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发信人: Muller (胖胖熊), 信区: other
标  题: 双螺旋——发现DNA结构的故事（3）
发信站: 听涛站 (2002年01月03日20:49:20 星期四), 站内信件

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从我到实验室的第一天起，我就知道我在一个相当长的时期内不会离开剑桥。
很快就走才是愚蠢的呢！我发觉和克里克谈得很投机。在佩鲁兹的实验室里居
然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的人，真是三生有幸。因而，我就不
必化费很多时间学习蛋白质X射线分析技术了。这对我来说，也是如释重负。
在午餐时，我们的交谈很快就集中在基因是如何组合在一起的。在我到达后的
几天之内，我们就知道要干些什么：模仿鲍林并且以其之矛攻其之盾。
    鲍林在多肽方面的成就自然而然提醒克里克用同样的方法也可以解决DNA
的结构问题。但是，只要他身边没有人认识到DNA乃是万物之本的话。他与
金氏学院实验室在人事方面存在的麻烦就会使他不能开始DNA的工作。而且，
即使血红蛋白不算最重要的课题，克里克先前在卡文迪什实验室所待的两年肯
定不能说是无所作为的，而是有成绩的。当时，在蛋白质方面不断涌现出来的
许多问题，很需要有人集中精力去创立学说。但是，现在克里克在实验室老想
同我讨论基因问题，他也不想再把有关DNA的问题束之高阁了。要是他一周
仅仅化费几个小时考虑DNA，并帮助解决一两个非常重要的问题，我想也不会
有人介意的。即使这样，他也不打算放弃对实验室内其他问题的兴趣。
    这样，肯德鲁很快就看出我不愿意帮他解决肌红蛋白的结构问题。由于他
不能结晶出大的马肌红蛋白，开头，希望我能有一技之长，帮他解决这个问题。
但是，很容易就可以看出我的实验技术不如实验室那位瑞士化学家熟练。我到
剑桥大约两星期后的一天，为了制备新的肌红蛋白，我们到一家屠宰场去取马
的心脏。结果我们运气好，把马的心脏立即冷冻起来使其免遭破坏，也从而避
免肌红蛋白不能结晶。但是，后来我用了九牛二虎之力力图拿到结晶，其结果
并不比肯德鲁做的成功。这在某种意义上说，倒是帮了我的忙。因为如果结晶
成功的话，肯德鲁可能就会继续要我做蛋白质X射线衍射工作。
    我和克里克每天交谈至少几个小时，这件事并没有遭到非议。终日浮想联
翩甚至对克里克来说也是吃不消的。当他的一些公式不得其解的时候，他常常
向我问及噬菌体方面的问题。其他时间，克里克就用晶体学武装我的头脑。这
些知识通常是需要耐心阅读专业杂志才能获得的。特别重要的是，我们曾认真
讨论了鲍林是怎样发现蛋白质α螺旋的。
    不久，有人告诉我说鲍林的成功也很平常，并不是复杂的数学推理的结果。
在他的文章里间或有公式出现，但在大多数情况下用语言叙述也就足够了。鲍
林成功的关键在于他运用了结构化学的简单定律。他发现α螺旋并不是仅仅靠
研究X射线衍射图谱。相反地，其主要方法是探讨原子之间的相互关系。不用
纸和笔，他的主要工具是一组分子模型。这些模型表面上看来与学龄前儿童的
玩具非常相似。
    因此，我们看不出为什么我们不能用同样的方法解决DNA的问题！我们
只要制作一组分子模型，开始摆弄起来就行了。我们幸运的话，DNA结构也许
是一种螺旋型的。任何别的构型都太复杂了。还没有排除答案是简单的这种可
能性，就担心问题是很复杂的，那是非常愚蠢的。鲍林从来也没有在杂乱无章
的探索中取得任何成果。
