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DNA双螺旋的发现者詹姆斯沃森曾经只想静静的看鸟

已有 8786 次阅读 2021-2-25 01:09 |系统分类:人物纪事

以下是詹姆斯·杜威·沃森(James Watson)在芝加哥大学的入学卡片。来自一位著名芝加哥大学教授。


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有幸目睹这来自1943年学籍卡片,思绪翻飞。


最近又无意间看到沃森如何发现DNA的一些趣事。


首先的一个问题是,沃森DNA结构的发现,真有那么伟大吗?随便搜了一条,看到一条对DNA双螺旋的评价:

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DNA双螺旋模型(包括中心法则)的发现,是20世纪最为重大的科学发现之一,也是生物学历史上唯一可与达尔文进化论相比的最重大的发现,它与自然选择一起,统一了生物学的大概念,标志着分子遗传学的诞生。这门综合了遗传学、生物化学、生物物理和信息学,主宰了生物学所有学科研究的新生学科的诞生,是许多人共同奋斗的结果,而克里克、威尔金斯、弗兰克林和沃森,特别是克里克,就是其中最为杰出的英雄。

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表示赞同!达尔文理论确实是生物学界最伟大的理论。也表示不赞同,克里克比沃森稳重,但是沃森带着克里克进入DNA世界!


如果没有沃森,克里克顶多只是在蛋白质衍射结构的漩涡里打转的迷途书童!


二是,虽然1944年,艾弗里就证明了肺炎球菌的DNA是遗传物质。但是直到1961年,还有人在Nature杂志发表文章(Non-Randomness in Amino-Acid ‘Alleles’),认为蛋白质可能是遗传物质。艾弗里算是进入了DNA世界的先知!艾弗里始终也没有等到诺贝尔奖,就早早仙游!可惜!


背景是这样的,

20世纪30-60年代,随着孟德尔和摩尔根基因遗传规律的确立,科学界开始研究基因到底是什么,即遗传物质到底是什么。


当时科学界主要抱持“蛋白质中心”的观点,认为生物演化的基础是蛋白质。


20多个字母的“氨基酸语言”和4个字母的“DNA语言”相比,显然蛋白质比DNA,更有可能是遗传物质。1936年温德尔·斯坦利(Wendell Stanley)发现,烟草花叶病毒有活性的部分主要是蛋白质,进一步强化了蛋白质是遗传物质的观点,也因此获得了1946年的化学诺贝尔奖!


1944年,中国还在打仗,沃森已经在芝加哥大学读大二,他曾打算以后能读研究生,专门学习如何成为一名“自然历史博物馆”中鸟类馆的馆长。


沃森自幼神童一枚,15岁上大学。15岁我还在读高一。沃森本科主修动物学。因为读到物理学家薛定谔的科普名著《何谓生命?》( What is Life? ),兴趣由候鸟的迁徙转到遗传学。


詹姆斯·沃森生于芝加哥,受其父的影响很大。据他自己在一篇文章中说,得到父亲三项真传:一,相信知识可以使人脱离「迷信」(即宗教);二,热爱观鸟;三,拥护民主党。


1947年芝加哥大学毕业,但是不忘儿时初心,报考了印第安纳大学鸟类学。但是印第安纳大学没有鸟类学,无奈投奔遗传学大牛穆勒门下。


穆勒是大牛遗传学家,1946年独享诺奖,独享!穆勒也是分子生物学创始人及诺奖得主摩尔根的弟子。沃森对穆勒的课程非常感兴趣,在穆勒的“突变和基因”的遗传学课程上得了A。


虽然穆勒是“辐射基因突变研究”的创始人,但是至少在40-50年代,他也不确定遗传物质到底是DNA还是蛋白质。


但是,穆勒是个伟大的遗传学家和演化学家,他告诉沃森遗传物质必须具有自催化、异催化和突变三重特性!后来,后来........沃森没有选择穆勒的方向,因为他认为果蝇遗传学过时了,现在是噬菌体遗传学的时代。于是他转投噬菌体大牛卢里亚Salvador Luria门下,1969年Salvador Luria也得了诺贝尔奖!


如果他不知道遗传物质是DNA,为什么沃森没有去研究当时主流的蛋白质呢?


据说沃森在1951年到剑桥之前,曾经做过用同位素标记追踪噬菌体DNA的实验,坚信DNA就是遗传物质。但是他不知道DNA结构的密门在哪里,没有方法!他只是个遗传学家!


1951年,沃森去意大利开会,无意间看到了英国物理结构学家威尔金斯的DNA晶体照片,他愣住了!他相信DNA的秘密一定在英国。


于是1951年博士毕业,他一溜烟去了英国剑桥,进入卡文迪许实验室。明面上课题是烟草花叶病毒,但是他的心思却在研究DNA。当时世界上还有另外两个团队在研究DNA。一是伦敦国王学院的威尔金斯和富兰克林(两人彼此不对付);二是加州理工的“分子钟”理论的创始人鲍林,诺奖得主!值得说明的是,鲍林的导师是薛定谔!


在剑桥,沃森碰到了精通晶体结构的克里克,于是开始“忽悠”比他大12岁的物理学家克里克研究DNA。当时克里克还没有博士毕业,博士研究方向是:蛋白质,没错,并不是DNA。


克里克被说服,二人开始秘密研究DNA结构模型。二人提出DNA的三螺旋结构,受到了富兰克林的嘲笑。二人DNA研究资助也被停止,但是依然在秘密研究。


1951年,富兰克林提出A形DNA的X衍射图。并把B型DNA衍射图给了自己实验室“有矛盾的”合作者威尔金斯。自己去专心研究A型DNA,因为A型的解析难度更大。


1953年威尔金斯又秘密的、悄悄的把B型照片透露给了沃森和克里克。沃森和克里克旋即理解了双螺旋结构的秘密。


1953年,富兰克林离开国王学院,前往伦敦大学伯贝克学院。“黑暗女生”一走,威尔金斯大喜,旋即与沃森和克里克发表短文投到《Nature》杂志,文章只有区区2页纸“Molecular structure of Nucleic acid”。

上个世纪最伟大的生物学秘密被揭开!

当然该文章也致谢了富兰克林的贡献。


为什么是沃森,因为只有他是遗传学家!那么也就只有他知道,DNA有远超蛋白质的演化遗传学重要性。

沃森是带着奇遇的人,25岁就得了诺奖。和他有关联的人,很多都是诺奖得主!


例如,他的遗传学老师穆勒、他的师爷摩尔根、他的博士导师卢里亚、他的朋友克里克、他的“酒友”威尔金斯、他的竞争对手鲍林、竞争对手的导师薛定谔、博士后Phillip Allen Sharp (发现基因结构)、他的技术员的老公Walter Gilbert(发明DNA测序仪)、博士后Richard J. Roberts(发现内含子和外显子)、学生Mario Ramberg Capecchi(发明基因敲除小鼠技术)、学生Howard Robert Horvitz (发现细胞凋亡和发育)。


希望他朋友的学生,以及学生的学生里面也有人得诺奖!




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