弗朗(lang)西斯(si)·哈(ha)利·康普頓·克里(li)克,(英文名:FrancisHarryComptonCrick,1916年6月(yue)8日-2004年7月(yue)28日),英國生(sheng)物學(xue)家(jia),物理學(xue)家(jia),及神經科(ke)學(xue)家(jia)。最重(zhong)要的(de)(de)成就是1953年在(zai)劍橋大學(xue)卡文迪許(xu)實驗室與詹姆(mu)斯(si)·沃森共同發(fa)現了脫氧核(he)糖核(he)酸(suan)(DNA)的(de)(de)雙螺(luo)旋(xuan)結(jie)構。二人也因此(ci)與莫(mo)里(li)斯(si)·威爾金斯(si)共同獲得了1962年的(de)(de)諾貝爾生(sheng)理及醫學(xue)獎(jiang)(jiang),這枚獎(jiang)(jiang)章現保存(cun)于(yu)百慕迪再生(sheng)醫學(xue)中(zhong)心。2004年因大腸(chang)癌病逝。他的(de)(de)一名同事(shi),科(ke)赫,曾(ceng)感嘆道:“他臨死前還在(zai)修改一篇(pian)論文;他至死猶是一名科(ke)學(xue)家(jia)”。
1916年6月8日,弗朗西斯·克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)出生在(zai)英(ying)格(ge)蘭(lan)北漢(han)普頓(dun)市。幼時的克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)便對科學問題(ti)充滿好奇和(he)疑問。
他(ta)(ta)(ta)曾在(zai)(zai)倫敦大(da)學學習(xi)物理(li),二(er)戰的(de)(de)爆發使他(ta)(ta)(ta)被迫中斷攻讀博士(shi)的(de)(de)學習(xi),來到英國海軍(jun)部(bu)研究(jiu)制(zhi)造(zao)水雷。二(er)戰后(hou),他(ta)(ta)(ta)對“生(sheng)物與非生(sheng)物的(de)(de)區別(bie)”產生(sheng)了濃厚興趣,但那時(shi)他(ta)(ta)(ta)在(zai)(zai)生(sheng)物學、有(you)機化學以及(ji)晶體(ti)學方面都(dou)沒有(you)什么基礎,在(zai)(zai)此后(hou)的(de)(de)幾年里他(ta)(ta)(ta)花了大(da)量的(de)(de)時(shi)間自學這些(xie)知識,完成了從(cong)物理(li)學家(jia)到生(sheng)物學家(jia)的(de)(de)轉(zhuan)變。這是他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)第一次(ci)學科領域轉(zhuan)換(huan)。
1937年,在倫敦大學(xue)學(xue)院(yuan)學(xue)習,并(bing)獲得了物理學(xue)士學(xue)位(wei)。
1947年(nian),克(ke)里克(ke)進入劍(jian)橋大(da)學(xue)的(de)斯(si)坦格(ge)威(wei)斯(si)實(shi)驗室(shi)參與研(yan)究工作(zuo)。隨后又加入劍(jian)橋大(da)學(xue)卡文(wen)迪(di)許實(shi)驗室(shi)。他的(de)學(xue)術生(sheng)涯的(de)一個(ge)重要(yao)轉折是1951年(nian)與美(mei)國科學(xue)家詹姆斯(si)·沃森(JamesDeweyWatson)的(de)相遇(yu)。由(you)于有(you)著一致的(de)研(yan)究興(xing)趣,兩人(ren)可說是一拍即合。盡管(guan)他們(men)都(dou)在做著蛋白質(zhi)晶體結構(gou)的(de)研(yan)究工作(zuo),但兩人(ren)都(dou)對“基(ji)因(yin)到底是什么”感興(xing)趣,他們(men)深信一旦解讀了DNA的(de)結構(gou),對搞清遺傳(chuan)的(de)真相將很有(you)幫助(zhu)。
1952年,美國化學家鮑林(LinusPauling)發(fa)表了(le)(le)關于DNA三(san)鏈模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)研究(jiu)報告,這種(zhong)模(mo)型(xing)被稱(cheng)為α螺旋(xuan)。沃(wo)森與威(wei)爾(er)金(jin)斯、富蘭克林等討論了(le)(le)鮑林的(de)(de)(de)模(mo)型(xing)。威(wei)爾(er)金(jin)斯出示了(le)(le)同(tong)事羅莎琳德·富蘭克林(RosalindFranklin)在一年前拍下的(de)(de)(de)DNAX射線衍射照片,沃(wo)森看出了(le)(le)DNA的(de)(de)(de)內部是(shi)一種(zhong)螺旋(xuan)形的(de)(de)(de)結構,他立即產生(sheng)了(le)(le)一種(zhong)新概念:DNA不是(shi)三(san)鏈結構而應(ying)該是(shi)雙鏈結構。
他們繼(ji)續循(xun)著這個(ge)思路深入探討,先在理論上得出(chu)一個(ge)共識(shi):DNA是一種(zhong)雙鏈螺旋(xuan)結構。隨后沃森(sen)和克里克立即(ji)行動(dong),在實驗室中(zhong)聯(lian)手開始搭(da)建DNA雙螺旋(xuan)模型,終(zhong)于在1953年3月7日,將他們想像中(zhong)的(de)DNA模型搭(da)建成功了。