    与克里克头一次交谈，我们就假定DNA分子含有许多有规律地直线排列
的核苷酸。我们这样的推理部分地基于简明性这一点上。虽然附近的托特
（Alexander Todd）实验室的有机化学家认为这是核酸的基本排列方式，但那时
他们还远没有用化学方法证明所有核苷酸之间的键都是一样的。但是，如果DNA
分子中的核苷酸不是有规律直线排列的话，我们就不能理解DNA分子怎么能
象威尔金斯和罗莎琳德·富兰克林指出的那样堆积在一起而形成结晶聚合体的。
因此，假定今后在这方面没有任何新见解问世，我们把DNA的糖和磷酸骨架
看成是非常有规律的，可能是解释它的分子结构的最好办法。从而找到一种三
维螺旋构型，其中所有的基本结构都处于同样的化学环境之中。
    我们很快就认识到，解决DNA结构比解决蛋白质的α螺旋更复杂些。在
α螺旋中，单一的多肽链（许多氨基酸的集合）通过自身的基团之间的氢键折
叠成螺旋型。但是威尔金斯曾对克里克说过，DNA分子的直径比单独一条多核
苷链（许多核苷酸的集合）的直径要大些。因此，他认为DNA是一个复杂的
螺旋，其中包括几条彼此绕在一起的多核苷酸链。如果真是如此，在开始认真
建造模型以前，必须弄清楚多核苷酸链之间究竟是通过氢键，还是通过与负电
性磷酸有关的盐键维系在一起的问题。
    由于DNA合有四种不同的核苷酸，使问题更加复杂化了。在这个意义上，
DNA并非一种有规律的分子，而是一种高度无规律的分子。但是，四种核苷酸
并不是完全不同的。每种核苷酸都含有相同的糖和磷酸，独特之处在于它们的
含氮碱基。这种合氮碱基要么是嘌呤（腺嘌呤和鸟嘌呤），要么是嘧啶（胞嘧啶
和胸腺嘧啶）。而且，由于核苷酸之间的联结仅与糖和磷酸有关，因此我们的假
设——相同的化学键联结所有核苷酸，不受任何影响。于是，在建造分子模型
中，我们假定糖和磷酸骨架是很有规律的，而其中的碱基顺序则是很不规则的。
很明显，如果碱基顺序总是一样的话，那么，所有的DNA分子就都相同，也
就不存在基因的多样性了。
    在没有借助X光衍射资料的条件下，鲍林解决了α螺旋结构。但他还是知
道那些X光衍射资料的，并在一定程度上也考虑到了。有X光衍射资料作依据，
各种各样可能的多肽链的三维构型很快就被淘汰掉了。现在，我们借助精确的
X光衍射资料，将能更快地解决更加微妙的DNA结构。仅仅浏览一下DNA的
X光衍射图片，就能避免许多错误的出发点。幸运的是，在文献中已经报道了
一种不怎么好的DNA图片。这是英国结晶学家奥斯特伯（w.T.Astbury）在5年
前拍摄的。我们拿来派上了用场。后来，要是能得到威尔金斯更加漂亮的图片，
我们可能会节省六个月到一年的时间。但图片是威尔金斯的，这实在使人伤透
了脑筋，但也无可奈何。
    要搞到这张照片，除了和他商量以外别无其他办法可想。我们感到惊奇的
是，克里克竟毫不费力他说服威尔金斯于一个周末到剑桥来，用不着勉强、威
尔金斯就接受了DNA结构是螺旋型的观点，因为一则螺旋型结构当时不仅是
一种明朗化了的猜测，再则，威尔金斯在剑桥一次夏季讨论会上已经使用了“螺
旋”这个名词。在我第一次到达那里的六周以前，他曾经把那张DNA的X光
衍射图谱拿出夹展示过。那张图谱显然在子午线上缺少任何反射迹象。他的同
事，理论家斯托克斯（AleX Stokes）告诉他，这个现象是与螺旋结构相符合的。
根据这个观点，威尔金斯猜想有三条多核苷酸链形成DNA的螺旋结构。
    我们相信利用鲍林建造模型的手段, 甚至在没有更多的X光衍射结果之
前，会很快解决DNA的结构问题。但是在这一点上，威尔金斯同我们的看法
不一致。我们平时闲谈总要涉及罗西·富兰克林，因为来自她那里的麻烦与日
