劍橋大學校園里的“老鷹”（Eagle）酒吧很有名氣。這不是因為它是個1667年開張的老店，也不是因為它坐落在著名的卡文迪許（Cavendish）實驗室（該實驗室從1874年建立以來產生了30個諾貝爾獎得主）旁邊，而是因為1953年2月28日，卡文迪許實驗室的生物物理學家弗朗西斯·克里克（Francis H. C. Crick，1916-2004）和一位從美國來訪問的同事詹姆斯·沃森（James D. Watson，1928-）在那里宣布他們的合作“發(fā)現了生命的秘密”，即發(fā)現了脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結構。他們因此與倫敦國王學院的新西蘭裔生物物理學家莫里斯·威爾金斯（Maurice H. F. Wilkins，1916-2004）一起分享了1962年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，表彰他們“發(fā)現了核酸的分子結構及其在生物信息傳遞中的重要性”。事實上，克里克和沃森兩人經常去這間小店吃午飯、喝咖啡，同時討論科研問題。他們在那里還畫出了20種典型氨基酸的排列，為分子生物學和 DNA 后來的發(fā)展提供了重要線索。他倆贏得諾貝爾獎后，咖啡店的?？蛡儽愣嗔藗€話題和戲稱：獲得諾貝爾獎的項目是“Eagle's DNA”。

圖1. 劍橋大學校園里的 Eagle 酒吧及其DNA牌匾

與DNA并列的還有RNA即核糖核酸，兩者合起來統(tǒng)稱為核酸，是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物遺傳和演化中起著非常重要的作用。DNA雙螺旋結構的發(fā)現在生物學發(fā)展史上是可與達爾文進化論相媲美的重大事件，標志著分子生物學的誕生。

在DNA雙螺旋結構的發(fā)現這個成功故事背后有一個關鍵人物——“影子女士”（Dark Lady）羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Elsie Franklin，1920年7月25日－1958年4月16日）。

圖2. Rosalind Elsie Franklin

1921年，富蘭克林出生于倫敦的一個猶太人家庭，中學就讀于倫敦圣保羅女子學校。她的母親謬麗爾（Muriel F. Waley）回憶說，“羅莎琳德16歲時就立志研讀科學?！彼母赣H艾里斯（Ellis A. Franklin）是倫敦工人學院的教師，主講電磁學和第一次世界大戰(zhàn)的歷史，后來成為該校校長?？墒?，這位教員父親竟然反對女兒去上大學，認為在那個年代女孩研讀科學沒有出路，甚至在她1938年進入劍橋大學時還拒絕為她支付學費。

富蘭克林于1941年從劍橋大學本科畢業(yè)，隨后進入研究生院。1942-1946年間，她先后發(fā)表了5篇科學論文，其中3篇是自己一個人寫的。1945年，她以畢業(yè)論文“固態(tài)有機石墨與煤及相關物質的特殊關系之物理化學”獲得物理化學博士學位。

畢業(yè)后，富蘭克林到了巴黎，在法國國家化學中心實驗室學習X射線衍射技術。在法國，她度過了一生中最愜意的時光。她經常參與實驗室午餐討論會，對政治、哲學乃至人權都感興趣。同事們十分驚訝：“從來沒遇到過法語說得這么好的外國人?！贝送?，她喜歡運動，經常游泳、爬山、健行。在穿著方面，富蘭克林十分優(yōu)雅時尚。學術研究上，她更是卓越出群。1950年1月，她發(fā)表了自己第一篇《自然》雜志文章，探討了碳分子中的電子如何影響X射線的散射，從而聲名鵲起。

1951年，富蘭克林回到英國，在倫敦國王學院任職。在那里，她加入了研究DNA結構的行列。可是，當時比她年長幾歲的同事威爾金斯并不喜歡她踏入自己的研究領域，但是在研究工作中又離不開她，于是把她當作助手使喚。然而，富蘭克林認為雙方應該是地位平等的。結果兩人關系變得非常緊張，甚至見面時都不說話。后來，富蘭克林干脆轉到了另一個學院（Birkbeck College），在那里帶領一個小團隊研究煙草花葉病毒分子結構。她的團隊在《自然》雜志上發(fā)表過相關論文，其中團隊成員亞倫·克盧格（Aaron Klug）因后續(xù)研究成果獲得了1982年諾貝爾化學獎。

