童第周

发布者:系统管理员发布时间:2021-05-06浏览次数:253

       童第周,生物学家、教育家、社会活动家,中国实验胚胎学的主要创始人,中国海洋科学研究的奠基人,生物科学研究的杰出领导者,开创了中国“克隆”技术之先河,被誉为“中国克隆之父”。

      1927年,童第周毕业于复旦大学,后在南京中央大学生物系任教;1934年起,在山东大学、中央大学、同济大学和复旦大学等任教;1948年,当选为中央研究院院士;1951年,任山东大学副校长;1955年,当选为中国科学院学部委员(院士);1957年,任中国科学院海洋生物研究所所长;1978年,任中国科学院副院长。

童第周通过对两栖类和鱼类的研究,揭示了胚胎发育的极性现象;通过研究文昌鱼的个体发育和分类地位,在对核质关系的研究中取得重大成果;1963年首次完成鱼类的核移植研究,为20世纪70、80年代国内完成鱼类异种间克隆和成年鲫鱼体细胞克隆打下基础。

中国实验胚胎学的创始人之一

       1930~1934年,童第周在比利时比京大学布拉舍实验室,在对棕蛙卵子受精面与对称面的关系的研究中,证明了对称面不完全决定于受精面,而决定于卵子内部的两侧对称结构状态。在对海鞘早期发育的研究中,证明了在受精卵子中已经存在着器官形成物质,而且有了一定的分布,精子的进入对此没有决定性的影响。另一方面,他观察到内胚层和外胚层似乎有相当的等能性,而且吸附乳头和感觉细胞的形成依赖于外来因素,说明了卵质对个体发育的重要性。这项研究成果是具有开创性的,使他成为了中国实验胚胎学的创始人之一。

两栖类胚胎纤毛运动的研究

       动荡的日子里,他在经典胚胎学基础理论研究上取得很大突破,引起国际瞩目。童第周与他的合作者揭示了胚胎发育的极性现象。他们在两栖类胚胎发育的研究中,发现纤毛运动方向的决定时间在原肠期和神经板初期,证明外胚层纤毛运动的方向决定于中胚层和内胚层,而且这种感应能力在个体发育中是沿着胚胎的前后轴从头到尾逐渐减弱的,表明了胚胎发育的极性现象。他们还证明这种感应能力是由一种未知的化学物质引起的,这种化学物质通过细胞间的渗透作用,诱导了胚胎纤毛的运动方向。

关于童鱼的实验研究

       童第周与美籍华裔科学家牛满江合作,探讨鲫鱼和鲤鱼的信息核糖核酸对金鱼尾鳍的影响。结果证明,这种核糖核酸能诱导金鱼尾鳍的双尾变成单尾等。从而开拓了在发育生物学和分子遗传学中一个非常值得进一步探索的研究领域。

春天是金鱼繁殖的季节,为了探索生物遗传性状的奥秘,年过花甲的童第周,开始了新的探索。他选择了金鱼和鲫鱼作为他的实验材料。实验室里,童第周坐在实验台前,助手们在实验室里紧张地忙碌着,做着实验前的准备。这

是一场紧张的战斗就要打响的时刻,一切都在有条不紊地进行着。童第周想通过这个叫做核酸诱导的试验来验证他自己在科学研究上的设想。金鱼排卵了,排出的受精卵比芝麻还小。

       童第周将这些提纯过的鲫鱼卵的核酸注入金鱼受精卵的细胞质内。他想看看鲫鱼卵的核酸对金鱼的受精卵是否有影响,看看由这种金鱼受精卵长大而成的金鱼的性状是否会发生变化。不久,这些由动过手术的受精卵产生的金鱼慢慢长大,在发育成长的320条幼鱼中,有106条由双尾变成了单尾,表现出鲫鱼的尾鳍性状。这说明,从鲫鱼卵中提取的核酸对改变金鱼的遗传性状起着显著的作用。这也说明并不只是细胞核控制生物的遗传性状,细胞质也起着非常重要的作用。实验的成功,证实了童第周的设想。

