DNA大發現背后的“爭奪戰”

張天祁

70年前的一天，35歲的大齡博士生克里克“飛一般”地跑進劍橋一家酒吧，用就餐的人都能聽到的聲音大聲宣布，他已經掌握了“生命的秘密”。

就在這天上午，克里克和一個23歲的菜鳥博士后沃森發現了D N A的雙螺旋結構，這是20世紀最重大的科學發現之一。自此，生命科學的黃金時代徐徐展開。時至今日，由雙螺旋結構催生的生物技術產業，從產前篩查、腫瘤的靶點藥物到基因編輯，處處都影響著我們的生與死。

70年前，大幕即將拉開時，人們已經知道，一個名叫“基因”的東西不但是活細胞的關鍵組成部分，更是打開人類生命密碼的鑰匙，要想搞清楚什么是生命，就必須先搞清楚基因是如何發揮作用的。

當時一種主流觀點認為，基因是一種特殊類型的蛋白質，而對于存在于所有細胞染色體中的D N A，沒人知道它有什么用途。那是20世紀50年代初，正是那項偉大發現的前夜，太多的人在蛋白質上花費了太多時間，只等大家掌握的這些工具轉向D N A，改變便將發生。問題只在于，誰是扣動扳機的人。

這是一場激烈的暗戰。在英國的劍橋、倫敦和美國的加州，至少有3個各有優勢的團隊圍繞在圣杯身側。然而，最終居然是三個團隊中最奇怪的組合，即上述那對“怪人”組合，兩個門外漢，在一個主要目標是研究蛋白質的實驗室里，贏得了DNA研究的圣杯。

小人物逆襲大科學家，門口的野蠻人贏得了一切，這在今天聽起來不可思議。然而，它確確實實發生了。

時間往前推兩年，1951年春天，英國倫敦國王學院的生物學家威爾金斯，在那不勒斯的一次學術會議上公布了自己的新發現，他拍出了當時最清晰的DNA樣本X射線衍射照片。

會后，一位年輕人找上了他，這位年輕人20歲出頭，衣著隨便，拉著他便開始大講自己對DNA如何感興趣。但威爾金斯沒有對他留下什么深刻印象，對話無果而終。

1951年年底，在劍橋大學的卡文迪許實驗室附近，威爾金斯再次見到這位年輕人，這一次，他的好友，35歲跨專業讀博的大齡博士克里克向他介紹，這位年輕人是美國來的沃森，到劍橋做博士后。

克里克在1949年就來到劍橋卡文迪許實驗室讀博，但他的狀況有些尷尬。年齡是第一個問題，他的學業曾經被“二戰”打斷，戰后，來到卡文迪許實驗室時已經33歲“高齡”。要知道，卡文迪許實驗室主任布拉格獲得諾貝爾獎時，只有25歲。

不僅是大齡，還是跨專業讀博。克里克原來是研究物理的，但在戰后他的興趣逐漸轉向了生物。這意味著他要從零開始重新學習生物，而且幾乎是自學。

同事對克里克的態度也很微妙，幾乎沒有人否認他百科全書一樣的淵博知識，但他的作風卻讓大家不太喜歡。克里克性格爽朗，愛說愛笑，聲音還特別洪亮，這讓有些同事備感窒息。克里克還很愛進入其他同事的研究領域，更直白一點的說法是，走別人的路，讓別人無路可走。可想而知，他的同事關系并不太好。

沃森則是畢業太早，獲得博士學位時只有22歲。對于DNA研究，沃森是半路出家，還得感謝威爾金斯那場講座的引路。當時的威爾金斯表示，X射線衍射照片證實D N A能夠結晶。沃森意識到，這意味著D N A結構是規律的，可以用簡明的模型來解釋。

沃森急切地想和威爾金斯合作，會后他跑去和威爾金斯搭訕。他甚至期盼威爾金斯看上自己的妹妹，這樣他就能和威爾金斯建立私交，和他的X射線工作緊密聯系在一起，可威爾金斯只是禮貌地點點頭就離開了。也難怪，威爾金斯當時已經做出了最前沿的DNA研究成果，而沃森還只是一個小透明。

當沃森來到劍橋見到克里克，一切都改變了。兩人一見如故，于是，一個奇怪的組合誕生了。一位大器晚成的大齡博士，穿著考究，大吵大鬧；一位少年得志的美國博士后，衣著隨便，幾乎不擦鞋、不系鞋帶，說話輕聲細氣。兩人每天在辦公室、在酒吧、在飯桌上，時刻不停地討論DNA。

