理查德·J·罗伯茨：发现断裂基因的机械师之子

理查德·罗伯茨（Richard Roberts）曾想成为一名侦探，追踪线索寻找单一罪犯。遗传学给了他更奇怪的东西：一个谜团，线索本身散落在证据中，而“罪犯”——一个基因——在任何地方都不以连续的文本形式存在。1977年，罗伯茨以一种引起普通感冒的病毒为研究对象，发现基因可以断裂成不连续的片段，这一发现与当时的假设背道而驰，以至于重写了分子生物学的基本篇章，并使他获得了1993年诺贝尔奖的一部分。

巴斯、化学套装和被放弃的第一个职业

罗伯茨于1943年9月出生在英国德比，父亲是一名汽车修理工约翰·罗伯茨，母亲是埃德娜·奥尔索普。他四岁时全家搬到了巴斯，据他自己说，他从小就想成为一名侦探——这种雄心壮志逐渐被一套儿童化学套装所取代。他在谢菲尔德大学学习化学，于1965年获得学士学位，并于1969年获得博士学位，研究方向是被称为新黄酮类和异黄酮类的植物化合物，这项工作与后来让他成名的领域毫无关系。1969年至1972年在哈佛大学的博士后经历将他吸引到了核酸领域，1972年，詹姆斯·沃森（沃森和克里克中的沃森）亲自聘请罗伯茨到长岛的冷泉港实验室工作，那里当时是分子生物学最重要的地址之一。

打破规则的发现

在冷泉港，罗伯茨将注意力转向腺病毒，这是一种引起常见呼吸道感染的病毒，研究人员将其用作研究基因表达的简化模型。1977年的主流假设很简单：基因是一段单一、连续的DNA，以不间断的读取方式转录成RNA。罗伯茨的实验显示了完全不同的结果。通过绘制病毒信使RNA如何与DNA对齐，他发现RNA分子仅与DNA序列的某些分离片段相匹配——这意味着基因本身被不参与最终信息的DNA片段所中断。麻省理工学院的菲利普·夏普（Phillip Sharp）独立工作，但在同年得出了基本相同的结论，证实了这一模式。诺贝尔委员会后来清晰地描述了这一机制：RNA可以分为内含子（被切除的部分）和外显子（被拼接在一起的部分）——由于这些外显子可以以不同的组合连接，单个基因可以产生不止一种蛋白质。这一发现打破了生物学家一代人以来一直使用的“一个基因，一个蛋白质”的整洁图景。

从冷泉港到新英格兰生物实验室

罗伯茨在冷泉港工作了二十年，最终负责其研究项目，之后于1992年搬到马萨诸塞州贝弗利的New England Biolabs，这是一家围绕限制性内切酶构建的生物技术公司，这些酶使现代基因剪接成为可能，他在那里成为首席科学官并一直工作至今。次年，即1993年，他和夏普共同获得了诺贝尔生理学或医学奖，“以表彰他们发现真核DNA中的内含子和基因剪接机制”。英国于2008年授予他爵士头衔。在此过程中，他在原始发现之外建立了重要的基因组学职业生涯，致力于DNA序列数据库、限制性内切酶和生物信息学工具，世界各地的其他实验室现在都将其作为基础基础设施。

直言不讳的倡导者

在随后的几十年里，罗伯茨成为诺贝尔奖获得者中在转基因作物问题上最公开好斗的人之一，专门为“黄金大米”（一种旨在解决发展中国家维生素A缺乏症的转基因生物）进行竞选，并组织其他诺贝尔奖获得者签署公开信，敦促绿色和平组织和其他组织放弃对转基因技术的反对，理由是科学安全记录因政治原因被忽视。他以直率的道德术语阐述了这场运动，认为推迟批准一种能够预防贫困国家儿童失明和死亡的作物本身就是一种伤害，而不是预防措施。他还公开了自己的无神论，签署了《人文主义宣言》，并在经济上支持科学教育，包括与巴斯大学和乌普萨拉大学的名誉联系，以及2021年俄罗斯罗蒙诺索夫金质奖章等国际认可。

建立在基础设施而非仅仅是发现之上的职业生涯

罗伯茨的轨迹与许多单项发现的诺贝尔奖获得者不同之处在于，他花费了多少工作时间来构建其他科学家会使用的工具，而不是追求自己的进一步突破。他对限制性内切酶的参与甚至在分裂基因发现之前就开始了，在1972年参加了丹·内森斯（Dan Nathans）在哈佛大学的讲座并认识到这些酶在DNA测序方面的潜力之后；他开始在冷泉港纯化它们，随着研究人员对信息请求的堆积，他在New England Biolabs创立了REBASE（限制性内切酶数据库）。几十年后，它仍然对罗伯茨估计自然界中可能存在的数十万种酶中的数百种已表征的酶特异性进行编目，并提供诸如NEBcutter之类的工具来映射提交的DNA序列中的切割位点——这是一项不那么迷人的编目工作，但却成为了世界各地进行基因工程的实验室的标准参考。这种组合——职业生涯早期的里程碑式概念发现，随后是几十年的耐心基础设施建设——在诺贝尔奖获得者中非常罕见，以至于它构成了同事们描述他科学性格的一部分：与其说是单一的远见者，不如说是系统的编目者，他偶然注意到了一些其他人没有注意到的东西。

为什么理查德被称为天才

支持这个词的最强有力的理由在于一个特定的智力举措：罗伯茨不仅观察到了异常，他还信任一个与他整个领域的基本假设相矛盾的实验结果，而不是假设他的方法有缺陷。分裂基因不是分子生物学在1977年预期会发现的东西，需要一种让数据推翻既定图景的意愿——大多数生物学家赖以建立职业生涯的“一个基因，一个蛋白质”模型——才能看到腺病毒实验实际上显示了什么。这就是诺贝尔委员会明确奖励的那种概念勇气，将发现机制而非仅仅是好奇心的功劳归于罗伯茨和夏普。诚实的复杂性在于，这一发现是在两个不同的实验室中独立且几乎同时出现的，这本身就证明了这一发现从某种意义上说已经准备好通过仔细的技术而不是单一的不可重复的洞察力闪现来被发现——考虑到罗伯茨整个职业生涯中对严谨、可重复的实验室方法的强调，而不是个人天才神话，罗伯茨本人可能不会反驳这一点。他后来的倡导工作，虽然在智力上参与其中，但属于公共交流和行动主义，而不是新的科学发现。

遗产

分裂基因和RNA剪接结果解释的不仅仅是一种病毒：现在人们理解该机制适用于人类和几乎所有复杂生物的基因组，并且它是现代解释的基础，即有限数量的基因如何产生构建人体的数量大得多的蛋白质。罗伯茨获得诺贝尔奖的见解仍然是分子生物学的支撑性发现之一，至今仍被作为遗传学不再简单的时刻来教授。