DNA双螺旋结构的发现同相对论和量子力学一道被誉为20世纪自然科学领域最为重要的三大成就。
它的发现,不仅预示着人们即将揭开生命遗传的神秘面纱,而且对于更为深入地认知生命过程,进行疾病控制和品种改良等具有划时代的意义。
它的发现,也同时意味着分子生物学这一新兴学科的正式诞生,使得人们在分子水平开启了对生命活动发生,以及发育、遗传、进化和衰老等的研究。
时间回到1953年的4月2日,这一天世界顶级学术刊物《自然》正式接受了由詹姆斯·杜威·沃森(James Dewey Watson)、弗朗西斯·克里克(Francis Crick),以及莫里斯·威尔金斯(Maurice Wilkins)联合署名,题为“DNA双螺旋结构”的科研论文。
需要强调的是,这篇文章从投稿、审阅,到最终的刊出仅仅用时二十三天,速度之快可谓空前!继这一具备改变人类历史进程魔力的论文发表之后,他们仍坚持不懈,又发表了大作“DNA遗传学意义”,着重阐明了DNA双螺旋结构所能揭示的遗传学内容和用途。由于他们杰出的贡献,1962年三位科学家一同获得了诺贝尔奖。
然而,令人感到惋惜的是,同样为DNA双螺旋结构发现做出过重大贡献的罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Elsie Franklin,英国女科学家)四年前因死于卵巢癌,此次未能与上述三位科学家分享该殊荣。
实际上,在DNA双螺旋结构理论模型提出和后续验证过程中,富兰克林功不可没。是她和威尔金斯率先拍到了DNA的X光衍射照片,并以此推测其结构可能呈双螺旋状。人们永远会记得她,她在自然科学史上留有浓重的一笔,被世人公推为“DNA之母”。
科学研究是一个一丝不苟的过程,但有时也确有运气成分。
以上四名科学家,富兰克林以前攻读的是化学专业,沃森修读生物学,而威尔金斯和克里克则是物理学出身。他们各自的知识架构不尽相同,在同一时段从事生命遗传物质结构解析,既是竞争者,又相互合作。也恰恰就是在这样复杂的关系和环境中,他们各展所长,以特殊“合作”的方式最终成功解密DNA双螺旋结构,其成果可谓是人类科学史上学科交叉所产生的最为杰出的成果之一!
当时,世界上至少有三个研究团队涉足相关研究,分别是伦敦英王学院的富兰克林和威尔金斯、英国卡文迪什实验室的沃森和克里克,以及美国加州理工大学著名化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)领导的团队。
其中,鲍林在生物大分子结构解析方面具有十分丰富的经验。他利用分子模型构建,解读蛋白质α螺旋宣告成功,而其研究思路(构建理论模型 → X衍射验证 → 循环修正模型)在后续DNA双螺旋结构的揭示过程中也起到了至关重要的作用。在当时看来,鲍林领导的团队是距离成功最近的。
再看富兰克林和威尔金斯,他们都是顶级的结晶学家,并手握DNA双螺旋结构最直接的证据——X射线衍射资料,其已具备解读DNA分子结构的硬基础。
反观沃森和克里克,一个是年仅23岁的“小”博士后,另一个主要从事血红蛋白的X射线晶体分析。同上述竞争对手相比,他们不仅实力有限,在结晶学和结构化学方面也都还是新手,成功似乎与其无缘。然而,最终恰恰就是这样的二人组上演了逆袭。
DNA双螺旋结构的发现看似偶然,但实属必然。它给了人们很多的启迪和鼓励:
第一、不同领域的联合和交叉,是最能够“擦出火花”的,是创新和前进活力的重要源泉。人们应当充分合作,勇于竞争,摈弃故步自封的思想,各展所长,充分发挥各自优势,早出成果,出好成果。
第二、一切的发现和认知既是积累和深化的过程,也是不断扬弃的过程。没有前人的基础,何谈创新与创造?成果的产生不会一帆风顺,更不会凭空降临。需要不断奋力前行,排除层层阻碍,不畏失败,充满自信,方能收获正果。
第三、实践是检验真理的唯一标准,理论研究要同实(试)验紧密结合。失去了根基,所谓的理论必定是镜花水月。
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