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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（4）
发信站: 听涛站 (2002年01月03日20:50:11 星期四), 站内信件


10
到11月中旬，我已 学习了足够的结晶学知识。罗西滔滔不绝地讲演有关DNA
问题时，我已听得懂她讲的大部分内容。尤其重要的是，我知道了注意力应放
在什么地方。六个星期以来，克里克的议论使我认识到问题的关键在于罗西的
新x 光图片能否支持DNA螺旋结构。真正有关实验细节是一些可能为建造分
子模型提供线索的实验。罗西的讲演只听几分钟就知道她已下决心走一条不同
的路子了。
    在一所无装饰的陈旧的大教室里，罗西以一种快速、局促不安的神态为我
们约十五位听众讲演。她的讲话没有半点热情和轻松愉快的字眼。可是，我并
不认为她的讲演艰涩乏味。我忽然想到，如果罗西摘下她的眼镜, 并在发式上
梳妆打扮一下，她看上去不知道是怎样一副样子。然而，我的兴趣主要还是她
对结晶DNA的X 射线衍射图谱的描写。
    几年来,严格的、枯燥的X 射线晶体学训练在罗西身上留下了烙印。她在
剑桥大学接受严格的教育，并不是为了使她变得呆若木鸡而不能应用她学到的
知识。她非常清醒地认识到要建立DNA结构的唯一办法是使用纯晶体学手段。
由于对于建造模型不感兴趣，因此，她从来没有提到过鲍林在α螺旋上所取得
的成就。她认为用铁皮玩具似的模型来解决生物大分子结构的办法，显而易见
是不妥当的。罗西当然知道鲍林的成功，但找不出充分的理由在DNA结构上
去如法炮制。由于鲍林过去的成就，他有资格用和别人不同的方式进行研究。
只有他这样的才华才能象一个十来岁的孩子玩耍一样地工作，并且照样获得正
确的答案。
    罗西认为自己的报告还只是初步的，报告本身还不能说明DNA的任何实
质性问题。只有进一步积累丰富的资料，使结晶学分析达到更加完善的程度，
才能正确解决DNA的结构问题。罗西在这方面的悲观情绪也感染了实验室曾
听过她报告的一小部分人员。报告会上，没有人提出用分子模型解决DNA结
构问题。威尔金斯本人也仅仅问了几个技术性的问题。从听众的面部表情可以
看出，他们没有什么话要补充。要讲的话以前讲过了，再讲也不太好，于是讨
论很快就结束了。也许是他们慑于罗西的尖刻驳斥，所以不愿讲些不切实际的
乐观的话，甚至也不愿提及分子模型的问题．当一个女人阻止你对没有学过的
学科大胆地提出自己的见解时，你就象站在雾色茫茫的冬夜，感到难受不堪。
这样的遭遇使人回忆起中小学时那些令人不快的往事。
    威尔金斯同罗西进行了一阵局促不安的简短的谈话后（这样的谈话我以后
还常听到），就和我一道去斯特兰德（Strand)。我们穿过马路到了苏号（Soho）
的蔡氏饭馆．威尔金斯出人意外地高兴。他慢条斯理、详细地告诉我，自从罗
西到金氏学院后，虽然在晶体学分析方面作了许多努力，但她几乎没有取得任
何有价值的成绩。罗西的X 光图片比他的稍微清晰一些，然而她讲不出更多的
道理来。而威尔金斯却已经讲过很多。诚然，她做了一些较细致的工作，如测
定了DNA样品的含水量。然而，威尔金斯怀疑她是否真的象她自己讲的那样
测定了DNA的含水量。
    使我感到惊奇的是，由于我在场，威尔金斯似乎也振作起来了。我们在那
