馬克斯·德爾布呂克

馬克斯·德爾布呂克（1906~1981），德裔美籍生物學家，他與美國生物學家阿爾弗雷德•德•赫希（Alfred Day Hershey）以及薩爾瓦多•愛德華•魯利亞（Salvador Edward Luria）共同獲得了1969年的諾貝爾生理學-醫學獎。德爾布呂克是研究噬菌體（bacteriophages）（攻擊細菌的病毒）的先驅，因而獲得這一獎項。這一研究在某種程度上以噬菌體的遺傳機能為重點。德爾布呂克的研究引導其他科學家發現構成活生物體細胞內基因的DNA（脫氧核糖核酸）的結構和重要性。

基本介紹

• 中文名：馬克斯·德爾布呂克
• 國籍：美國
• 出生日期：1906年9月4日 
• 逝世日期：1981年3月9日 
• 職業：生物物理學家

求學時代

馬克斯·路德維希·德爾布呂克出生在德國的格呂內瓦爾德（Grunewald），也就是現在柏林的一個郊區。德爾布呂克是家中七個孩子裡最小的一個。他的父親漢斯·德爾布呂克（Hans Delbrück）是柏林大學的歷史學教授，還在雜誌《普魯士年鑑》（Prussian Yearbooks）做了很多年的編輯和政治專欄作家。德爾布呂克的母親提爾施·德爾布呂克（Tiersch Delbrück）是一位外科學教授的女兒和化學家巴倫·馮·李比希（Baron von Liebig）的孫女。李比希建立了研究含碳化合物的有機化學。德爾布呂克在格呂內瓦爾德長大。格呂內瓦爾德是柏林的一個舒適的郊區，但這裡的居民也沒能逃脫第一次世界大戰（1914-1918）的紛擾以及隨後而來的政治混亂、通貨膨脹和貧窮。

少年時期

德爾布呂克還是個小男孩的時候就開始對數學和天文學產生了興趣。1924年，從格呂內瓦爾德高中畢業後，德爾布呂克前往杜賓跟大學（University of Tübingen）學習天文學。後來又離開那裡，去他父親所在的柏林大學免費學習。沒有得到滿足，他又繼續前往波恩大學（University of Bonn），之後又回到柏林大學，最終進入哥廷根大學（University of Göttingen）並留了下來。

青年時期

哥廷根大學那時已經成為了量子力學新領域的中心。量子力學物理學是描述原子結構和原子粒子運動的學科。這裡激發性的氛圍對年輕的德爾布呂克產生了很大的影響。在這裡，他遇見了出生於匈牙利，並在後來成為美國公民的理論物理學家尤金·保羅·魏格納（Eugene Paul Wigner）教授和對量子力學的發展起到重要作用的德國物理學家馬克斯·波恩（Max Born）。兩位物理學家後來都贏得了諾貝爾物理獎。德爾布呂克找出了鋰化學鍵的數學證明。1930年，他獲得了物理學博士的學位。

1940年代早期照片

德爾布呂克繼續用了三年的時間在英國、瑞士和丹麥遊學。他在英國的布里斯托大學（University of Bristol）做了一年半的博士後。後來他又獲得了一份洛克菲勒基金會提供的一份學術獎金，前往哥本哈根大學（University of Copenhagen），在丹麥物理學家尼爾斯·波爾（Niels Bohr）的指導下做了六個月的研究，緊接著又前往蘇黎世大學（University of Zurich）在奧地利理論物理學家沃爾夫岡·泡利（Wolfgang Pauli）的指導下又做了六個月的研究。波爾當時已經提出了一條有關原子結構的理論。泡利因1925年解釋原子內電子運轉規則的提案獲得了1945年的諾貝爾物理學獎。

波爾指出物理中的某些屬性在生物學中是相通的，這使得德爾布呂克對物理學和生物學間的關係產生了興趣。這也對德爾布呂克的前途產生了很大的影響。

事業起步

1932年，德爾布呂克回到柏林，成為奧地利出生的物理學家李瑟·邁特納（Lise Meitner）的助手。邁特納在核子分裂的發現（discovery of nuclear fission）（原子的核的裂開）起到了關鍵作用。邁特納當時正和1938年發現核子分裂過程的德國化學家奧托·漢恩（Otto Hahn）一起研究鈾的中子輻照。美國的科學家們很快就使用這一發現來製造第一枚核子彈。

德爾布呂克定時在柏林和那些對遺傳學感興趣的物理學家和生物學家們碰面。在1935年一篇很有影響力的論文裡，德爾布呂克和他的研究夥伴們提出可以把基因當成分子來看待。

1937年，德爾布呂克得到了第二份洛克菲勒基金會提供的學術獎金後，移民到美國。他使用這筆獎金在位於帕薩迪娜市的加州理工學院研究生物學和基因學。在那裡，他和遺傳學家托馬斯·亨特·摩根（Thomas Hunt Morgan）合作研究果蠅（Drosophila melanogaster）的基因。果蠅的壽命很短，所以不用等很久就可以研究很多代果蠅，因而經常被用在研究中。

