DNA

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者、分子生物學(xué)時(shí)代的奠基人之一詹姆斯·杜威·沃森（James Dewey Watson）可謂是一個(gè)語不驚人死不休的人物。繼2007年接受《星期日泰晤士報(bào)》采訪時(shí)發(fā)表“種族歧視”言論后，如今他又做出了一個(gè)驚人之舉：2014年12月4日，他成為首個(gè)在死前就把自己的諾貝爾獎(jiǎng)?wù)屡馁u掉的人。

這枚重23克拉的獎(jiǎng)?wù)拢罱K以410萬美元的價(jià)格成交，然而如果參考它對于人類科技進(jìn)步的價(jià)值，應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這個(gè)數(shù)字。1962年，年輕的沃森與他的合作者弗朗西斯·克里克（Francis Crick）、莫里斯·威爾金斯（Maurice Wilkins）因發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)而分享了該年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。時(shí)至今日，榮譽(yù)和光環(huán)漸漸遠(yuǎn)去，人們關(guān)注的焦點(diǎn)也不再是那個(gè)曾震驚世界的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，而是把目光轉(zhuǎn)移到了“DNA之父”本人身上。有媒體甚至將沃森涉“種族歧視”“男權(quán)主義”的言論和DNA發(fā)現(xiàn)史上的爭議聯(lián)系起來，指出這枚象征著DNA榮譽(yù)的獎(jiǎng)?wù)虏⒉粚儆谒鴮儆诹硪晃挥⒛暝缡诺呐茖W(xué)家羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin）。

那么，真相到底是什么？如果時(shí)光可以倒轉(zhuǎn)，回到1953年那個(gè)發(fā)現(xiàn)DNA的重要年代，或許塵封的答案可以揭曉，但問題是我們回不去了，只能從參與當(dāng)年那場科學(xué)競賽的科學(xué)家們各自的傳奇命運(yùn)中，發(fā)出一聲唏噓與感嘆。

雙螺旋之前

1944年，愛爾蘭首府都柏林，一個(gè)風(fēng)和日麗的下午，物理學(xué)大師埃爾溫·薛定諤正悠閑地享受著遠(yuǎn)離二戰(zhàn)炮火的平靜時(shí)光，他或許不會(huì)想到，自己不久前寫就的一本書《生命是什么》將在生物科學(xué)界掀起一場波瀾壯闊的革命。

在《生命是什么》中，“生物即信息”“基因突變即量子躍遷”等新奇觀點(diǎn)，成為引導(dǎo)人們用物理學(xué)、化學(xué)的視角去看待生命科學(xué)的啟蒙之句，也正是這本書深深地影響了接下來“發(fā)現(xiàn)DNA”故事中的主人公們——年輕的沃森、克里克和威爾金斯——他們先后因此而參與到“用X射線衍射方法探尋DNA結(jié)構(gòu)”的科研競賽中來。

20世紀(jì)50年代初，發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)是生物學(xué)界的“金杯”，因?yàn)槿藗冊缫岩庾R(shí)到DNA可能是基本的遺傳物質(zhì)，但對于它的形態(tài)卻并不清楚。然而，當(dāng)時(shí)的沃森還是一位專業(yè)研究鳥類的動(dòng)物學(xué)家，克里克還是一位粒子物理學(xué)家，他們是DNA結(jié)構(gòu)研究潮流中的“半道插入者”。而另一位科學(xué)家威爾金斯，已經(jīng)在倫敦大學(xué)國王學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，帶領(lǐng)著他的研究團(tuán)隊(duì)，在接近生命的奧秘這條路上走了很遠(yuǎn)。

威爾金斯的團(tuán)隊(duì)掌握了當(dāng)時(shí)研究DNA晶體結(jié)構(gòu)的最先進(jìn)方法——X射線衍射法，他們很快便拍攝出了世界上第一幅DNA纖維衍射圖，證明DNA分子具有單鏈螺旋結(jié)構(gòu)。但是，為這一成就做出主要貢獻(xiàn)的卻不是威爾金斯，而是團(tuán)隊(duì)中的年輕女科學(xué)家富蘭克林和威爾金斯的學(xué)生葛斯林。

