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她是科學玫瑰,DNA背后的“黑暗女神”,卻因是女人錯失了諾貝爾獎

2021-01-03  解螺旋

解螺旋公眾號·陪伴你科研的第2434天

明明可以靠臉吃飯,卻偏要靠才華。

在以男性為主導的科研圈中,關于女性能否勝任科研工作的問題,始終充滿爭議與討論。

因為是女性,她們屢遭男性同行的排擠、刁難和輕視,其求學、研究之路異常艱辛;

因為是女性,她們的研究成果往往不被人承認甚至被人竊??;而她們的科研貢獻也常常得不到應有的關注和尊重;

因為是女性,她們需要付出成倍的努力,才能和男同事們站在同樣的位置。而有的人,直到去世,都未曾獲得應有的認可。

今天想要介紹的,就是這樣一位因性別歧視,被人遺忘了整整半個世紀的女性科學家。

她是富家女,本可過著安逸的生活,但選擇仰望星空,沉浸在科學世界中。

她無視男性同行的嫉恨與冷眼,以自己的犧牲,為人類做出了巨大發現,最終卻是為他人做嫁衣,讓別人拿了諾貝爾獎。

她,就是被同事戲諷為“暗黑女士Dark Lady”,DNA雙螺旋結構的最初發現者——Rosalind Elsie Franklin。

Rosalind Elsie Franklin(1920-1958)

Rosalind雖出身于英國的一個猶太富裕家庭,卻拒絕成為“寡淡無味”的富家小姐,在她的身上反而多了幾分新時代女性的獨立與對夢想的渴求。

她從不像當時社會所崇尚的那樣刻意迎合男人的喜好,反而對科學研究一直抱有著濃厚的興趣,這在當時幾乎純男性的學術圈中堪稱異端。

15歲時,Rosalind便已經立志要成為一名科學家了,即便后來她遭遇了父親的強烈反對(擔憂女兒遭受歧視),也是義無反顧地走上科研的道路。

年少時的Rosalind

她從小理科優異,一路從私校念到劍橋。而當她順利完成學業走出劍橋大學時,卻因為女性身份只拿到了“名義上的學位”(decree titular)。

這并沒有澆滅Rosalind對科學研究的熱情。1942年,正值二戰最激烈的時刻,Rosalind響應世界反法西斯戰爭的號召,加入了不列顛煤炭利用協會,研究煤炭的高效利用。

這一研究便是3年。1945年,她發表了論文《固態有機石墨與煤和相關物質的特殊關系之物理化學》(The physical chemistry of solid organic collide with special reference to coal)。這篇論文意義著實重大,以至于劍橋大學決定破格授予她物理化學博士學位。

隨后,Rosalind前往法國巴黎工作,在國家中央化學實驗室學習X射線晶體衍射技術。1950年,受聘前往倫敦大學國王學院任職。

由于她出眾的X射線衍射分析技術,她被英國物理學家John Randall納入麾下,并被臨時指派研究DNA化學結構。

當時,學術界的每個人都想破解生命之謎,找出生命真正的遺傳物質。

雖然1944年已有實驗證明DNA才是生物的遺傳物質,但因一直沒有人能夠對DNA的結構做出解析,這一說法始終沒能讓所有人完全信服。

很多科學家仍認為具有多樣性的蛋白質作為遺傳物質更有說服力。

所以無論是化學、物理或是生物學家,都希望能盡快破解DNA的結構秘密。這時,在Randall的安排下,Rosalind與Maurice Frederick Wilkins成為了同事。

Wilkins

按照原有的安排,Rosalind可以自己獨立研究DNA,不用受到他人的干涉,并且接手Wilkins的工作。

可當時,正在休假的Wilkins顯然并不知情。所以度假歸來的Wilkins理所當然的認為Rosalind只是個女助手,并對她的研究工作開始“指手畫腳”。

Rosalind脾氣剛烈倔強,Wilkins的一番舉動自然會惹怒Rosalind,此后,兩人可以說是互相看不順眼。

一個嫌棄對方是個來搶自己資源的“女流之輩”;另一個則堅持自己是一個獨立的課題負責人,并對高高在上、處處干涉自己獨立實驗的同事頗為不滿。

而夾在其中的學生Gosling,原本堅定不移的站隊Wilkins,可在Rosalind來了后,他看著經驗老道的Rosalind,順理成章地爬了墻,并開始幫助“女老板”做實驗、寫報告。

