作者：中国科学院遗传与发育生物学研究所 荆玉栋
秀丽线虫作为模式生物有着先天的优势：体长1毫米，身体透明便于显微镜观察；自体受精从而保证亲子代之间基因组的一致性，能产生极少数量的雄性个体便于遗传杂交；遗传背景清楚，是第一个完成全基因测序的多细胞生物；易于在实验室培养，即可固体培养，又可液体培养，而且成本较低，对培养条件要求不高；生长周期短，三天一代，可以冻存在–80℃冰箱或液氮中以便于保存突变体；通过显微注射可以方便的实现转基因；通过简单的饲喂大肠杆菌可以特异性抑制某个基因的表达。从七十年代至今，以秀丽线虫为模式动物的研究已产生三项诺贝尔奖，以及多项重要成果。根据 Caenorhabditis Genetics Center (CGC)的数据，目前世界范围内，有一千一百多个实验室以秀丽线虫为研究对象。
图1：秀丽线虫成虫
图2：秀丽线虫胚胎
线虫领域的研究有很多优良传统。比如突变体有统一的命名规则，而且统一保存在CGC。CGC近几年才开始对提供线虫突变体象征性收费，每个突变体收取七美金。线虫实验室之间索取突变体是完全免费的，有时候还要倒贴邮费。另外，每两年举行一次国际秀丽线虫研讨会 ( (International C. elegans Meeting)，2015年为第20届，在美国UCLA召开，第21届国际线虫会将于2017年6月在。。。召开) 。秀丽线虫研究有统一的数据库网站WORMBASE (www.wormbase.org)、图像网站 (www.wormatlas.org) 以及学习网站 (www.wormbook.org)。这一切，在很大程度上要归功于秀丽线虫研究的开山祖师爷悉尼·布伦纳 ( (Sydney Brenner) )。
图3：悉尼·布伦纳
布伦纳之所以能够在科学领域开宗立派，除了本人是个天才之外，还与其经历密切相关。之前通过网络上的一些资料，对布伦纳有所了解，感觉这位老先生很了不起，所以前一段时间买了一本Errol C. Friedberg写得布伦纳的传记 (Cold Spring Harbor Laboratory Press)，趁过年有空余时间读一读，希望能深入了解这位祖师爷。
悉尼·布伦纳于1927年1月13日出生在南非。15岁时 (1942年) 就进入南非金山大学 (University of Witwatersrand，世界一流大学，南非首任黑人总统曼德拉也毕业于该校) 。18岁 (1945年) 就发表了第一篇学术论文。1952年获得一笔奖学金从而有机会留学英国牛津大学，1953年，詹姆斯·沃森 (James Watson) 和弗朗西斯·克里克 (Francis Crick) 在剑桥大学刚刚建立DNA双螺旋模型时，布伦纳就和朋友慕名前去拜访沃森和克里克。是年，沃森25岁 (1928年生) ，克里克37岁 (1916年生) ，虽然克里克比沃森大12岁，但沃森是博士后，克里克是博士研究生。布伦纳26岁，布伦纳比沃森大一岁。沃森是美国芝加哥人，克里克是英国人。沃森也是天才，15岁进入芝加哥大学学习 (布伦纳也是15岁入大学) ，22岁就获得博士学位。三人后来成为好朋友。
克里克大学学的是物理专业，二战爆发不能读博士了，就加入英国海军研究制造水雷。二战结束后，又对生物感兴趣了。开始是自学，后来到具有传奇色彩的剑桥大学卡文迪许实验室读研究生，1951年，沃森也来到卡文迪许实验室做访问学者，两人恰好在一个办公室。
1954年布伦纳在牛津大学获得博士学位后，去美国转了一圈，其中一段旅程是由沃森开车陪同去加州理工大学。1954年，布伦纳返回南非，在母校金山大学任教。1956年，在克里克的邀请下，布伦纳加入剑桥大学卡文迪许实验室，和克里克一起工作。布伦纳在剑桥大学工作了36年，一直到1992年65岁退休才离开剑桥。布伦纳的主要学术成就都是在剑桥完成的。
1988年，詹姆斯·沃森加入美国国家卫生研究院，并于1990年被任命为“人类基因组计划”主任。詹姆斯·沃森是“人类基因组计划”的主要发起者和推动者。
这就不得不提布伦纳的工作单位——位于剑桥大学的英国医学研究委员会 (Medical Research Council, MRC) 分子生物学实验室 (Laboratory of Molecular Biology, LMB，下文简称LMB) 。
LMB的前身是英国医学研究委员会于1947年在剑桥大学物理系卡文迪许实验室 (Cavendish Laboratory) 建立的分子生物学小组(Molecular Biology Unit, MBU) (张友尚，2007) 。1947年，卡文迪许实验室主任威廉·劳伦斯·布拉格爵士向英国医学研究委员会提出建立分子生物学小组，由MRC资助，设立在卡文迪许实验室内，起初成员是佩鲁兹 (Max Perutz) 和他的学生肯德鲁 (John Kendrew) ，以后克里克、赫胥黎 (Hugh Huxley) 、沃森、英格拉姆 (Vernon Ingram) 陆续加入 (克里克是做佩鲁兹的研究生、沃森是肯德鲁的博士后) (饶毅，2003) 。1936年佩鲁兹作为学生加入卡文迪许实验室John Desmond Bernal研究组，Bernal从1923年毕业后就跟着小布拉格做晶体衍射分析，1934年开始在卡文迪许实验室独当一面，佩鲁兹虽然跟着Bernal干，但是他的博士生导师还是小布拉格 (维基百科John Desmond Bernal) 。
