DNA双螺旋结构背后的凄美故事

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罗莎琳德·富兰克林

纽约时间2014年12月4日下午1时,1962年诺贝尔生理学或医学奖得主、DNA双螺旋结构发现者之一、美国科学家詹姆斯·沃森开始拍卖其诺贝尔奖章,此前各大媒体预估拍卖价将高达350万美元(约合人民币2148.8万元),其最终以475.7万美元被买下,其中手稿以36.5万美元、1962年12月11日发表的关于DNA双螺旋的论文被拍卖为24.5万美元,总合计536.7万美金被拍卖。因此,全世界的目光再次聚焦于这一跨时代的发现。

然而,有多少人记得罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Elsie Franklin),以及她在这一历史性的发现中做出的贡献?

DNA双螺旋结构的发现———划时代的佳话

20世纪人类最伟大的成果,莫过于遗传学中DNA双螺旋结构的发现。

一个划时代的发现,必定伴随着一段传奇的佳话:两个个卓越的研究组,第一个实验室是伦敦国王学院的威尔金斯实验室,他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。当X射线照射到生物大分子的晶体时,晶格中的原子或分子会使射线发生偏转,根据得到的衍射图像,可以推测分子大致的结构和形状。

第二个实验室是加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林 (Linus Pauling) 实验室。在此之前,鲍林已发现了蛋白质的α螺旋结构。而真正的发现者,则是个非正式的研究小组,事实上他们可说是不务正业。23岁的年轻的遗传学家沃森于1951年从美国到剑桥大学做博士后时,虽然其真实意图是要研究DNA分子结构,挂着的课题项目却是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文,论文题目是“多肽和蛋白质:X射线研究”。沃森说服与他分享同一个办公室的克里克一起研究DNA分子模型,从1951年10月开始拼凑模型,几经尝试,终于在1953年3月获得了正确的模型。

一堆物理学家和化学家(克里克科班出生的从事蛋白和多肽X射线晶体衍射;威尔金斯虽然在1950年最早研究DNA的晶体结构,当时却对DNA究竟在细胞中干什么一无所知,在1951年才觉得DNA可能参与了核蛋白所控制的遗传;弗兰克林也不了解DNA在生物细胞中的重要性;鲍林研究DNA分子,则纯属偶然——他在1951年11月的《美国化学学会杂志》上看到一篇核酸结构的论文,觉得荒唐可笑,为了反驳这篇论文,才着手建立DNA分子模型),外加唯一一个当时年仅23岁的遗传学家沃森,推断出DNA是双螺旋结构。

如此荒诞,却又如此真切,做出了一个伟大的发现。这段佳话被一再传诵,一再的简化或者神化的提及,而科学史上记载:1962年,沃森、克里克和威尔金斯因为DNA双螺旋结构的发现而获得诺贝尔生理学医学奖。

不管从哪个方面解读,这段佳话都有很多令人回味的乐趣。