羅莎琳德·富蘭克林——沃森的自傳作品《雙螺旋》中的“黑暗女士”，在很多人看來，其實(shí)是一個(gè)光明磊落的人。這位土生土長的英國女科學(xué)家的出身也是讓人羨慕的，她的父親是倫敦工人學(xué)院校長，叔父是時(shí)任英國內(nèi)務(wù)大臣，家境富裕，用今天的“白富美”一詞來形容她并不為過。受專長于電磁學(xué)的父親的影響，加上自身的刻苦努力，富蘭克林順利進(jìn)入了劍橋大學(xué)，不過在結(jié)業(yè)時(shí)她卻沒有獲得學(xué)位。當(dāng)時(shí)劍橋大學(xué)并不授予女性學(xué)士學(xué)位，這種學(xué)術(shù)界對待性別的不公平，在后來也影響了富蘭克林的命運(yùn)。

1946年，年僅26歲的富蘭克林前往法國中央化學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作，學(xué)習(xí)X射線晶體衍射技術(shù)，發(fā)表了一系列關(guān)于煤炭與石墨的研究論文，這些論文使她在國際上獲得了一些名聲。1950年，富蘭克林受聘前往倫敦大學(xué)國王學(xué)院，聘請她的是物理學(xué)家約翰·藍(lán)道爾，他同時(shí)也是威爾金斯的上司，DNA研究計(jì)劃名譽(yù)上的領(lǐng)導(dǎo)者。

在國王學(xué)院，原本富蘭克林的研究領(lǐng)域是蛋白質(zhì)的X射線衍射分析，但是藍(lán)道爾突然指派她投入DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究，這原本是威爾金斯和他的兩位學(xué)生正在進(jìn)行的工作。1951年1月，當(dāng)富蘭克林進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，威爾金斯正好前去度假。雖然藍(lán)道爾曾在一封信中指派富蘭克林獨(dú)立研究DNA，并且從威爾金斯手中接手研究。但是陰差陽錯(cuò)，威爾金斯并未看到這封信，當(dāng)威爾金斯回到國王學(xué)院之后，便與富蘭克林產(chǎn)生誤會(huì)。威爾金斯認(rèn)為她是自己的助手，而富蘭克林則認(rèn)為威爾金斯不應(yīng)干涉她的工作。

誤會(huì)與隔閡一旦產(chǎn)生，便可能釀成一些過錯(cuò)。后來威爾金斯將富蘭克林的研究成果拱手讓給競爭對手，或許是無心之失，但其中也可能夾雜著對富蘭克林的不滿情緒。而另一邊，他們的競爭對手沃森和克里克，已經(jīng)友好地相遇了。

發(fā)現(xiàn)雙螺旋

1951年11月，富蘭克林提出A型DNA的X射線衍射圖。在她與威爾金斯共同進(jìn)行的一場演講中，臺(tái)下的聽眾里坐著沃森和克里克。而在幾個(gè)月前，23歲的美國動(dòng)物學(xué)家沃森剛從芝加哥來到英國做博士后研究。

在劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室里，沃森的導(dǎo)師給他的題目是研究煙草花葉病毒，然而沃森早就把興趣轉(zhuǎn)移到了研究DNA分子結(jié)構(gòu)上來。巧合的是，比沃森年長12歲的克里克此時(shí)正與他共處同一間辦公室，克里克擅長X射線研究，沃森便說服他一起研究DNA分子模型?！拔倚枰死锟嗽赬射線晶體衍射學(xué)方面的知識(shí)?！蔽稚髞碚f。

聽完那場演講之后，沃森與克里克便開始排列DNA的螺旋結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)他們的模型是三股螺旋。沃森與克里克曾經(jīng)邀請富蘭克林、威爾金斯與葛林斯參觀他們的三股螺旋結(jié)構(gòu)模型，富蘭克林在看見這些模型之后，做了許多的批評。這些批評甚至曾使沃森與克里克被上司要求終止DNA結(jié)構(gòu)的研究。然而，一場發(fā)生在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)之間的較量已經(jīng)正式拉開了序幕，不能終止了。