沒有同事預料到，這兩個人會在DNA研究上有所建樹。無論沃森還是克里克，DNA研究都不是他們的項目。當時，DNA研究的資金給了威爾金斯所在的倫敦國王學院，劍橋卡文迪許實驗室的項目則與蛋白質相關。無論是DNA樣本還是更先進的X射線機器都在倫敦，劍橋根本就沒有研究條件。

在沃森加入劍橋的同一年，X射線晶體學專家富蘭克林加入了國王學院，開始從事DNA的相關研究。她不僅掌握了拍攝更高精度照片的技術，還擅長解釋X射線晶體學的數據。參與研究不久，她和研究生高斯林就區分出了DNA的兩種構型，細長的A型和短粗的B型。

在一次國王學院內部會議上，富蘭克林展示了新的照片和數據，新的證據更加支持DNA是螺旋形結構。一直關注DNA的沃森也在場，回到劍橋后，沃森把記住的內容復述給克里克，兩個人只花一周就做出了一個模型：三螺旋模型。

是的，他們出錯了。沃森剛剛學習晶體學知識幾周，他搞錯了富蘭克林講座中的術語，把DNA的含水量也搞錯了。

當沃森和克里克興奮異常地邀請威爾金斯、富蘭克林來劍橋時，富蘭克林一下子就戳破了這兩個人的幻想，指出模型完全錯了。如果真按這個模型運作，DNA會解體。

菜鳥們出丑了。更糟的是，沃森和克里克在卡文迪許的老板發現他們沒有專注于蛋白質研究，而是在“摸魚”研究DNA，還是利用其他實驗室的數據做研究。這從工作和學術倫理的角度都說不過去，于是兩人被禁止再進行DNA相關的研究。

沃森和克里克停止了DNA研究，這對威爾金斯是個好消息。他的研究本來就走在前面，如今富蘭克林又加入其中，應該能做出更多成績，但他們仍然錯失了這次機會。

DNA雙螺旋結構發現多年后，威爾金斯在一次采訪中遺憾地表示，如果他當時能夠注意到堿基配對的問題，而富蘭克林能夠分享數據，雙螺旋或許會和“威爾金斯-富蘭克林”聯系在一起，而不是“沃森-克里克”。

然而，歷史沒有如果。“我們從一開始就輸掉了比賽，因為我們沒有一起工作。”威爾金斯說。

沃森和富蘭克林是在同一年加入各自團隊的，但產生了相反的后果。沃森和克里克一拍即合，也成了生活中的朋友。威爾金斯和富蘭克林卻互相排斥，幾乎連最基本的合作都無法維持。

從一開始，威爾金斯和富蘭克林的合作就出了問題。招募富蘭克林時，實驗室的創始人蘭德爾許諾她獨立進行DNA項目研究，并且把過去跟著威爾金斯的研究生高斯林劃給她，而還在度假的威爾金斯根本毫不知情。

兩人的關系越來越僵，甚至不再說話。威爾金斯表示這樣一個女權主義者最好還是讓她另找工作，甚至還叫她“黑暗女士”。富蘭克林同樣不滿，在她的視角里，自己是DNA項目的全權負責人，是威爾金斯硬要摻和進來。這份工作不順心的不只是辦公室人際關系，20世紀50年代的英國還相當保守，校園里很多休息室僅僅為男性準備，女性是不能進去喝咖啡的。

為了工作能進展下去，蘭德爾決定讓兩個人各做各的，這更削弱了兩個人接近答案的可能。本來應當合作的兩個人，最終卻相互隔絕。

倫敦的進展停滯不前，美國的競爭者又開始蠢蠢欲動。

加州理工大學的鮑林是化學方面的權威，沃森和克里克在第一次搭建DNA模型時，兩個化學半吊子還特意去書店買了一本鮑林的名著《化學鍵的本質》。在生物方面，鮑林同樣做出了巨大成就。在蛋白質肽鏈問題上，鮑林在1951年發現了α螺旋，完勝了同樣在這個課題上發表過文章的布拉格。這當然掃了布拉格本人和卡文迪許實驗室的面子，布拉格一直惦記著報這一箭之仇。

