15年前“DNA之父”逝世 双螺旋结构揭开了生命科学的新篇章
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15年前“DNA之父”逝世 双螺旋结构揭开了生命科学的新篇章

2004年7月28日,“DNA之父”、英国生物学家弗朗西斯·克里克(Francis Crick)在家中逝世,享年88岁。

弗朗西斯·克里克最重要的成就,无疑是1962年与詹姆斯·沃森(James Watson)共同发现了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构。二人也因此与维尔金斯(Maurice Wilkins)共同获得了1962年的诺贝尔生理及医学奖。

15年前“DNA之父”逝世 双螺旋结构揭开了生命科学的新篇章

两人的合作非常紧密,小他12岁的沃森之后在悼言中称:“我将永远缅怀弗朗西斯,记住他高人一筹、专注于一点的智慧,记住他对我的友善和对我树立信心的帮助。”

克里克与沃森揭开DNA双螺旋结构的过程并非一帆风顺。克里克最初参与了蛋白质结构的解析,当时很多人认为蛋白质是传递生物信息的遗传物质,但一些关键实验将遗传物质指向了DNA。而显微镜的改进似乎引领了一个时代——在这个时代,许多生物学家对细胞的微观结构进行了深入的观察。到1885年,大量的间接证据表明细胞核中的染色体- 深色染色线带有细胞遗传的信息。后来发现,染色体的重量约为DNA的一半和蛋白质的一半。

一边探索,一边迷茫,克里克终于等到了自己见证奇迹的时机。1951年,克里克在英国剑桥大学卡文迪许实验室工作,他遇到了自己终生的搭档沃森。就这样,抱着对DNA相同的好奇,两人一拍即合。

而当时,研究DNA结构的团队并不仅仅只有沃森和克里克,美国化学家鲍林(Linus Pauling),威尔金斯、罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)等人,都在探究DNA结构的秘密。可惜鲍林被他提出的DNA三螺旋结构迷住,富兰克林拍摄的DNA晶体图片,对DNA结构的解析似乎近在咫尺。

1953年3月7日,克里克和沃森在实验室中联手搭建的DNA双螺旋模型宣告成功,揭开了生命科学的新篇章。最终,1962年沃森和克里克率先提出DNA双螺旋结构!

不少人将克里克称为“20世纪的达尔文”,那个世纪辉煌的生命科学历史里,他是一个绕不过的关键人物。事实上,弗朗西斯·克里克的发现,不仅将生命和灵魂的奥秘只归结于一些简单的分子,同时也是对宗教“灵魂不朽论”的强烈挑战。这一成就也成为了遗传学的基石,被广泛认为是20世纪生物学最重要的发现之一。

荣获诺贝尔奖后,克里克也并没有因此止步不前。DNA的结构解出来后,在1958年,克里克提出了遗传信息由DNA传递到RNA再到蛋白质的中心法则,并和当时一批顶级科学家组成了一个“RNA领带俱乐部”(RNA Tie Club)。这个俱乐部包括20位生物、物理和天文领域科学家,每个科学家代表一种氨基酸,印在他们各自的领带上。他们致力于破解DNA如何编码蛋白质。最终,克里克通过遗传学实验证明了3个DNA碱基作为一个密码子编码一个氨基酸,并最终由同代科学家更多的实验精确地绘制了DNA编码蛋白质的密码子表,密码子表如同生命科学的“元素周期表”。

据《华盛顿邮报》,DNA结构的发现,为每年300亿美元的生物技术工业、遗传工程、药物和疫苗研究、法医鉴定及生育治疗铺设了一条道路,而且为更好的测量生物进化提供了分子生物学的理解。

DNA双螺旋结构的草图,如今被收藏于英国伦敦那个代表着“无可救药的好奇心”的——惠康典藏博物馆。这幅图说明了双螺旋的几个机构特征:首先为右旋,双链以相反的方向运转;核苷酸,即链的构成块,具有形成骨骼的一个部分和伸向螺旋中间的一个部分(碱基);一个链中的内部伸向碱基相互对齐,因此能够与相反链中的碱基配对。最后一个特征对DNA十分关键,这个特征能够执行将基因信息从一代传给下一代的功能。该模型由两条交织在一起的螺旋(螺旋)糖链组成,由扁平有机碱水平桥接。

除了发现双螺旋外,50年代和60年代早期,克里克在破解遗传密码方面也起了中坚作用,在Salk研究所的岁月里,他的兴趣转移到神经科学、意识和记忆。在这些领域,他做出了关键性的贡献。

之后,他又在医学杂志《自然神经学》上发表论文,称他和他的研究小组通过大量实验已经发现了人类的“灵魂细胞”,克里克称,人的灵魂意思根本不是先天就有的,而是由人体大脑中的一小组神经元细胞产生和控制的。

多年来,克里克做了数不清的实验,包括用各种仪器研究大脑受伤的病人、动物,并进行各种心理学研究等,获得了大量富有价值的一手研究数据。如今,大量的生命科学研究,都在这些前人的基础上大放异彩。

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