“开悟”了的沃森与克里克随即展开新一轮建模工作。1953年2月28日 沃森和克里克的阴谋

解构DNA背后纠葛

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凤凰网 作者:《科技日报》 2013-07-18 星期四

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不错,像既往的许多科学发现一样,DNA结构的发现也有多种可能的途径。

不错,像既往的许多科学发现一样,DNA结构的发现也有多种可能的途径。

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  与成功擦肩而过的富兰克林

  DNA之B型X射线衍射照片

1950年秋,22岁即从印第安纳大学拿到遗传学博士学位的美国“神童”詹姆斯?沃森,志得意满地去往哥本哈根,从事生物化学方面的研究工作。

翌年春天,沃森到意大利那不勒斯做学术旅行,顺道参加一个小型科学会议。会议上,来自伦敦大学国王学院的物理学家莫里斯?威尔金斯展示了DNA晶体的X射线照片。沃森看后深受启发,意识到:假使基因能像一般化学物质一样被结晶出来,那就一定可以用通常的化学、物理方法测定其结构。

那一瞬间,沃森对化学发生了极大的兴趣,并且萌生了与威尔金斯合作的念头。几个月后,沃森变更了学习计划,来到英国剑桥大学卡文迪什实验室,并在那里遇到了刚从物理学领域转型、虽起步较晚但一心想在交叉学科上有所作为的生物学“老”研究生弗朗西斯?克里克。

二人一见如故,发现彼此的兴趣、思维方式和行为做派都惊人的相似。他们决计携手合作,以建模方式确定DNA结构。令沃森意外的是,比他大12岁的克里克跟威尔金斯居然是早就熟识的哥们。

起初,二人对成功并没把握,同行们也没太把这两个愣头青当回事。不过,他俩愿意“赌”一把,拼一拼。用沃森的话来说,“想要成名,肯定比成为一个从来没有冒险精神并备受压抑的学究要好得多”。

不错,像既往的许多科学发现一样,DNA结构的发现也有多种可能的途径。即便有着相同的想法,但科学家解决问题的办法可能各不相同,不同的方法决定了谁将最先实现目标;而且,往往是谁先发表了论文,谁才能最终赢取发明、发现权——荣誉和成功只“赐”给冠军。当中的“时差”,有时极短。这也正是“科学竞赛”的残酷之处。不用说,在这个狭小的研究空间里,所有的同行,彼此都被视为竞争对手。

这一时期,伦敦大学国王学院的威尔金斯与罗莎琳德?富兰克林,也在紧锣密鼓地鼓捣DNA结构;而且,他们手中握有与之密切相关的独门“利器”——X射线衍射装置,以及更多的DNA材料,毫无疑问居领先地位。

然而,跟沃森与克里克这对“黄金搭档”形成反差的是,威尔金斯与富兰克林之间关系势同水火,几乎到了恶语相向的地步。缘由或许出自一个误会:曾在法国做过多年研究工作的富兰克林受聘来到伦敦大学任职时,威尔金斯恰巧外出不在。领导对她的安排及其承诺,让她理解是提供给自己的专项研究工作,而威尔金斯却想当然地把她看成了下属和助手。

富兰克林是个独立、好强的女子,对性别歧视特别敏感。在当年对女科学家怀有偏见甚至敌意的环境中,她一直坚持不懈地进行自己的研究,不甘受到威尔金斯的“领导”和钳制。此外,由于分工不同及研究思路差异,二人毫无共同语言,甚至连交换信息都做不到,别说合作了。

作为专业的结构晶体学家,富兰克林不相信直观的揣测,而是想用直接的方法来解决DNA结构问题。其实,在1952年前后,富兰克林已通过实验证明,DNA根据水分含量的差别分A型和B型两种形式存在。

但谨慎的天性使她进展缓慢,她在不断地完善DNA的X射线衍射图谱,并独自进行数学解析。她始终也不敢相信DNA在任何情况下都会呈螺旋形,而是将其视为在特殊条件下出现的一种特殊情形。

不过,富兰克林提出的一个构想——螺旋的结构很有可能是磷酸—糖的骨架在外侧,而核苷酸碱基伸向内侧,给沃森与克里克带来了非常重要的启示。这个时候,一场围绕DNA结构之谜而展开的激烈竞争,已然到了白热化的程度。

在大洋彼岸的美国,被认为最有可能解决DNA结构问题的莱纳斯?鲍林误入歧途而不自知,令沃森与克里克备受鼓舞,加快了研究进度。

之后不久,沃森去找富兰克林交流DNA结构问题,因意见不合争吵起来,不欢而散。他退到门口时,碰巧遇到前来找他的威尔金斯。后者坦言,他一直在助手协助下,悄悄地重复着富兰克林的某些X射线工作,同时还给沃森看了一些新的X射线照片,其中包括由富兰克林拍摄、一直秘而不宣的一张DNA之B型X射线衍射照片。

看到后一张照片时,沃森“心跳也加快了”。这是一张具有里程碑意义的图像,因为它已经很清楚地显示出一种双螺旋结构。威尔金斯此举,富兰克林毫不知情,后人评价:“如果这不是一次无私的为了科学进步而分享信息的举动,那也应该算是一次愤怒的报复行为”。

“开悟”了的沃森与克里克随即展开新一轮建模工作。1953年2月28日,克里克冲进剑桥大学校园内的老鹰酒吧,大声宣布:他和沃森“已经发现了生命的秘密”!将近两个月后的4月25日,他们撰写的千字论文发表在《自然》杂志上,引起轰动。

一个新的时代由此开始。

1962年,沃森、克里克与威尔金斯荣获诺贝尔生理学或医学奖。而富兰克林却于4年前因癌症英年早逝。

1968年,沃森出版《双螺旋:发现DNA结构的个人经历》一书,书中有不少对于富兰克林个人品性和学术水准的负面描述,引来不少板砖。而克里克1974年则在为一部书撰写序言时坦陈,他与沃森两人中“谁也不会单独发现DNA结构,但罗莎琳德?富兰克林却相当接近于取得成功。实际上她只差两步。她只需认识到两条链是反向平行的和发现碱基配对就行了”。

2003年,伦敦大学国王学院将一栋新大楼命名为“罗莎琳德—威尔金斯馆”,以纪念这两位曾经的同事和“冤家”为发现DNA结构所作出的贡献。沃森在命名演说中说道:“我看到了罗莎琳德的X射线照片……我并没有跑进去翻抽屉,把它偷走,是别人拿来给我看的,……一个月后我们便做出了这个结构,……罗莎琳德的贡献是我们能够有这项重大发现的关键。”

责任编辑:Judy Wang

  

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