1953年沃森/克里克提出双螺旋,有一问题迄今争论不休。
两位年轻男性科学家,是否偷看了女性犹太英国科学家Rosalind Franklin的实验结果?
这一结果是一张照片,X线衍射的照片,著名的“51号照片”。
Franklin和研究生Raymond Gosling于1952年5月拍摄到这张照片。1953年1月,富兰克林的同事(和竞争者)Maurice Wilkins曾经给沃森看过它。
但是,要么沃森不够聪明,毕竟他不是物理学家而是生物学家。要么说,沃森一时记不住所有细节。所以,他后来复述给克里克的时候,不全。当然,也可以理解为只看照片不够,需要知道实验的数据。总之,没有因为沃森一个人看过一次这张照片而解析出来DNA的结构。克里克问Wilkins要数据,后者不给。
克里克的研究生导师是犹太结构生物学家Max Perutz。他为伦敦国王学院John Randall的生物物理实验室进行学术评审。John Randall是富兰克林的实验室领导,他提交的材料包括富兰克林的结果。
Perutz得到的报告中,有51号照片和一些有数据。沃森/克里克在Perutz那里看了报告。
生物学家的沃森虽然事后回忆号称看到照片的时候自己惊讶的下巴都掉了:螺旋啊。聪明的物理学家克里克无疑能够解析这个照片揭示的模型。当然,他们两人承认是合作。
他们对一个细节:谁提出碱基配对,有不同记忆。都认为是自己提出的。
富兰克林因为癌症于1958年去世。
沃森/克里克于1962年获诺奖。
1969年沃森出版畅销书《双螺旋》,里面披露他们获得51号照片的过程。引起轩然大波,一批人认为沃森/克里克是偷富兰克林的结果,不劳而获。
我们来想想。
首先,如果不看到这种照片,沃森/克里克确实不可能凭空想象DNA结构。他们的竞争者,同样在解析DNA结构的、年资更高的著名美国化学家Linus Pauling就认为自己因为没有好的DNA衍射结果而有困难。Pauling于1953年发表的DNA结构是错误的。所以,对于沃森/克里克,富兰克林和学生Gosling的衍射工作功不可没。
不过,碱基配对不是X线衍射结果能够直接显示,而需要想象。但如果没有衍射结果,不会验证碱基配对连起来的距离正好等于螺旋的直径。
以前一直认为Perutz是背着富兰克林把资料给竞争对手看。2023年,英国科学家Michael Cobb等认为查阅到的信件提示富兰克林并不认为Perutz应该保密其手上的报告,而假设沃森/克里克看了Perutz拥有的富兰克林提供的报告材料。
但是,一定需要富兰克林和Gosling的“51号照片”吗?看到了照片就能推出双螺旋吗?
对于以上两个问题,答案都是否定的。
1951年5月和6月,英国Leeds大学William Astbury实验室的助理Elwyn Beighton已经获得了很好的X线衍射照片。
以上左图是富兰克林和Gosling的51号照片,右边是Beighton的照片。
显然,Beighton和Astbury都没有能够通过这张照片而解析DNA的结构。
而Astbury长期使用X线衍射研究分子的结构。他和研究生Florence Bell更是在1930年代拍摄第一张X线衍射DNA的照片,而且于1938年提出第一个DNA结构模型。在二战后,也继续研究DNA,而且提出DNA的碱基对距离与蛋白质中氨基酸距离类似。
但是,Astbury对于这张照片显然是视而不见。他从来没有发表这张照片。1992年,历史学家Robert Olby发现这张照片。事实上,Astbury可能完全没有认识到这张照片的重要性。他安排取得这张照片的Beighton在研究生期间的论文课题是细菌的鞭毛,放弃了DNA的X线衍射研究。
对于Astbury来说,他的DNA研究可以说是坏事连篇。
Florence Bell去美国之后,Astbury曾经为她争取研究经费,保留Leeds大学的工作,但是Bell最后还是选择嫁人、养家重要。
战后,Astbury竞争研究经费失败。战胜他的就是John Randall。Randall下面的Maurice Wilkins沿着Astbury和Bell的路继续通过X线衍射研究DNA结构。Randall再请富兰克林加入DNA的X线衍射研究。这后面就是历史了。
以下左图为1953年Gosling和富兰克林Nature论文,中为Gosling,右为富兰克林
如果沃森/克里克看到Astbury的照片,估计...
那时肯定没有人说是偷,因为Astbury自己解不出来。
这个故事居然还有一个有关美国化学家鮑林的twist:
1952年2月,美国国务院因为鲍林反对核武器而吊销其护照,导致鲍林不能到英国参加学术会议。爱因斯坦和美国议员等等都抗议美国政府限制鮑林的旅行。第四次申请之后,鮑林获得“有限护照”,7月和8月访问法国和英国。
Astbury与鮑林竞争解析蛋白质的结构,1948年Astbury领先,已经接近、但他没有提出蛋白质的alpha螺旋。1950年Pauling提出alpha螺旋,1954年获得诺奖。美国政府不得不给鲍林护照去瑞典领奖。
鮑林解析DNA结构,参考了Astbury实验室1938年和1947年的照片。以下为Astbury单独于1947年发表的照片:
显然这些照片质量不够好。
鮑林没有看到Astbury实验室1951年拍到的照片。有传说甚至称鲍林1952年访问过Astbury家,但只谈了蛋白质而没有谈DNA,至少应该没有看过Beighton那张照片。这个传说的可靠性还有待验证,但是鮑林获得“有限护照”访问英国期间确实集中精力与研究蛋白质的人交流是事实。当时,DNA在他那里的优先级还不够。
如果鲍林看到了51号照片、或者Astbury实验室1951年拍摄的照片,那么,鲍林就有可能不是唯一独自两次获得诺奖的科学家,而是唯一三次获得诺奖的人。当然,这些的前提是如果..如果...
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