與成功擦肩而過的富蘭克林
DNA之B型X射線衍射照片
1950年秋,22歲即從印第安納大學(xué)拿到遺傳學(xué)博士學(xué)位的美國“神童”詹姆斯?沃森,志得意滿地去往哥本哈根,從事生物化學(xué)方面的研究工作。
翌年春天,沃森到意大利那不勒斯做學(xué)術(shù)旅行,順道參加一個(gè)小型科學(xué)會議。會議上,來自倫敦大學(xué)國王學(xué)院的物理學(xué)家莫里斯?威爾金斯展示了DNA晶體的X射線照片。沃森看后深受啟發(fā),意識到:假使基因能像一般化學(xué)物質(zhì)一樣被結(jié)晶出來,那就一定可以用通常的化學(xué)、物理方法測定其結(jié)構(gòu)。
那一瞬間,沃森對化學(xué)發(fā)生了極大的興趣,并且萌生了與威爾金斯合作的念頭。幾個(gè)月后,沃森變更了學(xué)習(xí)計(jì)劃,來到英國劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室,并在那里遇到了剛從物理學(xué)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型、雖起步較晚但一心想在交叉學(xué)科上有所作為的生物學(xué)“老”研究生弗朗西斯?克里克。
二人一見如故,發(fā)現(xiàn)彼此的興趣、思維方式和行為做派都驚人的相似。他們決計(jì)攜手合作,以建模方式確定DNA結(jié)構(gòu)。令沃森意外的是,比他大12歲的克里克跟威爾金斯居然是早就熟識的哥們。
起初,二人對成功并沒把握,同行們也沒太把這兩個(gè)愣頭青當(dāng)回事。不過,他倆愿意“賭”一把,拼一拼。用沃森的話來說,“想要成名,肯定比成為一個(gè)從來沒有冒險(xiǎn)精神并備受壓抑的學(xué)究要好得多”。
不錯(cuò),像既往的許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)一樣,DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)也有多種可能的途徑。即便有著相同的想法,但科學(xué)家解決問題的辦法可能各不相同,不同的方法決定了誰將最先實(shí)現(xiàn)目標(biāo);而且,往往是誰先發(fā)表了論文,誰才能最終贏取發(fā)明、發(fā)現(xiàn)權(quán)——榮譽(yù)和成功只“賜”給冠軍。當(dāng)中的“時(shí)差”,有時(shí)極短。這也正是“科學(xué)競賽”的殘酷之處。不用說,在這個(gè)狹小的研究空間里,所有的同行,彼此都被視為競爭對手。
然而,跟沃森與克里克這對“黃金搭檔”形成反差的是,威爾金斯與富蘭克林之間關(guān)系勢同水火,幾乎到了惡語相向的地步。緣由或許出自一個(gè)誤會:曾在法國做過多年研究工作的富蘭克林受聘來到倫敦大學(xué)任職時(shí),威爾金斯恰巧外出不在。領(lǐng)導(dǎo)對她的安排及其承諾,讓她理解是提供給自己的專項(xiàng)研究工作,而威爾金斯卻想當(dāng)然地把她看成了下屬和助手。
富蘭克林是個(gè)獨(dú)立、好強(qiáng)的女子,對性別歧視特別敏感。在當(dāng)年對女科學(xué)家懷有偏見甚至敵意的環(huán)境中,她一直堅(jiān)持不懈地進(jìn)行自己的研究,不甘受到威爾金斯的“領(lǐng)導(dǎo)”和鉗制。此外,由于分工不同及研究思路差異,二人毫無共同語言,甚至連交換信息都做不到,別說合作了。
作為專業(yè)的結(jié)構(gòu)晶體學(xué)家,富蘭克林不相信直觀的揣測,而是想用直接的方法來解決DNA結(jié)構(gòu)問題。其實(shí),在1952年前后,富蘭克林已通過實(shí)驗(yàn)證明,DNA根據(jù)水分含量的差別分A型和B型兩種形式存在。
但謹(jǐn)慎的天性使她進(jìn)展緩慢,她在不斷地完善DNA的X射線衍射圖譜,并獨(dú)自進(jìn)行數(shù)學(xué)解析。她始終也不敢相信DNA在任何情況下都會呈螺旋形,而是將其視為在特殊條件下出現(xiàn)的一種特殊情形。
不過,富蘭克林提出的一個(gè)構(gòu)想——螺旋的結(jié)構(gòu)很有可能是磷酸—糖的骨架在外側(cè),而核苷酸堿基伸向內(nèi)側(cè),給沃森與克里克帶來了非常重要的啟示。這個(gè)時(shí)候,一場圍繞DNA結(jié)構(gòu)之謎而展開的激烈競爭,已然到了白熱化的程度。
在大洋彼岸的美國,被認(rèn)為最有可能解決DNA結(jié)構(gòu)問題的萊納斯?鮑林誤入歧途而不自知,令沃森與克里克備受鼓舞,加快了研究進(jìn)度。
之后不久,沃森去找富蘭克林交流DNA結(jié)構(gòu)問題,因意見不合爭吵起來,不歡而散。他退到門口時(shí),碰巧遇到前來找他的威爾金斯。后者坦言,他一直在助手協(xié)助下,悄悄地重復(fù)著富蘭克林的某些X射線工作,同時(shí)還給沃森看了一些新的X射線照片,其中包括由富蘭克林拍攝、一直秘而不宣的一張DNA之B型X射線衍射照片。
“開悟”了的沃森與克里克隨即展開新一輪建模工作。1953年2月28日,克里克沖進(jìn)劍橋大學(xué)校園內(nèi)的老鷹酒吧,大聲宣布:他和沃森“已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了生命的秘密”!將近兩個(gè)月后的4月25日,他們撰寫的千字論文發(fā)表在《自然》雜志上,引起轟動。
一個(gè)新的時(shí)代由此開始。
1962年,沃森、克里克與威爾金斯榮獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而富蘭克林卻于4年前因癌癥英年早逝。
1968年,沃森出版《雙螺旋:發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的個(gè)人經(jīng)歷》一書,書中有不少對于富蘭克林個(gè)人品性和學(xué)術(shù)水準(zhǔn)的負(fù)面描述,引來不少板磚。而克里克1974年則在為一部書撰寫序言時(shí)坦陳,他與沃森兩人中“誰也不會單獨(dú)發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu),但羅莎琳德?富蘭克林卻相當(dāng)接近于取得成功。實(shí)際上她只差兩步。她只需認(rèn)識到兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械暮桶l(fā)現(xiàn)堿基配對就行了”。
2003年,倫敦大學(xué)國王學(xué)院將一棟新大樓命名為“羅莎琳德—威爾金斯館”,以紀(jì)念這兩位曾經(jīng)的同事和“冤家”為發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)所作出的貢獻(xiàn)。沃森在命名演說中說道:“我看到了羅莎琳德的X射線照片……我并沒有跑進(jìn)去翻抽屜,把它偷走,是別人拿來給我看的,……一個(gè)月后我們便做出了這個(gè)結(jié)構(gòu),……羅莎琳德的貢獻(xiàn)是我們能夠有這項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵?!?/p>
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