鄭國锠:中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)、細(xì)胞生物學(xué)家

來源:????時(shí)間:2010-09-16

鄭國锠(1914年3月30日—),出生于江蘇常熟。細(xì)胞生物學(xué)家。1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1954年加入九三學(xué)社。

鄭國锠1914年出生于江蘇省常熟縣一個(gè)農(nóng)民家庭,父親鄭國锠熙從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng),母親董寶瑜為家庭婦女。鄭國锠在家鄉(xiāng)讀完小學(xué),進(jìn)入太倉中學(xué),克服家境困難,讀完初中。由于成績優(yōu)異,被保送到太倉中學(xué)師范科就讀,于1934年畢業(yè),考入江蘇醫(yī)政學(xué)院衛(wèi)生教育科。一年后畢業(yè),任常熟縣教育局衛(wèi)生教育指導(dǎo)員。1938年在湖南長沙考取了已內(nèi)遷四川重慶的中央大學(xué)師范學(xué)院博物系,后來輾轉(zhuǎn)到重慶。1943年畢業(yè)后留校任助教,1944年考取本校研究生。研究生的畢業(yè)論文為:“搖蚊唾液腺染色體的來源、結(jié)構(gòu)及其與核仁關(guān)系的綜合研究”,1947年夏研究生畢業(yè)。同年底獲得獎(jiǎng)學(xué)金到美國田納西大學(xué)攻讀研究生,田納西州是美國南方的一個(gè)種族歧視最為厲害的州,中國人也受到歧視。第二次世界大戰(zhàn)中國是戰(zhàn)勝國,日本是戰(zhàn)敗國,但是因?yàn)橹袊疅o能,中華民族不強(qiáng)大,中國人的地位遠(yuǎn)不如戰(zhàn)敗國的日本人。1948年7月,他轉(zhuǎn)到威斯康星大學(xué)植物系細(xì)胞研究室當(dāng)研究生兼研究助理。他的導(dǎo)師是著名細(xì)胞學(xué)家CL赫斯金斯(Huskins)。這年赫斯金斯發(fā)現(xiàn)體細(xì)胞減數(shù)的現(xiàn)象,做了大量顯微鏡切片,沒人觀察、整理和分析。鄭國锠去了之后,赫斯金斯就把這個(gè)任務(wù)交給了他,希望能在圣誕節(jié)前完成。同時(shí)赫斯金斯又請(qǐng)了西雅圖華盛頓大學(xué)許元龍教授來審核自己的發(fā)現(xiàn)。許教授也請(qǐng)鄭國锠幫他做片子。因在假期中,沒有上課,鄭國锠就夜以繼日地干起來,不到兩個(gè)月就完成了一個(gè)學(xué)期的工作。當(dāng)他把整理好的材料、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和照片交給赫斯金斯教授時(shí),赫非常驚奇。怕他草率從事,仔細(xì)檢查了他交給的資料,又把照片與顯微鏡下的圖像親自核對(duì),都無差錯(cuò)后,才說了一句:“Wonderful。”此后,赫對(duì)他另眼看待,非常關(guān)心他的生活,還詢問他的家庭情況。當(dāng)赫得知他的妻子是他同班同學(xué),也是博物系畢業(yè)的,為了使他安心工作和學(xué)習(xí),就主動(dòng)提出給他妻子仝允栩一份獎(jiǎng)學(xué)金,并代辦了入境和入學(xué)手續(xù),于是仝允栩于1949年1月來英和他在同一研究室學(xué)習(xí)和工作。

1950年底,他以“洋蔥低溫處理及體細(xì)胞染色體減數(shù)的數(shù)量分析”的論文而獲得博士學(xué)位。他的博士論文答辯完畢的同時(shí),回國的手續(xù)也辦妥了。1951年1月臨行前告知導(dǎo)師赫斯金斯教授時(shí),赫非常希望他繼續(xù)留下來。他再三說明祖國百廢待興,要盡快回國效力的心情后,導(dǎo)師說:“我們英國是最早承認(rèn)新中國的國家之一,現(xiàn)在美國發(fā)動(dòng)朝鮮戰(zhàn)爭,你們回去是應(yīng)該的。”就這樣依依惜別?;貒院螅ト谓痰膯挝缓芏?。住在江蘇常熟老家的父母要他們留在上海,親戚朋友也勸他們留在條件較好的沿海。經(jīng)過再三思考,他選擇了蘭州。他想如果為了優(yōu)越的條件,可以留在美國,回來就是要到最需要的地方去。蘭州大學(xué)不斷來信來電,又寄旅費(fèi),又托人勸說,正說明那里確實(shí)需要他。

他們一家三口,一路輾轉(zhuǎn)西行。到達(dá)蘭州,第二天植物系開歡迎會(huì),聘他為教授。經(jīng)介紹才知道全系只有6位教師(包括兩位兼職的),14名學(xué)生。系里的設(shè)備少得可憐,只有一臺(tái)不能切片的切片機(jī),一個(gè)不保溫的保溫箱,顯微鏡雖有幾架,但性能很差,能在顯微鏡下觀察的片子也很少,圖書只裝了半個(gè)小書架,全系的圖書和切片還不及他帶回來的多。實(shí)驗(yàn)室也沒有幾間。面對(duì)這種情況,他沒有喪氣,“五一”節(jié)一過,就開始上課了。

