罗莎琳·富兰克林简介

在发现DNA双螺旋结构的进程中,还有一位被人们遗忘的英雄:罗莎琳·富兰克林(Rosalind E. Franklin)做出了不可磨灭的贡献。
1920年,罗莎琳出生在伦敦的一个犹太家庭。由于她的父亲和母亲都受过高等教育,她从小就接受了良好教育。从圣保罗女子学校毕业后,罗莎琳进入剑桥大学纽汉姆女子学院攻读物理和化学。她从剑桥毕业时年仅21岁时。为了支持反法西斯战争,她对煤的燃烧特性以及碳元素转化为石墨的机理进行了比较深入的研究,并到英国煤炭应用研究协会从事碳纤维的研究。在不到5 年的时间里,罗莎琳发表了5篇论文,对高强度碳纤维的发现和利用以及核反应堆的关键部件石墨棒的发明具有很大价值。1947年,她到法国国家化学实验室学习刚刚推广应用的X射线晶体衍射技术,并利用这一技术继续对于碳元素的研究。在著名晶体学家雅克的指导下,凭借着自己的不懈努力、良好的学术背景、以及女性特有的细致和耐心,她很快就成了晶体衍射方面的专家。
1951年,伦敦大学国王学院的约翰·伯纳尔也对DNA分子作了初步的X衍射试验,他希望一位经验丰富的晶体学家能够对DNA分子X衍射实验结果进行深入的分析,便邀请罗莎琳到他那里工作。同样受到了《生命是什么》一书的启发和鼓舞,罗莎琳认为探索DNA分子结构的意义重大。因此,她停止了多年来对碳元素的研究,转而投入到用X衍射探索DNA分子结构的研究。
当时,利用X射线晶体衍射技术研究DNA 分子困难重重,不仅X衍射实验过程十分繁琐枯燥,而且会经常因为图像的不清晰而前功尽弃。但是,凭借丰富的经验和细致的工作,罗莎琳很快就取得了突破性的进展。首先,她敏锐地认识到,只有将DNA样品保持在一定湿度的环境下才能获得清晰的X衍射图像。她把实验样品DNA分为A型和B型两种,并从B型分子的衍射图像推断出DNA分子是螺旋状的结论。其次,根据DNA分子易于失水以及易于受水分子攻击磷酸根的实验结果,她推测出DNA分子的磷酸根骨架处于螺旋外侧,而碱基处于螺旋内侧。她的推测是人类认识DNA的分子结构的重大突破。罗莎琳在剑桥的学术报告引起了沃森和克里克的关注。1951年11月, 罗莎琳拍摄到了一张十分清晰的B型DNA分子清晰的X射线衍射图像。其中标号为#51的X射线衍射图像已经很清楚地显示出一种双螺旋结构。这是一张具有里程碑意义的图像。
1953年2月24日, 她在自己的研究笔记里记录了自己对B型DNA分子三维螺旋结构的构想,这时,她已经十分接近打开DNA 结构奥秘的大门了。1953年3月17日,她完成了关于DNA 结构的论文草稿。沃森和克里克在洞悉了DNA 双螺旋结构的秘密之后,很快便在《Nature》上发表了论文。
但是,富兰克林非常有个性,经常对人进行直言不讳地批评,沃森和克里克也尝过她的苦头。此外,在20世纪50年代,英国学术界排外思想严重。富兰克林是犹太人,又是女性,再加上她的性格率直,自然不被当时的学术界所包容。沃森在1968年出版的《双螺旋》一书中,透露了威尔金斯曾偷偷复制富兰克林的研究成果并提供给他,其中就包括了现在众所周知的、标号为#51的X射线图像。1962年,沃森和克里克获得诺贝尔奖时发表演说根本没有提到她。而本应属于她的荣誉落到了她在伦敦大学国王学院的对手威尔金斯身上。可惜的是,处在黄金年龄段的富兰克林却英年早逝(1920-1958)。
【推荐阅读】
1. Crick, Francis. What Mad Pursuit: A Personal View
of Scientific Discovery. New York: Basic Books. 1988.
2. Olby, Robert. The Path to The Double Helix: The
Discovery of DNA (Unabridged, corrected and enlarged Dover ed.). New York:
Dover Publications. 1994
(关一夫)