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DNA结构中的第三个男性


□ 曹 聪

  一九六二年的诺贝尔生理学或医学奖授予了英国的弗朗西斯·克里克(Francis Crick)、美国的詹姆斯·沃森(James Watson)和具有英国和新西兰双重国籍的莫里斯·威尔金斯(Maurice Wilkins),“以奖励他们在核酸分子结构方面的发现及其在生物体的信息传递中的意义”。虽然授奖词没有直接提到这三位科学家在一九五三年证明了脱氧核糖核酸(也就是DNA)的双螺旋结构,但科学界公认,这一诺贝尔奖是颁发给这一发现的。
  虽然威尔金斯在三人中最资深(在发现DNA双螺旋结构时,沃森获得博士学位不久,而克里克还是博士生),但多年来人们把这一发现归功于沃森和克里克,这多少是沃森一九六八年出版的《双螺旋:发现DNA结构的个人经历》(三联书店二○○一年翻译出版)一书。克里克和威尔金斯当时就认为,这本从当事人的角度回忆DNA双螺旋结构发现的书会误导读者,建议哈佛大学出版社撤销了出版合同,最后,这本书由一家商业出版社出版并很快成为畅销书。《双螺旋》把科学家之间激烈竞争的事实赤裸裸地展现在读者面前。最令人不舒服的,可能是书中对威尔金斯的合作者罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)的描写。在沃森的笔下,出身于博学的银行家家庭、家境优越的富兰克林不以大家闺秀自居,秉性、相貌坚毅,从来不涂口红,虽然年过三十,却依然是一身英国女青年学者的打扮。书中对她与威尔金斯合作非常不愉快的描写,给威尔金斯带来了负面的影响。
  一九五八年,三十七岁的富兰克林患癌症不幸英年早逝,而克里克、沃森和威尔金斯在四年后获得了诺贝尔奖。后来,多种关于富兰克林的传记都指责威尔金斯未经富兰克林同意就把B-DNA的X光衍射照片给沃森看,直接启发了沃森和克里克,从而使他们首先提出了DNA双螺旋结构。所以,威尔金斯成了男性科学家不公平对待其女同事的“典型”,并由此引申出诺贝尔科学奖的公正性问题。所幸的是,当事人威尔金斯在二○○三年出版了《双螺旋结构的第三个男性》,讲述了众所周知的DNA双螺旋结构发现史上鲜为人知的故事,并澄清了五十多年前他与富兰克林相处的经历。
  第二次世界大战期间,威尔金斯在伯明翰大学获得博士学位后,参加了英国的原子弹研究,并在一九四四年前往美国加州大学伯克利分校继续这一研究。战后,威尔金斯返回英国,原因之一是读博士时的导师兰德尔就任圣安德鲁斯大学物理系系主任,有意探索物理学和生物学之间的联系,给他安排了一个职位。但更重要的是,恰在此时,威尔金斯读到了欧文·薛定锷(Erwin Schr歞inger)的著作《生命是什么?》。半个多世纪后,威尔金斯回忆说,薛定锷用物理学的语言描述生命现象,在自己面前展现了“生物物理学”的美妙前景。
  当时,大多数科学家认为,染色体中的DNA与基因有着某种联系,但不是遗传物质本身。化学家已经测出了DNA的组成,于是,研究其三维结构的重任落到了物理学家的身上。这时,威尔金斯觉得圣安德鲁斯大学地处偏僻,研究环境也不理想,英国医学研究委员会不大会把很大的研究基金给圣安德鲁斯大学,要研究,必须在剑桥这样的地方,最好是在伦敦。于是,威尔金斯离开圣安德鲁斯,来到伦敦。但现实是,在等级森严的英国,研究基金一般只给有名望的科学家,青年科学家想独立门户相当困难。
  兰德尔此时又向威尔金斯伸出了援手。原来,伦敦大学英王学院(King’s College)聘请兰德尔当物理系系主任,而兰德尔想在那里建立生物物理学研究。兰德尔的名声为他赢得了充裕的研究基金,英国医学研究委员会聘请他担任生物物理研究组主任,让生物学家和物理学家一起工作。威尔金斯觉得,兰德尔颇具远见卓识,他不但关注自己的研究,很多时候甚至牺牲自己的兴趣来推动科学研究事业,为学院聘请一流的教授,推动组建生物科学学院,从而使学院的生物科学研究在英国名列前茅,而他自己的实验室则在新兴的分子生物学领域主导世界。
  在英王学院,威尔金斯先是继续他的超声波与基因变异关系的研究,后来转攻DNA在生物细胞中运动和生长的情况。他自制了简单的在可见光、紫外线和红外线下都能工作的反射显微镜,研究基因是如何自行复制并控制细胞生长的,为基因就是DNA的发现提供了证据。后来,威尔金斯被晋升为生物物理研究组的主任助理。
  在一次学术会议上,威尔金斯幸运地得到了瑞士生物化学家鲁道夫·席格纳(Rudolph Signer)无偿提供的纯DNA样品,这种从小牛胸腺中提纯的样品与众不同,它干燥时呈细小的针簇状,而一旦遇潮,就变成黏黏糊糊的一团。威尔金斯把受潮的DNA涂在薄片上,再放到显微镜下观察偏振紫外线的吸收情况。不过,这种DNA似乎不太容易保持片状,而往往形成像蜘蛛网中那又长又细的纤维。拿到显微镜下仔细观察,它们又是异乎寻常地均匀和透明。于是,威尔金斯产生了一种直觉,纤维中分子的排列一定十分有规律,而且是结晶,可以用X光衍射来研究。要是这种直觉正确的话,X光衍射的图像会相当清晰,提供的有关DNA分子结构的信息也比显微镜多得多。
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摘自:读书 2004年第04期  
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