DNA测序之父：吴瑞 划时代的奠基性贡献

崇让堂

DNA测序之父：吴瑞 划时代的奠基性贡献 催生三项诺贝尔奖技术
人们说，吴健雄的实验对于杨振宁与李政道获得诺贝尔奖的作用非常巨大，而吴瑞的奠基性贡献催生了三项诺贝尔奖。

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吴瑞（Ray Wu）是全球首位实现DNA完整测序的科学家，是引物延伸测序原理的创立者，更是现代基因工程与基因组技术的核心奠基人。其开创的底层科研原理，支撑起多项诺贝尔奖级技术的发展，深刻推动了全球分子生物学的迭代。

1928年8月14日，吴瑞出生于北京的科研世家，家学底蕴深厚。其父吴宪是中国生物化学领域的奠基人，母亲严彩韵也是优秀的生物化学研究者，浓厚的科研氛围自小浸润着吴瑞，为他日后投身生命科学研究埋下了种子。早年，吴瑞先后就读于北京辅仁大学、燕京大学，系统修习化学与生物学相关知识，打下了扎实的学术根基。

1948年，吴瑞远赴美国深造，开启了漫漫科研求索之路。1950年，他顺利获得美国阿拉巴马大学化学学士学位，随后潜心钻研生物化学专业，于1955年斩获宾夕法尼亚大学生物化学博士学位。1961年，吴瑞加入美国国籍，1966年入职世界顶尖学府康奈尔大学，凭借扎实的科研能力持续深耕，1972年晋升为康奈尔大学终身正教授，后续还担任该校生物化学、分子与细胞生物学系主任，成为康奈尔大学生命科学领域的核心学术带头人。

凭借一生卓越的科研成就，吴瑞斩获多项重磅学术荣誉，先后当选台湾中央研究院院士、中国工程院外籍院士、美国科学促进会会士，荣获弗兰克·安努奇奥奖、华人生物学家协会终身成就奖等诸多业界顶级奖项，获得了全球生命科学界的广泛认可。2008年2月10日，吴瑞在美国纽约伊萨卡因心脏骤停逝世，享年79岁，将毕生精力奉献给了生命科学研究与中外学术交流事业。

20世纪70年代之前，全球生命科学研究存在一个难以突破的瓶颈：人类仅能完成RNA、蛋白质的序列测定，始终没有可行的技术方法读取DNA的碱基排列顺序。当时国际学界普遍认为，DNA结构复杂、测序难度极大，DNA测序几乎是无法实现的科学难题，整个分子生物学领域的发展因此陷入瓶颈。而吴瑞凭借超前的科研思维与大胆的实验探索，彻底打破了这一学术僵局。

1970至1971年，吴瑞经过无数次实验摸索，创新性选取λ噬菌体粘性末端的短单链DNA作为实验模板，成功创立了DNA引物延伸测序原理，并运用这一全新技术，完整测定出λ噬菌体粘性末端的DNA序列，成为人类历史上第一位成功完成DNA完整测序的科学家。这一突破，首次打通了人类读取DNA遗传密码的完整路径，彻底终结了无法解读DNA序列的时代，为现代基因组学、基因工程的诞生与发展撬开了全新的大门。

在科学发展的历程中，大众熟知的桑格、吉尔伯特因改良后的成熟DNA测序技术斩获诺贝尔奖，但学界公认，首个测出DNA序列、建立DNA测序底层核心原理的奠基人是吴瑞。桑格后续研发的双脱氧DNA测序法，核心思路直接借鉴了吴瑞的引物延伸原理，在此基础上优化改良，成为通用快速测序技术，而人类基因组计划的全部测序工作，均依赖于这套基于吴瑞原创思路发展而来的技术。

随着科研史料的完善与学界认知的更新，近年西方主流教科书逐步正视并确认了吴瑞的开创性地位，正式将其定义为“DNA测序之父”。在全球分子生物学DNA基础研究领域，吴瑞是迄今为止最具开创性的华人科学家，其原创性成果具有无可替代的里程碑意义。

