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因为是女性，她们屡遭男性同行的排挤、刁难和轻视，其求学、研究之路异常艰辛； 因为是女性，她们的研究成果往往不被人承认甚至被人窃取；而她们的科研贡献也常常得不到应有的关注和尊重； 因为是女性，她们需要付出成倍的努力，才能和男同事们站在同样的位置。而有的人，直到去世，都未曾获得应有的认可。 今天想要介绍的，就是这样一位因性别歧视，被人遗忘了整整半个世纪的女性科学家。 她是富家女，本可过着安逸的生活，但选择仰望星空，沉浸在科学世界中。 她无视男性同行的嫉恨与冷眼，以自己的牺牲，为人类做出了巨大发现，最终却是为他人做嫁衣，让别人拿了诺贝尔奖。 她，就是被同事戏讽为“暗黑女士Dark Lady”，DNA双螺旋结构的最初发现者——Rosalind Elsie Franklin。  1953年，注定是不平凡的一年，这一年人类开启了分子生物学时代。当DNA双螺旋结构被发现的这一刻，关于遗传物质的争论便彻底结束。在此后短短的几十年里，人类破解了一个又一个生命之谜。攻克癌症、摆脱遗传病......曾经那些遥不可及的梦想也变得触手可及。 一个划时代的发现，必定伴随着一段传奇的佳话：两个卓越的研究组，其中一个实验室是来自伦敦大学国王学院的威尔金斯实验室，这个实验室的王牌是当时迅速发展的生物物理学基础，他们的团队领头人是约翰·兰道尔（John·Randall (physicist)，用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。第二个实验室是加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）实验室。在此之前，鲍林已发现了蛋白质的α螺旋结构。 1950年，伦敦大学国王学院再填一员虎将，准确的说是一朵玫瑰，当时拥有物理化学博士学位的女科学家——罗莎琳德·富兰克林（Rosalind·Franklin）。其出众的X射线衍射分析技术，是兰道尔将其纳入麾下的最主要的原因。希望她来研究蛋白质的X射线晶体衍射（你没看错，是蛋白质而不是DNA），后来不知道什么原因兰道尔又改派她进行DNA结构的X射线表征，正是这一不知原因的转折成就了DNA双螺旋结构的发现，也成就了分子生物学时代的到来。  罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin） 而就在几乎同一时间，另一个重要的人登上了历史舞台， 23岁的詹姆斯·沃森（James Watson）受到了威尔金斯关于DNA的演讲的鼓舞，从大洋的彼岸远赴大英帝国，想要到国王大学的MRC去做博后研究，但当时威尔金斯拒绝了他。理由是威尔金斯需要的其实是一名受过训练的X射线晶体衍射技术的专家而不是鸟类观察员。在被威尔金斯拒绝之后，沃森转而进入剑桥大学的卡文迪许实验室进行心爱的研究，因为他觉得卡文迪许实验室也算是当时世界上领先的X射线晶体学研究殿堂。沃森在卡文迪许实验室与比他大12岁的弗朗西斯·克里克（Francis Crick）一拍即合。克里克本人后来回忆说当时他对DNA的了解很少，不认为它在遗传特性上比蛋白质更重要，只是觉得说DNA作为与核蛋白结合的物质，可能具有研究前景，在沃森的鼓动之下，克里克才决定开始有关基因的研究。 在克里克的自述里曾经说到“在伦敦，威尔金斯开始利用X射线研究DNA，随后富兰克林加入，并扩展了这方面的工作。虽然沃森和我整天都在讨论问题，但是我们从来没有做过任何关于DNA的实验工作。因为鲍林树立的榜样，我们相信解决DNA结构的途径是构建模型。” 从1951年10月开始，沃森和克里克开始着手打造模型。 在这之前的1950年，威尔金斯从瑞士科学家鲁道夫·席格纳手上得到了一份纯净的DNA样品，后来富兰克林和当时威尔金斯的博士生雷蒙·高斯林（Raymond·Gosling）发现了这个萃取于小牛胸腺的DNA样品会根据环境而变化形态，在潮湿的环境下，DNA的纤维变得细长如针，这种形态的DNA叫做B型DNA；而在干燥的环境下，形状则会变得短粗，此种形态的DNA称为A型DNA。而后，富兰克林负责A型DNA的研究，而B型则交由威尔金斯负责。  