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纳森斯1928年10月30日生于美国特拉华州的威尔明顿。1950年毕业于特拉华州立大学化学系。后入华盛顿大学深造，1954年获得医学博士学位后，前往纽约一家医院当医生。1955年进入国立卫生研究院(NIH)任临床助理，获得了参加浆细胞肿瘤细胞生成骨髓瘤蛋白质的研究机会。

1957年，纳森斯又回到纽约做了两年医生，此后进入洛克菲勒研究所李普曼实验室任客座研究员。他和同事们一起发现了细菌的“延长因子”，还发现了一种噬菌体RNA可以指导病毒衣壳蛋白的合成。在这些实验中，他的生物化学研究能力获得了提高，决心长期从事分子生物学的研究。1962年他应邀来到巴尔的摩的约翰斯.霍普金斯大学医学院工作，继续研究噬菌体遗传问题。

20世界60年代中期，纳森斯兴致勃勃地从事一种大肠杆菌的核糖核酸噬菌体的微生物遗传研究，然而他对动物肿瘤病毒却知之甚少。有一次，学校的医生请他做有关肿瘤病毒的专题演讲为了硬付这份差事，他不得不查阅大量肿瘤病毒的文献资料。在查阅过程中SV40引起了他的注意。纳森斯后来回忆道：“这样一种简单的病毒，在动物体内以及对组织培养的细胞生长具有如此深刻的长期效应，给予我及其深刻的印象。”此后，他便把研究重点有大肠杆菌的核糖核酸噬菌体转向了SV40。

1969年初，纳森斯前往以色列的威茨曼科学研究所考察动物细胞和病毒的研究情况。就在这时，他收到了史密斯的来信。这封信导致了一个重要的突破。

纳森斯获悉史密斯成功的消息后，十分兴奋。他手头已有了SV40这个很理想的生物材料，而史密斯的限制性内切酶，正好提供了解剖SV40DNA最好的“分子剪刀”，纳森斯随即用史密斯的Hind Ⅱ酶来分析SV40基因组织结构。他后来回忆说：“我认为，如果一个肿瘤病毒的DNA能够被这样的没所切割，如果每一被切下来的片段都能分离，那么就有可能确定每个DNA片段的功能”纳森斯在1969年夏季从以色列返回美国，马上开始对SV40 DNA的研究工作。他和阿德勒(S.Adler)一起用史密斯的Hind Ⅱ酶成功的切割了SV40 DNA后，又指导他的学生达纳(K.J.Danna)和萨克(G.H.Sack)继续深入研究。1971年，他们把所切割的SV40的DNA片段，用电泳方法区位为11个片段，并确定了这些片段在SV40基因组中的排列次序，还分析了它们的复制起点和终点以及复制方向，从而建立了第一个DNA图谱。

一年以后，纳森斯和他的同事又分离出不同感染时期的SV40的信使核糖核酸(mPNA)，并利用这种mRNA与SV40的DNA的不同片段进行所谓分子杂交，这样又建立了第一个核糖核酸的转录图谱。因此，纳森斯成为第一个影一样限制性内切酶从事基因结构研究和功能研究的先驱者。受纳森斯等人工作的鼓舞，此后许多分子生物学家用限定性内切酶对许多基因结构和功能进行了大量的研究。

限制性内切酶的发现除了理论上的突破意义外，在实践上通过它的应用而揭开了遗传工程这个新篇章。史密斯在回顾这段研究历史时曾经说过一段意味深长的话：“寄主控制的限制和修饰看来似乎是并不显眼的细菌学中的现象，可是他导致了一类酶的发现。而这样一件事又出乎意料地大大推动了科学的发展。”

限制性内切酶在DNA链上有一个特定的识别位点。测点该位点上核苷酸的顺序，原来十分复杂，是一件气味繁重的工作。如今科学家已设计出了相应的计算机软件，生物学家只要通过计算机对现在性内切酶做出相应的处理，就可以计算出它识别和切割的特异核苷酸序列了。

目前已发现的限制性内切酶将近500种，其中50余种已获得广泛应用。限制性内切酶可以分成三型：Ⅰ型酶由不同的亚基组成，具有ATP依赖性的水解活性和甲基化活性;Ⅱ型酶由相同的亚基构成，仅具限制酶活性，它们能识别的DNA专一性序列通常为4——6个碱基对，并在特定位点将底物水解，因而在分子遗传学中应用广泛;Ⅲ型酶仅有数种，如Hind Ⅲ，但其切点未定。

近年来，限制性内切酶在细胞遗传学中的应用也相当普遍，如一些科学家使用限制性内切酶处理用甲醇-冰醋酸固定后的哺乳动物中期染色体，观察到特征的带纹，而且不同的限制性内切酶处理可产生不同的带型这些研究虽然还是初步的，但其结果不仅丰富了染色体显带技术的内容，也为研究染色体结构及化学本质提供了新的手段。与此同时，另一些科学家进而对限制性内切酶的显带机理进行了探讨，认为限制性内切酶的显带作用与染色体上DNA片段选择型抽提有关。还有一些科学家为了考察和研究染色体畸变的发生和机理，用限制性内切酶诱发染色体畸变。限制性内切酶在细胞遗传学领域中的应用研究，渴望沟通分子遗传学与细胞遗传学之间的鸿沟，有助于对染色体精细结构、显带机理等一系列理论问题阐明，并有助于对更多遗传异态现象的研究，疾病诊断和肿瘤病因的探讨。

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