吴瑞开创的引物延伸核心逻辑，并非单一的测序技术突破，而是搭建起了现代分子生物学的底层技术框架，成为后世三项诺贝尔化学奖技术的核心基础，深刻支撑了全球生物技术产业的百年发展，改写了生命科学的发展轨迹。

第一项，桑格双脱氧DNA测序技术（1980年诺贝尔化学奖）。该技术完全依托吴瑞的引物延伸测序原理改良优化，成为人类首个大规模通用DNA测序技术，不仅支撑了早期各类生物基因序列的解读，更是人类基因组计划得以顺利完成的核心技术基石，为现代基因组医学、物种基因研究提供了核心工具。

第二项，PCR聚合酶链式反应技术（1993年诺贝尔化学奖）。PCR技术的核心本质，就是对吴瑞开创的引物延伸逻辑的循环复用，通过反复的引物延伸过程实现DNA的体外快速扩增。若无吴瑞首创的引物合成与延伸核心理论，PCR技术的研发便无从谈起，而如今PCR技术已广泛应用于基因检测、疾病诊断、法医鉴定、生物育种等无数领域，是现代生命科学与医学的基础核心技术。

第三项，DNA定点突变技术（1993年诺贝尔化学奖）。该技术依托人工引物精准结合DNA序列、定点改造DNA碱基，其核心原理同样源自吴瑞的引物延伸理论。这项技术成功实现了人工定向改造基因序列，为蛋白质改造、基因功能解析、靶向药物研发、生物品种改良等前沿研究提供了关键支撑，极大推动了合成生物学与精准医学的发展。

除此之外，吴瑞在基因工程工具研发上同样成果丰硕。他于1976年率先发明了基因工程专用的连接子（linker）与接头（adaptor），有效解决了外源基因与载体的连接难题，大幅提升了cDNA克隆技术的效率与稳定性，成为重组DNA时代的关键工具创新，为现代基因克隆、转基因技术的普及奠定了重要基础。

20世纪80年代起，心系全球粮食安全的吴瑞，将科研重心拓展至植物基因工程领域，以水稻为核心研究对象，开启了转基因水稻的前沿研究，成为国际水稻转基因研究的先驱者。他深知粮食是立国之本、民生之基，尤其关注农业生产中的虫害、干旱、盐碱胁迫等痛点问题，致力于通过基因技术培育高抗、高产的优质水稻品种。

在多年研究中，吴瑞成功研发出抗虫、抗旱、抗盐系列转基因水稻品系。他通过导入特异性抗逆基因，改良水稻基因性状，有效提升了水稻对恶劣生长环境的适应能力、对病虫害的抵御能力，大幅降低了水稻减产风险，为解决粮食增产、保障粮食安全提供了全新的技术路径。作为植物基因工程的奠基人之一，他的研究成果不仅引领了国际农业生物技术的发展方向，也为中国转基因水稻、农业分子育种的起步提供了重要的技术参考与理论支撑。

相较于顶尖的科研成果，吴瑞对中国生命科学发展最深远、最持久的贡献，在于搭建中外学术桥梁、培育本土科研人才。改革开放初期，中外学术交流渠道闭塞，中国生命科学研究人才断层、技术落后，学科发展陷入停滞。为改变这一困境，1981年，吴瑞主动牵头创立CUSBEA中美生物化学联合招生项目，打通了中美生命科学人才培养的核心通道。

1982年至1989年，CUSBEA项目持续运行八年，通过严格统一的考核选拔，从中国高校遴选400余名顶尖本科生，输送至美国70多所顶尖高校，攻读生物化学、分子生物学、基因工程等领域的博士学位。在那个资源匮乏、交流稀缺的年代，该项目为中国生命科学领域批量输送了高素质后备人才，堪称中国现代生命科学的“黄埔军校”。

这批由吴瑞倾力培养的学子，日后成长为海内外生命科学领域的领军人物，其中涌现出王晓东、骆利群、袁钧瑛、王小凡、施扬等一大批顶尖科学家。如今，国内各大高校生命科学学院、科研院所的核心奠基人、学术带头人，多数出自该项目，他们扛起了中国基因组学、基因工程、分子生物学等学科的建设大旗，直接推动了中国生命科学、基因工程产业的从无到有、从弱到强，彻底重塑了中国现代生命科学的学科格局与人才体系。

