第5章 趣味故事(5)
闵可夫斯基发现糖尿病的病因之后，许多科学家的实验也证实了同样的发现。例如1899年，德国医生冯·贝林等切除狗的胰脏，并缝合伤口，但狗仍在几天后因“糖尿病”死去。又如1909年，法国生理学家梅耶（1878～1934）将胰脏中分泌的激素命名为“胰岛素”，虽然此时胰岛素的分泌同散存于胰脏中的胰岛组织之间的关系仅是初步确定。不过，此时胰岛素还没被提取出来。
为什么叫“胰岛”呢？这是因为很少的分泌胰岛素的细胞分散在大量分泌胰酶的细胞中，好像水中的孤岛一样。由于德国病理学家兰格亨斯首先在一篇论文中提到它，所以又叫“兰格亨斯岛”。
科学家们在很长一段时间没能提取出胰岛素的原因是提取困难。他们采用的方法是，把胰腺捣碎，然后抽提。但是，由于胰腺里含有大量的蛋白水解酶——胰腺酶能分解蛋白质，这样，胰岛素这种蛋白质就在抽提过程中被这种酶破坏了，因而无法得到胰岛素。
于是，提取胰岛素的历史重任落到对它“念念不忘”的生物化学家们身上。有趣且使人感慨万端的是，取得这一重大成果的，是一位“不知天高地厚”的、年仅29岁的青年“外行”！
他就是加拿大安大略省的外科医生班廷（1891～1941）。他是在对前述提取胰岛素的困难程度知之甚少的情况下大胆做这一工作的，甚至连他自己在已经取得这一成果之后还说：“当时如果我知道文献中对这一课题的复杂性的论述的话，我恐怕就没有勇气研究它了。”可初生牛犊的确不怕虎，“外行”因为“不知难”倒可“胆大包天”。这类在科技中屡见不鲜的史实给我们重要的启示是，有时“门外汉”由于没有“框框”的约束，倒反而可以“潇洒走一回”，而“内行”们则因“循规蹈矩”而裹足不前。
班廷童年时期，他的一个女朋友因为得了糖尿病而死去，这使他对此深有感受，立志攻克这一疾病。1920年，他偶然在一本外科医学杂志上看到一篇文章，报道结扎胰导管可以使分泌胰腺酶的细胞萎缩，而胰岛细胞却不受影响。他读了以后很受启发，想来想去彻夜难眠，于是找出他的笔记本，在上面写道：“结扎狗的胰导管，等候6～8星期使胰腺萎缩，这就避免了胰腺酶对胰岛素的破坏，然后再切下胰腺进行抽提。”他决心进行大胆地尝试。但当时在加拿大，只有多伦多大学的生理系有条件做这样的试验。于是他两次到那里，向生理系的教授、原籍英国苏格兰的生理学家麦克劳德（1876～1935）求助，请求允许他在那里做试验，但都被拒之门外。因为麦克劳德认为用这种方法是相当困难的。直到“三顾茅庐”，麦克劳德才终于勉强同意给他10只狗，允许他在暑假期间借用一间简陋的实验室工作8个星期。考虑到班廷本人是化学的“门外汉”，麦克劳德还为他配备了一位助手，就是即将毕业的医学院学生贝斯（1899～1978）。而麦克劳德本人则远涉大西洋，到家乡苏格兰度假去了。1921年5月17日，29岁的班廷与27岁的贝斯开始试验。两人密切配合，结扎狗的胰导管的工作由班廷负责，血和尿里葡萄糖含量的分析则由贝斯完成。他在夏季潮湿炎热、简陋的实验室里奋战了两个多月后，终于在7月30日午夜取得了成功。此时，他们给一只患糖尿病的狗注射了5毫升从狗的胰腺里提取出来的、极为宝贵的胰腺提取液，奇迹出现了——这只狗过高的血糖浓度迅速下降，一项伟大的发明发现就这样完成了。
