富兰克林资料经历 富兰克林:隐于幕后的DNA之母,以及她被误解却又伟大的短暂一生
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1920年7月25日,100年前的今天,罗莎琳德富兰克林出生在英国伦敦一个富裕的犹太家庭。富兰克林对DNA双螺旋结构的发现做出了杰出的贡献,但未能获得应有的荣誉。即使在《双螺旋》这本书里,沃森也把它描述成了黑暗女士,说它很难交流,也无法解释他的研究数据。然而,正是华生在《双螺旋》年的描述让更多的人知道了富兰克林。
《生物世界》想以此文纪念富兰克林诞辰100周年,回忆她在揭示DNA双螺旋结构方面的贡献,以及她在其他领域的杰出但不广为人知的成就。1951年,年仅23岁的詹姆斯沃森博士毕业后前往英国剑桥大学卡文迪什实验室深造。沃森遇到了正在准备博士论文的弗朗西斯克里克,两人一见如故。自1951年10月以来,他们转向了DNA结构的研究。
沃森和克里克并不是当时唯一研究DNA结构的人。当时,伦敦大学国王学院的莫里斯威尔金斯和罗莎琳德富兰克林等人已经在探索DNA结构的秘密。
1952年,沃森和克里克率先发表了一篇关于DNA三螺旋结构的论文。罗莎琳德富兰克林(rosalind franklin)在卡文迪许实验室看到这个三重螺旋结构模型后,毫不留情地指出错误,这让沃森和克里克在实验室的领导(劳伦斯布拉格,25岁获得诺贝尔物理学奖)感到羞辱,于是暂停了他们对DNA结构的研究。
1952年5月,富兰克林和她的研究生雷蒙德高斯林拍摄了一张B型DNA的X射线晶体衍射照片,也被称为“51号照片”,被誉为“几乎是有史以来最美的X射线照片”。富兰克林对伦敦大学国王学院非常不满。一方面是因为她在一个男性主导的地方受到了不公平的待遇,另一方面是因为她不喜欢国王学院浓厚的宗教氛围。
1952年底,富兰克林决定离开伦敦国王学院,在伦敦大学伯贝克学院开始新的研究生涯。这时,富兰克林的研究生雷蒙德高斯林(Raymond Gosling)将“51号照片”送给威尔金斯作为纪念。1953年1月,威尔金斯向沃森和克里克展示了51号照片的副本。威尔金斯认为他们已经停止了对DNA结构的研究。
多年后,沃森回忆起看到这张照片时说,我张大嘴巴,脉搏开始跳动。虽然我不是受过训练的晶体学家,但我有足够的知识知道照片中的“X”形意味着DNA是螺旋,很可能是双螺旋。即使克里克是物理学家,他也知道重要的生物总是成对出现。
1953年2月4日,沃森和克里克决定重启DNA结构模型的构建。2月8日,他们请求威尔金斯允许他们做同样的研究。1953年3月7日,沃森和克里克在实验室共同构建了DNA双螺旋模型,宣告成功。然后富兰克林被邀请到卡文迪许实验室观看这个新构建的DNA双螺旋模型。富兰克林立刻意识到这个结构模型应该是正确的,但此时她仍然不知道结构模型的成功取决于她自己的研究成果。
沃森(左)和克里克(右)在DNA双螺旋模型之前,沃森和克里克双螺旋结构模型的成功离不开几位科学家的帮助。埃尔文查戈夫告诉他们,DNA碱基的比例,A和T总是相等的,G和C也是相等的。杰里多诺霍关于正确化学异构体的观点证明了这个比例,然后威廉阿斯特伯里帮助碱基配对。
当然,这些帮助都没有富兰克林的“51号照片”重要。更重要的是,卡文迪什实验室的马克斯佩鲁茨(Max Perutz)在1952年12月中旬收到了一份来自伦敦大学国王学院生物物理系的报告,其中包括富兰克林对B型DNA的精确测量和证明DNA处于反向螺旋的关键证据。沃森和克里克看到照片51后不久,马克斯佩鲁兹与他们分享了这份报告。
然而,整个卡文迪什实验室没有人告诉富兰克林,他们在用她的实验数据建立DNA模型。多年后,沃森为马克斯佩鲁兹的不当行为道歉。1953年4月25日,《自然》杂志发表了三篇论文,分别来自沃森和克里克、威尔金斯、富兰克林和雷蒙德高斯林。生命的美好在DNA的双螺旋结构中完美展现。
沃森和克里克的论文在最前面,富兰克林的论文在最后,给人一种错觉,富兰克林的论文验证了前者的实验结果,而不是提供关键数据。即便如此,富兰克林并没有输掉DNA双螺旋结构的比赛或者研究数据被“抄袭”,而是和沃森、克里克成了朋友。
DNA双螺旋结构的发现被誉为“生物学的象征,开创了一个新时代”。这是生物学史上唯一可以与达尔文进化论相提并论的最重要的发现。它和自然选择一起统一了生物学的大概念,是科学史上的重要里程碑,标志着分子生物学的诞生。
1962年,沃森、克里克和威尔金斯因发现DNA双螺旋结构而获得诺贝尔生理学或医学奖。不幸的是,富兰克林于1958年死于乳腺癌。如今,人们提起富兰克林,几乎只记得她对DNA双螺旋结构的贡献。事实上,富兰克林在她短暂的一生中留下了许多令人难忘的科学遗产。
在科学研究的早期,富兰克林在煤的燃烧效率、冶炼技术、防毒面具等方面做出了许多杰出的贡献。从20世纪50年代开始,富兰克林转向病毒研究,利用自己擅长的X射线衍射成像技术成功确定了烟草花叶病毒(TMV)的RNA结构,并相继研究了多种引起重要农作物枯萎病的植物病毒。
1957年,富兰克林开始研究引起人类疾病的病毒,首先是当时引起小儿麻痹症的脊髓灰质炎病毒。然而,时间并没有站在富兰克林一边。1958年4月16日,富兰克林因乳腺癌去世,享年37岁。
1959年,她的合作者阿伦克卢格和乔恩约翰芬奇在《自然》杂志上发表了一篇关于脊髓灰质炎病毒结构的论文,并将其作为纪念品献给富兰克林。亚伦克鲁格因阐明病毒结构的工作获得了1982年诺贝尔化学奖。
富兰克林对DNA双螺旋结构的贡献不应被遗忘,但“DNA之母”绝不是富兰克林的全部注脚。富兰克林对科学的热爱和她对科学界女性的鼓励,在未来的历史长河中依然熠熠生辉。正如她的墓志铭中所写:科学家对病毒的研究和发现,造福人类已久。富兰克林墓碑参考:en.wikipedia/wiki/Rosalind _富兰克林自然/文章/d41586-020-02144-4。
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