俱增。她坚持认为，就是威尔金斯本人也不应该再拍更多DNA的X光照片了。
威尔金斯想方设法同罗西妥协，结果做了蚀本生意。他把用在初始工作上的所
有好的结晶DNA都交给了罗西，井同意将自己的实验仅限于其他的DNA。后
来他才发现这种DNA不能结晶。
    后来事态竟然发展到罗西甚至不愿把她最新工作成果告诉威尔金斯。威尔
金斯了解事情真相最早可能是在三个星期之后的11月中旬，那时罗西已准备好
开一个关于她过去六个月工作总结的讨论会。威尔金斯讲欢迎我参加罗西的讨
论会，我听了当然很高兴。我第一次得到了学习X射线晶体学的鼓励，并希望
罗西不要讲得使我听不懂。
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出乎意料，还不到一周，克里克对DNA的兴趣突然一落千丈。因为他决定指
责无视（不尊重）他的学术观点的一位同事。这位受指责者不是别人，正是布
喇格教授。这件事发生在我到那里还不到一个月的时候。一个星期六上午，佩
鲁兹把前一天布喇格爵士和他本人关于阐述血红蛋白分子形状的一份手稿交给
了克里克。克里克很快地看过内容后，就大发雷霆，因为他发现有些论述所依
据的理论性观点大约在九个月之前他就提出来了。更糟的是，克里克记得他曾
兴高采烈地把这些观点告诉过实验室里所有的人。然而，他所做出的成绩至今
得不到承认。他立即跑到佩鲁兹和肯德鲁那里，告诉他们这种横蛮的做法是不
能容忍的。随后又急冲冲地到了布喇格办公室，要求如果不向他道歉，至少也
要向他作出解释。但事不凑巧，布喇格那时在家里，克里克只得等到第二天上
午再谈这件事。遗憾得很，这样一耽搁就不能有把握地弄清事实真相了。
    布喇格爵士断然否认他了解克里克以前的想法。有人传说布喇格偷偷地用
了别的科学家的观点，这件事使他受到莫大的侮辱。而克里克认为不能相信布
喇格愚蠢到如此地步，以致忽视了他常常提起的观点，克里克这样想的，对布
喇格也是这样说的。他同布喇格再交谈下去已不可能了，于是不到十分钟他就
离开了布喇格的办公室。
    布喇格认为这次见面似乎是同克里克关系中使人难以容忍的最后一招。几
个星期以前，布喇格来到实验室，由于他前一天晚上有过一个好的想法而显得
非常激动。后来他和佩鲁兹共同写论文时把这个想法写了进去。他把此事告诉
佩鲁兹和肯德鲁时，恰好克里克也在那里。克里克非但没有立刻接受这种解释，
反而申明要离开，并检验一下布喇格究竟是对还是错。布喇格听了火冒三丈。
他的血压升高起来，生气地回家去了。他把这些喜欢肇事的孩子们所干的蠢事
告诉了他的妻子。
    最近发生的争论对克里克来说简直是种灾难。他回到实验室后，觉得处境
相当不自在。布喇格在打发克里克离开他的办公室时，生气地告诉他，他的博
士课程完成以后，布喇格还要慎重考虑克里克能否继续留在他的实验室工作。
克里克显然是提心吊胆的，因为他不久也许必须另找一个新的工作岗位。那天
的午饭我们是在克里克常去的伊尔酒馆（Eagle）吃的。大家心情很不愉快，闷
闷不乐地吃完了那餐午饭。
    克里克的担忧不是没有道理的。他深知自己精明能干，还有些与众不同的
观点，但并没有显著的学术成就，还没有获得博士学位，他出身于一个有钱的
中产阶级家庭，曾在米尔山学校就读，后来在伦敦大学学院里学习物理。战争
爆发时，他已开始攻读学位的工作。同所有其他的英国科学家一样，他参加了
战争，并加入了英国海军科学组织。在那里他精神抖擞地工作着。虽然许多人
对他滔滔不绝的议论感到不满，但一则为了赢得战争，再则他在生产精巧的磁
性水雷方面也立下了汗马功劳。因此，人们就不去计较他的唠叨。但战争一结
束，他的同事们觉得再没有理由将他永久留下来。有那么一段时间，他深信自