不勒斯见面时的那种冷谈情景早已抛到九霄云外去了。作为一个噬菌体工作者，
我确信他做的事情是极其重要的。他从他的物理学伙伴那里却得不到任何有益
的鼓励。就是那些认为他决定搞生物学是走对了路子的人，他也不敢相信他们。
因为这些人根本不懂生物学。所以，对于象威尔金斯这样一个对战后竞争中的
物理学持不同见解的人来说，最好把他们的话看作是客套甚至恭维。
    威尔金斯确实得到了某些生化学家积极和必要的帮助。否则，他永远不可
能搞这项工作。有些生化学家慷慨大方地为他提供非常纯的DNA样品。这种
无私的援助是必不可少的．学 习晶体学，如果不掌握生物化学家魔术似的技术，
那真是糟透了。另一方面，大多数人的能力以及干劲都远远不如曾同他一道在
制造炸弹工程那里工作的同事。他们有时好象不懂DNA的重要性。
    即使如此，他们比大多数的生物学家的知识面要广得多。如果指的不是所
有的地方，至少在英国，大多数的植物学家和动物学家都是一批糊涂虫。甚至
某些名流教授，也不是扎扎实实地做纯粹的科学研究。有些人简直在浪费精力．他
们要么无关紧要地争论生命的起源，要么争论怎样知道一个科学事实是真正正
确的。更糟的是，没有学过一点遗传学的人竟能在大学里获得生物学学位．这
决不是说遗传学家本身就是知识的化身。你也许觉得这些人对基因问题谈论得
很多，因此，他们大概会急于了解基因究竟是什么东西吧！但事实上，他们当
中几乎没有人认真地考虑过基因是由DNA组成的这个事实。他们甚至认为，
基因不应该是化学领域的问题．他们大多数人以为，活在世上就是要让他们的
学生去钻研染色体行为中那些难以解释的细节。要不然，他们就在无线电广播
中用委婉动听的词句，讲一些关于遗传学家在科学界风云变幻之秋应起的作用。
而这些都是使人摸不着头脑的玄学。
    当威尔金斯知道噬菌体小组也在认真研究DNA时，他指望以后局面会有
所改变。他不必在每次学术讨论时，费力地解释他的实验室为什么老在DNA
问题上打圈子．威尔金斯确实想调动他实验室人员的积极性，但当我们突然提
到罗西时，这种可能性犹如肥皂泡似地破灭了。在蔡氏饭店，我们吃过晚饭后，
付了钱就走了出来，消失在夜幕之中。
11
第二天上午，我在派丁敦（Paddington）车站遇见了克里克。我们准备去牛津度
周未。克里克想找英国最杰出的晶体学家霍奇金（Dorothy Hodgkin）谈谈。而
我为第一次能有机会看看牛津而感到高兴。克里克站在车厢门口，显得得意洋
洋．这次访问给他一个机会，可以把他和考基兰成功地建立了螺旋衍射理论告
诉霍奇金。他认为他们的理论是如此高明，以致非得亲自告诉霍奇金不可。霍
氏是一位聪明过人的科学家。她听了后马上能理解这个理论的巨大威力。然而，
世界上象霍氏这样的人毕竟是寥寥无几的。
    我们刚进车厢，克里克就开始问我有关罗西讲演的问题。我的回答常常是
含糊不清模棱两可的。显然，他对我那种只靠记忆从不记笔记的习惯感到不满。
我觉得，如果我对一个课题感兴趣的话，常常会回忆起我所需要的东西。但这
一次，因为我不太懂晶体学的行话，对他讲的答非所问。尤其遗憾的是我回答
不出罗西测量的DNA样品中水的精确含量，我对克里克讲的很可能是完全错
的。
    派我去听罗西的报告正好比“乔太守乱点鸳鸯谱”。如果克里克亲自去听的
话，就不会有这种糊里糊涂的事了。对外界事物过分敏感常会使人忐忑不安。
