一段传奇:发现DNA结构的故事
DNA结构发现的过程已成为反复讲述的传奇故事。这一方面是因为这一结论是20世纪生物学的最大发现。另一方面,是因为得到这一发现的是当时两位并不出名的小人物:沃森与克里克。
沃森15岁进入芝加哥大学。开始时他热心于鸟类学,而对其它任何东西似乎不特别感兴趣。在大学期间,他在遗传学方面并未进行过多少正规的训练。但在阅读了薛定谔的《生命是什么》一书后,他决心“发现基因的秘密”。22岁时,沃森获博士学位。然后被送到欧洲深造。先是在哥本哈根工作一年,后转到了剑桥。沃森曾写道:“在印第安纳大学研究生院时,我希望不必学习任何化学就能解决基因问题。我之所以有这种想法,部分原因是由于我的懒惰。当时我是芝加哥大学的一名学生,我主要对鸟类感兴趣,而且尽力不去选修任何有点难度的化学或物理学课程。说实话,印第安纳大学的生物化学家们倒是鼓励我去学习有机化学,但是当我用一只煤气灯直接加热苯以后,从此便远离化学了。比起再来一次爆炸,驱逐一名无知的博士要安全得多。”沃森也缺乏用数学方法来思考问题的能力,这使他担心自己永远不能做出任何重要的事情。
1951年,沃森到了剑桥大学卡文迪什实验室参加一个由从事蛋白质三维结构研究的物理学家和化学家组成的工作小组,并准备学习在此之前他可谓一窍不通的X衍射技术。正是在剑桥,沃森遇到了与自己极为相投的克里克。
克里克当时已35岁,当时还是研究生。如沃森的描述:“在1951年秋并非如此,当时我到剑桥当时他35岁,几乎默默无闻。虽然最接近他的同事们已经认识到他思考问题敏锐而深刻,并常常向他人请教,但是他常常得不到人们的赏识,并且许多人觉得他太夸夸其谈了。”
克里克也是在读了薛定谔的小书后,对遗传学产生兴趣的。与沃森一样,他对“基因是什么,基因的作用是什么”有着浓厚兴趣。克里克是在1949年来到剑桥,在卡文迪什实验室他与其他人一起使用X射线技术研究蛋白质及蛋白质分子结构。
沃森与克里克两人对这次相遇,都感到兴奋。克里克把沃森看作是“我所遇到的,以同我一样的方式思考生物学问题的第一个人”。而沃森则认为克里克是“我所共同工作过的最聪明的人。”就个性而言,两个截然相反。沃森是一个孤独、文静具有内向型性格的人。相反,克里克是一个外向型性格的人,他以大声谈话和纵情欢笑而为人所熟知。沃森说自己从来没有看到过克里克有羞怯的时刻。
两人相遇后,渴望解开DNA结构之谜的共同兴趣把两人紧紧联在了一起。在通力合作下,仅仅过了一年多,两人就发现了DNA的双螺旋结构。这确实令人啧啧称奇。因为当时并不乏大人物如鲍林等人想发现DNA的奥秘。而且就某一方面研究的深度来看,他们既比不了弗兰克林,也比不上鲍林,在这场竞争的最初,甚至接近终点阶段,后者确实一直远远在走在前面。但他们却非常善于博采众长。他们从弗兰克林和威尔金斯的X衍射图中获得双螺旋实证证据,从鲍林那里学习了模型建造方法,从伽莫夫那里学习了对氢键的计算,从多纳休那里得到了对DNA构型的认识,再加上他们的首创:双链核苷酸。就这样,他们最终解开了DNA结构之谜。用一位评论家的话说,科学家几乎要像牛顿那样义不容辞地宣称他们的天才来自他们站在巨人的肩膀上。然而沃森和克里克却喜欢站在巨人的脚趾上。
然而正是站在巨人脚趾上的两位小人物却抢得头筹,做出了20世纪生物学中最伟大的发现。事后两人都把成功归因于他们的特殊结合:两人相互补充,相互批评以及相互激发出对方的灵感。克里克曾写道:“沃森和我没有‘发明’这个结构,它就在那里,等待着人们去发现。我似乎觉得,我们两人中无论是谁都不能独立地发现它,但富兰克林已经非常接近这一点了……威尔金斯在富兰克林去世以后,应该在他某一个凑巧的时刻也会达到这一步。鲍林是否将作第二次尝试……我难以肯定……其他生物化学家们是否也会最后征服它呢?”克里克相信无论是他还是沃森都不能单独地发现DNA的结构,只是两人的合作才结出了硕果。
沃森与克里克这两位幸运的合作者,怀着对成功的渴望,凭借他们个性上的特点及其知识结构上的互补,获得了成功,并赢得了超出他们梦想的荣誉。坦率的沃森曾如此描述过成功后的情形:“我不时真的拧自己一把,以证明我不是身处美梦之中。我的确不是在做梦,弗朗西斯和我完全有可能弄清基因是如何提供信息来产生蛋白质的。”
推荐书目:《双螺旋》。在这本书中,沃森以坦率的语言回顾了探索DNA双螺旋结构的历程。