1952年5月，富蘭克林與葛林斯經(jīng)過了長時(shí)間的研究，獲得了一張B型DNA的X射線晶體衍射照片，并且將專門用來解決X射線晶體衍射問題的帕特生函數(shù)（Patterson function）應(yīng)用在圖片分析里。這張照片就是著名的“照片51號(hào)”，曾經(jīng)被X射線晶體衍射先驅(qū)之一約翰·貝爾那（John Bernal）形容為“有史以來最美的一張X射線照片”，更為重要的是，它作為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的重要證據(jù)之一后來被沃森和克里克引用。

富蘭克林并未就此發(fā)表研究成果的原因，是由于A型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)仍不足以支持螺旋型，因此她繼續(xù)將研究焦點(diǎn)放在A型DNA。這一年11月，富蘭克林提出了一份報(bào)告，這份著名的“MRC報(bào)告”證明了A型DNA的對稱性，意思是DNA的結(jié)構(gòu)即使翻轉(zhuǎn)180度之后看起來還是一樣。此外，這篇報(bào)告也指出了關(guān)鍵物質(zhì)磷酸根在DNA上的位置。

其間發(fā)生的一段小插曲是，大名鼎鼎的化學(xué)家萊納斯·鮑林也開始研究DNA結(jié)構(gòu)，他認(rèn)為DNA應(yīng)該是外側(cè)為堿基，內(nèi)側(cè)為磷酸（實(shí)際情形是外側(cè)磷酸與內(nèi)側(cè)堿基）。鮑林很快發(fā)表了一篇論文，但是當(dāng)沃森把這篇論文拿給富蘭克林看時(shí)，富蘭克林親自寄了一封指出錯(cuò)誤的信件給鮑林。

由于當(dāng)時(shí)富蘭克林的研究成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開沃森和克里克“幾條街”。到1953年1月，威爾金斯天真地以為卡文迪許實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)不再做DNA的研究了，因此將“照片51號(hào)”拿給沃森過目，并且詳細(xì)地解釋相關(guān)的研究結(jié)果。他沒想到的是，這一舉動(dòng)使得沃森與克里克在2月4日取得了上司的同意，重新啟動(dòng)對DNA結(jié)構(gòu)的研究。2月8日，當(dāng)他們請求威爾金斯同意他們進(jìn)行相同研究時(shí)，威爾金斯才知道自己先前可能已經(jīng)透露太多。

無心之失有時(shí)候也許會(huì)讓事情剎不住車，富蘭克林早前提交的“MRC報(bào)告”也隨即被沃森和克里克通過學(xué)術(shù)關(guān)系得到，并且二人進(jìn)行了詳細(xì)地閱讀。雖然這篇報(bào)告并非機(jī)密，但是威爾金斯透露研究成果給競爭對手的行為卻讓藍(lán)道爾大為光火。

另一邊，原本并不接受A型DNA為雙股螺旋的富蘭克林，經(jīng)過一段時(shí)間的分析之后，在1953年2月24日得出兩種DNA皆為雙股螺旋的結(jié)論。到2月28日，沃森與克里克宣布他們發(fā)現(xiàn)了雙股螺旋模型，此時(shí)威爾金斯仍被蒙在鼓里。1953年3月，富蘭克林離開了國王學(xué)院，且并未帶走她的研究成果。這時(shí)候威爾金斯還寫了一封信給克里克，表示“黑暗女士”已經(jīng)離開了他們的實(shí)驗(yàn)室，終于可以開始向大自然的秘密前進(jìn)。

在藍(lán)道爾的介入下，《自然》（Nature）雜志于1953年4月25日同時(shí)發(fā)表三篇論文，順序是以沃森與克里克為先，再是威爾金斯，最后是富蘭克林。沃森與克里克在論文中提及他們是受到威爾金斯與富蘭克林等人的啟發(fā)，但并未詳細(xì)說明，也沒有致謝。

至此，DNA的秘密終于被發(fā)現(xiàn)了，但最后的結(jié)果卻導(dǎo)致富蘭克林與沃森、克里克之間形成了長期的矛盾與隔閡。1958年3月30日，富蘭克林因家族遺傳的卵巢癌病發(fā)作去世，年僅38歲。這無形中也給了諾貝爾獎(jiǎng)評審團(tuán)一個(gè)確定獲獎(jiǎng)名單的機(jī)會(huì)。因?yàn)榘凑諔T例，諾貝爾獎(jiǎng)同時(shí)獲得者不能超過3人，于是1962年的諾貝爾獎(jiǎng)給了其余3人。