有迹象表明克里克一听到罗西的实验结果，就想利用她的实验资料搞点什么名
堂。这使威尔金斯感到心烦意乱。在某种意义上讲，威尔金斯和克里克同时了
解到罗西的实验资料，是很不应该的。“近水楼台先得月”, 威尔金斯应该首先
有机会解决这个问题。但是, 他一点不认为摆弄分子模型就能找到问题的答案。
再者我们前天晚上的谈话也没有涉及这种方法。当然，有些东西威尔金斯可能
对我们保密，但看来不象，因为他不是这种人。
    克里克唯一马上能做的事就是抓住含水量的问题。这是一个容易想到的问
题。这时候，某些东西突然触发了他的灵感，他开始在阅读着的手稿背后潦潦
草草地写了起来。当时，我不明白他的用意，仍然继续看起《泰晤士报》来消
磨时间。没过几分钟，他就对我说，只要推导出几个公式就能将考基兰- 克里
克理论和罗西的实验结果一致起来。我聚精会神地听着他讲，完全忘记了周围
的一切。随后，他匆匆地画了很多图表，告诉我这个问题是多么的简单.虽然我
不懂数学，但还是能抓住问题的中心。首先必须搞清DNA分子中多核苷酸链
的数目。从表面上看，X 光衍射数据和二、三或者四条多核苷酸链都相符合。
但关键问题是DNA链围绕中心轴旋转的角度和半径的大小。
    一个半钟头的火车旅程结束了。克里克觉得我们应很快地找到答案。要想
有把握地找到正确的答案，或许得化一个星期的时间不断摆弄分子模型。到那
时，全世界都会知道真正能洞察生物大分子结构的并不仅仅是鲍林一个人。在
蛋白质a螺旋问题上，鲍林巧夺天工使剑桥小组感到处境尴尬。大约在鲍林成
功的一年前，布喇格、肯德鲁和佩鲁兹三人曾发表过一篇关于多肽构象的振振
有词的论文。但这篇文章没有抓住关键。这件事大大地伤了布喇格的自尊心，
至今他还在为这次的惨败而烦恼。25年来棋逢对手，他断断续续地同鲍林有过
数次交锋，而每一次鲍林都胜他一着。
    就连克里克也为这桩事感到羞辱。当布喇格正热衷于研究多肽链的拆叠方
式时，克里克已经来卡文迪什实验室工作了。而且，他曾经私下参加过一次讨
论会。在这次讨论中大家完全错误地估计了肽键的形状。克里克本来应该利用
这次良机强调一下实验观察的意义，但他只讲了一些无关紧要的废话。这倒不
是他平时不愿批评别人。在其他一些场合，克里克曾经非常坦率地指出，佩鲁
兹和布喇格对他们的血红蛋白工作成绩讲得过分了。这个开诚布公的批评当然
为布喇格最近严厉地训斥克里克埋下了祸根。布喇格认为克里克干的尽是些拆
台的事。但是，现在不是追究过去错误的时候。
    我们兴致勃勃地讨论了DNA结构的几种可能类型，一直谈到中午时分。
不管我们和谁在一起讨论问题，克里克都能很快提纲携领地总结出几小时前所
取得的进展，使听众了解到我们提出的以糖和磷酸骨架为中心的模型的最新内
容。只有这样，才能得到一个非常规则的结构来很好地解释威尔金斯和罗西的
调光衍射图谱。说真的，这样我们就需要解决外向碱基的不规则顺序问题。这
个难题实际上并不存在，只要正确地解决了碱基内向排列，它会迎刃而解的。
    究竟是什么东西中和了DNA骨架中磷酸基团的负电荷，这仍然是个有待
解决的问题。克里克和我都不大懂无机离子是如何空间排列的。我们不得不承
认鲍林是离子结构化学的世界权威，这当然是令人不愉快的。如果问题的关键
是要弄清楚无机离子和磷酸基团的微妙排列，显然我们处于劣势。近中午时分，
我们急切地要找到鲍林的一本著作《化学键性质>>。当 时我们正在高街（Hight