1953年4月25日(ri),克(ke)里(li)(li)克(ke)和(he)沃森合作(zuo)在(zai)頂級的(de)《自然(ran)》雜志(zhi)上(shang)發(fa)表了(le)一篇名為(wei)“核酸的(de)分(fen)子(zi)(zi)結(jie)構(gou)--DNA的(de)一種可能結(jie)構(gou)”的(de)論文。他(ta)們的(de)論文被譽為(wei)是“生物學的(de)一個(ge)標志(zhi),開創了(le)新(xin)的(de)時代”。在(zai)此基礎(chu)上(shang),克(ke)里(li)(li)克(ke)進一步分(fen)析了(le)DNA在(zai)生命活動中(zhong)的(de)功(gong)能和(he)定(ding)位,提出了(le)著名的(de)中(zhong)心法(fa)則,由此奠定(ding)了(le)整個(ge)分(fen)子(zi)(zi)遺(yi)傳學的(de)基礎(chu)。克(ke)里(li)(li)克(ke)還和(he)弗農·英(ying)格冉(ran)姆(Vernon-Ingram)一道(dao),發(fa)現了(le)遺(yi)傳物質在(zai)決定(ding)蛋白質特性上(shang)的(de)作(zuo)用,因(yin)此被譽為(wei)“分(fen)子(zi)(zi)生物學之父”。
由于沃森、克里克和(he)威爾(er)金斯在DNA分子研究方(fang)面的卓越貢(gong)獻,1962年(nian),他們(men)三(san)人分享(xiang)了諾貝爾(er)生理學或醫學獎,獲獎原(yuan)因為“發現核(he)酸的分子結構及其對生物中信息傳遞的重要性(xing)”。
1966年,當(dang)生物(wu)醫學的基礎(chu)輪廓已經(jing)被清楚地勾畫(hua)出來之后,克(ke)里克(ke)認為是(shi)將興趣轉(zhuan)向神經(jing)科學、尤其是(shi)“意(yi)識”問題的時候了。1976年,他來到位于風景如畫(hua)的加州圣迭戈的索爾克(ke)生物(wu)研(yan)究所,開始(shi)從事對(dui)腦和(he)意(yi)識的研(yan)究——這時他已經(jing)60歲,開始(shi)科學生涯(ya)的第二次領域大轉(zhuan)換。
他在科(ke)學史上(shang)第一(yi)(yi)次明確提出用自然科(ke)學的(de)辦法(fa)(fa)可以解決意識問題。因此(ci),霍根在《科(ke)學極限》(TheEndofScience)一(yi)(yi)書中稱(cheng)贊(zan)道,“只有(you)尼克(ke)松才能打開與中國的(de)外交僵局;同樣的(de),也只有(you)克(ke)里克(ke)才能使(shi)意識成為合法(fa)(fa)的(de)科(ke)學對(dui)象”。
克里克開始思考意識(shi)的本質,但他并(bing)沒(mei)有走實(shi)驗的道(dao)路,而是決定從(cong)理論研(yan)究(jiu)入(ru)手。他對(dui)意識(shi)問題研(yan)究(jiu)的另一個特點是他不(bu)僅從(cong)自己熟悉的分子角度研(yan)究(jiu)問題,還注重從(cong)心理學(xue)、神經解剖學(xue)以及神經生理學(xue)等各(ge)個水平,甚(shen)至從(cong)哲學(xue)水平來看問題,以期架起(qi)連通各(ge)個領域(yu)的橋梁。
20世(shi)紀90年代中期,克(ke)里克(ke)在其(qi)科普著作《驚(jing)人的(de)(de)假說:靈魂(hun)的(de)(de)科學(xue)探索》中指出(chu),我們的(de)(de)思想(xiang)、意識(shi)(shi)完全可以(yi)用(yong)大(da)腦中一些神經元的(de)(de)交互作用(yong)來解釋,這就是他提出(chu)的(de)(de)關(guan)于意識(shi)(shi)的(de)(de)“驚(jing)人假說”。
作(zuo)(zuo)(zuo)為克里(li)克對意識(shi)本質問題(ti)興趣的(de)一部分,他還研究(jiu)了關于人類(lei)夢(meng)境的(de)復雜問題(ti)。當然(ran),克里(li)克研究(jiu)的(de)目的(de)并不(bu)在夢(meng)本身(shen),而在神(shen)經(jing)網(wang)絡。他認為只(zhi)有理(li)解(jie)了神(shen)經(jing)組群(qun)(qun)之(zhi)間(jian)如何相互(hu)(hu)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)和(he)協同工作(zuo)(zuo)(zuo),才能理(li)解(jie)大腦。神(shen)經(jing)組群(qun)(qun)之(zhi)間(jian)這(zhe)種復雜的(de)相互(hu)(hu)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)有時發(fa)生在睡眠(mian)和(he)快速眼動中,克里(li)克希(xi)望通過研究(jiu)夢(meng)來作(zuo)(zuo)(zuo)為神(shen)經(jing)交互(hu)(hu)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)的(de)證據。