這下梁子徹底結下了,在Wilkins看來,Rosalind不僅搶他的資源,還搶他的人。兩人之間的關系降至冰點,簡直可以用水火不相容來形容。

心懷芥蒂的Wilkins一直試圖趕走Rosalind,只不過Rosalind強悍的科研實力讓他一直沒有找到足夠體面的借口。

通過小牛胸腺的純DNA樣本,Rosalind很快就發現了DNA的兩種形態:DNA干燥時,會變得較短較粗(A型);DNA潮濕時,纖維會較長較細(B型)。

此外,她還提出一種新的DNA模型,即磷酸基團應該在DNA鏈的外面,而堿基則位于鏈的內部,這也為最終闡明DNA的結構邁出了最重要的一步。

在Wilkins和Rosalind的針鋒相對中,看出端倪的Randall教授不得不從中勸和,將實驗分成了兩個部分,Rosalind挑了更難研究的A型-DNA,Wilkins選了一直在研究的B型-DNA。

不得不說,這一選擇使Rosalind在DNA雙螺旋結構的發現上走了不少彎路,她比Wilkins晚了整整兩年才認識到A/B型DNA 可能都具有雙螺旋結構。

1951年11月,Rosalind提出了A型DNA的X射線衍射圖,并在劍橋大學進行學術報告,而這引起了雙人組合Watson和Crick的注意。

那時候的Watson和Crick,幾乎就是結構生物學的門外漢。聽完報告后,他二人雖受到啟發,但現學現賣自然也很難取得實質性的突破。

他們耗費了很大精力推演出一種DNA三螺旋假說,并邀請Rosalind到實驗室里觀摩三螺旋結構模型。

沒想到的是,看到模型Rosalind不僅沒有想象中的驚喜,反而是一臉嫌棄,隨即便不留情面地批評了雙人組的模型。

這批評雖中肯,卻不入耳,更是讓雙人組的上司很不開心,于是停止了對Watson和Crick的研究支持,責令他們不準再研究DNA,而Wilkins也以為二人已經停止實驗了。

老實說,Rosalind在科研上的耿直,為她結了不少怨,尤其在當時那個性別歧視處處存在的學術圈。

當時,女性科學家不被準許在高級休息室里用午餐,甚至被排除在科學家間的學術交流網絡之外。即便是頗負盛名的Rosalind也被這樣的歧視所束縛,她之前所研究的DNA樣品只能在Wilkins的研討會中獲取。

面對男性同事清一色的打壓,Rosalind絲毫不放在心上。醉心于實驗的她一路過關斬將,在1952年對B型DNA連續照射了62小時之后,終于拍攝到了一張永載史冊的照片——“照片51號”

這張照片,理科生一定都在高中課本里見到過。普通人看來,也許這照片沒什么,但在科學家眼里,這照片簡直比色情圖片還要性感。

因為,這是科學界公認的“有史以來最美的一張X射線照片”。至此,DNA結構的謎底已經呼之欲出了。

Rosalind離最終發現DNA的雙螺旋結構,確實只有咫尺之遙。不過,出于嚴謹,她并未馬上公布,只是暫時將其放在抽屜中。

而知曉此結果的Wilkins卻異常興奮,他在實驗室里一直遇阻,此刻是萬分迫切地想展開新的研究方向。于是他想到了之前資金被停掉的劍橋雙人組。

1953年1月,Wilkins約上了雙人組,將照片悄悄帶出實驗室,拿給他們過目,并給予充分的解釋,讓雙人組了解到了關于DNA化學結構的大部分信息。

此時的Rosalind卻完全被蒙在鼓里。她不知道,自己付出巨大心力的實驗,竟然已經被同事泄密。

而原本以為DNA研究之路已斷的Watson和Crick,震撼之余更是茅塞頓開。他們立馬調轉船頭,在DNA雙螺旋結構上高歌猛進。

1953年2月,他們走進劍橋附近的“老鷹酒吧”(The Eagle Pub),迫不及待地宣布他們“找到了生命的秘密”。

3月,Rosalind決定離開國王學院,前往同屬倫敦大學的伯貝克學院繼續自己的研究。而應Randall教授的要求,她并沒有帶走她的研究成果。

而知道這個消息的Wilkins喜悅之情溢于言表,他立馬給Crick寫了一封信:“暗黑女士已經離開實驗室了!我們可以大膽向大自然的秘密前進了!”