除此之外，吴瑞生前三十余次回国讲学、开展学术交流，为国内生命科学学科建设、科研体系完善提供专业咨询与指导，同时助力筹建中国台湾中央研究院分子生物学研究所，推动两岸生命科学研究同步发展。逝世后，他将36万美元遗产全部捐赠，设立吴瑞纪念基金会，设立吴瑞奖学金，持续奖励海内外优秀生命科学青年学者，传承科研初心、助力青年科研人才成长。

纵观吴瑞的一生，是深耕科研、开拓创新的一生，更是心怀家国、薪火相传的一生。在科研领域，他是改写人类生命科学进程的开拓者，以原创性的DNA测序底层原理，支撑起三项诺奖级技术与现代基因工程、基因组学的发展，是当之无愧的世界级科学奠基人，更是华人科学界在分子生物学基础领域的标杆性人物。

在育人报国领域，他跨越山海、反哺故土，以一己之力搭建中美学术交流桥梁，为中国生命科学补齐人才短板、夯实学科根基，用数十年坚守铸就了中国生命科学发展的人才基石。他兼具顶尖科学家的创新格局与华夏学者的家国担当，既在世界科学史上留下了浓墨重彩的一笔，也为中国生命科学的腾飞埋下了燎原的火种。

时至今日，吴瑞开创的技术原理仍在支撑生命科学前沿研究，他培育的人才仍在推动中国生命科学不断突破，他的科研精神与家国情怀，始终激励着一代代生命科学研究者砥砺前行，成为中国乃至全球科学界宝贵的精神财富。



关于吴瑞的父亲 吴宪

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吴宪（1893—1959），字陶民，福建福州人，是中国生物化学、营养学、医学教育的主要奠基人，中央研究院首届院士，也是前文著名分子生物学家吴瑞的父亲。他开创了中国现代生物化学学科体系，是近代华人在国际生化领域的先驱，学术造诣深厚，为中国生命科学发展筑牢了早期根基。

吴宪早年求学优异，1911年考入清华留美预备学校，后赴美深造，先后就读于麻省理工学院、哈佛大学，深耕化学与生物化学领域，斩获博士学位，积淀了扎实的前沿学术功底。1920年起任职于北京协和医学院，创办该校生物化学系，并长期担任系主任，是协和医学院首位中国籍系主任，也是民国时期国内顶尖医学院为数不多的中国籍资深教授，打破了当时外籍学者垄断学科核心岗位的局面。

在科研领域，吴宪拥有多项世界级原创成果。他首次系统提出蛋白质变性理论，阐明蛋白质空间构象改变是变性的核心机理，填补了国际学术空白，该理论至今仍是生物化学核心基础理论，也曾获得诺贝尔奖提名。同时，他改良血液、血糖检测分析方法，首创钨酸去蛋白血液处理技术，大幅提升临床生化检测精度，远超同期国际通用检测标准。此外，他深耕免疫化学、人体电解质平衡、氨基酸代谢、国民营养学研究，结合中国国民体质与饮食特点，制定适配国人的膳食营养方案，开创了中国现代营养学研究先河。

在育人与学科建设上，吴宪深耕教育数十年，搭建起中国早期生物化学科研与教学体系，培养了一大批国内初代生物化学、营养学骨干人才，为中国生物化学学科从无到有、从弱到强奠定了核心基础。他治学严谨、科研务实，兼具前沿学术视野与家国情怀，其深耕基础学科、潜心科研育人的治学理念，也深深影响了其子吴瑞，为吴瑞日后深耕生命科学、投身中外学术交流、反哺祖国科研事业埋下了深厚的家学伏笔。



关于吴瑞的母亲 严彩韵

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严彩韵生于1902年，是晚清名臣严筱舫的长孙女，是晚清名臣严筱舫的长孙女。相比于妹妹们，她的长相并不出众，脸圆圆的，肉肉的，眼睛细细小小，称不上是美人。但严彩韵头脑十分灵光，自幼成绩就拔尖，据说读书能过目不忘，11岁就考上了中学。

