参考消息网11月11日报道 美国《纽约时报》网站11月7日刊登题为《DNA双螺旋结构发现者之一詹姆斯·杜威·沃森逝世》的文章,作者为科妮莉娅·迪安。全文摘编如下:
詹姆斯·杜威·沃森于11月6日在纽约州长岛的东诺斯波特逝世,享年97岁。25岁时,他就因参与发现脱氧核糖核酸(DNA)结构而跻身科学巨匠之列。该发现堪称科学史上最重大的突破之一。
沃森博士在破译生命遗传蓝图DNA方面的贡献,足以奠定其20世纪最重要科学家的地位。此后他通过领导雄心勃勃的人类基因组计划,并撰写科学界或许最负盛名的回忆录,进一步巩固了这项声誉。
数十年来,沃森博士一直是美国科学界闻名遐迩且又性情乖张的人物。
沃森博士的回忆录《双螺旋》1968年出版时也曾引发同事不满。在他们看来,这本全景式的回忆录抬高沃森本人,却贬低参与该项目的其他研究者。即便如此,该书甫一问世即被奉为科学写作的经典。美国国会图书馆将其与《联邦党人文集》《愤怒的葡萄》一同列为88部最重要的美国文学作品之一(该名单后来扩充至100部)。
“生物学史上里程碑”
真正为沃森博士及其合作者弗朗西斯·克里克赢得不朽声誉,并斩获1962年诺贝尔生理学或医学奖的,是他们对DNA物理结构的破解。
1953年沃森博士和克里克发现DNA双螺旋结构时,人们对DNA的结构和作用了解甚少。他们的研究为诸多领域打开大门,如致病基因突变的发现、转基因作物的培育、令人既神往又忧惧的CRISPR Cas-9新型基因剪接技术等。
“它彻底改变了生物学。”科尔德斯普林实验室主任布鲁斯·斯蒂尔曼在2018年接受采访时表示。他于1994年接替沃森博士出任该实验室主任。斯蒂尔曼将他们的发现形容为“与达尔文进化论、孟德尔遗传定律并列,生物学史上三大里程碑”。
1951年,沃森博士放弃在哥本哈根的生物化学研究,前往英国剑桥大学的卡文迪什实验所。在那里,他遇到克里克。当时克里克30多岁,比沃森博士年长近12岁,正重拾因战争中断的博士学业。他表面上的研究课题是血红蛋白的蛋白质结构,事实上,他也对DNA极为着迷。
借助伦敦国王学院研究者罗莎琳德·富兰克林和莫里斯·威尔金斯获取的X射线图像,经过至少一次令人难堪的失败尝试后,沃森博士和克里克最终构建出DNA分子的物理模型。关键转折点出现在威尔金斯向他们提供了富兰克林获取的部分图像,其中编号为“照片51号”的图像,最终成为破解分子结构的关键线索。威尔金斯在富兰克林不知情的情况下提供这张X射线图像,这一行为被广泛(但非普遍)认为违反了研究准则。
在这些材料的帮助下,两人提出,DNA的形状如同一个扭曲的梯子,外侧“扶手”由糖分子和磷酸分子构成,梯级则由四种化学碱基——腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤——两两构成。腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对。
细胞内的酶可以将这个扭曲的梯子从中间剪开,再利用细胞内的碱基,将一个DNA分子复制成两个新的DNA分子。
加州理工学院的美国化学家莱纳斯·波林是他们的主要竞争对手。为了抢在前面发表研究结果,沃森博士和克里克迅速整理了他们的发现,并仓促投给《自然》期刊。尽管他们的论文像典型的科学论文那样,语言平淡,篇幅仅一页左右,但显然作者们意识到这项发现意义非凡。
他们在论文中写道,该结构“具有新颖特征,具有重要的生物学意义”,并补充说:“我们注意到,我们所假设的特定碱基配对方式,直接暗示了遗传物质可能的复制机制。”
换句话说,他们成功解释了遗传指令如何从这一代传递到下一代。
1962年,沃森博士、威尔金斯博士以及此时已获得博士学位的克里克,因这项研究共同获得诺贝尔奖。
善于发现培养人才
麻省理工学院分子生物学家南希·霍普金斯表示,如果沃森-克里克的论文在今天发表,富兰克林博士几乎肯定会被列为共同作者,因为她的研究在双螺旋结构的发现过程中至关重要。霍普金斯博士于20世纪60年代在哈佛大学读本科时,就开始与沃森博士合作。
沃森博士后来从英国剑桥迁至马萨诸塞州剑桥,并于1955年接受任命,担任哈佛大学的生物学助理教授。
霍普金斯博士回忆,他是一位富有启发力的老师,尽管他有个习惯,讲课时常背对学生对着黑板喃喃自语。“和他相处很有趣,”她说,“但他很容易感到无聊,一旦无聊,他可能会话说一半转身走开。”
沃森博士善于发掘本科生和研究生中的人才,帮助不少人开启杰出的研究生涯,其中包括霍普金斯博士这样的女性研究者。霍普金斯博士被他的一次讲座吸引,询问能否进入他的实验室工作。他同意了,这段合作关系后来逐渐发展为长久的友谊。
她说沃森博士曾对她表示:“你应该成为一名科学家。你有着和我一样的思维方式,而且和我一样聪明。”
多年来,他一直为她的研究生学习提供指导。“每次我感到沮丧时,都会去找他,他会说:‘不,你必须坚持下去。’”
斯蒂尔曼博士表示,沃森博士“善于发现人才并给予支持”。此外,与许多资深科学家不同,沃森博士并不坚持在研究生或博士后研究者的论文上署名。