2003年(nian)初,克(ke)里克(ke)在著名的(de)《自然-神經科(ke)學(xue)》雜志上發表論文(wen)“意(yi)識的(de)框架(jia)”,提出意(yi)識不(bu)是(shi)先(xian)天就有,而是(shi)由(you)大腦中位(wei)于“扣帶前(qian)回(hui)”的(de)一小組(zu)神經元(yuan)產生和控制的(de)。他的(de)論文(wen)又一次奠定了(le)(le)他的(de)意(yi)識問題(ti)的(de)制高點,受到認知科(ke)學(xue)界的(de)廣泛關注。這已經是(shi)他生命的(de)垂暮之年(nian),克(ke)里克(ke)為世界各(ge)地的(de)年(nian)輕科(ke)學(xue)家吹(chui)響了(le)(le)號角(jiao):腦科(ke)學(xue)還有很長的(de)一段(duan)路要走,但它的(de)吸引(yin)力和重要意(yi)義將不(bu)可避免地推動它不(bu)斷前(qian)進。
在《生(sheng)命本身(shen):起源和本質》(LifeItself:ItsOriginandNature)一書中,克(ke)(ke)里克(ke)(ke)提出直接的有生(sheng)源說(shuo)理論,以(yi)此(ci)來(lai)解釋(shi)生(sheng)命的起源。
雖然他認為來自宇宙空間的(de)(de)微生物(wu)或(huo)生物(wu)化合物(wu)是地(di)球(qiu)上(shang)生命的(de)(de)起源這一(yi)理論仍徘(pai)徊在科學的(de)(de)主流之外,但由(you)這種(zhong)理論引發的(de)(de)各種(zhong)支持和(he)反對意見(jian)卻富(fu)有啟發性和(he)建(jian)設性意義(yi)。
克(ke)(ke)里克(ke)(ke)還在(zai)上世紀80年代的(de)(de)一(yi)(yi)本(ben)書(shu)《狂(kuang)熱(re)(re)的(de)(de)追求:對科學(xue)(xue)發現的(de)(de)個人見解(jie)》(WhatMadPursuit:APersonalViewofScientificDiscovery)中,以其(qi)輕松(song)的(de)(de)個人風格(ge)迅速地傳遞出(chu)他(ta)對于生命本(ben)身的(de)(de)科學(xue)(xue)知識(shi)的(de)(de)熱(re)(re)情(qing)。盡(jin)管他(ta)沒有(you)再像從前(qian)領(ling)導分(fen)子(zi)生物學(xue)(xue)一(yi)(yi)樣走在(zai)研究(jiu)的(de)(de)最(zui)前(qian)沿,但(dan)他(ta)熱(re)(re)切地渴望推(tui)動關于腦和意識(shi)本(ben)質的(de)(de)研究(jiu)。有(you)趣的(de)(de)是(shi),該書(shu)由(you)唐孝威(wei)院士(shi)翻譯出(chu)版(中國科技大學(xue)(xue)出(chu)版社,1995),唐孝威(wei)院士(shi)的(de)(de)興趣也(ye)是(shi)從原子(zi)彈設計轉變到(dao)腦科學(xue)(xue)。
除(chu)了在有(you)生之年(nian)對于科(ke)學作(zuo)出的(de)廣泛而卓越的(de)貢獻,讓我(wo)們記住克里(li)克的(de)還有(you)他(ta)的(de)科(ke)學精神和人格魅力。
也許(xu)克里克并(bing)不是(shi)最聰明的(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)家,但他(ta)(ta)卻擁有一(yi)(yi)名優秀科學(xue)(xue)(xue)家所(suo)具備的(de)(de)最重要(yao)的(de)(de)品質:敏(min)銳的(de)(de)洞察力和堅忍(ren)不拔的(de)(de)毅力。DNA雙(shuang)螺旋(xuan)結構并(bing)不復雜,之所(suo)以作出這個重大發現的(de)(de)人是(shi)他(ta)(ta)和沃森而不是(shi)與他(ta)(ta)們(men)同時(shi)代的(de)(de)其他(ta)(ta)科學(xue)(xue)(xue)家,用(yong)克里克自己的(de)(de)話來說,就是(shi):“我(wo)(wo)(wo)想,詹姆斯(si)和我(wo)(wo)(wo)最值得(de)稱贊的(de)(de)是(shi)我(wo)(wo)(wo)們(men)選對了問題并(bing)堅持(chi)不懈地為之奮斗。為了找到(dao)黃金,我(wo)(wo)(wo)們(men)一(yi)(yi)路跌(die)跌(die)撞(zhuang)撞(zhuang),總是(shi)犯(fan)錯誤(wu),這是(shi)真的(de)(de),但事實(shi)是(shi)我(wo)(wo)(wo)們(men)仍在(zai)一(yi)(yi)直(zhi)尋(xun)找黃金。”
在(zai)生活中,這個(ge)執著的科(ke)研者喜歡大聲講話,無論是(shi)沿著河(he)邊(bian)散步(bu)、吃飯,還是(shi)在(zai)老(lao)鷹酒廊(lang)聊天,他都一口氣能說(shuo)(shuo)好幾個(ge)小時。他是(shi)理想的研究伙伴,也(ye)是(shi)真誠的朋友。沃森說(shuo)(shuo):“我將永(yong)遠緬懷弗(fu)朗西斯(si),記住(zhu)他高人一籌、專注于一點(dian)的智慧,記住(zhu)他對(dui)我的友善和對(dui)我樹立信(xin)心的幫助”。