1949年和1950年鄭國锠在美國《遺傳雜志》發(fā)表的有關(guān)延齡草、洋蔥體細(xì)胞染色體減數(shù)分裂的兩篇論文,40年來,多次被國際上的細(xì)胞學(xué)教科書和專著引用,特別是意大利細(xì)胞遺傳學(xué)家F達(dá)馬托(D′ Amato)在1977年和1978年連續(xù)發(fā)表的專著和論文中,一再強(qiáng)調(diào)這兩篇論文中提出的體細(xì)胞同源染色體在前期分離,后期形成雙紡錘體、最后成為四個(gè)單倍體核,是目前在體細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)的染色體減數(shù)的機(jī)制之一。

鄭國锠在蘭州大學(xué)一直從事植物細(xì)胞學(xué)的基礎(chǔ)理論研究,側(cè)重于花粉母細(xì)胞間染色質(zhì)穿壁運(yùn)動(dòng)(細(xì)胞融合)的研究。鄭國锠在18個(gè)科30個(gè)屬41種雙子葉和單子葉植物中看到了細(xì)胞融合現(xiàn)象,并發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的時(shí)期、順序、形態(tài)、方向和方式以及核重新形成的過程都很有規(guī)律,既有普遍性,也有一致性。證明染色質(zhì)穿壁運(yùn)動(dòng)的主要原因是細(xì)胞生理狀態(tài)的改變,而不是機(jī)械損傷和固定液所引起的。1965年他用電子顯微鏡觀察了百合花粉母細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)在染色質(zhì)穿壁之前,先出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞器(液泡、線粒體、造粉質(zhì)體)的穿壁運(yùn)動(dòng),都是從胞間通道穿向另一個(gè)細(xì)胞。證實(shí)了細(xì)胞融合是正常現(xiàn)象。

關(guān)于細(xì)胞融合的機(jī)制,1973年,鄭國锠提出假說,認(rèn)為“核液的川流運(yùn)動(dòng)對(duì)花粉母細(xì)胞間染色質(zhì)穿壁運(yùn)動(dòng)起著直接的推動(dòng)作用,而原生質(zhì)中收縮蛋白的主動(dòng)伸縮運(yùn)動(dòng)卻是染色質(zhì)穿壁運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿?,原生質(zhì)川流運(yùn)動(dòng)和染色質(zhì)穿壁運(yùn)動(dòng)所需要的能源是有氧呼吸后所生成的能,通過ATP釋放高能磷酸鍵形式供給的”。最近幾年,這個(gè)假說在對(duì)百合、蠶豆、黑麥和洋蔥的研究中得到了直接證據(jù)。

對(duì)于細(xì)胞融合后出現(xiàn)的染色體基數(shù)的改變,能不能保留到精子形成,存在兩種不同的看法。有人認(rèn)為,這種變異不能傳到后代,對(duì)進(jìn)化也就沒有意義;也有人認(rèn)為缺少1—2個(gè)染色體的也能形成精子。鄭國锠等在百合、曼陀羅的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)染色質(zhì)穿壁后減數(shù)分裂中期Ⅰ、中期Ⅱ、形成小孢子和精子的兩次有絲分裂中期的染色體數(shù)目作了統(tǒng)計(jì),兩者基數(shù)改變的百分率基本上相似,沒有顯著差異,特別是在花粉管的中期,染色體不少是可以數(shù)清楚的。還明顯地觀察到缺少1—2個(gè)染色體的也能形成精子,如果這種精子有機(jī)會(huì)授粉,后代將發(fā)生變異,這樣有可能導(dǎo)致新物種的形成。鄭國锠認(rèn)為,細(xì)胞融合對(duì)加速生物進(jìn)化具有很重要的意義。

90年代末,這一看法在研究胞間通道(細(xì)胞融合發(fā)生的關(guān)鍵結(jié)構(gòu))生物發(fā)生方面,解答了長期懸而未決的問題。

1978年以后,他積極開展植物細(xì)胞工程研究,并不斷取得新成果,有些已跨入國際同類研究的先進(jìn)行列。原生質(zhì)體培養(yǎng)再生植株是體細(xì)胞雜交和外源基因?qū)氡夭豢缮俚幕A(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié),是植物細(xì)胞工程的核心內(nèi)容之一。鄭國锠和他的同事用禾谷類糧食作物小麥、谷子和玉米,藥用植物歐當(dāng)歸、當(dāng)歸以及豆科牧草紅豆草為研究對(duì)象,進(jìn)行了原生質(zhì)體的分離、培養(yǎng),成功地從小麥(甘麥8號(hào))、歐當(dāng)歸、紅豆草、谷子等植物原生質(zhì)體培養(yǎng)成了再生植株,玉米獲得分化的芽。對(duì)小麥幼穗胚性愈傷組織的誘導(dǎo)條件,原生質(zhì)體分離、培養(yǎng)、分裂和植株分化條件都進(jìn)行了多方面的探索,取得了再生植株。植物原生質(zhì)體培養(yǎng)的研究獲國家教委1986年科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。紅豆草的組織培養(yǎng)和植株再生的研究獲甘肅省1988年高等學(xué)??萍歼M(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

鄭國锠于1980年當(dāng)選為中國細(xì)胞生物學(xué)會(huì)副理事長;還曾任甘肅省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)副主席;第三、四、五屆全國人大代表。

 鄭國锠院士主要著作