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美国分子生物学家、DNA 双螺旋结构发现者沃森去世,如何理解他一生的贡献?

陈长庚
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继古道尔后,又一位生物书上的人物离开了我们。

他老人家以前总会在知乎上的某个问题中出现:哪些意想不到的历史人物,其实还活着?

如今这个问题下,又要少了一个答案。


让我们把时间拨回到1928年4月6日

这一天,沃森出生在芝加哥的一个普通中产家庭,但他就不普通。

12岁,他就上了当时很火的电台节目“Quiz Kids”,回答各种刁钻问题,赢了100美元。他拿这钱买了望远镜。

因为他当时想当鸟类学家。

15岁,跳级进芝加哥大学。

19岁,拿到动物学学士学位。

22岁,印第安纳大学博士毕业。(大多数人22岁还在读本科,他已经是博士了。)

但他的人生命运齿轮在看了一本书之后,开始转动。这本书,是物理学家薛定谔写的,书名叫《生命是什么?》。

这本书让他明白:生命的秘密藏在某种分子里。

从那以后,他放下望远镜,拿起显微镜。

1951年,23岁的沃森去了英国剑桥大学的卡文迪许实验室

在那里,他遇到了弗朗西斯·克里克。克里克比他大12岁,还在读博士。两个人一见如故。

都相信DNA才是遗传物质,都想搞清楚DNA到底长什么样。

那时候全世界好几个实验室都在研究这个问题。比如伦敦国王学院的威尔金斯富兰克林X射线衍射拍DNA晶体。

大家都在争,都想第一个找到答案。

1953年1月,威尔金斯把富兰克林拍的一张照片给沃森看了。就是后来那张很有名的“照片51号”。

沃森看到照片,马上反应过来:DNA是双螺旋结构。

1953年,三篇论文同时发在《Nature》上。

第一篇是沃森和克里克的。第二篇威尔金斯团队的。第三篇富兰克林和她博士生雷蒙德·戈斯林的。

沃森和克里克的论文就一页纸。[1]

但最后那句话写得很自信:

“我们提出的这种特殊配对方式,立即暗示了遗传物质可能的复制机制。”

(这就是我们高中生物会学到的——半保留复杂)

1962年,沃森、克里克、威尔金斯三个人拿了诺贝尔生理学或医学奖。

25岁就到了科学生涯的顶峰,后面怎么办?

沃森选择了继续从事研究工作。

1956年,他去哈佛教书。

在哈佛的那些年,他的实验室做了一些很重要的工作。他的团队证明了mRNA(信使RNA)的存在,和英国剑桥Sydney Brenner领导的团队几乎同时完成。他们还发现了一些重要的细菌蛋白质,这些蛋白质控制着基因表达。

1968年,40岁那年,他接手了冷泉港实验室。那时候这实验室还是个小机构,差点破产。

1969年,沃森做了一个重要决定:把实验室的研究重点转向癌症。具体来说,是研究那些能引起癌症的DNA病毒。

为什么研究病毒和癌症有关?这里解释一下。

当时科学家们发现,某些病毒感染细胞后,能让正常细胞变成癌细胞。

这些病毒怎么做到的?它们的基因在细胞里做了什么?

搞清楚这个问题,就能理解癌症在分子层面是怎么发生的。

沃森把实验室引向了肿瘤病毒学研究。

从这个方向,后来产生了我们现在对癌基因(oncogenes)和癌症分子基础的理解。

现在我们知道癌症本质上是基因的疾病,很大程度上就是从研究这些病毒开始的。

而且,对这些病毒的研究还带来包括RNA剪接的诺奖发现。

这个癌症中心一直持续到今天。

沃森花了近40年,把冷泉港实验室变成世界顶尖的分子生物学研究中心。癌症研究、神经生物学、分子遗传学,都做得很好。

1989年,沃森当上了人类基因组计划的首任主任。这个计划要测定人类全部30亿个碱基对的序列。

沃森有个坚持:基因序列不能申请专利。他说:

“人类基因组属于全世界的人民,而不是属于某些国家。”

这话说得对。基因是大自然的规律,不是谁的私产。

但1992年,沃森和新来的NIH主任在专利问题上闹掰后辞职了。但虽然他走了,人类基因组计划还是在2003年完成了。这是生物学史上又一个里程碑。

2007年5月31日,沃森成为世界上第二个公开自己全基因组序列的人。他把基因组放到网上,希望推动个性化医疗。

2025年11月6日,沃森去世,享年97岁。


题外话,关于富兰克林,这事儿一直有争议。

很长时间里,大家都认为:威尔金斯偷偷把富兰克林的数据给了沃森和克里克,富兰克林根本不知道。

但2023年在《Nature》发表的论文推翻了这个观点。

研究者Matthew Cobb和Nathaniel Comfort去剑桥丘吉尔学院翻了富兰克林的档案。他们发现了1953年富兰克林写的未发表文稿,还有一些信件。

根据这些新证据,富兰克林其实知道她的数据被分享。而且她也在同一时期独立得出了双螺旋结构的结论。他们更像是合作的关系。

但富兰克林确实面对了那个时代女性科学家都要面对的性别歧视,这是事实。

关于富兰克林,可以看我的这篇回答:

参考

  1. ^WATSON, J., CRICK, F. Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171, 737–738 (1953). https://doi.org/10.1038/171737a0
高sir
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