本文来自微信公众号:深究科学 (ID:deepscience),作者:周晨,原文标题:《世界欠她一个诺贝尔奖,Nature最新调查发现:富兰克林或许早就知道DNA的螺旋结构》,题图来自:视觉中国


4月25日是DNA “双螺旋”结构发现70周年纪念日,然而一位女科学家的贡献至今难以界定。


1962年,詹姆斯·沃森(James Watson)、莫里斯·威尔金斯(Maurice Wilkins)与弗朗西斯·克里克(Francis Crick)三人因解析了DNA双螺旋结构获得了诺贝尔生理或医学奖。


而另一个在这个领域同样做出重要贡献的罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)却没有等到这一荣誉,1958年,她就因癌症早早地过世了。


而后,全世界普遍接受的一个观点是沃森提供的:当年他和克里克在威尔金斯“不怀好意”的邀请下,只是瞥了一眼DNA X晶体衍射图,从而获得灵感,知道DNA是双螺旋的。拍摄这张图片的富兰克林是因为不知道DNA双螺旋结构,而将如此重要的晶体衍射图“束之高阁”,与世界级的科学发现失之交臂。


真相真的会是这样吗?


4月26日,Nature报道了一份调查报告与之截然不同,通过考察富兰克林的邮件,研究者发现她可能早就知道了DNA螺旋结构的,只是没有向外公布,这意味着她或许是第一个发现DNA双螺旋结构的科学家。


富兰克林是受害者还是贡献者?


罗莎琳德·富兰克林在DNA结构发现方面贡献不容忽视。


但她是沃森笔下不可接近的、与重大科学发现失之交臂的女科学家,还是真的知道DNA结构,只是没有像沃森和克里克那样急于向外界公布。


图/Nature
图/Nature


4月26日,马修·柯布(Matthew Cobb)和纳撒尼尔·康福特(Nathaniel Comfort)在Nature公布一份调查,指出富兰克林不应当被简单地认定为是“受害者”,而是“贡献者”。


图/wiki<br>
图/wiki


之所以会得出这样的结论,原因在于二人查阅了富兰克林在英国剑桥大学丘吉尔学院的档案,解锁了两篇此前从未解封的关键文档:一封是《时代周刊》(Time)记者琼·布卢斯(Joan Bruce)和富兰克林商议后写的文章;一篇是富兰克林同事给克里克写的信。


于是两人得出结论:富兰克林或许早已知道DNA的螺旋结构,只是未向外界公布。


这一切要追溯到沃森、克里克发现DNA双螺旋结构的“戏剧性”过程。


沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型之前,“参考”了富兰克林的同事威尔金斯提供的“照片51号”(Photograph 51),这张照片一度被认为是“分子生物学的点金石”。


照片51号<br>
照片51号


然而,这张照片的拍摄者正是富兰克林。威尔金斯在未得到许可的情况下,背着富兰克林为沃森、克里克提供了该照片。


很难不认为,沃森、克里克为了达到一定目的,私下主动接触了威尔金斯,就是为了探究富兰克林的秘密工作,因为他们早就知道富兰克林也在做类似的工作。


沃森在《双螺旋》中也提到这一点,这一“剽窃行为”至今为生物学界所不齿。


图/Nature<br>
图/Nature


但学术界存在一个争议点:富兰克林对DNA结构的发现到底有多大贡献?如果没有沃森和克里克的这次“参考”事件,富兰克林是否能够凭借自己的力量发现双螺旋结构?


此前人们普遍认为,尽管富兰克林拍摄了DNA的结构照片,但没有总结出自己想要的信息,因此她只能算是被“盗窃”照片的受害者。


但这一次柯布和康福特的发现,将推翻这种说法。


富兰克林与“三人组”的恩怨


他们的恩怨,我们可以在沃森的著书《双螺旋》中窥探一二。


尽管这本书被指责“诋毁了很多科学家”“写了很多与科学无关的爱情经历”“严重侵犯克里克隐私”,但对于DNA双螺旋的发现始末介绍得较为完整,还原了许多当年的细节。


沃森介绍,富兰克林到威尔金斯实验室工作,但从刚开始,俩人关系就一直不和,威尔金斯希望富兰克林能够辅助自己工作,可富兰克林认为在DNA课题上自己是课题的主导者。


富兰克林性格倔强又不服输,势必要凭借自己的力量来破译DNA结构的秘密,但是她的研究结论好像出了点偏差。


此前,沃森在意大利的那不勒斯会议上就曾听过威尔金斯的一次研究,威尔金斯在会议上展露的一张DNA的X射线衍射图让沃森一直魂牵梦萦,之后与威尔金斯保持着断断续续的联系。