她是班上年龄最小的一个，也是成绩最好的一个，以至于连跳两级，四年就读完了中学内容，15岁就高中毕业了。在新式教育和洋务派家庭的双重熏陶下，严彩韵从小就对科学特别感兴趣，所以她的目标直逼中国最好的大学，清北。以她的成绩上清北是稳的，可惜当初清北不招女生，严彩韵只好去了南京金陵女子大学。

上了大学，严彩韵没有像其他富二代同学一样，把时间花在化妆打扮、吃喝玩乐上，她依然架着眼镜，穿着素色裙子，形色匆匆地穿梭于图书馆和教室，没人看出这是位千金大小姐。后来妹妹严莲韵也考上了金陵女大，她一到校就傻了眼：到处破破烂烂，连电灯和抽水马桶都没有，跟家里简直是天上地下。她常常和姐姐抱怨，可严彩韵却不以为然：“环境好坏无关紧要，重要的是这所学校学术氛围好，老师好，能学到东西。”

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不仅如此，她还把自己在金陵女大拿到的第一笔奖学金，全数捐给了一所小学。

就这样，凭着刻苦努力+天资聪颖，严彩韵19岁就拿到了本科毕业证书。当时，家里已经为她安排好了工作，可是严彩韵并不满足，她还想去更高层次的学府研究深造一一那时，哥伦比亚大学已经向她探出了橄榄枝。

父母拗不过她，严彩韵便如愿去了美国，仅仅用了两年时间就拿到了哥大化学硕士学位，师从著名食物化学和营养学家谢尔曼和罗斯，也成为了我国第一个女营养学家。

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可是，她并没有留在美国过安逸的生活，她在给朋友的信中写道：

“国家动乱不安，风雨飘摇，在外的我怎能袖手旁观，我要将自己所学，毫无保留地用到有需要的地方去。”

毕业之后，严彩韵用自己攒的奖学金作为路费，立刻飞回了国内，在北京协和医学院任助教。

在那里，严彩韵不但在事业上取得了突破，也遇见了自己的灵魂伴侣。

当时的系主任吴宪教授发现了严彩韵这个人才，于是请她做自己的助手。两人每天一块儿埋头做实验，讨论问题，攻克难关，终于在蛋白质变性问题的系统研究上取得了突破，完成了那篇享誉国际的论文《论蛋白质的变性》。

除了学术上的突破，他们的关系也是突飞猛进。吴宪曾经有过一段包办婚姻，对方从来没有上过学，两人实在无法走在一起，只好以离婚收场。而严彩韵呢，虽然和他相差近十岁，却有着共同的科研理想，出奇地默契，所以他们很快就坠入了爱河。

1924年，22岁的严彩韵和31岁的吴宪正式结婚，蜜月期间两人还不忘搞科研，吴宪与美国生化学家范斯莱克讨论课题，严彩韵则在哥大攻读营养学博士学位。

然而，协和医院不允许夫妻共同在医院任职，严彩韵为了丈夫的前程选择辞职，同时也因怀孕放弃了在哥大的博士学位，一心一意做吴宪的编外助手。

她曾经笑称：我这个吴太太，是用一个博士换来的。

虽然辞去了正式工作，但严彩韵一点儿都没有放松。她在接连生了五个孩子的情况下，还在和吴宪共同完成实验，联名发表论文，甚至还自学了法语和德语，成为全方位顾问。

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吴宪一生发表了160多篇学术论文，有超过80%都是他婚后发表的。而他最重要的三本著作中，有两本都是由严彩韵整理修订出版的，就连吴宪去世之后，严彩韵仍然花费了大量的功夫修编他的遗作。

可以说，吴宪能够被誉为中国生物化学史上的巨人，严彩韵付出的智慧和奉献功不可没。

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当然，严彩韵本身就是个工作狂。1949年赴美之后，她先后担任了亚拉巴马医学院的生化研究助教、联合国儿童基金会食品保藏部技术副教授，又为哥大人类营养研究所建立了新图书馆，同时还带着研究生。