2001年,中(zhong)科(ke)院汪云九教(jiao)授(shou)曾經(jing)到(dao)圣迭(die)戈的(de)(de)索爾克生物研究所訪問克里克教(jiao)授(shou),同他(ta)(ta)(ta)探討了研究意識問題(ti)的(de)(de)理論,克里克從未到(dao)過(guo)中(zhong)國(guo)(guo)(guo),但(dan)(dan)他(ta)(ta)(ta)表(biao)示了對(dui)東方古國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)強烈(lie)興(xing)趣,他(ta)(ta)(ta)說(shuo)可惜他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)身體和(he)腿(tui)腳已經(jing)不允(yun)許他(ta)(ta)(ta)作國(guo)(guo)(guo)際旅行了,但(dan)(dan)他(ta)(ta)(ta)還是為《狂熱的(de)(de)追求》和(he)《驚人的(de)(de)假說(shuo)》中(zhong)譯本(ben)寫(xie)了序言。
克(ke)里克(ke)對生(sheng)(sheng)物(wu)學中的(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)問題很感興(xing)趣:一(yi)(yi),分(fen)(fen)子(zi)如(ru)何從無生(sheng)(sheng)命(ming)的(de)(de)(de)物(wu)質變成生(sheng)(sheng)物(wu);二,大(da)腦如(ru)何產生(sheng)(sheng)思想(xiang)。他(ta)(ta)后來(lai)意(yi)識(shi)到他(ta)(ta)所受到的(de)(de)(de)教育(yu)很適(shi)合成為一(yi)(yi)名生(sheng)(sheng)物(wu)物(wu)理學家。當(dang)時,克(ke)里克(ke)受到了(le)很多來(lai)自(zi)(zi)一(yi)(yi)些(xie)著名物(wu)理學家,例如(ru)鮑林(lin)和薛定諤等人的(de)(de)(de)影響。理論上(shang),共價鍵可以(yi)將(jiang)生(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)連接起(qi)來(lai),成為基(ji)因(yin)的(de)(de)(de)基(ji)礎。但是(shi)實際上(shang),生(sheng)(sheng)物(wu)學家們仍然需(xu)要(yao)(yao)知道到底是(shi)哪個(ge)分(fen)(fen)子(zi)使得整個(ge)結構(gou)具(ju)有生(sheng)(sheng)命(ming)。對于克(ke)里克(ke)來(lai)說(shuo),只(zhi)要(yao)(yao)將(jiang)達爾文從自(zi)(zi)然選擇(ze)所創造出的(de)(de)(de)進(jin)化(hua)論及孟德爾在基(ji)因(yin)方面所進(jin)行的(de)(de)(de)研究一(yi)(yi)起(qi)匯集起(qi)來(lai),就(jiu)能(neng)獲得生(sheng)(sheng)命(ming)的(de)(de)(de)秘密。不(bu)過當(dang)他(ta)(ta)意(yi)識(shi)到自(zi)(zi)然地形成生(sheng)(sheng)命(ming)有多么困難時,他(ta)(ta)說(shuo):“一(yi)(yi)個(ge)誠實的(de)(de)(de)人,不(bu)管知道多少(shao),也只(zhi)能(neng)說(shuo)生(sheng)(sheng)命(ming)的(de)(de)(de)起(qi)源幾乎是(shi)一(yi)(yi)個(ge)奇跡,因(yin)為有多少(shao)條件需(xu)要(yao)(yao)具(ju)備啊(a)!”總之(zhi)他(ta)(ta)稱自(zi)(zi)己為“強烈傾向于無神論的(de)(de)(de)懷疑(yi)論者”。
當(dang)時(shi)許多(duo)(duo)生(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)家(jia)已經意(yi)識到,像蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)高分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)很(hen)有可(ke)能(neng)是基因(yin)的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)物(wu)質(zhi)(zhi)。但是,蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)只(zhi)是結(jie)構(gou)性和功能(neng)性的(de)(de)(de)(de)高分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi),并且(qie)很(hen)多(duo)(duo)又是酶。