DNA

DNA双螺旋结构的发现者、分子生物学时代的奠基人之一詹姆斯·杜威·沃森（James Dewey Watson）可谓是一个语不惊人死不休的人物。继2007年接受《星期日泰晤士报》采访时发表“种族歧视”言论后，如今他又做出了一个惊人之举：2014年12月4日，他成为首个在死前就把自己的诺贝尔奖章拍卖掉的人。

这枚重23克拉的奖章，最终以410万美元的价格成交，然而如果参考它对于人类科技进步的价值，应远远不止这个数字。1962年，年轻的沃森与他的合作者弗朗西斯·克里克（Francis Crick）、莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins）因发现DNA双螺旋结构而分享了该年的诺贝尔生理学或医学奖。时至今日，荣誉和光环渐渐远去，人们关注的焦点也不再是那个曾震惊世界的科学发现的过程，而是把目光转移到了“DNA之父”本人身上。有媒体甚至将沃森涉“种族歧视”“男权主义”的言论和DNA发现史上的争议联系起来，指出这枚象征着DNA荣誉的奖章并不属于他，而属于另一位英年早逝的女科学家罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）。

那么，真相到底是什么？如果时光可以倒转，回到1953年那个发现DNA的重要年代，或许尘封的答案可以揭晓，但问题是我们回不去了，只能从参与当年那场科学竞赛的科学家们各自的传奇命运中，发出一声唏嘘与感叹。

双螺旋之前

1944年，爱尔兰首府都柏林，一个风和日丽的下午，物理学大师埃尔温·薛定谔正悠闲地享受着远离二战炮火的平静时光，他或许不会想到，自己不久前写就的一本书《生命是什么》将在生物科学界掀起一场波澜壮阔的革命。

在《生命是什么》中，“生物即信息”“基因突变即量子跃迁”等新奇观点，成为引导人们用物理学、化学的视角去看待生命科学的启蒙之句，也正是这本书深深地影响了接下来“发现DNA”故事中的主人公们——年轻的沃森、克里克和威尔金斯——他们先后因此而参与到“用X射线衍射方法探寻DNA结构”的科研竞赛中来。

20世纪50年代初，发现DNA结构是生物学界的“金杯”，因为人们早已意识到DNA可能是基本的遗传物质，但对于它的形态却并不清楚。然而，当时的沃森还是一位专业研究鸟类的动物学家，克里克还是一位粒子物理学家，他们是DNA结构研究潮流中的“半道插入者”。而另一位科学家威尔金斯，已经在伦敦大学国王学院的实验室里，带领着他的研究团队，在接近生命的奥秘这条路上走了很远。

威尔金斯的团队掌握了当时研究DNA晶体结构的最先进方法——X射线衍射法，他们很快便拍摄出了世界上第一幅DNA纤维衍射图，证明DNA分子具有单链螺旋结构。但是，为这一成就做出主要贡献的却不是威尔金斯，而是团队中的年轻女科学家富兰克林和威尔金斯的学生葛斯林。

罗莎琳德·富兰克林——沃森的自传作品《双螺旋》中的“黑暗女士”，在很多人看来，其实是一个光明磊落的人。这位土生土长的英国女科学家的出身也是让人羡慕的，她的父亲是伦敦工人学院校长，叔父是时任英国内务大臣，家境富裕，用今天的“白富美”一词来形容她并不为过。受专长于电磁学的父亲的影响，加上自身的刻苦努力，富兰克林顺利进入了剑桥大学，不过在结业时她却没有获得学位。当时剑桥大学并不授予女性学士学位，这种学术界对待性别的不公平，在后来也影响了富兰克林的命运。

1946年，年仅26岁的富兰克林前往法国中央化学实验室工作，学习X射线晶体衍射技术，发表了一系列关于煤炭与石墨的研究论文，这些论文使她在国际上获得了一些名声。1950年，富兰克林受聘前往伦敦大学国王学院，聘请她的是物理学家约翰·蓝道尔，他同时也是威尔金斯的上司，DNA研究计划名誉上的领导者。