1923年，诺贝尔生理学和医学奖平分给班廷和麦克劳德，而对“发现胰岛素”也作出重大贡献的贝斯却遗憾地被排斥在外。但可贵的是，班廷把他奖金的一半给了贝斯；而麦克劳德也把他一半的奖金分给了JB科利普。科利普是一位擅长生物化学的科学家，他是在班廷和贝斯前述试验成功后参加提纯工作的；最后他们终于得到了较纯的“岛素”，并将其更名为“胰岛素”，其后是麦克劳德又改进了提取方法。
由于班廷、贝斯找到了得到胰岛素提取液的方法，而且通过实验证实了它能降低糖尿病的血糖，使尿糖消失，糖代谢恢复正常。这就建立起胰岛素分泌不足是糖尿病的直接病因的明确关系。因此，从1922年起，胰岛素已开始用于临床治糖尿病了。
不过，班廷、贝斯得到的还仅仅是胰岛素的提取液，而并没有得到结晶。后来又经过许多人，特别是美国生化学家艾贝尔（1857～1938）的努力，终于在1925年得到纯化的胰岛素结晶，并在次年投产，从此开始广泛用于临床。经过英国桑格这位惟一两获诺贝尔化学奖的化学家于1945年～1955年的努力，终于搞清了胰岛素的全部化学结构，并因此于1958年独享诺贝尔化学奖。从1958年起，中国王应睐、纽经义等科学家领导的协作小组经过7年努力，在1965年9月17日人工合成了牛胰岛素，曾轰动世界。
胰岛素是胰脏中兰氏小岛细胞产生的一种物质。从结构上看，它是由16种氨基酸组成的蛋白质；从功能上看，它是调节控制生物体内新陈代谢的一种多肽激素。这种白色结晶粉末可用于糖尿病、精神病和神经性食欲不振等的治疗。
胰岛素的发现、提取、结构研究、人工合成，不但在医学上有重要地位，而且在分子生物学研究、生物化学研究中都有极其重要的地位。
原来，胰岛素虽然分子量大到接近6 000，比氢原子大五六千倍，但与其他蛋白质相比，却要小到几或几十分之一。因此，它就理所当然地成为科学家们研究蛋白质的首选对象。通过对这种最简单的蛋白质的研究，人们就能获得对蛋白质的认识。事实上，正如前面所说，它成为第一个成功地进行氨基酸序列分析的蛋白质（1955，桑格），也是第一个由人工进行化学合成的蛋白质（1965，王应睐等）。由此可见，胰岛素在科学上的重要地位不可替代。
人、牛、猪、羊等不同属种的胰岛素，只是两条肽链上个别氨基酸不同，而没有质的区别。
顺便指出，猪胰岛素分子的立体结构，也是中国在1971年测出来的。
对攻克糖尿病作出重大贡献的还有一个人，他就是1887年4月10日出生于阿根廷首都布宜诺斯艾利斯的豪塞利（B.A.Houssay）。这位神童13岁就完成了大学预科学业，被阿根廷最高学府——布宜诺斯艾利斯大学药学院破格录取，22岁便成为该大学兽医学院生理学教授。动物体内的血糖水平是由分泌腺和激素来调节的，经常性的血糖浓度失调、过高，都是糖尿病的症状；而血糖平衡是通过胰岛素和肝脏来进行调节的。他通过研究发现，脑下垂体对血糖平衡中激素的调节是必不可少的，这就进一步阐明了糖尿病的发病机制和治疗途径。1924年，他切除了狗和蟾蜍的脑下垂体或垂体前叶，发现有切除肾上腺的效果，大大降低高血糖的血糖浓度。而把狗的胰腺切除后，狗的血糖会增高而患糖尿病；而将它的脑垂体切除后病情会缓解，但又注射垂体液后病情会加重。他的这一系统的研究为临床治疗糖尿病提供了可靠的依据。为纪念豪塞利的功绩，医学界把切除垂体或胰腺的动物称为“豪塞利动物”，并与科里夫妇共享1947年的诺贝尔医学和生理学奖。