1940年代中(zhong),生(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)家(jia)們已經開始發現(xian)另一種高分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi):脫(tuo)氧核糖核酸,這是染色體另一個重要的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou),有可(ke)能(neng)是基因(yin)的(de)(de)(de)(de)根源(yuan)。奧斯瓦(wa)爾德·埃弗里及他的(de)(de)(de)(de)同事發現(xian),細菌(jun)可(ke)以替(ti)基因(yin)添加(jia)DNA分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)而(er)(er)造(zao)成基因(yin)表現(xian)型(xing)的(de)(de)(de)(de)不同。可(ke)是也有證據說(shuo)明(ming)DNA和生(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)家(jia)的(de)(de)(de)(de)目(mu)標(biao)無關;DNA可(ke)能(neng)只(zhi)是給更重要的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)提供(gong)基本的(de)(de)(de)(de)框架而(er)(er)已。正在這時(shi),克(ke)里克(ke)在1949年參加(jia)了(le)劍橋大學(xue)馬克(ke)斯·佩魯茨(ci)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)小組,開始利(li)用X射線(xian)(xian)來研(yan)究(jiu)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)晶(jing)。此種研(yan)究(jiu),在理論上(shang),提供(gong)了(le)科(ke)學(xue)家(jia)很(hen)好的(de)(de)(de)(de)機會來徹底明(ming)白(bai)大型(xing)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou),可(ke)是實際上(shang)又有太(tai)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)問題,使得利(li)用X射線(xian)(xian)在當(dang)時(shi)并不適合研(yan)究(jiu)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)結(jie)晶(jing)。
克里克自(zi)己(ji)學(xue)習了X射線結(jie)晶學(xue)的(de)數學(xue)理論基礎。在(zai)(zai)這段時間內(nei),劍橋大學(xue)的(de)研(yan)究員正(zheng)在(zai)(zai)嘗試(shi)著確認(ren)蛋(dan)白質的(de)最穩定的(de)螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)鏈模(mo)型—α螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)。鮑林是第(di)一個發現α螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)中氨基酸:旋(xuan)轉=3.6的(de)比例(li)的(de)科學(xue)家。克里克自(zi)己(ji)目睹了他同事在(zai)(zai)研(yan)究α螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)中所犯的(de)錯誤,并在(zai)(zai)研(yan)究DNA的(de)結(jie)構中成功地避免了類似的(de)情(qing)景。
1951年,克里克與威廉斯·科克倫(WilliamCochran)及泛德(VladimirVand)一起推出(chu)了螺旋(xuan)形(xing)分子的(de)(de)X射線(xian)衍射的(de)(de)數學(xue)理論。從這個數學(xue)理論得出(chu)的(de)(de)結果(guo)和認為(wei)含有(you)α螺旋(xuan)的(de)(de)蛋白(bai)質的(de)(de)X射線(xian)實驗結果(guo)正好吻(wen)合(he)。此(ci)結果(guo)在1952年的(de)(de)一期自(zi)然雜(za)志里出(chu)版。螺旋(xuan)體衍射理論對(dui)研究DNA的(de)(de)結構很(hen)有(you)幫助。
從(cong)1951年底開(kai)始(shi)(shi),克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)開(kai)始(shi)(shi)與沃(wo)森一起在英國劍橋大學(xue)的(de)卡文迪許(xu)實(shi)驗室里(li)(li)工作。他們利用(yong)倫敦國王學(xue)院(yuan)的(de)科學(xue)家莫里(li)(li)斯·威爾(er)金斯、雷蒙德·葛斯林及富蘭克(ke)(ke)林等人的(de)X射(she)線衍射(she)的(de)實(shi)驗結(jie)果,一起提出了DNA的(de)螺旋形結(jie)構模型,并在1953年發表研究結(jie)果。