在国王学院，原本富兰克林的研究领域是蛋白质的X射线衍射分析，但是蓝道尔突然指派她投入DNA化学结构的研究，这原本是威尔金斯和他的两位学生正在进行的工作。1951年1月，当富兰克林进入实验室时，威尔金斯正好前去度假。虽然蓝道尔曾在一封信中指派富兰克林独立研究DNA，并且从威尔金斯手中接手研究。但是阴差阳错，威尔金斯并未看到这封信，当威尔金斯回到国王学院之后，便与富兰克林产生误会。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。

误会与隔阂一旦产生，便可能酿成一些过错。后来威尔金斯将富兰克林的研究成果拱手让给竞争对手，或许是无心之失，但其中也可能夹杂着对富兰克林的不满情绪。而另一边，他们的竞争对手沃森和克里克，已经友好地相遇了。

发现双螺旋

1951年11月，富兰克林提出A型DNA的X射线衍射图。在她与威尔金斯共同进行的一场演讲中，台下的听众里坐着沃森和克里克。而在几个月前，23岁的美国动物学家沃森刚从芝加哥来到英国做博士后研究。

在剑桥大学卡文迪许实验室里，沃森的导师给他的题目是研究烟草花叶病毒，然而沃森早就把兴趣转移到了研究DNA分子结构上来。巧合的是，比沃森年长12岁的克里克此时正与他共处同一间办公室，克里克擅长X射线研究，沃森便说服他一起研究DNA分子模型。“我需要克里克在X射线晶体衍射学方面的知识。”沃森后来说。

听完那场演讲之后，沃森与克里克便开始排列DNA的螺旋结构，当时他们的模型是三股螺旋。沃森与克里克曾经邀请富兰克林、威尔金斯与葛林斯参观他们的三股螺旋结构模型，富兰克林在看见这些模型之后，做了许多的批评。这些批评甚至曾使沃森与克里克被上司要求终止DNA结构的研究。然而，一场发生在两个实验室，两个团队之间的较量已经正式拉开了序幕，不能终止了。

1952年5月，富兰克林与葛林斯经过了长时间的研究，获得了一张B型DNA的X射线晶体衍射照片，并且将专门用来解决X射线晶体衍射问题的帕特生函数（Patterson function）应用在图片分析里。这张照片就是著名的“照片51号”，曾经被X射线晶体衍射先驱之一约翰·贝尔那（John Bernal）形容为“有史以来最美的一张X射线照片”，更为重要的是，它作为DNA双螺旋结构的重要证据之一后来被沃森和克里克引用。

富兰克林并未就此发表研究成果的原因，是由于A型结构数据仍不足以支持螺旋型，因此她继续将研究焦点放在A型DNA。这一年11月，富兰克林提出了一份报告，这份著名的“MRC报告”证明了A型DNA的对称性，意思是DNA的结构即使翻转180度之后看起来还是一样。此外，这篇报告也指出了关键物质磷酸根在DNA上的位置。

其间发生的一段小插曲是，大名鼎鼎的化学家莱纳斯·鲍林也开始研究DNA结构，他认为DNA应该是外侧为碱基，内侧为磷酸（实际情形是外侧磷酸与内侧碱基）。鲍林很快发表了一篇论文，但是当沃森把这篇论文拿给富兰克林看时，富兰克林亲自寄了一封指出错误的信件给鲍林。

由于当时富兰克林的研究成果远远甩开沃森和克里克“几条街”。到1953年1月，威尔金斯天真地以为卡文迪许实验室已经不再做DNA的研究了，因此将“照片51号”拿给沃森过目，并且详细地解释相关的研究结果。他没想到的是，这一举动使得沃森与克里克在2月4日取得了上司的同意，重新启动对DNA结构的研究。2月8日，当他们请求威尔金斯同意他们进行相同研究时，威尔金斯才知道自己先前可能已经透露太多。

无心之失有时候也许会让事情刹不住车，富兰克林早前提交的“MRC报告”也随即被沃森和克里克通过学术关系得到，并且二人进行了详细地阅读。虽然这篇报告并非机密，但是威尔金斯透露研究成果给竞争对手的行为却让蓝道尔大为光火。