Street）附近吃午饭，没顾上喝咖啡就三步并作两步地跑了几家书店。最后在布
列克威尔（Blackwell）书店找到这本书。我们急急忙忙地看了有关章节，找到
了有关无机离子大小的确切数据。遗憾的是这些都不能解决DNA的结构问题。
    我们到了牛津大学博物馆霍奇金实验室以后，才松了口气。克里克匆匆他
讲了他的螺旋理论，只用了几分钟讲我们在DNA方面取得的进展。其余大部
分时间都在谈霍氏最近的胰岛素工作。夜幕降临以后，我们觉得好象没有必要
再占用她的时间。于是，我们就告辞霍氏赶到麦克德林（Magdalen）去，约好
在那里与米奇森（Avrion Mitchison）和奥格尔（Leslie Orge1）一起品茶。他们
当时都是牛津大学成员。克里克边吃点心边闲谈，而我却在那里静静地沉思着，
如果有朝一日我能象麦克德林学者一样生活那该多好啊！克里克的至交克赖赛
（GeOrge Kreisel）约我们到高街的一家饭店吃晚饭。吃饭时，我们喝着葡萄酒，
话题又回到DNA工作方面将要取得的胜利。克赖赛姗姗来迟，他是位逻辑学
家。他那不修边幅、言不及义的风度与我想象中的英国哲学家根本不同。克里
克对他表示热烈的欢迎。一会儿，克里克爽朗的笑声和克赖赛的奥地利口音交
织在一起，充满了整个饭厅。有一段时间主要是克赖赛发表高见。他认为在被
政治分割的欧洲两部分之间进行经济交往是一种财政扼杀。米奇森这时也来和
我们一起吃饭。我们随便地扯了一些中产阶级知识分子的俏皮话。但是这些话
不合克赖赛的胃口。米奇森和我只好歉意地起身告辞，沿着中古时代的大街向
我的寄宿处走去。酒后我有点醉意，心情感到很愉快。路上我就嘮唠叨叨他讲
起一旦有了DNA，我们要于些什么事等等。
12
星期日早上，我们同肯德鲁以及他的妻子伊丽莎白一起吃早饭时，我把有关DNA
的消息告诉了他们。伊丽莎白听了喜形于色，认为成功已经在望了。而肯德鲁
对此则冷静得多。克里克显得非常兴奋，而我除了满腔热忱以外，也讲不出什
么更具体的内容。克里克后来就全神贯注地看起《泰晤士报》上关于新上任的
保守党政府的报道来了。不久肯德鲁回他的房间去了。我和伊丽莎白留下来细
心琢磨着我的这种意想不到的运气。我没呆多久就走了。我想尽快回到实验室
再仔细研究一下分子模型，看看我们能否更快地从几种可能的答案中找到一种
令人满意的答案来。
    我和克里克都知道卡文迪什实验室的模型并不是十分满意的。这些模型是
肯德鲁一年半前为了研究多肽链的三维空间结构而建造的。所以，它不可能准
确地表示DNA中独特的原子基团。那时，我们手头上既没有表示磷原子的模
型，也没有嘌呤和嘧啶碱基的模型。佩鲁兹来不及订购新材料，我们必须立即
动手改装。做一个崭新的DNA分子模型可能需要一个星期，而问题的答案在
一两天内就可能找到。因此，一到实验室，我就马上开始在我们的碳原子模型
上加一些铜丝，把它改成大的磷原子。
    要制作一些表示无机离子的模型显得十分困难。它们与其他成分不一样，
不遵守形成化学键的简单键角规律。看来，在正确地制作分子模型之前，必须
先了解DNA的正确结构。但愿克里克能够找到一种绝妙的方法，而且希望他
一进实验室就脱口而出告诉我们。可是，自上次我和克里克分手后，至今已有
十八个小时了。现在还不见他来，我想他不会在家里沉浸于星期日的报刊中吧！
