日本人與諾貝爾獎 | 下村侑：查明水母發(fā)光物質(zhì)，讓蛋白質(zhì)動作可見
?下村侑榮獲2008年諾貝爾化學獎。
撰文 | 馬場錬成（科學記者）
編輯翻譯 | JST客觀日本編輯部
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高中時遭遇核爆
海中漂浮的水母根據(jù)種類的不同具有不同的發(fā)光功能，到水族館就能看到水母在黑暗環(huán)境中發(fā)光的樣子。水母是如何發(fā)光的呢？下村侑查清了這種機制，為生命科學和醫(yī)學研究現(xiàn)場留下了革命性的成果，并因此而獲得了諾貝爾化學獎。
下村出生于京都，由于父親工作調(diào)動的原因，曾輾轉(zhuǎn)居住于日本各地。高中時在長崎市遭遇了原子彈爆炸。因為是在戰(zhàn)爭期間，無法升入自己心儀的大學，下村便去了自家附近臨時開辦的長崎醫(yī)科大學藥學專業(yè)部（現(xiàn)長崎大學藥學部）。
畢業(yè)后，他原本打算進入制藥企業(yè)工作，但因為面試失敗，只好留在大學研究室里做助手。后來成為名古屋大學理學部的平田義正教授的研究生，開始探索發(fā)藍光的夜行性生物海螢的光源，不到一年時間就成功完成了發(fā)光物質(zhì)的精煉和結(jié)晶，令周圍人無比驚訝。
下村研究生畢業(yè)后繼續(xù)回到長崎大學做助手，之后于1960年8月到美國普林斯頓大學留學。研究課題是調(diào)查形狀宛若頂著一個碗的水晶水母的發(fā)光機制。3年后，下村以助教授的身份回到名古屋大學理學部，但研究并不順利，于是2年后再次赴美，成為普林斯頓大學的高級研究員。之后進入伍茲霍爾海洋研究所，之后接連查明了發(fā)光生物的發(fā)光機制。
查清水晶水母的發(fā)光機制
漂浮在海浪中的直徑10-20厘米的水晶水母一邊輕柔地移動，一邊發(fā)出漂亮的綠色光。這種光是通過什么原理發(fā)出的呢？下村對發(fā)光物質(zhì)很感興趣，于是推進了研究。他首先研究了讓水母停止發(fā)光的方法。
研究發(fā)現(xiàn)，鈣離子是發(fā)光所必須的物質(zhì)，另外他還成功地分離出了發(fā)光物質(zhì)。這就是綠色熒光蛋白（GFP）。
GFP遇到紫外線后會單體發(fā)光，所以利用基因技術(shù)與其他蛋白質(zhì)等融合的話，GFP的發(fā)光可以作為標記利用，能觀察蛋白質(zhì)等在體內(nèi)的情況。由此可以確認細胞內(nèi)的物質(zhì)代謝以及蛋白質(zhì)的移動和存在，能在活體狀態(tài)下觀察蛋白質(zhì)和特定物質(zhì)的動作。
?獲得少年時代生活過的長崎縣佐世保市名譽市民稱號。
?發(fā)光的水晶水母。
追蹤生命現(xiàn)象的劃時代工具
生物體內(nèi)存在幾萬種蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)支撐著生命現(xiàn)象。觀察蛋白質(zhì)的動作曾經(jīng)非常困難。但下村的發(fā)現(xiàn)幫助確定了GFP的基因。接下來就可以利用基因重組技術(shù)將GFP作為其他想調(diào)查的蛋白質(zhì)的“標記”利用。在動物和植物的細胞內(nèi)形成這種蛋白質(zhì)后，可以將GFP的綠色熒光作為標記，追蹤蛋白質(zhì)的動作。很多生命現(xiàn)象的研究由此取得迅速發(fā)展，比如癌細胞的擴散和轉(zhuǎn)移過程以及阿爾茨海默病患者的神經(jīng)細胞是如何損壞的等。
下村也不是一開始就找準這種劃時代的研究的。他在獲得諾貝爾獎后接受采訪時曾表示：“剛開始只是出于探索精神和單純的好奇心，想弄清水晶水母這種生物發(fā)光的奧秘”。始于單純好奇心的研究后來成了在生命科學研究領(lǐng)域掀起革命的必備工具，這充分證明了基礎(chǔ)研究的重要性。
?演示發(fā)光實驗的下村侑。
與美籍華人研究人員等共同獲獎
下村與為生命科學和醫(yī)學的基礎(chǔ)研究開發(fā)出革命性應用方法的馬丁·查爾菲和錢永健因 “發(fā)現(xiàn)和開發(fā)了綠色熒光蛋白（GFP）” 而共同獲得了2008年的諾貝爾化學獎。
?共同獲獎者錢永健。
共同獲獎者錢永健是1952年出生于美國紐約的美籍華人。其堂伯是被稱為 “中國導彈之父” 的錢學森。錢永健從加州大學伯克利分校畢業(yè)后，又在英國劍橋大學獲得生理學博士學位，在應用研究領(lǐng)域取得了劃時代的成就，比如發(fā)現(xiàn)了綠色以外的其他顏色熒光蛋白也發(fā)光的技術(shù)。
注：本文轉(zhuǎn)載自客觀日本。
