:化学亲和力学说。轴突与其靶物之间有相应的化学分子,互相亲和。Sperry同年与研究生Michael Gazzaniga发表“裂脑人”的研究,发现人脑的左右两半球功能不同。Sperry因为左右脑的研究获1981年的诺奖,很多人认为他的轴突导向“化学亲和力”学说也达诺奖水平。
以上是发现、描述和实验及其学说。
很多人感兴趣找到轴突导向的化学亲和力分子。
第五位研究轴突导向重要的科学家是美国国立健康研究院的Marshall Nirenberg。他因为1961年开始破解遗传密码而于1969年获诺奖。1970年代,他用Sperry的模型和假说,通过抗体的方法寻找化学亲和力的分子基础,未果。
第六位研究轴突导向重要的科学家,就是德国的Friedrich Bonheoffer。经过几年探索,他于1980年在Nature发表他有关轴突导向的第一篇论文,建立检测化学亲和力的方法。这一方法本身不容易做,几年后他和同事们成功的发明了新的方法,事后看上去优美而简洁。事
1987年发表新的方法,以及用新方法发现Sperry系统导向的机理不是吸引,而是排斥。虽然显示“亲和力”,其基础实际是排斥性。这一工作虽然只发表在《发育》杂志,不仅非常重要,而且非常漂亮。他到旧金山加州大学给学术报告时,因为英文一般、说话乏味,所以作为年轻研究生的我,在听众中昏昏欲睡。但是,我清楚地记得,当他讲到他的结果部分,我被震撼的目瞪口呆。
1995年,Friedrich Bonheoffer实验室拿到了他们追求了二十年的分子。从细胞、生物化学到分子,他们坚持不懈取得了成效。
轴突导向第七位重要科学家是美国的遗传学家Ed Hedgecock。他从1985年用线虫遗传突变研究轴突导向的基因,到1990年发现多个重要基因,1992年拿到两个重要的基因(Unc5和Unc6)。
轴突导向第八位重要的科学家,是旅美加拿大科学家Marc Tessier-Lavigne (MTL)。他在旧金山加州大学的实验室,以生物化学分离提纯的方法,找到哺乳动物第一个轴突吸引分子,他命名为Netrin,与线虫的Unc6是同类分子。MTL后来曾任洛克菲勒大学校长、现任斯坦福大学校长。(有人认为他任校长不是很好的选择,在近几十年来校长对大学贡献很小的美国,少一个校长无所谓,一个非常聪明能干的人任美国大学校长可能是浪费。)
Friedrich Bonheoffer实验室轴突导向的4篇代表性论文:
分子时代,轴突导向,Bonheoffer、Hedgecock、Tessier-Lavigne三个实验室六篇代表性文章。
《神经元》杂志,德国科学家悼念Friedrich Bonheoffer。其中文字与本文有出入的,科学方面本文更准确,生活方面也许《神经元》杂志文章更准确。
Friedrich的儿子Tobias也是神经生物学家,是另一马普研究所的所长。
1995年诺奖得主(Christiane Nüsslein-Volhard)在1980年做出了其最重要的果蝇发育的研究,其后几年硕果累累。但是,在长期女性被歧视的德国,精英的马普学会有上百个研究所所长,而女性却很少。Christiane Nüsslein-Volhard在1980年代找工作居然很不容易,Friedrich Bonhoeffer曾经提供有力的帮助,使Christiane Nüsslein-Volhard成为自己同一研究所(马普发育生物学研究所)的所长之一。
PPT自:《分子神经生物学》“轴突导向”一节
PPT自:《分子神经生物学》“轴突导向”一节
(PPT是2010年以前讲课内容。纪念文字写于2021年4月)