       后来,童第周还采用了亲缘关系更远一些的种类,来作类似的实验,也获得了成功,从而更有力地证实了他的设想。后来国际生物学界用培育者的名字命名了这条鱼——“”童鱼”。

关于文昌鱼发育的实验研究

       文昌鱼在生物进化中占有重要地位,是脊椎动物的祖先。童第周领导的研究小组首先在青岛解决了文昌鱼的饲养、产卵和人工授精的技术,为系统研究文昌鱼的胚胎发育奠定了基础,并利用显微技术对文昌鱼胚胎发育机理进行了一系列的研究,对文昌鱼卵的发育能力提出了很重要的修正意见,在国际上受到重视。童第周等所证明的文昌鱼卵这些早期发育特点,进一步论证了文昌鱼在进化上的地位是介乎无脊椎动物和脊椎动物之间的过渡类型。这方面工作也支持了他后期关于核质关系研究的论据。他在两栖类(蟾蜍和黑斑蛙)胚胎发育的研究中,明确指出了胚胎发育的极性现象,从而证明这种感应能力是由一种未知的化学物质,通过细胞间的渗透作用,诱导和决定胚胎纤毛的运动方向。

细胞遗传研究

       童第周对鱼类的胚胎发育能力和细胞遗传的研究也做出了卓越的贡献。他在40年代开始的实验结果中就证明了在金鱼的卵子中,赤道线以下植物性半球的一边,卵子含有一种有关个体形成的物质,它在发育的早期由植物极性逐步流向动物极性,是形成完整胚胎不可缺少的物质基础。他在这方面的论文是鱼类实验胚胎学方面的重要历史文献。

在研究细胞核与细胞质的关系时,他发现不仅仅是细胞核来决定细胞质发育方向,而是细胞质也决定细胞核的命运,核与质之间不是彼此完全孤立 ,而是有非常密切的关系,在构造上它们可以互相沟通,在功能上它们可以互相诱发和抑制。这便是被称谓的核质关系理论。

细胞核移植技术

海鞘与胚胎研究

       童第周关于海鞘的研究,主要是在20世纪50年代前进行的。他的研究证明了其胚胎发育中有些组织器官是有可塑性的,纠正了过去一些学者认为其发育属于严格镶嵌型的见解。从20世纪40年代至50年代初,他在鱼类早期发育的实验研究中,还证明了鱼卵受精后原生质向动物极流动,其组织中心在受精后不久就建立起来了。这一现象,可能在脊椎动物的发育中具有普遍意义。在这期间,他对于两栖类胚胎纤毛运动的研究,断定了纤毛运动方向对中胚层组织的依赖性,后者可能通过化学物质产生影响,由此,他探讨了胚胎组织的极性。

       20世纪70年代以后,童第周开始注意用生物化学的方法研究核质关系。他与合作者还研究了核酸对金鱼性状的诱变作用,取得了很多成果,并发表了论文。他的科研工作始终贯穿着一条线索,这就是从卵子在受精前后的结构到细胞质与细胞核在发育中的相互关系,进而探讨细胞质在性状遗传中的作用。

金鱼细胞核移植

       20世纪60年代初,童第周应用细胞核移植技术,把金鱼的细胞核移植到去细胞核的角皮鱼卵内,发现移核后幼鱼的早期性状似乎是根据细胞质的。他把鲤鱼细胞核移植到去细胞核的鲫鱼受精卵内,发现卵发育到成体后有些性状介于二种鱼之间。

这二种情况都显示卵的细胞质对性状形成的影响,他还发现金鱼的细胞核移植到角皮鱼卵子中,发育到一定时期再移回金鱼受精卵,有时能产生出角皮鱼和金鱼杂交胚胎的性状,很可能金鱼细胞核在角皮鱼细胞质中短暂停留,也会受到某种影响。

他曾设想通过移植细胞核来进行育种:把两种不能杂交的鱼的优点结合起来,并使之遗传下去。他的研究,为动物育种提出一个新的、可能的途径。