艾伦 · 克卢格增强了分子生物学家的洞察力。

1982年的诺贝尔化学奖已授予把解决DNA结构的X射线技术应用于电子显微求的物理学家艾伦 · 克卢格（Aaron Klug），以表彰他在分子生物学方面作出的重要贡献。二十多年来艾伦 · 克卢格博士用这种方法同全部其他物理和生化技术相结合，对我们的得以认识病毒的结构和成长以及细胞内蛋白质构成的机制作出了贡献。

作为一个物理学家，克卢格强烈地被生物学照片所吸引。可是在五十年代后期，他所能得到的最好的照片也仅不过是当时的标准电子显微照片。但他却找到了一种处理正方晶的电子显微照片的方法，使这些照片能够提供有关个别单元的大小和形状的更精确信息。这种新的信息对病毒如何集合和人细胞核中的巨大的大分子如何排列提供了宝贵的线索。

首先，他拍摄了一幅正结构的电子显微照片，然后他就像一个X射线结晶学家惯常处理一个晶体那样地对这幅电子显微照片进行了处理。他以激光照射，从而得到了一个衍射图图像，也就是原图像的光学“逆象”，在这“逆象”里，原图像中的任何一致性都显示为一个特殊的圆点。结晶学家们已经学会如何测定这些圆点的图形以找出他们样品中的重复单元的结构类型和尺寸。

克卢格应用了正确的比例，从而完全能做同样的事，常使能从原有显微照片测得的一些数据得到改善。有些一致性在原有显微照片中并不明显，但有时在新图形中却可以看到。下一个步骤是为衍射图中的圆点做一个蔽光框，并“重新逆转”现有的图像以形成一幅与原有显微照片相类似的照片。噪声会使衍射图中的本底散射加剧，但这个因素在制作蔽光框时已给消除掉了，因此在再现的图像中并不出现。

克卢格先在卡文迪什实验室工作，后来离开那儿而同位于伦敦的伯克贝克学院中的罗莎琳德 · 富兰克林（Rosalind Franklin）和J. D. 伯纳尔（J. D. Bernal）一起工作。他首先研究的是病寒，那是—些由保护性蛋白质外壳包围着的传染性核酸群。

人们已经知道，呈现的遗传物质数量太少，只可能包含为呈现的蛋白质中的一小部分进行译码所需的足够信息。因此，病毒的蛋白质外壳不可能是—个长的分子或是由较小的不同分子组成的精选品，因为这会需要多得多的DNA。它只能由很多重复的略小的相同分子组成。这使人想到，这个外壳必然会是一些亚单元的对称分布，而在这些亚单元间又有着尽可能多的连接。有两种类型的结构最可能满足这些条件：一个带有螺旋对称的圆柱壳体或者一个相当于对称地分布在表面上的六十个重复单元的带有二十面体对称的球形壳体。这项理论同观察到的现象完全相符，因为经观察，所有的小病毒要不是杆状的就是球状的（或者是两者的结合）。

经证明，能完全对称地分布在一个球体表面上的重复性单元最多只能是六十个。因此，这项理论就不能说明有着一百八十个亚单元的一些病毒，例如番茄丛矮病毒（tomato bushy stunt virus）。克卢格和他的同事唐纳德 · 卡斯珀（Donald Caspar）应用了几何上的论点一这部分地是由于受到巴克明斯特 · 富勒（Buckminster Fuller）的研究工作的启发一来证明一百八十个亚单元是如何能几乎是对称地但又不十分对称地分布的。这样的分布会降低完全对称所能给予病毒的稳定性，但作为回报，它的体积却增加了，从而，可以容纳更多的遗传物质。这些亚单元相互并不完全相同，而是几乎相同或者称作准相同，因此这项理论终于以准相同理论之名而为人所知。克卢格和卡斯珀两人的这些成果其后已为一些X射线实验所证实和扩大，尽管病毒结构的总的理论目前还引起争论，因为已找到一些病毒，它们并不符合克卢格和卡斯珀的规律。

1962年克卢格移居剑桥，其兴趣转向像烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus）那样的螺旋状病毒上。通过一系列有独创性的实验，克卢格和他的同事们提出，螺旋状病毒的亚单元形成了具有中心孔的扁形圆盘。RNA链开始从中心孔生长出来，同时把具有两层的圆盘改变成一个螺旋。RNA在圆盘下环绕起来而留出两条尾状物。成圈的RNA同另外一个圆盘互相作用，而这个过程就这样地继续下去。克卢格的在电子显微术方面的专门技术使这个过程的好多阶段得以被直接见到，而X射线结构则能显示出这些蛋白质亚单元是如何分布的。