當沃(wo)森(sen)來(lai)到劍(jian)(jian)橋(qiao)時(shi),35歲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)克(ke)里(li)克(ke)僅是一名研(yan)(yan)究生,而(er)23歲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沃(wo)森(sen)已經(jing)有(you)了博士學位,可他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)都對分子結(jie)構(gou)(gou)如何(he)儲存遺傳信息的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這個(ge)(ge)問(wen)題(ti)很感興趣。他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)不(bu)斷(duan)地討(tao)論著(zhu),認為(wei)(wei)他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)有(you)可能能猜到一個(ge)(ge)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、可以(yi)解釋這個(ge)(ge)問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分子結(jie)構(gou)(gou)。1951年(nian)11月,威(wei)爾金(jin)斯(si)(si)與他(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學生雷蒙德·葛斯(si)(si)林(RaymondGosling)來(lai)到了劍(jian)(jian)橋(qiao)大(da)學,并且提供沃(wo)森(sen)和克(ke)里(li)克(ke)一項非常重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)結(jie)果,那就是威(wei)爾金(jin)斯(si)(si)和他(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同事亞歷(li)山大(da)·斯(si)(si)托克(ke)斯(si)(si)(AlexanderStokes),最近(jin)從(cong)DNA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)X射線衍射的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)結(jie)果意(yi)識到DNA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)必定是螺旋(xuan)(xuan)(xuan)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)結(jie)果和富蘭(lan)克(ke)林后來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一堂課鼓勵沃(wo)森(sen)和克(ke)里(li)克(ke)繼續研(yan)(yan)究螺旋(xuan)(xuan)(xuan)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分子結(jie)構(gou)(gou),但是因為(wei)(wei)他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(特(te)別(bie)是沃(wo)森(sen))認為(wei)(wei)鮑(bao)林有(you)可能會搶在(zai)他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)前(qian)面(mian)發(fa)表研(yan)(yan)究結(jie)果,所以(yi)在(zai)匆忙中(zhong)發(fa)布一個(ge)(ge)錯(cuo)誤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模型(xing)。他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)積(ji)極性(xing)(xing)受到了一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)打(da)擊;幾個(ge)(ge)月來(lai),他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)并沒有(you)在(zai)這方面(mian)做太多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究。