琳达·巴克（2004年诺贝尔生理学或医学奖得主）
- 琳达·巴克
| 出生 | 1947年1月29日 美国华盛顿州西雅图 |
|---|---|
| 国籍 | 美国 |
| 身份 | 分子生物学家、神经科学家、教授 |
| 获奖年份 | 2004年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔生理学或医学奖 |
| 获奖理由 | 因发现嗅觉受体及其对嗅觉系统组织方式的研究 |
- 生平
琳达·布朗·巴克（Linda Brown Buck，1947年1月29日—），美国分子生物学家和神经科学家，2004年诺贝尔生理学或医学奖得主。她出生于华盛顿州西雅图，父亲是一名电力工程师，母亲是一名全职主妇。巴克在西雅图长大，1975年获得华盛顿大学心理学微生物学双学士学位。之后她进入得克萨斯大学西南医学中心攻读免疫学博士，1980年获博士学位。1980年至1984年，她在约翰·霍普金斯大学从事博士后研究。1984年她加入哥伦比亚大学理查德·阿克塞尔实验室作为博士后研究员，正是在那里她完成了获得诺贝尔奖的核心工作。1991年她离开阿克塞尔实验室，先后在哈佛大学医学院和弗雷德·哈钦森癌症研究中心建立独立研究组。1994年她被聘为哈佛大学医学院神经生物学副教授，2002年晋升为教授，2003年当选美国国家科学院院士，是第五位获得诺贝尔生理学或医学奖的女性科学家。
- 学术生涯
巴克的学术起步于免疫学，但在博士后期间她的兴趣转向了嗅觉的分子基础——一个在当时几乎被视为"不可能"的研究方向。在阿克塞尔实验室，巴克独立设计并执行了一系列巧妙而艰巨的实验，最终在1991年惊人地发现了嗅觉受体基因家族。
这一发现的难度怎么强调都不过分。当时没有已知的嗅觉受体序列可供参考，巴克利用G蛋白偶联受体（GPCR）家族已知的保守序列设计简并引物，通过聚合酶链式反应从大鼠嗅觉上皮的cDNA中扩增出相关片段。她发现了一组从未被描述过的基因，其编码的蛋白质具有七天跨越膜结构，属于G蛋白偶联受体超家族。随后她通过Southern blot和染色体walking证明了这是一个包含约1000个基因的大型基因家族——当时已知最大的基因家族之一。
这一发现如同打开了一扇紧锁的大门。此前科学家甚至不知道哺乳动物用于识别气味的基因是否存在、有多少、属于哪类蛋白质家族。巴克的论文以第一作者身份发表在《细胞》杂志上，至今已被引用超过6000次。
- 获奖成就
2004年，琳达·巴克与理查德·阿克塞尔共享诺贝尔生理学或医学奖。巴克作为独立研究者而非阿克塞尔实验室的延伸获得认可，这在诺贝尔奖历史上并不常见。诺贝尔奖委员会承认了她在嗅觉受体发现和嗅觉信号通路研究中的核心地位。
巴克在获诺贝尔奖后继续在嗅觉领域深耕。她将研究拓展到嗅觉受体与气味的对应关系，致力于理解不同气味分子如何与特定嗅觉受体相互作用。她发现每个嗅觉受体可以识别多种气味分子，同时每种气味分子可以激活多个不同的嗅觉受体——这就是"组合编码"的分子基础。她还研究了嗅觉信息在大脑嗅球中如何被组织成空间编码图谱，以及这一图谱如何随学习和经验重塑。在衰老研究方面，她的团队发现嗅觉功能的衰退是许多神经退行性疾病的早期预警信号。
- 历史贡献
巴克的历史贡献首先在于她独立完成了生物学史上最激动人心的分子生物学发现之一——嗅觉受体的克隆和鉴定。这一发现终结了关于嗅觉机制长达一个世纪的猜测，开启了嗅觉分子生物学的新纪元。
其次，巴克发现嗅觉受体由哺乳动物基因组中最大的基因家族之一编码，这一发现深刻影响了基因组学和进化生物学的观念。在人类基因组计划正式启动之前，她就揭示了一个关于基因组结构和功能的重要特征。后续研究表明，嗅觉受体基因在小鼠基因组中约有1100个，在人类中约有850个，其中约400个已假基因化，这反映了灵长类在进化过程中彩色视觉的发展与嗅觉敏感度的权衡。
第三，巴克的研究为嗅觉障碍（嗅觉丧失、嗅觉倒错等）的临床诊断和治疗提供了分子基础。嗅觉功能障碍影响约20%的普通人群，且常为阿尔茨海默病和帕金森病的早期症状。巴克的研究成果为开发嗅觉功能障碍的客观诊断方法提供了理论依据。
- 轶事典故
巴克是一个寡言但目光敏锐的科学家。在哥伦比亚大学做博士后时，她常常在实验室里连续工作到深夜，安静而执着。阿克塞尔曾评价她："琳达是用头脑工作的，她很少说话，但每一次开口都切中要害。她是我见过最有耐心的实验者。"
巴克在获得诺贝尔奖后说道："很多人以为科学是一瞬间的灵感迸发，实际上它更像是在黑暗中摸索。大部分时间你都看不清方向，但你知道如果坚持走下去，总有一天会看到光亮。1991年那个下午，当我在凝胶上看到那条与众不同的电泳条带时，那种感觉无法用语言描述——就像在漫长的黑夜后看到了第一缕曙光。"
值得提及的是，巴克在发现嗅觉受体后选择离开哥伦比亚大学独立建立自己的实验室。当时的学术界对这种"单干"决定并不看好，但巴克坚定地认为真正的科学发现需要独立的思考空间和时间。事实证明她是正确的——她在哈佛大学继续取得了世界级的研究成果。
她是五位获诺贝尔生理学或医学奖的女性之一（截至2024年），她的成功激励了无数年轻女性和少数族裔投身基础科学研究。
- 参考文献
1. Buck, L. & Axel, R. (1991). "A novel multigene family may encode odorant receptors: a molecular basis for odor recognition". *Cell*, 65(1): 175–187. 2. Nobel Foundation. (2004). "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2004: Richard Axel and Linda B. Buck". NobelPrize.org. 3. Buck, L.B. (2005). "Unraveling the sense of smell (Nobel lecture)". *Angewandte Chemie International Edition*, 44(38): 6128–6140. 4. Malnic, B., Hirono, J., Sato, T. & Buck, L.B. (1999). "Combinatorial receptor codes for odors". *Cell*, 96(5): 713–723. 5. Buck, L.B. (2000). "The molecular architecture of odor and pheromone sensing in mammals". *Cell*, 100(6): 611–618. 6. Firestein, S. (2001). "How the olfactory system makes sense of scents". *Nature*, 413(6852): 211–218.