刘易斯·沃尔珀特（1929—2021）

编译 许林玉

刘易斯提出的位置信息理论在发育生物学这一领域的建设中发挥了关键作用。

2021年1月28日，发育生物学领域的杰出人物刘易斯·沃尔珀特（Lewis Wolpert）与世长辞，享年91岁。刘易斯提出了位置信息理论，用以解释胚胎发育过程中模式的形成，他的工作在发育生物学这一领域的创立与发展中发挥了关键作用。

刘易斯1929年10月19日出生于南非约翰内斯堡，曾就读于南非威特沃特斯兰德大学，主修土木工程，于1950年获理学学士学位。1953年，他离开南非前往以色列，又于1954年来到英国伦敦。在伦敦帝国理工学院获得土质力学硕士学位之后，刘易斯进入伦敦国王学院攻读博士学位，与生物学家詹姆斯·丹尼利（James Danielli）成为同学，一起研究海胆胚胎细胞分裂的机制。在位于瑞典克里斯汀堡的海洋站，刘易斯与胚胎学家特里格夫·古斯塔夫森（Trygve Gustafson）相识相知，他们的工作表明，通过少量的细胞特性便可解释胚胎形状经历复杂变化的原因。1960年，刘易斯被聘为伦敦国王学院的讲师；1966年，他被任命为米德尔塞克斯医院医学院（该医学院于1988年与伦敦大学学院合并）院长，并一直在该校工作至2004年退休。

20世纪60年代初，刘易斯致力于研究水螅（一种小型淡水动物）的再生。水螅胚胎和海胆胚胎都可以调节自身比例——如果一个部分被移除，整个模式就会在剩下的组织中以较小的规模进行自我重组。刘易斯根据自己的工程专业背景提出了一个模型，认为生物体内部的位置由两个固定边界区之间的线性梯度指定。他指出，生物体（如头、躯干和尾巴齐全的动物）的横剖面图与法国国旗的蓝、白、红具有相似之处。1966年，他在一个理论生物学研讨会上首次提出了这一想法。之后，他对这一想法进行了进一步探索，并于1969年将研究成果发表在《理论生物学》期刊上。刘易斯的思想最初遭到了强烈反对，但分子生物学奠基人悉尼·布伦纳（Sydney Brenner）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）鼓励他坚持研究。

模式形成是控制胚胎空间组织的过程，这个过程将导致形成精确有序的分化细胞阵列。刘易斯提出，这一过程分为两个截然不同的阶段。首先，细胞被某种机制（例如，通过一种类似法国国旗色彩排列顺序的机制）告知它们在胚胎中的位置；然后，它们根据遗传结构和发育历史来“编译”这个位置值，从而分化形成特定的细胞或组织类型。位置信息理论以一种预测性的全新方式，将以往研究者的各种观点汇集起来。在那个发展生物学家主要关注基因转录机制的时代，这一理论堪称具有革命性。该理论应用范围广泛，对发育的许多方面都做了详细阐释，包括对脊椎动物胚胎和无脊椎动物胚胎的横剖面图进行规范。

20世纪90年代，刘易斯编写了《发育原理》的教材，向读者介绍相关概念。在刘易斯的实验室里，氛围总是令人欢欣鼓舞，这很大程度上是因为刘易斯本人对工作充满热忱。

刘易斯的兴趣和影响力远远超出了发育生物学领域。他喜欢骑自行车、打网球，积极通过广播和电视向英国的普通民众宣传科学。他还撰写了数本科普书籍，其中最著名的是基于他本人的抑郁症经历而创作的《恶性悲伤》。在《科学的非自然本质》一书中，刘易斯认为科学与艺术迥然不同，因为科学与世界的运作方式有关，而艺术则属于个人创造。但我们想知道如果没有他，发育生物学家是否还会将自己的研究领域与法国国旗相关联。

资料来源Science

更正说明：《世界科学》2021年第5期第64页文章标题“乔治·卡拉瑟斯（1930—2020）”更正为“乔治·卡拉瑟斯（1939—2020）”。