阿尔贝·克劳德

阿尔贝·克劳德:开启细胞之门的的面包师之子

阿尔贝·克劳德(Albert Claude)从未读完中学。他没有学过希腊语和拉丁语,据他后来回忆,他是在比利时一个村庄的一间单室学校里长大的,他形容那里“除了能提供一点微不足道的东西之外,别的什么也没有”。几十年后,他利用离心机以及最终为物理学家而非生物学家建造的电子显微镜,成为第一个将活细胞内部视为一台结构化机器而非无定形团块的人——这一成就为他赢得了1974年诺贝尔生理学或医学奖的一部分。

孤儿般的起点

克劳德于1898年8月24日出生在比利时阿登地区的讷沙多附近隆利耶,他是面包师弗洛兰坦·约瑟夫·克劳德(Florentin Joseph Claude)四个孩子中最小的一个。在他七岁时,他的母亲玛丽-格洛迪斯·瓦特里康·克劳德(Marie-Glaudice Watriquant Claude)死于乳腺癌,后来全家为了寻找工作搬到了工业城镇阿蒂斯。克劳德离开学校去照顾一个残疾的叔叔,随后在第一次世界大战期间在钢铁厂担任工业设计员。据他说,在温斯顿·تش丘吉尔(Winston Churchill)的启发下,他在战时志愿加入了英国情报服务部门并在整个冲突期间服役,获得了同盟国间勋章和退伍军人身份。这一身份成了他通往高等教育的通行证:一项新的比利时法案允许战争老兵无需通过他由于缺乏古典学校教育而永远无法通过的标准入学考试即可进入大学。他于1922年进入列日大学,最初计划攻读采矿专业,但在1928年毕业时获得了医学博士学位。

从柏林到洛克菲勒研究所

在柏林的癌症研究所(Institut für Krebsforschung)和威廉皇帝生物学研究所(Kaiser Wilhelm Institute for Biology)进行了一年博士后研究后,克劳德于1929年9月凭借奖学金来到纽约的洛克菲勒研究所,旨在分离出劳斯肉瘤背后的难以捉摸的病原体——这是一种引起鸡癌症的病毒。正是对这种病毒的追寻,使他几乎出于必需,完全发明了一种研究细胞的新方法。

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研磨细胞以解读其各个部分

1930年,克劳德无法用现有方法分离出劳斯肉瘤病原体,于是开发了细胞分级分离技术:将细胞研磨碎裂,滤去膜,然后在离心机中旋转剩余物以按质量和密度分离其成分。这项技术使他第一次能够证明细胞的特定部分控制着特定的功能——细胞不是均质的果冻,而是由独立的运作部件组成的集合。利用该技术,他分离并表征了劳斯肉瘤背后的病原体为“核糖核蛋白”(即后来被确立为RNA的物质),确立了该癌症的病毒基础。然后他转向电子显微镜——一种由物理学家为物理学制造的仪器,并成为第一个将其实际应用于生物细胞的人。他于1945年对线粒体结构进行了首次电子显微镜研究,并在同年发表了细胞内部结构的第一张详细图片,将线粒体识别为细胞的发电结构,并发现了充满RNA的颗粒——他称之为微粒体(后来更名为核糖体)。通过与同事基思·波特(Keith Porter)合作,他还揭示了现被称为内质网的花边状膜结构。细胞分级分离和电子显微镜两者结合,为生物学提供了关于细胞实际包含内容及其各部分如何相互关联的第一张真实地图。

美国公民,重返欧洲

克劳德于1941年加入美国国籍,并在几十年里一直与洛克菲勒研究所保持联系,但于1949年返回比利时,担任朱尔斯·博尔德癌症研究所(Jules Bordet Institute for Cancer Research)所长,并在布鲁塞尔自由大学担任教授。1972年,他在鲁汶大学增设了一个职位,担任其细胞生物学和癌症学实验室主任,直到七十多岁仍在积极进行研究,直到健康恶化迫使他在1976年前后停止访问实验室,尽管此后多年他仍在隐居中坚持工作。

奖项与人物

1974年,克劳德与乔治·埃米尔·帕拉德(George Emil Palade)和克里斯蒂安·德迪夫(Christian de Duve)共同荣获诺贝尔生理学或医学奖——这两位科学家都以不同方式直接在克劳德开创的分离技术上进行了建造——“表彰他们在细胞结构和功能组织方面的发现”。他获得的其它荣誉包括1970年与帕拉德和波特共同获得的路易莎·格罗斯·霍维茨奖(Louisa Gross Horwitz Prize)、保罗·埃尔利希和路德维希·达姆施泰特奖(Paul Ehrlich and Ludwig Darmstaedter Prize),以及来自比利时及世界各地大学的名誉博士学位。在实验室之外,同事们形容他有点古怪,与艺术家(包括墨西哥壁画家迭戈·里韦拉、比利时超现实主义者保罗·德尔沃)以及作曲家埃德加·瓦雷兹(Edgard Varèse)保持着密切的友谊。他于1935年与茱莉亚·吉尔德(Julia Gilder)结婚;这段婚姻后来以离婚告终,他们的女儿菲利帕(Philippa)后来成为了一名神经科学家。

为什么阿尔贝被称为天才

克劳德的天才案例建立在一种特殊且不寻常的创造力之上:面对没有现有工具来回答他的问题——细胞内部究竟是什么,哪个部分做什么——他自己制造了一个,将借用自工业化学的技术改编为细胞分级分离技术,然后采用了一种在生物学使用上完全没有先例的仪器:电子显微镜。他的诺贝尔奖共同得奖者克里斯蒂安·德迪夫和乔治·帕拉德在《自然》(Nature)杂志上撰写的讣告致敬中,赞誉他正是通过这种组合开创了现代细胞生物学:一种新的制备方法和一种新的观察方式结合使用。诚实的复杂之处在于,克劳德自己最初的目标——分离劳斯肉瘤病毒——并未完全由他个人实现,而他开创的领域则由德迪夫(他鉴定了溶酶体和过氧化物酶体)以及帕拉德(他利用克劳德进一步完善的技术绘制了核糖体在蛋白质合成中的作用)推向了更为著名的结论。换句话说,克劳德的天才,是创始人的天才:不是对细胞的最后定论,而是向细胞提出真实问题的第一种工作方法。

遗产

克劳德于1983年5月22日夜间在布鲁塞尔的家中逝世,享年八十四岁。细胞分级分离和生物组织的电子显微镜技术至今仍是细胞生物学实验室的基础技术,而细胞作为结构化、区室化机器的图景——线粒体作为发电厂、核糖体作为蛋白质工厂、内质网作为内部运输网络——正是阿尔贝·克劳德最初绘制的图景,他凭借着一个他在少年时离开的学校和一个几乎出于偶然为他打开所需大学大门的战争记录,完成了这一壮举。

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