在加州理工學院，德爾布呂克開始從事噬菌體的研究。他開始對噬菌體的基因產生了興趣。噬菌體是一種可以影響細菌細胞的病毒，它的名字的意思就是“吃細菌的物體”。1939年，在一篇開創性的論文中，他解釋了噬菌體是如何在個體細胞內繁殖的。這一研究開創了病毒研究的新紀元。第二次世界大戰（1939~1945）爆發後，他決定留在美國。而在德國，德爾布呂克家族的一些成員因為抵抗納粹統治而遭到迫害。

1940年，德爾布呂克接受了位於納什維爾市（Nashville）的范德比爾特大學（Vanderbilt University）物理學講師的職位。接下來的七年裡，他在范德比爾特大學裡繼續從事噬菌體研究。1941年，德爾布呂克和在加州理工學院結識的瑪麗·艾德琳·布魯斯（Mary Adeline Bruce）成婚。兩人育有四個孩子。1945年，德爾布呂克成為美國公民。

1940年左右，德爾布呂克在費城舉行的美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science）的會議上結識了薩爾瓦多·魯利亞 （Salvador Luria）。魯利亞當時正在紐約哥倫比亞大學（Columbia University）內外科醫學院從事噬菌體的研究。德爾布呂克拜訪了魯利亞的實驗室，然後兩人計畫了一系列實驗。兩人通過信件和不定期的會面來分享研究成果。

對病毒的研究

病毒是一種微小的生物體，是造成疾病的主要原因。20世紀40年代早期，科學家們對病毒的性質還知之甚少。德爾布呂克、魯利亞和密蘇里州聖路易斯市華盛頓大學（Washington University）醫學院的赫希（Hershey）都研究了噬菌體。

大部分的噬菌體的結構都很複雜，它們有一個球形的頭部，裡面含有核酸，還有一個蛋白質構成的空心的尾部，這使得噬菌體可以穿過細菌堅韌的細胞壁。當噬菌體進入細菌時，尾部會首先穿過細胞壁，然後頭部的核酸通過尾部注入到細胞里。

因為病毒無法用普通的顯微鏡觀察到，魯利亞、德爾布呂克和赫希就使用新發明的電子顯微鏡來收集噬菌體的圖像。1943年，魯利亞使用經過德爾布呂克完善後的技術發現了病毒會變異（mutate），也就是一代代的改變它們的特徵。1946年，經過獨立的研究，德爾布呂克和赫希發現, 如果不止一個菌株的噬菌體感染了同一個細菌細胞的話，那么不同菌株的噬菌體會相互交換遺傳物質（基因）。這種被他們稱為遺傳重組（genetic recombination） 現象，是病毒內DNA重組的第一個實驗證據。

經過十年的獨立研究和合作研究，三人證實帶有一層蛋白質外殼的噬菌體顆粒主要是由DNA構成的。1952年，赫希證實噬菌體侵入一個細胞的時候，DNA就會脫去它的蛋白質外殼，取代宿主的遺傳機制，強迫它產生新的病毒而不是新的細胞。憑藉這一病毒複製的發現，三位生物學家揭開了所有生命的基本生命進程。這也為無數有關複雜生物體複製和傳遞遺傳特徵的發現打開了大門。

魯利亞、德爾布呂克、赫希和其他科學家們共同為噬菌體研究起草了指導方針。他們鼓勵其他該領域的研究者集中研究感染某種結腸細菌的七種噬菌體。這樣，不同實驗室得出的實驗結果就可以拿來比較。

1947年，加州理工學院任命德爾布呂克為生物學教授。1949年，美國國家科學院（National Academy of Sciences）推選他為會員。德爾布呂克、魯利亞和赫希憑藉他們關於病毒複製機制和基因結構的研究共同獲得了1969年的諾貝爾生物學-醫學獎。

退休

德爾布呂克在加州理工學院直至1977年退休，並被任命為學院的理事會成員。1961年到1963年間，他在西德的科隆大學（University of Cologne）任客座教授，並幫助該大學建立了遺傳學院。

獲得的榮譽

一些一流大學和相對較小的大學都授予了德爾布呂克榮譽學位。他還榮獲了一批權威性的科學獎，包括1964年的美國國家科學院頒發的金伯遺傳學獎（Kimber Genetics Award）。他還是國家科學院（National Academy of Sciences）、美國藝術與科學研究院（American Academy of Arts and Sciences）、皇家丹麥研究院（Royal Danish Academy）、倫敦皇家協會（Royal Society of London）和法國科學院（French Academy of Sciences）的會員。

影響和評價

德爾布呂克是從物理學轉向生物學的著名人物，他以物理學為基礎來研究生命現象的思想，刺激了物理學家埃爾溫·薛丁格寫下了一本影響後世深遠的著作《生命是什麼？》（What is Life?）。這本書影響了佛朗西斯·克里克、詹姆斯·沃森和莫里斯·威爾金斯等人對DNA的研究。