大家在中學(xué)就會(huì )學(xué)到，弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和詹姆斯·沃森（James Watson）發(fā)現了DNA（脫氧核糖核酸）的結構，并證明了 DNA 是遺傳物質(zhì)，因此共同獲得了1962年的生理及醫學(xué)獎。
沃森（左）和克里克（右）
但是你可能不知道他們發(fā)現 DNA 結構時(shí)的內情。實(shí)際上，克里克和沃森一開(kāi)始提出的 DNA 結構遭到了其他人的嘲笑和忽視，而當時(shí)他們對化學(xué)的了解也僅僅是皮毛，甚至因為對化學(xué)不甚明了而在構造 DNA 模型時(shí)犯了低級錯誤。
現在，我們就來(lái)聽(tīng)聽(tīng)沃森親口講述他倆發(fā)現 DNA 雙螺旋結構的“黑歷史”吧。
作者 詹姆斯·沃森（James Watson）
本文在原文基礎上有刪減和編輯。
這是我17歲的時(shí)候的照片。那時(shí)候我正在芝加哥大學(xué)念大三。
為什么我這么早就能上大學(xué)？因為芝加哥大學(xué)允許高二的學(xué)生直接過(guò)來(lái)上大學(xué)，而且我覺(jué)得不上高中很好玩啊。好吧，其實(shí)我在高中很瘦小，體育也不好啦。
11歲的時(shí)候，我就不去做周日的彌撒了，而是和我爸一起去觀(guān)鳥(niǎo)。
在我很小的時(shí)候，我就聽(tīng)說(shuō)了達爾文的故事。他是我的英雄，他提出現在地球上的生命都經(jīng)歷了演化，才變成現在的樣子。
在芝加哥大學(xué)的時(shí)候，我的主修專(zhuān)業(yè)是動(dòng)物學(xué)。我當時(shí)想，如果我夠聰明的話(huà)，我說(shuō)不定可以在康奈爾大學(xué)念一個(gè)鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)的博士學(xué)位。
在芝加哥當地的一份報紙上，我讀到了一篇書(shū)評，書(shū)評的內容是關(guān)于物理學(xué)家薛定諤寫(xiě)的《生命是什么》（What is Life？）。這本書(shū)可以花2小時(shí)讀完。
薛定諤的《生命是什么》（What is Life？）
我對這個(gè)問(wèn)題很感興趣。達爾文講了生命的演化，但是生命的本質(zhì)是什么？
薛定諤在這本書(shū)里說(shuō)，生命的本質(zhì)是信息，這些信息儲存在染色體里，而遺傳信息可能是以一種數字的方式儲存的。
我那時(shí)還沒(méi)有想到這一點(diǎn)。所以問(wèn)題就來(lái)了，怎么復制染色體的信息呢？
讀完這本書(shū)，我就渴望成為一個(gè)遺傳學(xué)家，我想搞明白遺傳密碼，從而了解生命。
那個(gè)時(shí)候我有一個(gè)偶像，他不是一個(gè)棒球手，而是化學(xué)家萊納斯·鮑林（Linus Pauling，量子化學(xué)和結構生物學(xué)的先驅者之一）。
萊納斯·鮑林（Linus Pauling）
他在加州理工學(xué)院，所以我就申請了那所學(xué)校讀博?？墒俏冶痪芰?。
然后我就去了印第安納大學(xué)，那里的基因學(xué)和加州理工學(xué)院可以媲美。
在讀博期間，我意識到基因儲存在 DNA 上。所以拿到博士學(xué)位后，我開(kāi)始研究DNA。
一開(kāi)始，我去了哥本哈根大學(xué)，因為我一開(kāi)始想做生化學(xué)家。但是我發(fā)現生化很無(wú)聊，生化沒(méi)辦法告訴我基因到底是什么。
接著(zhù)我去意大利參加了一個(gè)會(huì )議，會(huì )議上來(lái)了一位意外的演講者，他開(kāi)始聊起了DNA。
他就是莫里斯·威爾金斯（Maurice Wilkins），他本來(lái)念的是物理，但是在戰后他開(kāi)始研究生物物理學(xué)，并且選擇了 DNA 當作研究對象。那時(shí)洛克菲勒研究所（后來(lái)成為洛克菲勒大學(xué)）的研究者已經(jīng)發(fā)現了 DNA 可能是染色體上攜帶遺傳信息的物質(zhì)。
莫里斯·威爾金斯（Maurice Wilkins）
不過(guò)那時(shí)很多人以為遺傳物質(zhì)應該是蛋白質(zhì)，但是威爾金斯卻不這么想，他認為 DNA 才是遺傳物質(zhì)。他在會(huì )議上展示了 DNA 的 X 射線(xiàn)照片。
看起來(lái)像是晶體，所以 DNA 應該是有結構的。
DNA 的 X 射線(xiàn)照片
我聽(tīng)了他的演講以后很激動(dòng)，很想跟著(zhù)他做研究，可是他不想和一個(gè)研究鳥(niǎo)的人一起工作，所以我又被拒了。
然后我就去了英國劍橋大學(xué)。
劍橋大學(xué)在當時(shí)是 X 射線(xiàn)晶體學(xué)的圣地。 而劍橋大學(xué)研究 X 射線(xiàn)晶體學(xué)最好的地方就是卡文迪許實(shí)驗室。
在卡文迪許實(shí)驗室里，我遇見(jiàn)了克里克。他那時(shí)35歲，我23歲。
就在某天，我們經(jīng)過(guò)討論后一致認為，可以抄近道來(lái)理解 DNA 的結構。所謂的抄近道就是造一個(gè)模型，而不要用傳統的方法。
實(shí)際上在我們打算這么干之前的6個(gè)月，鮑林提出了蛋白質(zhì)的 α 螺旋模型。這給我們造成了很大的心理壓力。
鮑林提出了蛋白質(zhì)的α螺旋模型
@Oregon State University Special Collections