雙螺旋之后

有人說，關(guān)于雙螺旋的故事，后人更偏向富蘭克林的付出，而忽略了沃森和克里克的研究。但仔細(xì)想想，如果當(dāng)初不是威爾金斯的泄密，第一個(gè)得出DNA結(jié)構(gòu)完整結(jié)果的應(yīng)該是富蘭克林。照片51號(hào)和A型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)被沃森等人直接引用，并且這些都是至關(guān)重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也難怪沃森后來也承認(rèn)：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。

但是這位DNA之父長期以來對于富蘭克林的態(tài)度，可不怎么友好。這多半也與威爾金斯對富蘭克林的偏見有點(diǎn)關(guān)系。“黑暗女士”的說法便出自威爾金斯之口，后來被沃森寫在了傳記《雙螺旋》（1968年出版）中。無論在當(dāng)時(shí)還是在今天看來，《雙螺旋》都是一本頗具爭議的書。沃森將富蘭克林形容成一個(gè)“女學(xué)究”型的女性，在書中以自己取的綽號(hào)“Rosy”稱呼，稱其從來不注意女性特質(zhì)，不涂口紅也不注重穿著。并且，沃森猜測富蘭克林的家庭可能是一個(gè)不幸的家庭，同時(shí)也誤以為富蘭克林是威爾金斯的下屬，并描述她是個(gè)不合作的人物。不過出人意料的是，這本書十分暢銷。

1954年，富蘭克林前往美國研究煙草鑲嵌病毒，此時(shí)她與沃森恢復(fù)了通信，并在信中親切地稱呼他為吉姆，為二人關(guān)系緩解而作努力。之后，她和沃森與克里克之間的關(guān)系開始有所改善，沃森一方面成為她在病毒研究上的討論伙伴，一方面也援助富蘭克林的研究經(jīng)費(fèi)。富蘭克林經(jīng)常到劍橋大學(xué)與克里克討論研究，并且曾經(jīng)與克里克夫婦一同到西班牙旅游。

出版《雙螺旋》后，沃森回到美國，在紐約長島冷泉港實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任主任，并定居在此長達(dá)39年，期間他的研究領(lǐng)域主要是癌癥，在他的帶領(lǐng)下，冷泉港實(shí)驗(yàn)室逐步成為世界矚目的癌癥分子生物學(xué)前沿研究機(jī)構(gòu)，這一點(diǎn)沃森功不可沒。不過，在2007年發(fā)表“黑人智商不如白人”的言論之后，他的聲譽(yù)受到了嚴(yán)重的影響。

“從那以后我從冷泉港辭職了，原來與我合作的人都退出了，現(xiàn)在幾乎得不到科研經(jīng)費(fèi)。”沃森在接受《自然》雜志采訪時(shí)說。他曾經(jīng)的合作伙伴克里克于2004年去世，克里克的獎(jiǎng)?wù)乱苍?013年被其家族成員拍賣。然而，相比非議較少的克里克，沃森的口無遮攔為他引火上身，他不僅要面對曾發(fā)表種族言論的指責(zé)，似乎還要獨(dú)自承擔(dān)關(guān)于“雙螺旋發(fā)現(xiàn)”之爭中的全部非議的“炮火”。

如今沃森坦言，自己賣掉獎(jiǎng)?wù)碌某踔允菫樽约旱摹胺N族言論”贖罪，希望借此機(jī)會(huì)重返學(xué)術(shù)界。他計(jì)劃捐一部分錢給冷泉港，再捐一部分給愛爾蘭的科克大學(xué)，幫助建立一所紀(jì)念數(shù)學(xué)家George Boole的研究所?！拔矣?2%的愛爾蘭血統(tǒng)，”沃森解釋道。

在拍賣會(huì)結(jié)束之后，86歲高齡的沃森在媒體的閃光燈下慢慢走到房間前面，最后一次把諾貝爾獎(jiǎng)?wù)履迷谑种?。“那不再是你的東西了，”有人喊道。對，不過他家里應(yīng)該還有個(gè)復(fù)制品可以把玩。