來到伯貝克學院的Rosalind整理著自己之前的研究資料,并將實驗數據整理成文,正準備投稿發表文章時,卻愕然發現自己慢了一步。

Watson和Crick破解DNA化學結構的消息已經傳遍了大街小巷,無奈之下,她只能將自己的論文做了適當的修改,同樣也提交到了Nature雜志上。

其實,如果沒有Rosalind拍出的DNA分子的X線圖像,Watson和Crick能不能搞定、什么時候能搞定DNA結構,估計都要另說了。

但在論文中,Rosalind所做的巨大貢獻只是一帶而過,只提到實驗是受到她的啟發,沒有任何致謝。

自此,Watson和Crick成為DNA化學結構的第一發現者,而Rosalind的論文卻只能作為DNA雙螺旋結構的一個補充證據。

DNA雙螺旋結構的發現無疑是現代生物學發展史上的里程碑結果。此后,雙人組盡享鮮花、榮譽和掌聲,而Rosalind卻始終寂寂無聞,不過她真正關心的不是她自己的名聲與利益,而是整個社會科學的進步。

所以即便自己的研究成果在不知情的情況下被泄露,即便Watson和Crick未經她的許可擅自在論文中使用了她的圖片,Rosalind也只是笑了笑,一點也沒有錯失揚名立萬機遇的憤恨,反而很高興自己的資料能對科學研究有所幫助。

后來她一心轉向了煙草花葉病毒(TMV)和小兒麻痹病毒的研究中,在兩年時間里發表了13篇相關論文,并成功推翻了當時著名病毒學家Norman Pirie關于TMV的理論??梢哉f,Rosalind在病毒學領域中也是有所建樹。

然而,不幸的是,因為長期從事X射線研究,她罹患卵巢癌并在1958年4月病逝,享年38歲,終身未嫁;也因此注定無緣1962年為DNA雙螺旋頒發的諾貝爾獎。

1962年諾貝爾生理醫學獎獲得者

雖然,Rosalind的英年早逝是她沒有拿到諾獎的重要原因,可如果她還活著,她真的能拿到本應該屬于她的諾貝爾獎嗎?

在一個男權占上風、對她充滿嫉恨和敵意的科學領域里,Rosalind屢遭冷眼相待,甚至被本該和自己一起合作的隊友孤立。

在DNA雙螺旋結構被破解后,她本人在很長的時間里,不僅沒有獲得應有的肯定,甚至連基本的致謝都不曾聽過,更過分的是,Watson還一度在回憶錄《雙螺旋》中詆毀過Rosalind形象與功績。

而很多介紹DNA雙螺旋結構的書籍與文章更是提都沒提她的名字,在那時候Rosalind更像是那個DNA背后的“黑暗女神”,幾乎沒有人知道她的名字。

直到40年后,得到諾獎的劍橋雙人組,才終于向世人說明Rosalind的貢獻,并承認是Rosalind的研究將他們引領到正確的道路上,如此他們才能發現DNA真正的化學結構。

這時,Rosalind對于DNA 雙螺旋結構發現所作出的巨大貢獻才真正為人所知。而為了紀念她,2003年,倫敦大學國王學院將新大樓命名為Franklin-Wilkins館;

而且,在2006年英國設立了Rosalind·Franklin獎,以表彰那些取得了重大科學成就的女性科學家。

她只是生錯了時代,不然應該會有更多杰出的貢獻。而此刻,讓我們忘掉那些是非評論,只單單記住這個姑娘的美麗背影吧。

參考文獻:

https://www.nature.com/scitable/topicpage/rosalind-franklin-a-crucial-contribution-6538012/

END

撰文丨萌董董
排版丨萌董董
主編丨葉子

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