[编者按] 中国科学院上海生物化学研究所中年科技工作者洪国藩赴英国期间，在两次荣获诺贝尔奖金的著名科学家桑格教授的指导下，创造了测定核酸分子结构的新方法，为祖国争得了荣誉。为了让更多的读者了解洪国藩同志在这方面作出的新贡献，本刊访问了他，请他就这一问题谈谈自己的看法。下面是洪国藩同志的谈话。

我想着重谈谈核酸分子结构的测定。大家知道，关于核酸分子结构的研究，在分子生物学和分子遗传学上具有重要意义。国际上，没有一种生化期刊不登载核酸研究的文章，而核酸研究的工作中，又很难避免对核酸结构的研究。几年来，人类为了改造生物，培育新的生物个体，就必须了解DNA结构。在把基因的结构搞清楚以后，就可以利用现在的所谓遗传工程手段制造人类所需要的基因产物。如胰岛素，干扰素等都可以用这个办法生产了。生物的所有性状都由基因控制。基因就是由四个核苷酸按不同次序进行组合的遗传密码。我们说的遗传信息，就包含在四种不同核苷酸的排列次序中，因此测定核苷酸的排列次序就成了极活跃的研究领域，探索的时间也比较长了，但真正取得重大突破还是1977年的事。美国哈佛大学的W · 吉尔伯特和英国的F. 桑格，他们分别独立地搞出了测定DNA分子结构的方法，简单地称为酶学法和化学法。这两种方法最大优点是比较快地测出核苷酸在DNA上的排列次序。因为他们的这一杰出成就，荣获了1980年诺贝尔奖金。在此之前，很难想象可以测出核酸大片段的排列次序的，现在，情况大不相同了。

一天可测几十个克隆的酶反应，而一个克隆可以告诉约300个核苷酸的排列次序。这是很高的速度。据我所知，这是国际上最快的速度了。核酸是大分子，是一条很长的“链”。不是几百个，而是成千上万，几十万，几百万，甚至更多的核苷酸连接起来的。这么多核苷酸要测定清楚，就要花许多时间。一次当然不能测这么多核苷酸，只能一段一段测。现在应用的聚丙烯酰胺凝胶电泳有很高的灵敏度，可以把约300个和301个核苷酸的长度分开。灵敏度虽然高，但也有限度，根据我个人的体会，目前能够在凝胶中真正清晰无误，而又有重复性地阅读的核苷酸数仍为300个左右。

因此，对一个很长的DNA片段来说，也只能一段一段切开以后再测定。但切开以后，会有新的麻烦，它们会卷曲成一团，而且长度也不一样，有的长，有的短。对这些片段进行测定是随机的，带有偶然性。有了电子计算机，可以把测定的核苷酸数据存入电子计算机，测一段，存入一段，由电子计算机进行分析。它会告诉你，这一段是接上一段的，还是重复的，或者与上一段无关。随机测定可以做得很快，但电子计算机往往告诉人们是“重复”或“没有找到”。在测定DNA分子结构之初，也许重复的不多，因为从几个片段中取出来进行测定，重复的机率不大，但当一个DNA分子的大部分已测定出来（如70%部分测定好了），继续测定剩下的那部分（30%部分），就会出现相当多的重复，尤其困难的是，把DNA某些片段（如五万个、三万个、一万个、五千个核苷酸）测定清楚，要把它们按次序连接起来就十分困难了，因为要把尚未测定的片段一一找出来进行测定，然后按次序连接起来，这是十分艰巨的任务。能不能找到一种方法，既快，又不随机呢？同样每次测300个核苷酸，但是，是按次序一段一段测定。如果第一次测定300个核苷酸片段，接下去就测第301 ~ 600个核苷酸的片段，第三次测定的又接在第二个片段下面。这样就可以做到不随机了。好比解链条那样，一个环接一个环往下拆，次序一点也不错。这就是当时我们的设想。

我们用病毒作载体，把需要测定的DNA较长的片段插入到载体中去，再用一种酶把它切断。当然这种酶无法识别哪是插入进去的DNA片段，哪是载体的DNA，它既可能切在插进去的DNA片段上，也可能切在载体的DNA上。这不要紧。我们设法让酶只切在插进去的DNA片段上。因为病毒要复制自己，它有一个复制点。我们把插入的DNA片段插在接近复制点的地方。复制点有一个特点，一旦破坏了，病毒就无法复制自己而死了。这样，在培养皿中凡是长出来的斑点，都是在插入的DNA中经过切割的，或者说，切割不发生在病毒DNA上，这样就无意中把需要测定的DNA片段一端固定起来了，而另一端则是变化的，得到上面带有不同长短DNA片段的重组子。把带有插入DNA的载体用凝胶电泳法把它们分离开来，短的走得快，长的走得慢。根据它们移动的距离取出来，进行测定。这些片段包含的核苷酸一般只相差200 ~ 300个。这样我们就可以对含有，例如2000，1800，1600，……200个核苷酸片段进行测定，因为每次可以测200 ~ 300个核苷酸，平均有50个核苷酸在相邻的两个片段之间交替重复。于是，也就可以不随机的把DNA的结构测清楚了。这一工作的论文发表在分子生物学杂志上（J. Mol. Biol. （1982）158，539—549。）国外把它称为“顺序的顺序测定法”（Sequential Sequ-encing）。

下面我想再谈另一个关于核酸研究中的工作。这是关于核酸分离的研究，我们用缓冲液梯度提高核酸分离的效率。当时，我们假设在电场中运动的核酸带前沿和后沿受电场的作用力不等，是前后大。在均一的溶液中，核酸带的分布是上面密集，而下面分布稀疏。在有梯度的溶液中，改变了这种分布状况。使上面分布变稀把原来分不开的核酸分子分开了，下面变密使原来浪费的空间利用了。这样就大大提高了效率，原来一次阅读120个，现在一次可阅读250个左右。而人力、时间、仪器都减少一半。我们这一发现，在西方各国有关的实验室引起很大的兴趣。英国一家公司立即索取资料，对方法中所需试剂已投入生产。关于这一工作的论文，由桑格推荐刊登在美国科学院院报上。“缓冲液梯度和[α³⁵S]dATP在核酸顺序分析中的应用”。我所以要介绍这一工作，是考虑国内可能有人也对此感兴趣。

我在英国，做了一些工作，在这里，我再次感谢桑格博士给我的始终的大力支持和鼓励。

回国以后，我希望在核酸测定方面进一步发展下去。另外，准备在固氮基因的结构与功能方面进行探索。我还是刚刚敲这个门。人们离开固氮基因在小麦、水稻细胞中得到表达的目标还很远，但是我们希望为达到这一目标尽自己的一份力量，因为这对于农业来说，无疑是一场有意义的革命。

国内的实验条件，固然还有些困难，但我们党和国家对科学技术的研究十分重视。回国后，科学院和所的领导及老科学家们对我的工作十分支持。这一些都使我信心百倍地去争取新的成果。作为一个科技工作者来说，我只有努力地工作，多为国家的四化事业作出新贡献。

当洪国藩同志结束他的谈话之后，我们预祝他不久取得新的成就，并预约一俟他在固氮基因结构与功能的研究方面取得突破时，我们再来采访他。他笑了笑，和我们热情握别。

[本刊记者毕东海]