克里克和我都不是化學(xué)家，所以我們拿著(zhù)我們最初的三鏈模型去找威爾金斯，因為威爾金斯也認為 DNA 是螺旋結構的。
不過(guò)，當時(shí)許多人嘲笑了我們的模型。大家叫我們不要造模型了，他們說(shuō)我們沒(méi)這個(gè)能力。
然后我們就聽(tīng)從了他們的建議，停止建造模型?？死锟司屠^續去搞蛋白質(zhì)研究了。
我呢，我啥也沒(méi)干，就看看書(shū)。
我們那時(shí)候很怕鮑林去研究 DNA，因為他可能會(huì )造出一個(gè)可靠的模型，這樣我們就不是研究出 DNA 結構的第一人了。
在我來(lái)到劍橋15個(gè)月以后，鮑林的兒子 Peter 說(shuō)他的爸爸正在研究DNA，他還給我們看了他爸的手稿。
我當時(shí)嚇壞了，我認為鮑林可能會(huì )趕在我們之前找到 DNA 的結構，而我那時(shí)什么也不是，什么學(xué)術(shù)地位也沒(méi)有。
但是，當我翻到了他提出的三鏈模型結構的那一頁(yè)，我就放心了。
鮑林的 DNA 三鏈模型
因為你們懂的嘛，這和我們一開(kāi)始搞出來(lái)的模型一樣嘛，被人恥笑。
你看，這個(gè)模型里，含磷官能團是由氫鍵結合在一起的。但是細胞內的酸堿度最大值是7，這么一來(lái)這些氫鍵不可能存在嘛。
我們拿著(zhù)鮑林的模型去化學(xué)系找人看，問(wèn)他們鮑林對嗎？他們說(shuō)，不可能。所以我們很開(kāi)心。
然后我們就繼續開(kāi)始研究 DNA 的模型了。
在1953年2月28日那天，我們終于得到了答案。
這個(gè)過(guò)程也算塞翁失馬了。其實(shí)，我和克里克不是最好的化學(xué)家，在提出第二個(gè)模型時(shí)，我們還把氫原子的位置搞錯了。
一個(gè)化學(xué)家指出我們的錯誤以后，我們修改了模型，然后得到了堿基對（DNA由堿基對構成，堿基包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鳥(niǎo)嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）），也就是正確的 DNA 模型。
DNA由堿基對構成，堿基包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鳥(niǎo)嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U））。
@ University of Michigan
基本上，從修改直到得到正確的模型，我們只花了2個(gè)小時(shí)。我們也知道自己是對的，因為用這個(gè)模型可以解釋 DNA 的復制。
遺傳信息的確是儲存在 DNA 上面。從某種意義上來(lái)說(shuō)，薛定諤是對的，遺傳信息是一種數字化的信息。
一切看起來(lái)都很合理。只不過(guò)有個(gè)問(wèn)題，其他科學(xué)家不同意。
大多數科學(xué)家都是很陳腐的人，他們認為只有在它被證明的情況下，才能認為它是正確的。
在接下來(lái)的5年里，只有5篇論文引用了我們發(fā)表在《自然》（Nature）上的文章。這就差不多和沒(méi)有人重視一樣嘛。
克里克和沃森提出DNA雙螺旋結構的論文
所以我們只能自己來(lái)證明這個(gè)模型的用處，也就是它怎么指導合成 RNA（核糖核酸），RNA 又怎么指導合成蛋白質(zhì)。
克里克提出的中心法則：DNA 制造 RNA，RNA 制造蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)反過(guò)來(lái)協(xié)助前兩項流程，并協(xié)助 DNA 自我復制。
@wikipedia
在整整三年里，我試圖搞明白 RNA 的結構。但是它的X射線(xiàn)照片沒(méi)有提供什么有價(jià)值的信息，我求婚的女孩也不肯嫁給我，所以我感覺(jué)倒霉透了。
然后我們成立了一個(gè) RNA 領(lǐng)帶紳士俱樂(lè )部。理查德·費曼（知名理論物理學(xué)家，納米技術(shù)之父）當時(shí)也是我們俱樂(lè )部的成員。
RNA 領(lǐng)帶紳士俱樂(lè )部，右下為沃森。
@Oregon State University Special Collections
這是當時(shí)的照片。我們俱樂(lè )部的主題是，怎么把 DNA 的4個(gè)字母（堿基）的密碼轉化為能夠合成蛋白質(zhì)的20種基本氨基酸？
在這張照片里我是強顏歡笑。因為我一直很不開(kāi)心，我喜歡的女孩離開(kāi)了我，研究也沒(méi)有什么進(jìn)展。
直到1960年我才開(kāi)心起來(lái)。因為那年我們發(fā)現 RNA 有3種，而且 DNA 為 RNA 提供了信息，而 RNA 含有制造蛋白質(zhì)的信息。
而且那年馬歇爾·尼倫伯格（Marshall Nirenberg）用 RNA 制造出了丙苯胺酸（polyphenylalanine），破譯了第一個(gè)遺傳密碼子。
這就是我和克里克發(fā)現 DNA 是遺傳物質(zhì)，以及 DNA 的雙螺旋結構的歷史。
如果你問(wèn)我研究出 DNA 雙螺旋模型的過(guò)程中我有什么心得的話(huà)，那就是，沒(méi)必要成為一群人中最聰明的那個(gè)，我和克里克也不是最聰明的人。
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