后来，克里克来到实验室，他并没有找到答案。星期日那天晚饭后，他在家再
次感到进退维谷，苦思不得其解。于是，他就把这个难题搁置一旁，拿起了一
本描写剑桥学者私生活的小说随便翻翻。这本书有几章写得还算不错。但在那
些写得较差的章节中，是否严重歪曲了这些人的生活，也很难说。
    早晨喝咖啡时，克里克充满了信心，认为手头已有足够的实验数据可以得
到成功的结果。我们可以根据几方面的实验资料来建造分子模型，以期达到殊
途同归的结果。或许问题的焦点在于能否用最好的办法把多核苷酸链折叠起来。
在克里克思考X光衍射图谱意义的时候，我就把各种原子模型搭配成几条多核
苷酸链。每条都有几个核苷酸长。虽然自然界中DNA链是很长的，但不必把
模型搭得太长。我们只要保证搭出来的模型呈螺旋状就可以了。只要固定少数
几个核苷酸的位置，自然就能知道其他核苷酸在模型中的位置了。
    繁琐的模型搭配工作一直进行到下午一点。接着，我和克里克以及化学家
古特弗罗因德到伊尔酒馆一起吃午饭。那些天，肯德鲁常回家，而佩鲁兹也总
是骑自行车回去。肯德鲁的学生赫克斯利偶尔也和我们一起共进午餐。近来，
克里克吃饭时总要连珠炮似地提问题，使赫克斯利很难堪。我来剑桥之前，赫
克斯利曾打算研究肌肉是怎样收缩的。这个问题竟然也吸引了克里克。二十多
年来，肌肉生理学家已经积累了不少资料，但并未理出一个清晰的眉目来。克
里克觉得现在该在这个方面搞点名堂出来了。赫克斯利已经搜集了许多未经消
化的材料，克里克就不必再调查有关的实验数据了。每次午饭后，他们就对收
集到的资料提出理论解释，而这种理论不过只能坚持一两天光景。赫氏对克里
克说，他搞到的那个实验数据现在看来不大可靠了，于是就推翻了原来提出的
理论。赫克斯利的X光照相机这时已经安装完备，他希望用它很快就能得到实
验证据，来解决那些有争议的论点。如果他要想发现的现象克里克都能正确地
预见到，那么他觉得实验做起来就没有味道了。
    一天，当我们走进伊尔饭店时，克里克没有象以前那样粗声粗气地向那位
波斯经济学家埃西格（Ephraim Eshag）打招呼。赫克斯利也用不着担心克里克
会向他提出什么新问题。克里克的表情使人觉得似乎发生了什么严重的情况。
但实际上，因为午饭后就要开始建造模型，在干之前很需要认真考虑并制订一
项具体的计划，以便更有效地进行工作。我们一边吃着果丹皮夹心糕点，一边
思索着模型中的多核苷酸链究竟应该是一条呢，还是两条，三条甚至是四条。
我们很快就放弃了只有一条螺旋的想法，因为这与我们手头的资料不相符合。
至于多核苷酸链之间由什么力量维系着的问题，最好的设想是盐键。在这种盐
键里，两价正离子如Mg++可以维系两个或更多的磷酸基团。然而，并没有资
料说明罗西的DNA样品中有什么两价离子。这就是说我们的盐键设想是授人
把柄，容易被人击破的。但是，也没有充分的证据推翻我们的这个观点。有人
也许还会问我们究竟是哪一种金属离子？提这类问题的可能不仅仅是金氏学院
一个研究小组。我们在这个问题上仍然处于一种尴尬的局面。幸运的是，镁或
钙离子嵌进糖和磷酸骨架之中，就能很快得到一种非常精致的结构。这一点是
无可争议的。
    建造模型初期；我们并不是一帆凤顺的。这项工作虽然只涉及到十五个原
子模型，但用一些蹩脚夹子很难把它们固定在彼此保持正确距离的位置上。更
糟糕的是，几种很重要的原子的键角至今还没有测量过。这是很伤脑筋的。鲍