己在科学事业方面将无用武之地。他对物理学已经心灰意冷，于是决定搞生物
学。在生理学家希尔（A.V.Hill）的帮助下,他得到了一笔为数不多的奖学金，于
1947年秋来到的剑桥大学。开始，在斯坦基威斯（Strangways）实验室做了些
微不足道的纯生物学工作。两年以后，他到了卡文迪什实验室同佩鲁兹和肯德
鲁一起工作。在这里, 他再次激励自己要为获得博士学位而努力奋斗。他被凯
厄斯学院录取为研究生，导师是佩鲁兹。在某种意义上讲，念博士学位，对于
敢想敢干不满足于论文中单调工作的人来讲是一个负担。但是另一方面，他决
定当研究生也带来了一个意想不到的好处，后来在他与布喇格闹翻的关键时刻，
因为他还没有获得学位，就很难把他解雇。
    关系闹僵后，佩鲁兹和肯德鲁急忙跑来援救，并向布喇格说情。肯德鲁证
明克里克先前曾写过关于争论中问题的短文。布喇格承认两人各自独立地产生
了相同的想法。布喇格渐渐地冷静下来，于是克里克要离开的事就悄悄地被搁
置下来了。但是，布喇格仍然认为以后不必留下克里克。有一天，他心情不爽，
说克里克使他伤透脑筋，怀疑是否有必要继续留下他。布喇格觉得克里克35年
来虚度年华，一直毫无休止地夸夸其谈，并没有做过任何有价值的工作。
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一个从事理论工作的新机会使克里克又重新振作了起来。就在与布喇格闹翻的
几天后，晶体学家范特（V.vand）给佩鲁兹写了一封信，其中涉及螺旋分子的
X光衍射理论。由于鲍林成功地解决了蛋白质α螺旋，当时实验室的兴趣都集
中在螺旋上面了。但是,那时还没有一个普遍适用的理论去验证这些模型，从而
进一步证实α螺旋细节的正确性。范特希望他的理论能起到这种作用。
    克里克很快发现了范特理论中的严重错误，对于发现正确的理论他跃跃欲
试。于是他跑到楼上同矮小的、斯文的苏格兰人，卡文迪什实验室晶体学讲师
考基兰（Bill Cochran）交谈起来。当时在剑桥大学搞X光衍射的人中考基兰是
一个最聪明精干的小伙子。虽然他没有参加生物大分子方面的工作，但总是为
克里克不断探索理论而提出自己敏锐的看法。当考基兰告诉克里克某个观点不
够完善或它会导致一无所得时，克里克通常相信他是好心，而不怀有职业上的
妒忌心理。而这一次，考基兰相信克里克是对的，因考基兰自己也独立地发现
了范特论文中的错误，并且开始思考着正确的答案究竟是什么。几个月来，佩
鲁兹和布喇格一直催促他建立螺旋理论，但他并没有付诸行动。现在，克里克
发觉了范特的错误，所以考基兰也开始认真考虑起如何把他自己的理论用公式
表示出来。
    在上午的其余时间里，克里克沉默寡言，沉浸于数学公式里。在伊尔小酒
店吃午饭时，他感到一阵剧烈的头痛，因此不能到实验室去，只得回家。他坐
在煤气炉前无事可做，觉得无聊，于是又埋头搞起他的公式来了。不一会儿，
他找到了答案，感到无比高兴。但是他停止了工作，因为他和妻子奥迪尔·克
里克（Odile crick）应邀要到剑桥一家较好的酒商马修斯（Matthews)那里去品
酒。连日来，他一直兴致勃勃，认为自己被邀品酒，表明受到了剑桥上层人士
的器重，使他忘记了那些道貌岸然的学者对他的不鉴赏。
    他和奥迪尔住在“碧斋”，一个面积不大、房租便宜的套间。这幢房屋已有
几百年历史了。从这幢房子过桥街就是圣·约翰（st．Joh)学院。这个套间只能
算两个房间，一间起居室，另一间卧室。厨房间很小，洗澡盆在里面显得特大，
最惹人注目。房子虽小，但由于奥迪尔的精心布置，看起来使人有一种心情愉
快的感觉。住在这里，我第一次体验到英国知识分子生活的生气。可是，就在