七十年代初期克卢格从研究病毒进一步转到研究呈现于动物细胞中的一些结构。他以七十年代时分子生物学中最使人激动的疑难问题之一为起点，那就是：弄清楚转移RNA的结构。转移RNA是一些分子，它们能够“解读”由核中遗传物质运送到细胞的蛋白质工厂的信息，然后去取要加到在成长的蛋白质链上去的正确的氨基酸残基。一个分子如何能进行这项复杂工作呢？答案必然要从分子的三维结构中去找。经证明，这分子是呈“L”形的，“L”形的两臂是松散地分布着的双螺旋，而在化学上活跃的环状物则由各角落伸出。原来，在识别、选择和最后把合适的氨基酸聚积到细胞的蛋白质工厂，即核蛋白体中的蛋白质链上去等方面，分芋的结构上和化学上的特征是都起着重大作用的。

在较近的一段时间里；克卢格和他在剑桥的小组已着手研究细胞为获得它所需的蛋白质，即贮存在核内部的遗传物质的行动步骤。信息是在DNA中编码并同一个被称为染色质的物质中的蛋白质结合在一起的。一个经处理的染色质的一些电子显微照片显示，它系由一些有孔小珠般的微粒组成，而这些微粒则由看来像是一条柔韧的细线连接在一起的。被称为核粒的有孔小珠内的物质因生物的种而异，但它们可被试验性地制造出来，使具有一个总是包含着DNA的一百四十个碱基部分的核心的粒子。克卢格相信，可以使核粒的双凸透镜状物结晶出来，他还证实了这一点。这项惊人的进展为研究出核心的结构铺平了道路。

克卢格出生于立陶宛，三岁时被带到南非。他先在德班男童中学求学，后来在约翰内斯堡的威特沃特斯兰德大学攻读医学。读了一年后他对医学中的较为乏味的部分渐渐感到厌烦起来，于是他就改读，取得了普通的理科学位。其后，他移居开普敦，以便在那位曾与X射线结晶学创始人布雷格父子两人（Braggs）同过事的W. 詹姆斯（R. W. James）的指导下读取结晶学方面的硕士学位。接着，克卢格又开始随詹姆斯读取博士学位，但一项英国枢密院奖把他带到了剑桥大学的三一学院。他还同位于伦敦的伯克贝克学院中的J. D. 伯纳尔教授一起从事脊髓灰质炎病毒的研究工作。

克卢格正是在伯克贝克学院遇到沉默寡言的结晶学家罗莎琳德 · 富兰克林的；这位结晶学家曾创制X射线图像，为弗朗西斯 · 克里克（Francis Crick）和詹姆斯 · 沃森（James Watson）两人提供了有关DNA的双螺旋结构的遗传学分子密码方面的线索。竞卢格后来曾为富兰克林进行过斗争，认为应当表彰她在发现双螺旋方面的功绩，因为诺贝尔奖金委员会把这项人们渴望得到的奖金授给了沃森、克里克和富兰克林的在伦敦皇家学院的老导师莫里斯 · 威尔金斯（Maurice Wilkins）等三人而未表彰富兰克林的功绩。

克卢格是离开南非到英国去的几个知识分子中的一个，这些知识分子并非为了政治上的理由而离开南非，而是——用克卢格的春发小说家丹 · 雅各布森（Dan Jacobson）的话来说为了“寻求开阔眼界”。雅各布森也是这群移居国外的南非人中的一个。这群人中还有在位于伦敦的米德尔塞克斯医院附设医科学校任教的生物学教授刘易斯 · 沃尔珀特（Lewis Wolpert）和在位于剑桥的克卢格的实验室里任主任的西德尼 · 布伦纳（Sydney Brenner）。他们几乎都在同一时期离开南非以逃避雅各布森所谓的“一种特殊的孤立感”。

克卢格开创了分子生物学的一个新的学派，他和他的学生们已对这门学科作出了巨大贡献，其传布之广要远远超过克卢格本人曾亲自参加过的工作。由于克卢格是一个理智的敢作敢为的人，他曾把一个又一个决定不同意他意见的科学家驳得体无完肤。但是，在这个星期他对《新科学家》（New Scientist）发表谈话时，他主要关切的事却是向那个尽管他的研究工作需要很多年才能取得成果而仍然继续支持他的医学研究委员会表示感谢。

[New Scientist，1982年10月]