小線蟲立大功

線蟲在動物分類學中又稱圓形動物，以牠們體形呈線狀，外橫切面呈圓形而得名。這隻使科學家獲諾貝爾獎的線蟲有個美麗的學名，中文稱作「新桿秀麗線蟲」，拉丁文科學名是 Caenorhabditis elegans，這個名稱歸因其運動行徑呈十分優雅三角函數 sine 的曲線所致。一般人聽到線蟲，馬上連想到蛔蟲以及對人類有害的寄生蟲，但新桿秀麗線蟲行非寄生性生活，也不會使其他生物致病。牠們生長在土壤裡，以微生物和腐爛生物碎片為食物。

果蠅成為今日耳熟能詳的生物遺傳研究教材，主要歸功於 1904 年摩根在哥倫比亞大學建立世界第一個「果蠅研究室」（見《科學發展》409 期）。同樣地，線蟲成為當今世界名聞遐邇的生物研究模式，背後也有一位偉大的推手，他的名字叫作悉尼‧布瑞納（Sydney Brenner）。

布瑞納是生物學界公認的研究奇才，1927 年生於南非，10 歲就開始進行植物色素萃取的實驗，18 歲發表的第一篇科學論文就刊登在世界著名的《自然》刊物上。他後來到英國劍橋攻讀博士學位，與當時解開 DNA 結構的分子生物學界紅人華生和克立克相識，並且和克立克共用一間辦公室，朝夕相處所談的盡是分子生物學的話題。他除了和克立克共同在解開「遺傳密碼子」上有所貢獻外，也是第一個證明信息 RNA 存在的分子生物學家。

1960 年初期在劍橋凱文得希實驗室（Cavadish Lab.）克立克主持的分子遺傳組工作時，他開始感到應該捨棄使用大腸菌和噬菌體來探討分子生物學的問題，亦即改用其他生物作研究的時機已到。

他於 1963 年 6 月 3 日寫了一封信給凱文得希實驗室的所長麥斯‧貝魯玆（Max Perutz，1962 年諾貝爾化學獎得主），敘述他想改變研究方向的理由。信中說到：「親愛的麥斯……在未來 10 年內幾乎所有『古典』分子生物學的問題，不是已被解開就是將被解開。我對分子生物學未來的研究，深感需要延續生物學不同領域來發展，比如重要的發育生物學和神經系統。因此我們要利用多細胞生物來作研究，牠需具有生活周期短的特性，像微生物一樣，容易養，體積小，可作大量的操作。牠應該只有很少的細胞數，可供深入進行細胞譜系的追蹤，以及生物形態產生的研究，而且牠要有足夠數量方便遺傳學的分析。」

1960 年代是分子生物學研究的高峰期，不只遺傳密碼子已被解開，基因的複製、轉錄、轉譯等基礎分子生物學的問題也大致解開，甚至基因開啟的調控也以大腸菌代謝乳糖得到顯著的成果。

當時劍橋一些分子生物學家經常思考及討論有關什麼是生命科學的終極問題，人類大腦的發育和功能是大多數人的共識，但超過 10 億細胞的複雜大腦，如何著手研究呢？布瑞納認為應從簡單的動物著手，由簡至繁是解開神經科學之謎的途徑，他相信利用遺傳基因的特性來解開線蟲行為之謎是可行的，就如同分子生物學家利用大腸菌來解開生化合成路徑相關的基因，和用噬菌體了解其組裝要件及過程。