离此几百米远的地方，座落在基督草坪上的那幢维多利亚式的房间里，在我居
住其中的最初的日子里，这种生活的气氛是一点也没有的、那时克里克与奥迪
尔结婚已经三年了。克里克的第一次婚姻日子不长，有过一个男孩，叫米切尔，
由克里克的母亲和姑妈照应。在奥迪尔来到剑桥之前，他曾过了几年单身生活。
奥迪尔比他小五岁。她的到来，使克里克更加厌恶中产阶级那种以划船和打网
球来寻欢作乐的墨守成规生活，这种生活尤其不适合喜欢健谈的人。克里克既
不关心政治，也不关心宗教。他认为宗教是前辈人的过错，没有理由相传下去。
但是，他们是否真的不问政治我有点怀疑。或许是战争原因吧，他们希望忘记
战争给人们带来的不幸。无论如何，早餐时，他们从来不看《泰晤士报》，而看
《时髦杂志》《Vogue），这是他们订阅的唯一杂志，也是克里克能长篇大论地谈
论它的内容。
    那时，我常到“碧斋”吃晚饭。克里克总是口若悬河。我也乐于利用这样
的机会逃避倒胃口的英国式饭菜。这种饭菜使我经常担心我会不会得胃溃疡。
奥迪尔的法国母亲教导她的女儿要全然藐视大多数英国人在吃和住方面不讲究
的态度。因此，克里克根本不必羡慕：“高桌吃饭”的那些学究。不可否认这些
学究的“高桌饭菜”比他们的妻子做得要好得多。他们的妻子只会做些肉食、
煮土豆、欠色蔬菜和一些糕点之类乏味混合物。与此相反，克里克家却有美味
的晚餐，特别是在酒余饭后，话题转到剑桥那些“宝贝”们身上时，气氛更加
轻松愉快。
    谈到年轻女人时，克里克更是兴致勃勃，没完没了。这些女人们的姿色和
某方面的特点都是谈论和取笑的题材。年轻时，他对女人不大在乎，现在才发
现女人会给生活带来某些乐趣。奥迪尔对这些并不介意，反倒觉得这样大概会
把这个北艾姆敦（Northatnpton）出身的人从枯燥乏味中解放出来。对于奥迪尔
踏人的、也是他们时常应邀参与的这个颇有点附庸风雅的社交世界，他们长时
间地进行议论。我们的谈话海阔天空，无话不谈。他同样也喜欢谈自己偶尔犯
的错误。有一次，在一次化装舞会上，他扮演红胡子的年轻肖伯纳走了进去。
他在舞会上一出现，就发觉这样做犯了一个莫大的错误，因为当他走近年轻的
女人时，没有一个人喜欢他那潮湿的乱蓬蓬的胡子。
    但在那次品酒宴会上却没有年轻的女人出席。这使他们感到失望。他们的
酒伴都是学院负责人，这些人热衷于谈论那些繁忙的行政事务。他们对于这些
事情感到厌烦，于是就及早退席。回去后，克里克却意想不到地感到清醒，又
埋头于探索他的公式。
    第二天早晨，他来到实验室并告诉佩鲁兹和肯德鲁他获得了成功。几分钟
后，考基兰走进他的办公室，克里克对考基兰又说了一遍。还没等克里克讲完，
考基兰就说他也认为克里克会获得成功的。他们马上就开始各自的演算，发现
考基兰用的演算推导比克里克的简练。可是，值得高兴的是他们得到了相同的
答案。他们就用佩鲁兹的X 光衍射图来核对α螺旋，得到了非常好的一致性，
以致必须承认鲍林的模型和他们自己的理论都是对的。
    几天之内，经过润色的一份手稿已经拟好并且以快件寄往《自然》杂志。
同时将一份副本送给鲍林鉴赏。对克里克来说，这次成功是一桩无可置疑的胜
利。没有女人参加能取得这样的胜利，真算是一件幸事。


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     诗人说，你常面对满天的繁星，
     寻找你过去四方采撷的鲜花，
     只见水中，长纱衣载着她入梦，
     洁白的奥菲丽娅，象朵百合花。
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]