沃森博士与哈佛大学其他生物学教职人员的关系则较为紧张。他将进化论、分类学、生态学及其他生物学研究贬为“集邮”,称这些领域必须让位于分子和细胞研究,这一言论冒犯了系里的同事。
在哈佛大学期间,沃森博士还撰写了《基因分子生物学》。这是他一系列著名教材中的第一部。该书后来的版本虽有合著者加入,但仍是生物学史上最具影响力、使用最广泛且最受推崇的教材之一。
推动人类基因组计划
1948年,沃森博士首次造访科尔德斯普林实验室。当时他参与一系列关于噬菌体(即感染细菌的病毒)遗传学的学术会议,此后数年夏季会议的规模持续扩大,吸引越来越多研究者。1953年,就在他与克里克博士发表双螺旋结构成果仅数周后,沃森博士便在此宣读了相关论文。
但到1968年他受邀领导该实验室时,这个位于长岛北岸昔日捕鲸港的机构已不复往日荣光。沃森博士几乎放弃了实验一线研究,转而致力于扭转这一局面。凭借出色的管理和筹款能力,他为实验室设定了以微生物学为核心的研究方向,旨在理解、诊断和治疗癌症遗传学相关疾病。这是一个极具前瞻性的选择。1971年,理查德·尼克松总统宣布“向癌症宣战”。“因此,相关资金大幅增加。”斯蒂尔曼博士说。
沃森博士还扩充了实验室的教育项目,设立研究生课程,增加各类学术会议,并为研究DNA的高中生创建了一个项目。斯蒂尔曼博士去年表示,该项目如今已成为“世界上最大的高中生遗传学和生物学实验室项目”。
当研究者们开始意识到破译人类基因组全部基因序列成为可能时,沃森博士召集他们在科尔德斯普林实验室开会讨论。当联邦政府启动人类基因组计划时,便任命沃森博士担任首任负责人。
他招募顶尖科学家,制定项目议程。例如,他提议项目应先以秀丽隐杆线虫等模式生物为研究对象,认为这些研究将在未来带来回报。事实也确实如此。
他还提出,该项目应是一个国际合作项目,吸纳其他国家的研究者参与,且美国政府层面的相关工作应由美国国家卫生研究院负责。此外,他坚持将项目预算的3%用于研究其社会、道德和伦理影响。
1992年,沃森博士因基因专利问题的争议退出该项目。基因专利的想法得到布什政府的支持,但他对此深恶痛绝。2013年,美国最高法院裁定,天然产物(如基因)的发现不应授予专利,尽管利用天然物质创造的新产品可能符合专利条件,这在某种程度上证明他的立场是正确的。
“他从根本上反对生命蓝图被授予专利,”斯蒂尔曼博士说,“他的观点经受住了时间考验。”
从“奇才少年”到声誉受损
詹姆斯·杜威·沃森于1928年4月6日出生在芝加哥。父亲也叫詹姆斯·杜威·沃森,受雇于芝加哥大学拉萨尔分校,从事债务催收;母亲原名琼·米切尔,曾在芝加哥大学招生办公室工作,积极参与民主党政治活动。
沃森在芝加哥南区长大,就读于南岸高中。他是个早慧的学生,曾作为参赛者参加过20世纪40年代芝加哥播出的广播系列节目《奇才少年》。15岁时,他考入芝加哥大学,正是在那里,他接触到量子物理学家埃尔温·薛定谔为普通读者撰写的一本生物学著作《生命是什么?活细胞的物理观》。这本书让年轻的沃森确信,基因是活细胞的核心组成部分。
1947年毕业后,他进入印第安纳大学攻读研究生学位,在那里遇到该领域的两位巨头:赫尔曼·马勒和萨尔瓦多·卢里亚。马勒博士于1946年获得诺贝尔生理学或医学奖,卢里亚博士也于1969年获此殊荣。
在卢里亚博士的指导下,沃森于1950年获得博士学位,随后前往剑桥,开启他的开挂人生。
沃森博士身高6英尺2英寸(约1.88米),身材瘦高,常年衣衫不整,与克里克在卡文迪什实验所共享一处无任何便利设施的“小屋”。他的这副模样与那个“小屋”竟然毫无违和感。数十年后,他一头凌乱的头发变得灰白稀疏,走路仍有些蹒跚,常因周遭事物吸引而突然笨拙地偏离路线。
2014年,沃森博士将自己的诺贝尔奖奖章在佳士得拍卖,称拍卖所得将用于供养家人和支持科学研究。
俄罗斯亿万富翁阿利舍尔·奥斯曼诺夫以410万美元买下这枚奖章,并将其归还给他。
2007年,沃森博士成为第二位完成全基因组测序的人。首位完成者是克雷格·文特尔。两位先驱均将自身基因组数据向科研人员公开。
沃森博士留下丰厚的科学遗产:破解DNA结构的开创性工作;主持人类基因组计划这项史上规模最宏大的国际科研项目;培养大批科研人才以及他在科尔德斯普林实验室的卓越贡献。如今该机构已是拥有众多诺贝尔奖得主的全球顶级科研重镇。其著作《双螺旋》更注定成为生物学领域的永恒经典。
这位“DNA之父”的晚年备受争议。2007年他在《星期日泰晤士报》被引述称,黑人的智力“不及白人”,引发国际哗然。虽然他其后道歉,但仍被科尔德斯普林实验室停职并被迫退休。在2019年纪录片中他再度重申同样观点,最终被实验室褫夺所有荣誉职衔。美国国家卫生研究院前院长弗朗西斯·柯林斯直言,沃森的言论“深具伤害性,也与科学精神背道而驰”。
除种族议题外,沃森亦多次发表被指性别歧视或偏激的言论,令其晚年声誉蒙上阴影。(编译/杨柯)
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