阿龙·克卢格爵士,OM,PRS(
英语:Sir Aaron Klug,1926年8月11日—2018年11月20日),出生于立陶宛的
英国化学家和生物物理学家。他在病毒以及其他由
核酸与
蛋白质构成的粒子的结构分析方面,使用晶体学电子显微镜技术,1982年因此获得
诺贝尔化学奖。1995-2000年,他担任英国皇家学会会长。
克卢格出生在立陶宛。两岁时,他随父母移民到了
南非的
德班。上中学期间,他读到了保罗·德·克里夫(Paul de Kruif)的《微生物猎人传》(Microbe Hunters)一书,开始对微生物学产生浓厚的兴趣。1942年,他开始在
约翰内斯堡的斯兰德大学学习。
1945年,克卢格取得理学
学士并得到一笔奖学金,这使他能够继续在
开普敦大学进行物理学方面的研究。在那里,他学习了X射线衍射
晶体分析法。这是一种用于确定晶体分子结构的技术。在他获得理学硕士学位后,他留在了开普敦大学,对X射线
衍射做进一步的研究。
克卢格对物质的结构产生了日益浓厚的兴趣,尤其是对X射线衍射晶体分析法在一些前沿领域的应用,比如确定
蛋白质的结构。
1949年,再一次获得奖学金后,他加入
剑桥大学很有声望的卡文迪什实验室(Cavendish Laboratory),继续攻读博士学位。他期待着在著名物理学家约翰·考德利·肯德鲁(John Cowdery Kendrew)和麦克斯·费迪南德·佩鲁茨(Max Ferdinand Perutz)的指导下进行生物学方面的研究。他们正在进行
衍射晶体方面的研究,但是并不需要助手。因此,克卢格开始研究钢铁的分子结构,并从中获得有关固体物理学、计算、
相变等方面的宝贵经验。这些经验对他后续的分子生物学研究相当有益。
1954年,获得博士学位后,克卢格在伦敦的
伦敦大学伯贝克学院成为一名纳菲尔德研究员,并利用X射线对分子进行研究。在伯克贝克,他与
英国物理学家罗莎琳德·杜叶锡·富兰克林(Rosalind Elsie Franklin)共事,后者当时正在利用X射线
衍射晶体法研究导致烟草花叶病的病毒。克卢格加入了她的团队并参与研究烟草花叶病毒。经过四年的研究,他们弄清了这种病毒的基本结构。
1958年,
本杰明·富兰克林去世后,克卢格接替她的领导职位,负责这个病毒结构研究小组的工作。
1962年,他搬到医学研究理事会刚刚在
剑桥大学设立的分子生物实验室进行研究。克卢格的加入促使该实验室研究出色。
1982年,克卢格获得
诺贝尔奖。他的这项成就及其对多种在生物学中有着重要意义的
核酸蛋白复合体结构(nuclei acid-protein complexes)的研究得到了全世界的认可。
1986年,他被任命负责整个实验室。1988年,他被封爵位。1996年,他从生物实验室退休,成为剑桥大学彼得学院的一名教员,研究调节基因表达的
脱氧核糖核酸结合蛋白的结构。他在1995年至2000年间就任了英国皇家学会(Royal Society)主席。
克卢格的贡献在于开发了
晶体电子显微技术。这项技术利用电子而不是光波放大图像。只依靠X射线
衍射晶体分析无法确定所有分子的生物结构。另外一项技术则利用电子显微取得巨大的放大倍率。然而,所得到的图像是二维的,无法真切地再现分子结构。
克卢格的目标是设法将这两种技术结合使用,从而得到精确的三维图像。他推断也许有可能对显微照片本身进行X射线衍射分析,而这种显微照片是电子显微镜
摄影板(photographic plates)上留下的物质结构的二维图像。通过从许多不同角度捕捉某种物质的图像,继而利用X射线对每一个图像进行
衍射分析,最终得到这一物质的精确结构。
达到这一目标的过程漫长而复杂,涉及到最繁杂的
数学分析,但克卢格最终还是成功地完善了这种现在被称为
晶体电子显微的技术。通过这种技术,人们能够对无数种类的
蛋白质、病毒、
染色体以及其他的生物物质的结构和功能进行研究。这一突破性的技术不仅为生物领域带来重要的新发现,还开发了科学调研的新领域。
1982年,克卢格获得
诺贝尔奖。他的这项成就及其对多种在生物学中有着重要意义的
核酸蛋白复合体结构(nuclei acid-protein complexes)的研究得到了全世界的认可。1988年,他被封爵位。