就在(zai)這時(shi),富蘭(lan)克(ke)林發(fa)現并指(zhi)出了他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)錯(cuo)誤-DNA里(li)親水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)酸鹽應該(gai)位在(zai)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)表面(mian),而(er)疏水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)堿性(xing)(xing)部(bu)分應該(gai)位在(zai)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)內(nei)部(bu);而(er)在(zai)他(ta)(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模型(xing)中(zhong),磷(lin)酸鹽位在(zai)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部(bu),顯然是不(bu)正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)向威爾金(jin)斯(si)描(miao)述(shu)了(le)(le)他們原本(ben)模型的(de)錯誤,并請(qing)他與富(fu)蘭克(ke)(ke)林繼續幫助沃森和克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)研究DNA的(de)分(fen)子(zi)結(jie)構。威爾金(jin)斯(si)向他們提(ti)供(gong)了(le)(le)最(zui)新(xin)的(de)、還沒有發表的(de)X射線(xian)衍射圖像(xiang);富(fu)蘭克(ke)(ke)林也在(zai)1952年向他們提(ti)供(gong)了(le)(le)她對(dui)這(zhe)(zhe)些圖像(xiang)所做的(de)分(fen)析(xi)(這(zhe)(zhe)些分(fen)析(xi)后被包括在(zai)她交(jiao)給倫(lun)敦(dun)國王大學的(de)蘭德爾的(de)一(yi)份實驗報告里(li))。這(zhe)(zhe)份信息進一(yi)步(bu)地鞏固了(le)(le)他們對(dui)雙(shuang)螺旋、反平行的(de)分(fen)子(zi)模型的(de)信心(xin)。
克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)在1952年初曾經讓格(ge)里(li)(li)菲斯(si)試(shi)著利用基(ji)本(ben)化學(xue)原理和(he)量子(zi)力(li)(li)學(xue)計算(suan)一(yi)下不(bu)同(tong)(tong)的核苷酸之(zhi)間的吸引力(li)(li)。格(ge)里(li)(li)菲斯(si)的結(jie)果顯示(shi)鳥嘌呤(ling)(G)與(yu)(yu)胞嘧(mi)(mi)啶(ding)(C)互相吸引,而腺嘌呤(ling)(A)與(yu)(yu)胸腺嘧(mi)(mi)啶(ding)(T)同(tong)(tong)樣(yang)(yang)也(ye)是(shi)(shi)同(tong)(tong)一(yi)對。此(ci)(ci)時克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)并沒有(you)意(yi)(yi)識(shi)到此(ci)(ci)結(jie)果的重要性。1952年底,查(cha)戈(ge)夫(fu)(fu)來到英國(guo)與(yu)(yu)沃(wo)森(sen)和(he)克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)見面,并告知他(ta)們他(ta)的新發現,也(ye)就是(shi)(shi)查(cha)戈(ge)夫(fu)(fu)法則(ze)(也(ye)稱(cheng)堿基(ji)當量規則(ze))。這條法則(ze)內含(han)兩個比(bi)(bi)例(li):鳥嘌呤(ling)(G)與(yu)(yu)胞嘧(mi)(mi)啶(ding)(C)的比(bi)(bi)例(li)為(wei)1:1,腺嘌呤(ling)(A)與(yu)(yu)胸腺嘧(mi)(mi)啶(ding)(T)的比(bi)(bi)例(li)也(ye)為(wei)1:1,與(yu)(yu)格(ge)里(li)(li)菲斯(si)的計算(suan)結(jie)果相同(tong)(tong)。沃(wo)森(sen)后來突然(ran)意(yi)(yi)識(shi)到,A:T這一(yi)對和(he)C:G這一(yi)對的結(jie)構(gou)很相似(si),它們都一(yi)樣(yang)(yang)長,且每一(yi)對里(li)(li)的兩個分(fen)子(zi)都是(shi)(shi)由氫鍵連起來的。沃(wo)森(sen)及克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)在綜合查(cha)戈(ge)夫(fu)(fu)等人(ren)的發現后完成(cheng)DNA分(fen)子(zi)結(jie)構(gou)的研究(jiu)。