林解决蛋白质α螺旋的诀窍就是紧紧地抓住了肽键都在一个平面上这样一个简
单的概念。我们感到不满的是，似乎有充分的理由说明DNA中核苷酸之间的
磷酸二酯键却呈现不同的形状。至少从化学知识的水平上看，磷酸二醋键并不
是那么简单的。
    喝过茶以后，我们设计出磷酸二酯键的一种形状。于是我们又重新振奋起
来。我们把三条多核苷酸链以一定方式彼此缠绕在一起，做出了一个沿螺旋轴
每隔28埃绕一周的螺旋模型。这似乎与威尔金斯和罗西的X光衍射图谱相符
合。克里克从实验台边跑到那天刚做好的模型旁，细心地看并认真地琢磨着，
对于下午能做出的成绩有点沾沾自喜。他觉得有那么几个原子似乎摆得挤了点，
看上去不太舒服，但无论如何这件小玩艺儿才刚刚开始嘛！再化几个小时的功
夫，一个象样的模型总该可以拿出来炫耀一下了吧！在“碧斋”吃晚饭的时候，
大家沉浸在一片欢乐的气氛之中。奥迪尔虽然不能完全听懂我们在谈些什么，
但她还是为克里克在一个月之内将要取得第二次胜利而感到乐滋滋的。这件事
如能天随人愿，他们很快就会富裕起来的，买一辆汽车当然不成问题了。可是，
克里克认为，他即使用简单的语言也不可能教奥迪尔懂得一点科学知识。奥迪
尔有一次对克里克说，重力只存在于离地球约三公里以内的空间里，此后，他
们之间讨论科学的兴趣就再也没有了。她不仅不懂得科学，对她这样一位小时
候做修女长大的人来说，就是想在她头脑中装进一点科学常识的任何尝试都是
注定要失败的。她所追求的只不过是钱，而且越多越好。
    于是，我们的话题转而集中在一位学艺术的女大学生身上。她就要嫁给奥
迪尔的朋友韦尔（Harmut Weil）了。这使克里克多少有点扫兴，他的小圈子里
因此会失去一位最漂亮的姑娘。再说，韦尔的某些事情也确实令人费解。他长
期受德国大学传统的影响，动辄诉诸于决斗。可他居然也能使不少剑桥姑娘在
他的照相机镜头前故作媚态，这当然也是他不可多得的长处。
    一天早上，我们正要喝咖啡，克里克闯了进来，打断了我们关于女人的谈
话。我们便开始摆弄起原子模型来，为了把那个三条多核苷酸链的模型搞得好
上加好，我们稍微调整了一下几个原子的位置。下一步，就要用罗西的定量分
析方法对它加以验证了。总的说来，这个模型和X射线反射图象肯定不会有多
大出入，因为我们对所用的基本螺旋参数都进行过选择，使其和那次学术会议
上介绍的情况相吻合。这我已告诉了克里克。要是对头的话，这个模型还能准
确地预计各种X射线反射图象的相对密度。
    我们立即给威尔金斯打了个电话。克里克向他解释了如何运用衍射理论快
速地检验DNA模型；并告诉他，我们俩刚刚获得一项成果。这很可能就是我
们所期待的答案，希望他最好能亲自来看看。可是，威尔金斯只说有可能本星
期来，却没说他动身的确切日期。电话刚放下，肯德鲁来了，他想了解一下威
尔金斯对这个新发现的反应如何。克里克觉得一时很难说清楚。看上去威尔金
斯对我们的工作情况无动于衷。
    那天下午，我们正在继续摆弄模型，威尔金斯从金氏学院打来一个电话，
说他第二天上午将乘十点十分的火车从伦敦赶来。他并非单独一个人来，他的
同事西兹也一起来。他还告诉我们，罗西和她的学生戈斯林（R.G.Gosling）也
将同车到达。看起来，他们对我们的工作突破还是很感兴趣的。



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