简介

巴巴拉·麦克林托克（Barbara McClintock，1902-1992）是20世纪具有传奇般经历的女科学家，她在玉米中发现了“会跳舞”的基因。

基因在染色体上作线性排列，基因与基因之间的距离非常稳定。常规的交换和重组只发生在等位基因之间，并不扰乱这种距离。在显微镜下可见的、发生频率非常稀少的染色体倒位和相互易位等畸变才会改变基因的位置。可是，麦克林托克这位女遗传学家，竟然发现单个的基因会跳起舞来：从染色体的一个位置跳到另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。麦克林托克称这种能跳动的基因为“转座因子”（目前通称“转座子”，transposon）。

麦克林托克理论的影响是非常深远的，她发现能跳动的控制因子，可以调控玉米籽粒颜色基因的活动，这是生物学史上首次提出的基因调控模型，对后来莫诺和雅可布等提出操纵子学说提供了启发。转座因子的跳动和作用控制着结构基因的活动，造成不同的细胞内基因活性状态的差异，有可能为发育和分化研究提供新线索，说不定癌细胞的产生也与转座因子有关。转座因子能够从一段染色体中跑出来，再嵌入到另一段染色体中去，现代的DNA重组和基因工程技术也从这里得到过启发。转座子的确是在内切酶的作用下，从一段染色体上被切下来，然后在连接酶的作用下再嵌入到另一切口中去的。

我国遗传学者王身立教授曾在1982年与谈家桢教授一起预言，麦克林托克会获诺贝尔奖。翌年，麦克林托果然荣获诺贝尔生理学医学奖。

科研生涯

1919年，麦克林托克在康乃尔大学农学院选修了一门唯一向本科生开放的遗传学课程。在当时，几乎很少有学生对遗传学产生兴趣，但麦克林托克却对这门课有着强烈的兴趣，引起了主讲教师赫丘逊的注意。赫丘逊来电话邀请她选修康乃尔大学专为研究生开设的其它遗传学课程。麦克林托克欣然接受了他的邀请，并就此踏上遗传研究的道路。

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同时，麦克林托克还选修了植物学系夏普教授开设的细胞学课程。夏普的兴趣集中于染色体的结构以及在减数分裂和有丝分裂期间它们的行为的研究上。当时，染色体正在受到人们的强烈关注，被认定是“遗传因子”的载体。麦克林托克在康乃尔大学植物学系读研究生时，毫不犹豫地认准了这一研究方向——细胞遗传学

玉米遗传学中心

当时的康乃尔大学是玉米遗传学的中心，这一研究传统由爱默生（Rollins A·Emerson）教授所创立。玉米具有明确可辨的遗传性状，当时已证明它籽粒上糊粉层的颜色以及胚乳的性质，均受孟德尔遗传因子所控制。玉米同果蝇不同，它一年才一熟，这就为研究人员细致深入的研究提供了充裕的时间。玉米遗传学研究，集中在对突变性质的发现、描述、定位和积累上。如果说，是爱默生开创了玉米遗传学，麦克林托克则成功地实现了玉米遗传学与细胞学的联姻。

在研究生期间，麦克林托克给一位细胞学家兰道夫担任助教。兰道夫是一位颇有成就的细胞学家，他对玉米籽粒发育的细胞形态学的详尽研究。当时，他立志要完成的一项工作是确定玉米细胞中不同染色体的形态特征。然而，他所选取的根尖切片细胞，其中期染色体是如此之小，以至无法确定其细节特征。

1925年，麦克林托克来到了兰道夫的实验室，事情立刻发生了戏剧性的变化。麦克林托克一下子抓住了问题的关键。她发现，对于细胞学研究来说，玉米的根尖切片远不是一种合适的材料，相反，玉米的小孢子细胞在分裂过程中，其中期或后期染色体更为清晰可辨。恰好贝林发明一种新乙酸洋红涂片技术，这种方法特别适合于玉米，通过它可观察到每一条玉米染色体分裂和复制的全过程。麦克林托克采纳了这一方法，加之选用的材料合适，经过几周的努力，她鉴定出玉米细胞中每条染色体的不同形态特征。根据染色体的长度，她把最长的一条命名为1号染色体，最短的一条命名为10号染色体。

人物成就

她的工作得到了摩尔根和埃默森等科学巨擘和其他人的支持，其成就可以与当时正飞速发展的果蝇遗传学相媲美。在当时风盛轻视妇女的美国科学界，她被公认为是仅有的几个出类拔萃的人物，周围一片赞扬声。然而就在取昨如此辉煌的成就之际，麦克林托克开始了后来证明是她一生中最重要的研究——转座的研究，并在六年后发表了论文。但是，这一实验远远超越时空的，在当时，即在整个50年代和60年代都没有人能理解和接受。她的威望从光辉的顶点跌落下来了，她游离于科学的主流之外，被遗传学界摒弃了。

幸亏麦克林托克长寿，使她亲眼看到了自己的非正统理论为她重新赢得了声望和荣誉——1983年获得瑞典皇家科学院颁发的诺贝尔生理和医学奖 。成为世界上能够跟居里夫人一样享有诺贝尔奖殊荣的女性。

研究领域

麦克林托克的玉米研究始于30年代，玉米籽粒有黄、蓝、褐和红色，颜色是由籽粒内胚乳外表层的色素决定，而籽粒色素的合成是由玉米花粉带有的不同色素基因决定的。麦克林托克发现玉米粒的遗传不稳定，色素基因遗传有些不符合孟德尔的遗传规律。接着麦克林托克又发现色素基因是在第9号染色体上，当第9号染色体上的一个基因小片段从一个位置移到色素基因附近位置时，就产生了变化，因而提出了基因跳跃学说，认为遗传基因可以转移，转移后的基因可以从染色体的一个位置跳到另一位置，甚至从一个染色体跳到另一个染色体，麦克林托克把这些能控制色素基因的遗传因子称为控制因子。

1948～1951年，她先后研究了几族控制因子，这些控制因子不仅控制色素基因，也控制其他一些性质。麦克林托克的发现，当时并未引起科学家的重视。一方面由于霍利等人发现DNA分子的遗传密码，吸引了人们的注意，另一方面，就小片段基因插入的效果讲，打乱了基因的遗传密码，应该引起一系列变化，所以麦克林托克的只控制某一相邻基因的结果不好理解。