人们对糖尿病的研究，一直在继续。20世纪50年代，苏格兰人邓恩（Shaw Dunn）在研究肢体严重压伤后肾损伤的起因时，尝试了各种方式，其一是用四氧嘧啶作注射。结果他意外地发现，四氧嘧啶会使胰脏的胰岛组织坏死。这一发现给糖尿病的研究提供了极有用的工具。
闵可夫斯基没有放过狗尿招苍蝇的疑点，引出对糖尿病的研究；“无知”的班廷因大胆的设想得到胰岛素，进而引出一系列的重大成果。看来闵可夫斯基留意意外之事、观察别具慧眼，和班廷能在文献的启发下别出奇招，都是我们应该借鉴和学习的。
胰岛素的最早发现者，世界医学界公认是罗马尼亚的N帕包列斯库，他的发现比班廷早约6个月。
糖尿病的最早发现者是中国人，不晚于7世纪。医生甄权（卒于643年）在他著的、现已失传的《古今录验方》也提到过糖尿病。
克林顿的克星
2000年6月26日，六国科学家完成了人类基因“工作草图”的测序，这成为当年“世界十大科技进展”之一。中国科学家参与并高质量完成其1%的任务，表明中国人有能力跻身国际科学前沿，这成为当年“中国十大科技新闻”之一。随着这一“草图”在2001年2月12日“正式版”的公布，和近年生物工程、基因工程的长足进展，“基因”、“克隆”、“DNA”等已成为时髦的词语。
“基因”是指含特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。除某些病毒的基因由RNA（核糖核酸）构成外，多数生物的基因由DNA（脱氧核糖核酸）构成。1866年，奥地利生物学家孟德尔（1822～1884）在其论文中最先提出遗传因子，认为生物性状由它控制。
1909年，丹麦学者约翰森从英国生物学家达尔文的Pangenesis（泛生论）一词中抽出音节gene，得到“基因”一词。1944年，美国细菌学家艾威瑞（1877～1955）等人经过对肺炎链球菌转化因子的研究，开始揭示出基因的化学本质，证明基因由DNA构成，认定DNA是遗传物质。然而，他们的工作并未立即得到全部公认。直到1952年，经德裔美国生物学家德布吕克、美国噬菌体学家赫尔希的工作和其后奥地利生化学家查加夫的工作之后，DNA是遗传物质的观点才开始得到公认。
1985年，英国莱斯特大学遗传学家亚历克·杰弗里斯建立了“DNA指纹”图技术的标准程序，并发表在英国《自然》杂志上。从此，一项新的检测术——“DNA指纹图检测术”就诞生了。
以“亲子鉴定”为例，通过被测父子各自DNA的检测，便确定了各自的“DNA指纹”，如相同，父子关系便得到确认。此法的优点是快速（最快只要6小时）、准确（准确率高达999%以上）。
在1999年美国总统克林顿绯闻事件中，联邦调查局（FBI）的科学家们对莱温斯基的连衣裙进行了检测，结果在连衣裙上找到了精子细胞。检测人员用“圣诞树”着色剂——它能使DNA所处的细胞核呈红色，使细胞核周围呈绿色。由于精子基本上不含细胞质，所以它们只呈现红色，容易辨认。虽然检测结果一直对外界保密，但参与检测的法医透露说，其结果让克林顿无言以对。
还有另一位美国总统的谜团也是靠DNA检测术揭开的。1802年，在美国流传过关于第3任总统托马斯·杰斐逊（1743～1826）与他的女仆萨莉·赫明斯的流言蜚语，说两人有染而非婚生下几个孩子。杰斐逊对此不屑一顾，但政治反对派却把这一绯闻闹得沸沸扬扬。100年后，一本全国畅销书认定，两人的关系确有其事，并猜想他们是真心相爱。直到1998年，科学家们找到了杰斐逊男性后裔的血样，经检测与赫明斯的一位男性后裔的DNA吻合，而前者与杰斐逊家族的渊源可以追溯到这位总统的叔父。可见赫明斯的孩子中至少有一个是她和这位总统所生。