沃森和克里克一直關注著鮑林，怕這位大科學家成為探索DNA結構的競爭者。

過去，鮑林對DNA研究并不上心，蛋白質一直是他的主要研究方向。但鮑林已經在逐漸收集DNA研究的信息了，他曾厚著臉皮寫信給國王學院的蘭德爾，要求查看他們的數據，蘭德爾婉拒了他的要求。

鮑林曾計劃參加1952年5月英國皇家學會在倫敦舉辦的學術會議，但當時熱心反核事業的他遭到了麥卡錫主義的審查，護照被扣，于是鮑林錯過了重要的時機。10周后，他才拿到護照去往歐洲，但他沒有直接見到國王學院團隊的成員，也就失去了了解新數據的機會。

鮑林確實有不著急的底氣，威爾金斯和富蘭克林的化學知識無法與他相比，而沃森和克里克更是無名小卒。他沒有意識到這場競爭的激烈程度，這種三心二意的態度是致命的。

1952年年底，鮑林的兒子彼得來劍橋卡文迪許實驗室學習。實際上彼得成了父親在英國的“眼線”，父親要求他追蹤沃森和克里克在DNA模型上的進展。鮑林的陰影給沃森和克里克帶來了緊迫感，但也幫了他們大忙。實驗室主任布拉格不希望在DNA競賽上再輸給鮑林，解除了他們的DNA研究禁令。

更順利的是，富蘭克林從國王學院離職了。威爾金斯拿到了富蘭克林的數據，當沃森去找威爾金斯討論鮑林的論文時，威爾金斯把自己掌握的資料展示給了沃森。

這是一張B型DNA的清晰照片，也是日后非常出名的“照片51”，這是解密DNA雙螺旋結構的關鍵線索，由富蘭克林和高斯林完成。沃森說：“看到這張照片的那一刻，我的嘴巴張得大大的，脈搏開始加速。”他說自己很快判斷出DNA是雙螺旋結構。

離解出雙螺旋模型只差最后一步了。在這個關鍵點上，又是鮑林幫了忙，他的弟子多納休正在劍橋訪問，大概也是帶著“了解敵情”的任務。但多納休好心地糾正了沃森從化學教科書上學來的錯誤，胸腺嘧啶和鳥嘌呤應該是酮式結構。這是雙螺旋的最后一塊拼圖。

當鮑林終于在4月來到劍橋時，雙螺旋模型已經建成了。

1953年4月25日，《自然》期刊同時發表了三篇論文，順序是以沃森與克里克為先，接著是威爾金斯等人，最后是富蘭克林。沃森與克里克在論文中提及，他們發現DNA雙螺旋結構是受到威爾金斯與富蘭克林等人的啟發，但當時并未詳細說明。沃森與克里克也因而被稱為“DNA之父”。

得知沃森和克里克發現了DNA結構，老好人威爾金斯發火了，他感到“相當震驚”和痛苦。沃森和克里克本是他的朋友，卻“偷”了他的研究。沒有威爾金斯和富蘭克林的研究，就不會有雙螺旋的發現。解出雙螺旋結構之前，沃森和克里克甚至從來沒碰過DNA樣本，更不用說做實驗了。按照現在的學術出版倫理，出版方會要求作者給出原始數據，但當時嚴格的數據和倫理審查無從談起。

富蘭克林的反應則更平靜一些，或許因為她不知道沃森和克里克的成就多么依賴她的數據，或許是她已經擺脫了這份糟糕的工作，不想回頭看了。她的貢獻被掩蓋最多，1962年，沃森和克里克因發現DNA的雙螺旋結構，與威爾金斯一起獲得諾貝爾生理學或醫學獎，遺憾的是，富蘭克林由于卵巢癌在1958年英年早逝，時年38歲，錯失了被諾獎提名的機會。

諷刺的是，正是因為日后沃森在暢銷書《雙螺旋》中對富蘭克林的描寫，讓她的朋友和一些作家決定為她正名，發掘出她的關鍵貢獻。現在提到雙螺旋的發現，富蘭克林要比威爾金斯更為出名，她的研究成果幾乎沒有像其他女科學家那樣被掩蓋。

DNA結構的發現是一個傳奇。事實上，科學發現的過程充滿各式各樣的不確定性，也包括各種人際間的沖突——這里有制度、文化的因素，亦包括科學家的個性。

蘇格蘭沒有底//摘自知識分子微信公眾號，本刊有刪節