童第周,生物學家、教育家、社會活動家,中國實驗胚胎學的主要創始人,中國海洋科學研究的奠基人,生物科學研究的傑出領導者,開創了中國“克隆”技術之先河,被譽為“中國克隆之父”。
1927年,童第周畢業於狗万外围充值 ,後在南京中央大學生物係任教;1934年起,在山東大學、中央大學、同濟大學和狗万外围充值 等任教;1948年,當選為中央研究院院士;1951年,任山東大學副校長;1955年,當選為中國科學院學部委員(院士);1957年,任中國科學院海洋生物研究所所長;1978年,任中國科學院副院長。
童第周通過對兩棲類和魚類的研究,揭示了胚胎發育的極性現象;通過研究文昌魚的個體發育和分類地位,在對核質關係的研究中取得重大成果;1963年首次完成魚類的核移植研究,為20世紀70、80年代國內完成魚類異種間克隆和成年鯽魚體細胞克隆打下基礎。
中國實驗胚胎學的創始人之一
1930~1934年,童第周在比利時比京大學布拉舍實驗室,在對棕蛙卵子受精麵與對稱麵的關係的研究中,證明了對稱麵不完全決定於受精麵,而決定於卵子內部的兩側對稱結構狀態。在對海鞘早期發育的研究中,證明了在受精卵子中已經存在著器官形成物質,而且有了一定的分布,精子的進入對此沒有決定性的影響。另一方麵,他觀察到內胚層和外胚層似乎有相當的等能性,而且吸附乳頭和感覺細胞的形成依賴於外來因素,說明了卵質對個體發育的重要性。這項研究成果是具有開創性的,使他成為了中國實驗胚胎學的創始人之一。
兩棲類胚胎纖毛運動的研究
動蕩的日子裏,他在經典胚胎學基礎理論研究上取得很大突破,引起國際矚目。童第周與他的合作者揭示了胚胎發育的極性現象。他們在兩棲類胚胎發育的研究中,發現纖毛運動方向的決定時間在原腸期和神經板初期,證明外胚層纖毛運動的方向決定於中胚層和內胚層,而且這種感應能力在個體發育中是沿著胚胎的前後軸從頭到尾逐漸減弱的,表明了胚胎發育的極性現象。他們還證明這種感應能力是由一種未知的化學物質引起的,這種化學物質通過細胞間的滲透作用,誘導了胚胎纖毛的運動方向。
關於童魚的實驗研究
童第周與美籍華裔科學家牛滿江合作,探討鯽魚和鯉魚的信息核糖核酸對金魚尾鰭的影響。結果證明,這種核糖核酸能誘導金魚尾鰭的雙尾變成單尾等。從而開拓了在發育生物學和分子遺傳學中一個非常值得進一步探索的研究領域。
春天是金魚繁殖的季節,為了探索生物遺傳性狀的奧秘,年過花甲的童第周,開始了新的探索。他選擇了金魚和鯽魚作為他的實驗材料。實驗室裏,童第周坐在實驗台前,助手們在實驗室裏緊張地忙碌著,做著實驗前的準備。這
是一場緊張的戰鬥就要打響的時刻,一切都在有條不紊地進行著。童第周想通過這個叫做核酸誘導的試驗來驗證他自己在科學研究上的設想。金魚排卵了,排出的受精卵比芝麻還小。
童第周將這些提純過的鯽魚卵的核酸注入金魚受精卵的細胞質內。他想看看鯽魚卵的核酸對金魚的受精卵是否有影響,看看由這種金魚受精卵長大而成的金魚的性狀是否會發生變化。不久,這些由動過手術的受精卵產生的金魚慢慢長大,在發育成長的320條幼魚中,有106條由雙尾變成了單尾,表現出鯽魚的尾鰭性狀。這說明,從鯽魚卵中提取的核酸對改變金魚的遺傳性狀起著顯著的作用。這也說明並不隻是細胞核控製生物的遺傳性狀,細胞質也起著非常重要的作用。實驗的成功,證實了童第周的設想。