路易十六的儿子路易·夏尔，是1795年死于巴黎的一座监狱的，还是设法逃脱资产阶级大革命的追捕的？这个问题已争论了205年。1999年12月，科学家们从墓地中取出假定属于这位少年君主的心脏，并将它的DNA结构与健在和已故的皇室成员的DNA进行比较，证实他的确在童年就死在狱中，从而解决了这一历史悬案。
俄国十月革命后，苏联官方宣布沙皇一家于1918年7月19日被枪决。但一些历史学家指出，沙皇的幼女安娜丝塔西娅公主的尸体从未找到，很可能她在集体枪决中逃过一死。于是不断有人声称自己就是这位公主，其中有的人还绘声绘色地讲出宫中秘闻和自己的脱险经历。
其中一位移居美国，甚至取得了几个沙皇亲戚的信任。但经过科学家们提取沙皇后裔和沙皇本人3岁时理发留下的头发的DNA样品，与这位移居美国的自称沙皇小公主的DNA样品比较，证明她也是“冒牌货”。不过，此时科学家们却大费周折，因为她早已死去。科学家们是从她生前做结肠癌手术时切下的一些组织片断，和她夹在书信中的几根头发才提取到上述DNA样品的。
DNA破案术还使一起冤案昭雪。1986年，美国得克萨斯州一位名叫德亚娜·奥格的16岁少女被奸杀。警方怀疑杀人凶手就是当地一位只有20多岁的名叫罗伊·克里内的小伙子。因为有3位证人在法庭上作证，克里内曾对他们说，他在奥格被奸杀那天晚上曾与一过路女子发生过性关系。检察官认定这一女子就是奥格，于是克里内因强奸罪被判9年监禁，虽然判他谋杀罪证据不足。1990年，克里内入狱服刑，但他和律师一直不服，但起初的申诉都被州的最高上诉法院驳回。后来，办案人员发现了被害少女身上一根香烟上残留唾液的DNA与克里内不符，加之克里内的律师还找到一个新的证人——当晚和克里内发生“一夜情”的女子，于是克里内的冤情终于昭雪。
双手掰开原子弹
谁能镇定自若、置生死于不顾去掰开原子弹呢？
历史上确曾有人这样干过。这听起来也许十分荒唐，但确有其事。这位“超人”就是加拿大科学家斯罗达博士。
二战期间，德国人用闪电战吞并了大半个欧洲，每天都有数以万计的人被屠杀。日本侵略中国和东南亚，还偷袭了美国珍珠港。面对这两个疯狂的强盗，各国都想研制一种新武器来对付他们。
一天，加拿大著名的核物理学家斯罗达博士，正在实验室里主持着原子弹引爆的“临界质量”试验工作。
临界状态是原子弹引爆的关键。原子弹的核装料（例如铀和钚）装置，平时要保持亚临界状态——低于“临界质量”，以确保安全；而在爆炸时，又必须使核装料迅速达到高超临界状态——高于“临界质量”，以实现链式裂变反应。
要实现从亚临界到高超临界状态的转变，有两种方法。一是积木式的拼凑法，比如把核爆炸装料分成两块（或三块），每块都小于临界质量，但如果合起来就大于临界质量。平时两块（或三块）分开放着，每块都处于亚临界状态，不能发生链式反应；如果将它们迅速地合起来，就组成了一块高超临界的核装料，便立即发生裂变而爆炸。第二种方法叫压紧法，利用普通炸弹的爆炸力把分散的浓缩核装料挤压在一起，使它超过“临界质量”而爆炸。斯罗达博士等的试验，就是在探索和解决这种引爆的问题。