威尔金斯和戈斯林拍摄的DNA X射线衍射图,在那不勒斯会议上,威尔金斯给与会者展示的正是这张照片,摄于1950年<br>
威尔金斯和戈斯林拍摄的DNA X射线衍射图,在那不勒斯会议上,威尔金斯给与会者展示的正是这张照片,摄于1950年


在剑桥结识克里克之后,沃森协同克里克一直从事DNA结构的研究,他们大胆提出了一种构想:DNA是双螺旋结构。


但猜想终归是猜想,要得到证实就必须找到足够的证据。而当时最有效的证据就是能够用X射线拍摄出DNA的结构加以佐证,但沃森好像在这方面能力有些匮乏。


在与威尔金斯交谈过程中,威尔金斯把富兰克林的研究进展透露给了沃森。在沃森的表述中,富兰克林始终不愿意相信DNA结构是双螺旋。但X射线照片拍摄方面,富兰克林的水平似乎非常出色。


直到有一天,威尔金斯向沃森提供了富兰克林拍摄的一张照片副本。沃森描述当时他看到副本时的心情是“目瞪口呆”“心跳也加速了”。他在照片上发现了“只有螺旋结构”才会呈现出的那种醒目的交叉形黑色反射线条。


回去之后,沃森与克里克通过多次的试验后搭建了双螺旋模型。在搭建好模型后,沃森将双螺旋模型介绍给富兰克林,出人意料地,富兰克林“爽快地接受了”,甚至对沃森的工作表示了“欣赏”。


图/Nature
图/Nature


1953年4月25日,沃森和克里克在《自然》杂志上发表了题为《分子的结构和生物信息的传递》的论文,在里面着重阐述了DNA双螺旋结构,一时之间在生物医学界引起了沸腾。在后来,DNA双螺旋结构更是和相对论、量子力学,一起被誉为“20世纪最重要的三大科学发现”。


在这本书中,沃森也肯定了富兰克林的贡献,将她视作为DNA双螺旋结构发现的五大贡献者之一。


朴素、执着的富兰克林,其贡献不应被无视


富兰克林出生于英国伦敦一个富裕的犹太人家庭,她的父亲艾里斯·富兰克林(Ellis Franklin)是伦敦工人学院(Working Men's College)的校长。她的一位阿姨则是女性参政权与工会运动的参与者。


1938年,富兰克林进入剑桥大学纽纳姆学院(Newnham College, Cambridge),后人在笔记上发现,她曾经在1939年期间构思过DNA的化学结构。


1941年,富兰克林顺利完成大学学业,但是由于当时的剑桥大学并不授予女性“文学士”(BA Cantab.)学位,因此富兰克林只拥有一个“名义上的学位”


1946年,二战结束后富兰克林前往法国巴黎工作,在当地的国家中央化学实验室待了三年,学习X射线晶体绕射技术。此外,发表了一些关于煤炭的研究论文,这些论文使她在国际上初露头角。


1951年1月,富兰克林开始在国王学院进行研究工作,物理学家约翰·蓝道尔指派她投入DNA化学结构的研究。这所实验室还有另外两位成员也在进行这项研究工作,那就是威尔金斯和他的学生。


她跟威尔金斯关系不和,威尔金斯认为她是自己的助手,而富兰克林则认为威尔金斯不应干涉她的工作。


在沃森的描述下,富兰克林非常吸引人,但专注于科研的她并不热衷于打扮,尽管富兰克林的家境十分优越,但她仍然保持最简朴的穿搭。


或许当时的研究环境对于女性研究员并不友好,沃森多次表示富兰克林“脾气很大”“性格倔强”,但后来他们了解到,这是由于富兰克林想和同事保持平等关系造成的。


1958年4月16日,富兰克林因为卵巢癌逝世于英国伦敦,终年38岁。


这位女科学家不仅未能获得诺贝尔奖,还遭受不公正的评价。


她拍摄的“51号照片”对于DNA双螺旋结构的发现贡献巨大,在揭示DNA结构方面,她的贡献比肩沃森、克里克,甚至还要更早一些。


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