沃森及克里(li)克在(zai)1953年(nian)4月25日(ri)(ri)首次在(zai)《自然雜志》公(gong)布(bu)(bu)研(yan)究結(jie)果(guo)。,卡文(wen)迪許實驗室主(zhu)任勞(lao)倫斯·布(bu)(bu)拉格(ge)爵(jue)士(shi)1953年(nian)5月14日(ri)(ri)于(yu)倫敦蓋茲醫(yi)學院進行(xing)演(yan)講,里(li)奇·考(kao)爾(er)德在(zai)1953年(nian)5月15日(ri)(ri)于(yu)《倫敦新聞紀事報(bao)》發(fa)表一(yi)篇文(wen)章(zhang),描述該場演(yan)講內容。《紐約時(shi)報(bao)》于(yu)隔天進行(xing)報(bao)道,探(tan)討克里(li)克的生(sheng)平,文(wen)章(zhang)標題為(wei)“沃森及DNA:創造一(yi)次科學革(ge)命”。劍橋大學在(zai)校生(sheng)報(bao)紙《Varsity》也于(yu)1953年(nian)5月30日(ri)(ri)星(xing)期六發(fa)布(bu)(bu)短篇文(wen)章(zhang)。1962年(nian),沃森、克里(li)克及威爾(er)金斯因為(wei)DNA研(yan)究被授(shou)予諾(nuo)貝爾(er)醫(yi)學獎。
1954年(nian),37歲的(de)克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)完成(cheng)博士(shi)論(lun)文:“X-射線晶體學:肽(tai)及蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)”,并獲得博士(shi)學位。克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)然(ran)后在紐約科技大學的(de)實驗室(shi)工(gong)作,他(ta)在那里(li)繼(ji)續進行蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)X射線晶體學的(de)分(fen)析研究,主要目標是核糖核酸(suan)酶(mei)與蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)生物合成(cheng)機制。
克里(li)克在發(fa)現(xian)DNA雙螺旋結構模(mo)型后,他將焦點迅速轉向生(sheng)物學(xue)結構所具有(you)的意義。1953年,沃(wo)森和克里(li)克于《自然雜志》發(fa)表另(ling)一篇文章:“它似(si)乎可能是(shi)攜帶遺傳資訊代碼的基礎程序”。
1956年,克(ke)里克(ke)與沃(wo)森推(tui)測出(chu)小病(bing)毒的內部(bu)結構,認為球(qiu)形病(bing)毒是由60個相同亞基(ji)所組(zu)成,例如番茄叢生(sheng)矮(ai)化(hua)病(bing)毒。
他在紐(niu)約(yue)短暫工作后,克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)又回到(dao)劍(jian)橋大(da)學,直到(dao)1976年(nian)為(wei)止。克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)在這段期間(jian)搬到(dao)加州定(ding)居。克(ke)(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)(ke)與(yu)亞歷(li)山大(da)合作,使用X射線(xian)衍射來進行研究(jiu),例如膠原蛋白結(jie)構(gou)。
俄羅斯科學(xue)家喬治·伽(jia)莫夫(fu)組(zu)織一群(qun)科學(xue)家,針對RNA進行研(yan)究(jiu)。克(ke)里(li)(li)克(ke)清(qing)楚的意識到,必須(xu)有一個短序列的核(he)苷酸代(dai)碼來指(zhi)定一個特定的氨基酸在(zai)新蛋(dan)白質(zhi)中形成(cheng)。1956年,克(ke)里(li)(li)克(ke)為伽(jia)莫夫(fu)的RNA研(yan)究(jiu)小組(zu)撰寫一篇有關的遺傳密碼問題的論文。克(ke)里(li)(li)克(ke)在(zai)這篇文章中,提出(chu)蛋(dan)白質(zhi)是由大約20個氨基酸所合(he)成(cheng)的證(zheng)據。
在1950年代(dai)中期至(zhi)后期之(zhi)間,克(ke)里(li)(li)克(ke)持續研究蛋(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)的合成。到了1958年,克(ke)里(li)(li)克(ke)已(yi)經可以列出所有的蛋(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)合成過程中的關鍵程序。
佛(fo)朗(lang)西斯·克(ke)里(li)克(ke)于1958年(nian)提出分(fen)子(zi)生物學中(zhong)(zhong)(zhong)心法則(ze),并于1970年(nian)在《自然雜志》中(zhong)(zhong)(zhong)重申:分(fen)子(zi)生物學的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)心法則(ze)旨(zhi)在詳(xiang)細說明連串信息的(de)逐字傳(chuan)送(song),它指出遺傳(chuan)信息不(bu)能(neng)由蛋白(bai)質(zhi)轉移到(dao)蛋白(bai)質(zhi)或核酸(suan)之(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)。
DNA→RNA→蛋(dan)白(bai)質