DNA的三种构型（从左至右分别为A型、B型和Z型） 上图为已知自然界中的三种DNA形态，其中B型是标准形态。1951年11月份，富兰克林完成了A型DNA的X射线衍射图，并进行了一次报告，威尔金斯也在参考了X射线衍射图后认为DNA结构应该是螺旋形的，沃森和克里克知道消息后尝试着DNA的螺旋结构，他们的模型是三股螺旋（three intertwined chains）。因为克里克跟威尔金斯的关系不错，所以他们邀请当时的伦敦团队过来指导他们的三股螺旋结构模型，富兰克林在看见这些模型之后，直面的道出其中的错误，因为这些批评直接使沃森与克里克被上司威廉·布拉格要求终止DNA结构的研究。因为缺乏量子化学相关方面的知识，二人的研究进入了暂停阶段。 1952年的5月，在经过了精心的试验之后，富兰克林与高斯林获得一张B型DNA的X射线晶体衍射照片，并且将专门用来解决X射线晶体衍射问题的帕特森函数（Patterson function）应用在图片分析，这张著名的照片被称做“照片51号”，这张照片曾经被X射线晶体衍射先驱之一约翰·贝尔纳（John Desmond Bernal）形容为：“几乎是有史以来最美的一张X射线照片。”但是她并未发表相关的研究成果，因为由于A型DNA结构的数据仍不足以支持螺旋型，因此富兰克林继续将研究焦点放在A型DNA上。  DNA的X射线晶体衍射图（“照片51号”） 要知道，以当时的设备条件，拍摄加反馈出一张信噪比高的X射线衍射照片，需要多达100小时，而后续仪器进行计算和研究人员进行结构解析则需要一年的时间。当时大化学家莱纳斯·鲍林就曾向伦敦国王大学的MRC请求借阅 照片，但是直接被拒绝了。 1952年的11月份，富兰克林出具了一份后来认为非常重要的报告，报告中的研究结果被收录在一份用来提交给访问委员会（visiting committee）的“MRC报告”当中，虽然富兰克林对B型DNA所知甚少，但在报告中说明了A型DNA的对称性，这是一种翻转180度之后重合的结构对称性（二次对称性）。同时，这篇报告也指出了磷酸根之间的距离以及它们在DNA上的排布。 这张照片，理科生一定都在高中课本里见到过。普通人看来，也许这照片没什么，但在科学家眼里，这照片简直比色情图片还要性感。 因为，这是科学界公认的“有史以来最美的一张X射线照片”。至此，DNA结构的谜底已经呼之欲出了。 Rosalind离最终发现DNA的双螺旋结构，确实只有咫尺之遥。不过，出于严谨，她并未马上公布，只是暂时将其放在抽屉中。 而知晓此结果的Wilkins却异常兴奋，他在实验室里一直遇阻，此刻是万分迫切地想展开新的研究方向。于是他想到了之前资金被停掉的剑桥双人组。 1953年1月，Wilkins约上了双人组，偷偷将“照片51号”带出实验室，拿给他们过目，并给予充分的解释，让双人组了解到了关于DNA化学结构的大部分信息。 此时的Rosalind却完全被蒙在鼓里。她不知道，自己付出巨大心力的实验，竟然已经被同事偷窃。 同时，卡文迪许实验室在MRC的代表，也是访问委员会的成员之一马克斯·佩鲁茨（Max·Perutz），也在克里克的要求下，将MRC报告拿给沃森与克里克观看。这两份重要的文件，直接给予了沃森和克里克极大的信心和确据打造正确的模型。而原本以为DNA研究之路已断的Watson和Crick，震撼之余更是茅塞顿开。他们立马调转船头，在DNA双螺旋结构上高歌猛进。 在阅读了MRC的这份报告后，克里克发觉到A型结构于B型结构应该具有相似的点群结构（C/2），并且天才般地推理出两条双螺旋中的两股核苷酸互以相反方向排列（这种排列方式称为反平行）。 而这一切只发生在两个小时之间，从无到有，他们意识到这是一个重大的发现，因为如果把碱基A和碱基T放在一起，碱基G和碱基C放在一起，DNA的复制就可以顺利进行下去，而这是一种基因信息的传递方式。 1953年2月28日，他们走进剑桥附近的“老鹰酒吧”（The Eagle Pub），迫不及待地宣布他们“找到了生命的秘密”。  而他们不知道的是，在4天前，富兰克林在2月24日得出两种DNA皆为双股螺旋的结论（A型为确定，B型为推论，没有提供模型）。到了3月18日，威尔金斯发表声明说承认沃森和克里克的DNA结构模型，而在之前一天，准备离开MRC前往伦敦大学的伯贝克学院的富兰克林也准备好了为《Nature》投稿的关于DNA结构的文章。