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生命的法则 · 第十节

《生命的法则》第十节

莫诺认为,细胞如何选择性生产某种酶,是理解细胞分化的关键,于是他集中研究乳糖与β-半乳糖苷酶。

莫诺认为,细胞如何选择性生产某种酶,是理解细胞分化的关键,于是他集中研究乳糖与β-半乳糖苷酶。实验表明,培养基中加入乳糖后,大肠杆菌几分钟内就大量合成β-半乳糖苷酶,移除乳糖则合成立刻停止,乳糖是该酶的诱导剂。莫诺等人起初认为诱导剂直接正向激活酶的合成,但这一逻辑被证明是反的:乳糖实际上是抑制了一种名为"阻遏物"的蛋白质,从而解除它对酶合成的阻遏,即双重负向调节。

为了找到阻遏物,莫诺团队改用遗传学方法筛选突变菌株,发现了不依赖乳糖就持续产酶的"组成型"突变,但莫诺关于细胞内自行产生诱导剂的假说始终无法自圆其说。1957年起与莫诺合作的雅各布,擅长将外源基因导入细菌。他与访问学者阿瑟·帕迪把野生型与突变型基因导入同一细胞进行检验,结果显示这些细胞仍需外源乳糖才能产酶,与莫诺的假设相反。在物理学家利奥·西拉德的建议下,他们放弃了原假说,莫诺转而提出乳糖是通过抑制阻遏物来间接启动酶合成,双重负向调节的逻辑由此确立。

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