另一边，原本并不接受A型DNA为双股螺旋的富兰克林，经过一段时间的分析之后，在1953年2月24日得出两种DNA皆为双股螺旋的结论。到2月28日，沃森与克里克宣布他们发现了双股螺旋模型，此时威尔金斯仍被蒙在鼓里。1953年3月，富兰克林离开了国王学院，且并未带走她的研究成果。这时候威尔金斯还写了一封信给克里克，表示“黑暗女士”已经离开了他们的实验室，终于可以开始向大自然的秘密前进。

在蓝道尔的介入下，《自然》（Nature）杂志于1953年4月25日同时发表三篇论文，顺序是以沃森与克里克为先，再是威尔金斯，最后是富兰克林。沃森与克里克在论文中提及他们是受到威尔金斯与富兰克林等人的启发，但并未详细说明，也没有致谢。

至此，DNA的秘密终于被发现了，但最后的结果却导致富兰克林与沃森、克里克之间形成了长期的矛盾与隔阂。1958年3月30日，富兰克林因家族遗传的卵巢癌病发作去世，年仅38岁。这无形中也给了诺贝尔奖评审团一个确定获奖名单的机会。因为按照惯例，诺贝尔奖同时获得者不能超过3人，于是1962年的诺贝尔奖给了其余3人。

双螺旋之后

有人说，关于双螺旋的故事，后人更偏向富兰克林的付出，而忽略了沃森和克里克的研究。但仔细想想，如果当初不是威尔金斯的泄密，第一个得出DNA结构完整结果的应该是富兰克林。照片51号和A型DNA双螺旋结构等数据被沃森等人直接引用，并且这些都是至关重要的实验数据，也难怪沃森后来也承认：罗莎琳德的贡献是我们能够有这项重大发现的关键。

但是这位DNA之父长期以来对于富兰克林的态度，可不怎么友好。这多半也与威尔金斯对富兰克林的偏见有点关系。“黑暗女士”的说法便出自威尔金斯之口，后来被沃森写在了传记《双螺旋》（1968年出版）中。无论在当时还是在今天看来，《双螺旋》都是一本颇具争议的书。沃森将富兰克林形容成一个“女学究”型的女性，在书中以自己取的绰号“Rosy”称呼，称其从来不注意女性特质，不涂口红也不注重穿着。并且，沃森猜测富兰克林的家庭可能是一个不幸的家庭，同时也误以为富兰克林是威尔金斯的下属，并描述她是个不合作的人物。不过出人意料的是，这本书十分畅销。

1954年，富兰克林前往美国研究烟草镶嵌病毒，此时她与沃森恢复了通信，并在信中亲切地称呼他为吉姆，为二人关系缓解而作努力。之后，她和沃森与克里克之间的关系开始有所改善，沃森一方面成为她在病毒研究上的讨论伙伴，一方面也援助富兰克林的研究经费。富兰克林经常到剑桥大学与克里克讨论研究，并且曾经与克里克夫妇一同到西班牙旅游。

出版《双螺旋》后，沃森回到美国，在纽约长岛冷泉港实验室担任主任，并定居在此长达39年，期间他的研究领域主要是癌症，在他的带领下，冷泉港实验室逐步成为世界瞩目的癌症分子生物学前沿研究机构，这一点沃森功不可没。不过，在2007年发表“黑人智商不如白人”的言论之后，他的声誉受到了严重的影响。

“从那以后我从冷泉港辞职了，原来与我合作的人都退出了，现在几乎得不到科研经费。”沃森在接受《自然》杂志采访时说。他曾经的合作伙伴克里克于2004年去世，克里克的奖章也在2013年被其家族成员拍卖。然而，相比非议较少的克里克，沃森的口无遮拦为他引火上身，他不仅要面对曾发表种族言论的指责，似乎还要独自承担关于“双螺旋发现”之争中的全部非议的“炮火”。

如今沃森坦言，自己卖掉奖章的初衷是为自己的“种族言论”赎罪，希望借此机会重返学术界。他计划捐一部分钱给冷泉港，再捐一部分给爱尔兰的科克大学，帮助建立一所纪念数学家George Boole的研究所。“我有52%的爱尔兰血统，”沃森解释道。

在拍卖会结束之后，86岁高龄的沃森在媒体的闪光灯下慢慢走到房间前面，最后一次把诺贝尔奖章拿在手中。“那不再是你的东西了，”有人喊道。对，不过他家里应该还有个复制品可以把玩。