威廉·劳伦斯·布拉格爵士 (William Lawrence Bragg) ，也称小布拉格，他是他的父亲威廉·亨利·布拉格 (William Henry Bragg) 的博士生，而且在1912年—1914年之间父子在一起工作，期间创立了一个极重要和极有意义的科学分支——X射线晶体结构分析。如果说劳厄和他的同事们发现了X射线在晶体中的衍射，从而证明了X射线的波动特性，那么，利用X射线系统地探测晶体结构，则应归功于布拉格父子。父子俩通过对X射线谱的研究，提出晶体衍射理论，建立了布拉格公式，并改进了X射线分光计。在他们成果发表之后的第三年 (2015年) 即授予诺贝尔物理学奖。小布拉格获奖时只有25岁，是迄今为止最年轻的诺贝尔物理学奖获得者。1937年卢瑟福去世后，小布拉格接替其担任卡文迪许实验室主任 (第五任) 。
1962年，沃森和克里克获诺贝尔生理学或医学奖，佩鲁兹和肯德鲁获诺贝尔化学奖。所以，MBU得到MRC更多资助，扩大为“分子生物学实验室 (LMB)”，佩鲁兹担任第一任主任。据佩鲁兹介绍：管理LMB的是一个六人小组，他担任小组的主席 (Chairman) 而不是主任 (Director) 。六十年代中期小组由佩鲁兹、肯德鲁、赫胥黎、桑格、克里克和布伦纳等六人组成 (张友尚，2007)。
图4：1967年左右LMB的领导。前排从左到右：赫胥黎（Hugh Huxley），佩鲁兹（Max Perutz），桑格（Fred Sanger），布伦纳（Sydney Brenner）；后排从左到右: 肯德鲁（John Kendrew），克里克（Francis Crick）
1962年，LMB从棚屋迁到南郊新建的四层楼房内，该实验大楼由英国女王伊丽莎白二世于5月28日揭牌。2013年2月，LMB又搬入新的实验大楼，官方的揭牌时间是2013年5月23日，揭牌嘉宾还是英国女王伊丽莎白二世。目前，LMB的员工超过600名，包括440名科研工作者，和160名支撑服务人员。2012-2017年间，MRC将累计向LMB提供总计达1.7亿英镑的经费支持。
图5：剑桥大学分子生物学实验室（LMB，2013年投入使用的实验楼）
来自LMB的14位科学家一共获得了10项诺贝尔奖，包括七项化学奖和三项生理或医学奖；还有11位LMB校友获得诺贝尔奖。因此，LMB被戏称为“诺贝尔奖孵化场” (The Nobel Prize Factory) 。
LMB 14位科学家共获得10项诺贝尔奖：
1958年化学奖- Fred Sanger，胰岛素的氨基酸序列
1962年生理或医学奖- Francis Crick & Jim Watson，DNA双螺旋结构模型
1962年化学奖- John Kendrew & Max Perutz，解析血红蛋白和肌球蛋白的结构
1980年化学奖- Fred Sanger，DNA测序法
1982年化学奖- Aaron Klug，蛋白质和核酸作用的结构分析；改进电镜分析蛋白质结构的方法
1984年生理或医学奖- César Milstein & Georges Köhler，单克隆抗体技术；
1997年化学奖- John Walker，ATP酶结构
2002年生理或医学奖- Sydney Brenner, Bob Horvitz & John Sulston，秀丽线虫的发育
2009年化学奖- Venki Ramakrishnan
2013年化学奖- Michael Levitt
LMB 11位校友获得11项诺贝尔奖：
2013年化学奖 Martin Karplus 访问学者 1969-1970
2013年化学奖 Arieh Warshel 访问学者 1974-1975
2012年生理或医学奖 John Gurdon 工作人员 1972-1983
2009年化学奖 Tom Steitz 1967-1970
2009年生理或医学奖 Elizabeth Blackburn 博士生 1971-1974
2008年化学奖 Martin Chalfie 博士后 1977-1982
2006年生理或医学奖 Andrew Fire 博士后 1983-1986
2006年化学奖 Roger Kornberg 博士后 1972-1975
1993年生理或医学奖 Richard Roberts 访问学者 1970, 1978-1979
1993年化学奖 Michael Smith 博士后 1975-1976
1989年化学奖 Sidney Altman 博士后 1969-1971
参考文献：
饶毅，科学环境:一个诞生了DNA模型和12个诺贝尔奖的实验室，科学与社会，2003(2):61-64
张友尚, 负笈英伦剑桥分子生物学实验室,生命科学,2007, 19(2): 112-
孙咏萍，弗朗西斯·克里克对遗传密码研究的历史贡献，武汉大学出版社, 2013