最后在汇集后世圭臬的《Nature》四月刊上出现了3篇重量级的投稿，以至于每年的4月25日被定为“DNA Day”。 然而，当1962年沃森、克里克和威尔金斯站在领奖台上接受着诺贝尔生理学奖所赋予的荣誉时，是否还有人记得“照片51号”的拍摄者——罗莎琳德·富兰克林，DNA双螺旋结构最直接的发现者。 事实是，富兰克林再一次被忘却。无论是沃森还是克里克，都没有对富兰克林的贡献表示感谢。尽管根据威尔金斯的回忆，克里克曾经让他言及富兰克林，但最终，大家都选择将她忘却。在台上，克里克说到了遗传编码，沃森则大谈RNA，而事实上，在RNA的主题上，沃森引用了富兰克林的文章多大59次，却未曾说过一个字。 富兰克林Rosalind Elsie Franklin（1920-1958） 富兰克林虽出身于英国的一个犹太富裕家庭，却拒绝成为“寡淡无味”的富家小姐，在她的身上反而多了几分新时代女性的独立与对梦想的渴求。  她从不像当时社会所崇尚的那样刻意迎合男人的喜好，反而对科学研究一直抱有着浓厚的兴趣，这在当时几乎纯男性的学术圈中堪称异端。 15岁时，Rosalind便已经立志要成为一名科学家了，即便后来她遭遇了父亲的强烈反对（担忧女儿遭受歧视），也是义无反顾地走上科研的道路。  年少时的Rosalind 她从小理科优异，一路从私校念到剑桥。而当她顺利完成学业走出剑桥大学时，却因为女性身份只拿到了“名义上的学位”（decree titular）。 这并没有浇灭Rosalind对科学研究的热情。1942年，正值二战最激烈的时刻，Rosalind响应世界反法西斯战争的号召，加入了不列颠煤炭利用协会，研究煤炭的高效利用。  这一研究便是3年。1945年，她发表了论文《固态有机石墨与煤和相关物质的特殊关系之物理化学》（The physical chemistry of solid organic collide with special reference to coal）。这篇论文意义着实重大，以至于剑桥大学决定破格授予她物理化学博士学位。 随后，Rosalind前往法国巴黎工作，在国家中央化学实验室学习X射线晶体衍射技术。1950年，受聘前往伦敦大学国王学院任职。 由于她出众的X射线衍射分析技术，她被英国物理学家John Randall纳入麾下，并被临时指派研究DNA化学结构。  富兰克林 回顾富兰克林的一生，作为20世纪杰出的科学家之一，富兰克林的研究成果造福了全人类，但在接近半个世纪的时间却被遗忘在角落里。 年仅26岁她提出了对煤炭科学意义重大的发现，煤燃烧时形成的碳分为石墨化或非石墨化两大类，并且分子结构不同，关于煤炭的研究让她渐渐在国际上有了名声。 她带领着她的团队完成了TMV（烟草花叶病毒）模型，研究了TMV对植物的传染，以及TMV蛋白质外壳里包裹的RNA。 在1957年，她再次转身开始研究引起脊髓灰质炎的病毒，这种病毒在结构上类似于芜菁黄色花叶病毒。当时，小儿麻痹症是一种令人恐惧的传染病。 富兰克林始终有着一颗奋斗、独立的心。她的研究推动了科学的进步，但时间却没有站在富兰克林这边，1958年4月16日，富兰克林因乳腺癌去世，年仅37岁。据推测，她得癌症的诱因，可能与X射线有关（考虑到当时防护措施的不健全），也和长期被压制心情抑郁有很大关系。 富兰克林天资卓绝，在煤炭、DNA结构、X射线衍射、病毒研究方面都有所建树，却因为时代对女性的偏见而错失了一个又一个的机会。 半个世纪的时光过去了，富兰克林的贡献才终于得了承认。 2003年，伦敦大学国王学院将新大楼命名为富兰克林-威尔金斯馆。2006年，英国为了纪念她对发现DNA结构的贡献而设立了“富兰克林奖章”。沃森也承认说“富兰克林的贡献是我们能够拥有这项发现的重要依据”。  富兰克林奖章 DNA双螺旋结构的发现是20世纪人类最伟大的科学发现之一，然而今天我们重读这断历史，却发现剽窃者获得诺贝尔奖，心安理得享受一生至高荣誉，真正贡献者却郁郁而终，不禁掩卷长叹，真是“高尚是高尚者的墓志铭，卑鄙是卑鄙者的通行证”。所幸随着当事的学术当权者的老去和影响力逐渐变小，我们才有机会了解真像，不然何以以科学的真理和真像告慰逝去的先贤，何以以科学的精神激励我们的后辈。 |
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