 《三思科学》电子杂志
DNA结构发现50周年纪念专刊
特刊总第3期
2003年4月25日
目 录
封面
编者的话
[江华]分子:二十世纪生物学的双重演化
专题
[毛磊]开创生命科学的黄金时代
[潘治]“拼凑”与科学
[颜亮]早凋的“科学玫瑰”
[王艳红]英国举办纪念DNA结构
发现50周年庆祝会
译述
[T.Resenhoeft]萌芽时代的基因技术
[R.Olby]双螺旋:寂静的登场
[S.Franklin]我的姑姑,DNA先锋
[S.Chadarevian]一幅肖像的制造过程
译述
[碧声]遗传学和基因组学大事年表
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三思科学杂志社
本期责编 春上莱茵早
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我的姑姑,DNA先锋
Stephen Franklin
春上莱茵早译自BBC
斯蒂芬·富兰克林(Stephen Franklin)是罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)的侄子。围绕他姑姑在DNA结构的发现过程中所扮演的角色,他讲述了这样的故事。
Rosalind Franklin是一位伟大的科学家。她也是我的姑姑。
令人扼腕的是,她在38岁的时候就因为罹患子宫癌而悲惨的去世了。那时我只有4岁,我对她的回忆仅仅只有几个片断。
我清楚的记得我曾经与父母一起去她位于Birkbeck的实验室拜访她,她在本生灯(即煤气炉)上给我们弄了些茶水。
我一直就知道她在研究DNA,但是却不清楚她的研究多么的受到尊崇,直到我去滑雪的一个假日。
在那个雪山上的牧人小屋里,坐在我旁边的是一位生物化学教授。我提到了我故去的姑姑也是个化学家,名叫Rosalind Franklin。这让他大为感慨,并且告诉我说,她比Francis Crick、James Watson和Maurice Wilkins三人加起来都更理应获得诺贝尔奖,但诺贝尔奖不能给那些故去的人颁发,实在是个遗憾。
早期的兴趣
就在两年前,我在一名新西兰生物化学讲师(也是我在去滑雪的一个假日遇见的)身上看到了与上述那位教授相同的反应。因此我决定去发现更多一些。
Rosalind很早就对核酸产生了兴趣。
在1939年下半年,当Rosalind还是Cambridge, Newnham College的一名学习化学的19岁学生的时候,她就在她的练习簿上构思出了一个核酸在理论上的可能结构。
Rosalind的传记作者Brenda Maddox在The Dark Lady of DNA写道,那个图样“表现出一个螺旋型的结构。她给自己做了个笔记:‘遗传的几何基础?’”
Rosalind以炭的孔状结构为题(her thesis on holes in coal)完成了论文,并且于1945年从剑桥拿到了物理化学的博士学位。
X射线照片专家
她在法国愉快的对碳的X射线衍射进行了取得了许多成果的研究,一直进行到1951年。那时她已经是全世界最优秀的X射线衍射研究专家之一了。
在这之后的数十年间,她的研究在煤炭工业中获得了许多重要的工业化应用。
当Rosalind回到伦敦国王学院(King's College)时,她的老板JT Randall希望她可以对DNA的结构进行研究,而她也以为她可以独立的对此进行研究。
不幸的是,Wilkins却以为她将和他一起合作,也不知道她不是这么被告知的。这导致了在国王学院里非常不愉快的工作气氛。
遇见Watson和Crick
在刚到国王学院不久,Rosalind和Wilkins被邀请到剑桥去看一个由Crick和Watson制作的DNA模型。
这是一个三链的螺旋结构,不过Rosalind指出,它其中的水份不及DNA所含有的水分的十分之一。
Rosalind获得了要远比前人所获得的质量高出许多的DNA照片,并且注意到当DNA潮湿的时候它的形状会发生变化。
这种变化是如此生硬,以至于在某一状态下这些纤维会从支撑物上掉下来。
她得到了一张非常清楚的DNA潮湿状态的照片(51号照片),清晰的显示出是螺旋结构。
这之前她与老板(JT Randall)达成了一致,纪录下了这些发现并开始研究DNA干燥的形状。
她对DNA的干燥状态进行了一个非常彻底但却缓慢的分析,并且在研究中发现一些数据显示出这种形变表明DNA在干燥时可能不是螺旋状的。
Rosalind对人们在她完成彻底的分析之前就声称DNA是螺旋状的结构感到很厌烦,也就是在那时她戏剧性的错失了DNA干燥状态也是螺旋型的这一早期结论。
搬到Birkbeck
Rosalind在国王学院是如此的不愉快,以至于她转而前往Birkbeck,伦敦大学的另外一个学院。
她也离开了她在国王学院的研究助手Raymond Gosling。他应当帮她去拿走那些X射线照片,但这与他的论文题目却都留在了国王学院。
在那年的一月底,Wilkins把51号照片给Watson看了,而Watson随即向要了一些相关数据以对他刚刚看到的图案进行研究,而Wilkins则竭尽所能的告诉了他所有一切。
 改变历史的51号照片 | |
Wilkins告诉Watson的数据让Watson意识到(正如这些数据让Rosalind意识到),螺旋状结构中单一螺旋的长度(34埃),这是碱基之间距离(3.4埃)的10倍。
1952年12月,与国王学院生物学部所有同仁一样,Rosalind就她的工作写了一份完整的报告,准备提交给为研究提供经费的医学研究理事会(Medical Research Council,MRC)的访问委员会。
重要的数据
她的数据给出了单位细胞的完整空间描述,它的长度、宽度以及角度等。而这份交给MRC的报告并没被料想到会被公开。
2月中旬,在她不知情的情况下,Watson和Crick在卡文迪许实验室的同事Max Perutz——他也是MRC委员会的一名成员,给Watson和Crick看了这份报告。
就是这份报告中所包含的数据(包括Watson之前看到的照片),使得他们可以添加到他们自己的研究结论中,并完成了DNA潮湿状态的模型。
1月的时候她就已经得出结论,认为DNA的潮湿状态是个双链螺旋状结构,在1953年2月24日,她进而得出结论认为DNA的潮湿与干燥状态都是双螺旋结构。
她错失的一步是那些碱基。那时她还相信碱基A与G,以及C与T是可以互换的。
这让她得到一个观点,认为“核苷多种多样的序列可以解释DNA的生物特性。”
仅仅是几个月之后?
Crick和Watson后来都认为,她意识到碱基是互相配对的并且不是互相可换的,进而拼出完整的图画只不过还需要几个月的时间。
从我的观点来看,如果Rosalind留在国王学院,那么毫无疑问的她将在1953年上半年完成对DNA结构的分析,而不需要任何Crick或者Watson的资料。但没有了Rosalind的工作,他们不可能在1953年年初完成这一切。
Rosalind继续去做了一些对包括小儿麻痹(polio)等病毒的重要研究。
她一直做着只要能够就继续下去的这些她所热爱的研究工作,直到她的癌症病情是如此恶化而使得她无法继续工作。她于1958年4月16日去世。


My aunt, the DNA pioneer
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