上期我們講到艾弗裡等人發現DNA是遺傳物質，那DNA到底長什麼樣呢？今天老師繼續講生物科學史—DNA雙螺旋結構的發現。

莫裡斯·威爾金斯是著名的英國物理學家，早期他讀過薛定谔《生命是什麼》這本著作，被DNA這個未知結構的化學物質深深打動。他認為：基因作為遺傳的基本單位，與DNA是遺傳物質，這兩者關系密切，而且這關系必然存在于DNA結構裡。這位物理學家對生命的奧義如此熱忱，以至于他将畢生精力投入其中。

威爾金斯

威爾金斯主攻的方向主要是破解DNA的三維結構，他利用X射線極強的穿透性去照射DNA，DNA的分子結構會散射到晶體上形成圖像。但是這些化學分子在不斷的随機運動，難以琢磨。這樣拍攝出的成像模糊不清，所以威爾金斯難題就在于如何讓DNA停止不動。

威爾金斯有一個“桀骜不馴”的助手，說助手也不太恰當，因為這位女性科學家富蘭克林對DNA分子結構研究和威金斯旗鼓相當，思維敏銳的她很快發現威金斯衍射圖譜的缺陷。于是她設計一個了精巧的裝置：“通過電解食鹽水産生氫氣泡來調節樣品池的濕度，來維持DNA分子的靜止狀态。”于是她獲得了成功，拍攝出許多前所未有的高清照片。後來被人們稱為：“最迷人的X射線照片”。

DNA衍射圖譜

威爾金斯與詹姆斯·沃森見面是在一場科學演說會場。威金斯得知沃森對DNA結構同樣癡迷，于是邀請他觀看DNA衍射圖譜，雖然威爾金斯的圖譜成像模糊，但絲毫沒有減卻沃森熾熱激動的内心。這個成像深深底吸引着他，萦繞在他腦海裡揮之不去，于是為了拍攝DNA衍射照片，他搬到了劍橋，在這裡他碰到一位志同道合的夥伴——弗朗西斯·克裡克。一個（克裡克）對晶體學分析極其透徹，另一個（沃森）對生物分子學造詣極深。他們兩個就像DNA雙鍊一樣，螺旋纏繞，緊密而不可分割。

沃森（左圖）和克裡克（右圖）

正當沃森和克裡克在搭建他們的DNA結構模型時，此時的富蘭克林繼續專注自己的實驗研究，她的成像越來越清晰，她堅信最終的結果一定存在這照片中。威爾金斯作為她的同事，希望他們倆能精誠合作。但是富蘭克林驕傲的一口回絕，這種惡性競争必定導緻兩敗俱傷。

威爾金斯将DNA正面衍射圖拍攝出來後，沒有和富蘭克林交流，而是寫了一封信給沃森，告訴他最新的DNA圖譜。沃森看到這封信，馬不停蹄地帶着克裡克到威爾金斯的實驗室。當時研究DNA分子結構的人非常多，但是像威爾金斯這樣願意科學成果共享的科學家卻很少。威爾金斯如實告訴沃森和克裡克，他的晶體衍射圖并不完整，他的同事還有另一部分DNA衍射圖譜，隻是她不願意與人合作。

威爾金斯（左圖）富蘭克林（右圖）

雖然富蘭克林有非常清晰衍射圖，但是無法解釋其中的道理。她在一次學術報告中，沃森和克裡克終于見到夢寐以求的衍射圖。獲得衍射圖後沃森和克裡克腦海裡構建的DNA模型越發的清晰。但是還缺一環，就是堿基互補配對原則，原來著名生化學家查哥夫論文中提到嘌呤數總等于嘧啶數，這條消息讓他們興奮不已。最後他們用金屬材料将DNA雙螺旋結構完美的構建出來，DNA雙螺旋結構模型與衍射圖譜完全相符。

DNA雙螺旋結構

1953年，沃森和克裡克撰寫的《核酸的分子結構脫氧核酸的一個結構模型》論文在《自然》雜志上刊載，引起了極大的轟動。1962年，沃森、克裡克和威爾金斯三人因這一研究成果而共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。然而非常遺憾的是，富蘭克林并未能分享到這種成功的喜悅，1958年富蘭克林因卵巢癌而病逝。

沃森（左圖）克裡克（中間）威爾金斯（右圖）

如果沒有威爾金斯和富蘭克林的分分享，DNA結構模型很難得以健全。如果科學發展都像體育比賽一樣，各自為戰，以獲得第一為榮，那科學将走向毀滅。

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