1971年名义上退休之后，她又在纽约圣路加医院任职，收集了5000种高质量论文并筹建了图书馆，直到85岁才真正退休。

严彩韵一生都沉浸在生物化学和营养学研究中，熟悉她的人都说，她永远对人类健康有兴趣。

不过，你要是以为严彩韵是那种为了事业牺牲家庭的女性，那就大错特错了。人家不但事业抓得好，家庭也经营得相当成功，真可谓是妥妥的人生赢家。

严彩韵的朋友曾说：严彩韵是把事业与家庭最成功、最艺术地结合在一起的典范，事业成功，家庭和睦，子女优秀，非常难得。

此言不虚。

1944年，战争中的协和医院也难以自保，沦为日寇的地盘。吴宪愤然离开了协和，后来又被派到联合国善后救济总署工作，整整在美国呆了五年，也和妻儿分离了整整五年。

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战火纷飞，严彩韵一个人，一边做科研一边带孩子，却奇迹般地把两头都抓得很不错。

严彩韵除了把勤谨治学的精神传授给孩子之外，对他们的课余生活要求也很高。

首先身体素质要好，所以孩子们打球、游泳、太极拳、溜冰样样都会；艺术情趣也不能丢，严彩韵常常手把手地教孩子们弹钢琴。

这可真算得上第一代鸡娃的“海淀妈妈”了！

严彩韵子女回忆，他们小时候住在北京一所三进的四合院里，它前身是慈禧太后弟弟的府邸，豪华程度可见一斑。

虽然外部还是红砖绿瓦的中式风格，但内部陈设已经被改造成欧美风，有沙发壁炉，院子里甚至还有一个游泳池。

那可是20世纪30年代啊，这得多有钱才能住得这么奢侈？说严彩韵这几个孩子含着金汤匙长大，可一点都不夸张。

可是，严彩韵并没有在物质上富养，她这辈子就不在意身外之物，因此也同样要求孩子生活上尽量简朴，贵价玩具一概没有，衣服也常常是老大穿完老二穿。

吴宪也赞成严彩韵的观念，他曾经对孩子们说：

叫你们收到良好的教育是最好的投资，它会在你们身上存在一辈子，而且听你享用一辈子，所以，我不会给你们留下什么物质的东西，因为那对你们有害无益，我们给你们钱，而是设法要你们接受最好的教育，这样你们以后就能够独立生活了。

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父母和谐恩爱，家庭温馨轻松，顶尖学霸基因加持，也难怪五个孩子个个都是人才，培养3个博士2个硕士，个个都有出息：

老大吴瑞，美国康奈尔大学生物化学教授，杰出的分子生物学家；次子吴应，哲学化学双料专家，在谷类蛋白质研究方面有突出贡献；

大女儿吴婉先，理学硕士，继承母亲的衣钵研究膳食学，后在中学任教；次女吴婉莲，理学硕士，任图书馆文艺与音乐部主任；小女儿吴婉明是医学博士，放射科专家。

也难怪吴宪的朋友曾经羡慕道：

没有人比吴宪和他的妻子彩韵更能欣赏家庭的乐趣，兴趣盎然地分享家庭的温馨，没有人能比他更能为自己的孩子们而骄傲、快乐。

或许严彩韵在三姐妹中长得最平凡，但活得却无比漂亮，要个人成就有个人成就，要夫妻情深有夫妻情深，要家庭和睦有家庭和睦。

但这旺并不全然是好运，背后凝结的是她长久以来对待丈夫守望相助的恩义，对待学术严谨投入的态度，以及对待子女宽严相济的智慧。

严彩韵在美国度过了人生最后的时光，享年91岁。在美国生活了这么多年，严彩韵和吴宪始终没有更改国籍，到去世都依然是实打实的中国人，对祖国深沉的爱和思念可见一斑。

当时明月在，曾照彩云归。

严彩韵精彩而质朴、平凡而伟大的一生虽然结束了，但她留下的医学成果、治家之道，将永远福泽着后人。



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