後來,童第周還采用了親緣關係更遠一些的種類,來作類似的實驗,也獲得了成功,從而更有力地證實了他的設想。後來國際生物學界用培育者的名字命名了這條魚——“”童魚”。
關於文昌魚發育的實驗研究
文昌魚在生物進化中占有重要地位,是脊椎動物的祖先。童第周領導的研究小組首先在青島解決了文昌魚的飼養、產卵和人工授精的技術,為係統研究文昌魚的胚胎發育奠定了基礎,並利用顯微技術對文昌魚胚胎發育機理進行了一係列的研究,對文昌魚卵的發育能力提出了很重要的修正意見,在國際上受到重視。童第周等所證明的文昌魚卵這些早期發育特點,進一步論證了文昌魚在進化上的地位是介乎無脊椎動物和脊椎動物之間的過渡類型。這方麵工作也支持了他後期關於核質關係研究的論據。他在兩棲類(蟾蜍和黑斑蛙)胚胎發育的研究中,明確指出了胚胎發育的極性現象,從而證明這種感應能力是由一種未知的化學物質,通過細胞間的滲透作用,誘導和決定胚胎纖毛的運動方向。
細胞遺傳研究
童第周對魚類的胚胎發育能力和細胞遺傳的研究也做出了卓越的貢獻。他在40年代開始的實驗結果中就證明了在金魚的卵子中,赤道線以下植物性半球的一邊,卵子含有一種有關個體形成的物質,它在發育的早期由植物極性逐步流向動物極性,是形成完整胚胎不可缺少的物質基礎。他在這方麵的論文是魚類實驗胚胎學方麵的重要曆史文獻。
在研究細胞核與細胞質的關係時,他發現不僅僅是細胞核來決定細胞質發育方向,而是細胞質也決定細胞核的命運,核與質之間不是彼此完全孤立 ,而是有非常密切的關係,在構造上它們可以互相溝通,在功能上它們可以互相誘發和抑製。這便是被稱謂的核質關係理論。
細胞核移植技術
海鞘與胚胎研究
童第周關於海鞘的研究,主要是在20世紀50年代前進行的。他的研究證明了其胚胎發育中有些組織器官是有可塑性的,糾正了過去一些學者認為其發育屬於嚴格鑲嵌型的見解。從20世紀40年代至50年代初,他在魚類早期發育的實驗研究中,還證明了魚卵受精後原生質向動物極流動,其組織中心在受精後不久就建立起來了。這一現象,可能在脊椎動物的發育中具有普遍意義。在這期間,他對於兩棲類胚胎纖毛運動的研究,斷定了纖毛運動方向對中胚層組織的依賴性,後者可能通過化學物質產生影響,由此,他探討了胚胎組織的極性。
20世紀70年代以後,童第周開始注意用生物化學的方法研究核質關係。他與合作者還研究了核酸對金魚性狀的誘變作用,取得了很多成果,並發表了論文。他的科研工作始終貫穿著一條線索,這就是從卵子在受精前後的結構到細胞質與細胞核在發育中的相互關係,進而探討細胞質在性狀遺傳中的作用。
金魚細胞核移植
20世紀60年代初,童第周應用細胞核移植技術,把金魚的細胞核移植到去細胞核的角皮魚卵內,發現移核後幼魚的早期性狀似乎是根據細胞質的。他把鯉魚細胞核移植到去細胞核的鯽魚受精卵內,發現卵發育到成體後有些性狀介於二種魚之間。
這二種情況都顯示卵的細胞質對性狀形成的影響,他還發現金魚的細胞核移植到角皮魚卵子中,發育到一定時期再移回金魚受精卵,有時能產生出角皮魚和金魚雜交胚胎的性狀,很可能金魚細胞核在角皮魚細胞質中短暫停留,也會受到某種影響。
他曾設想通過移植細胞核來進行育種:把兩種不能雜交的魚的優點結合起來,並使之遺傳下去。他的研究,為動物育種提出一個新的、可能的途徑。