富蘭克林在法國學習的X射線衍射技術在DNA研究中派上了用場。通常物理學家用X射線來分析晶體的結構。當X射線穿過不同的晶體后會形成不同的衍射圖形，從而顯示出晶體原子的排列方式。1952年5月6日，富蘭克林成功地拍攝了DNA晶體的X射線衍射照片，即后來著名的“照片51號”。她和博士生雷蒙德·葛斯林（Raymond Gosling，1926-2015）準確地分辨出了DNA的A型（干型）和B型（濕型）兩種構型，還進一步發(fā)現了細長的A型在濕度逐漸增加之后會轉變成為粗短的B型。當年在實驗室里的分工是A型由富蘭克林研究，而B型則由威爾金斯負責。1953年1月，富蘭克林著手起草了三篇系列性論文，前兩篇關于A型DNA的論文于3月6日投到了《晶體學報》（ACTA Crystallographica），而第三篇于3月17日寫成的關于B型DNA的論文卻被擱置了，幾年后才由克盧格發(fā)現。其中的記錄表明，富蘭克林在2月24日就已經得出了兩種DNA皆為雙螺旋結構的結論。直至多年以后，克盧格還依據富蘭克林的這些發(fā)表了的論文和未發(fā)表的草稿為她在DNA雙螺旋結構上的原創(chuàng)性貢獻作辯證。

圖3. DNA晶體的X射線衍射“照片51號”及其解釋

1953年對于這個故事中的所有人物都是十分關鍵的一年。1月30日，威爾金斯在沒有告知富蘭克林的情況下給來訪的沃森看了那張照片51號。當時沃森非常興奮。他后來回憶說，看到那張照片時“我嘴巴張得大大的，脈搏急促地跳動”。根據照片，沃森和克里克很快就確認了DNA的雙螺旋結構。在這以前，兩位曾錯誤地提出過三條鏈組成的DNA的結構模型，但遭到富蘭克林的公開質疑，最后被上級終止了研究。這件事讓沃森對富蘭克林非常不滿。

《自然》雜志在1953年4月25日同期發(fā)表了三篇論文，順序是以沃森和克里克的文章“核酸的分子結構：DNA的結構”為先，然后是威爾金斯和兩位助手的文章“DNA的分子結構”，最后是富蘭克林和葛斯林的文章“胸線核酸的分子組合”。沃森和克里克的論文很大程度上依賴于富蘭克林拍攝的DNA晶體的X射線衍射照片51號，但是他們發(fā)文之前并未征求富蘭克林的同意，文中只是表示“受到了威爾金斯、富蘭克林及其合作者們尚未發(fā)表的實驗結果和思想的啟發(fā)”。而威爾金斯與富蘭克林的兩篇論文都表示了自己的數據與沃森和克里克文章中的模型并不相佐。7月25日，富蘭克林和葛斯林再次在《自然》雜志上發(fā)表文章“鈉DNA晶體結構的雙螺旋證據”，以詳實的數據提供了DNA雙螺旋結構模型及其相關理論的實驗支撐。

圖4. DNA的雙螺旋結構

雖然富蘭克林對沃森和克里克未經她許可擅自使用了“照片51號”一事并沒有表示特別的介意，但是沃森卻不時在各種場合對富蘭克林冷嘲熱諷。沃森在1968年出版的、后來頗受爭議的《雙螺旋》一書中，對富蘭克林的描述充滿偏見，還戲謔地把她稱為莎士比亞戲劇中的人物“影子女士”（Dark Lady）。當然，今天這“影子女士”成為了富蘭克林幕后英雄的美名。盡管如此，沃森對富蘭克林的為人和工作態(tài)度依然十分敬佩。他書中最后寫下的一句話是：“羅莎琳德的非凡勇氣和正直廣為人知；她知道自己身罹重病仍毫不顧慮，依然繼續(xù)著她高水平的研究工作，直到去世的前幾周為止?！边@位諾獎得主沃森是個頗具爭議性的人物，一生故事繁多。其中最有趣的是，2014年他以錢不夠用為由將自己的諾貝爾獎章以470萬美元高價拍賣給了俄羅斯大亨Alisher Usmanov，一時貽笑天下。后來，買家慷慨地把獎牌送還給沃森，而這個獎牌得主竟然也腆顏領受。

事實上，雖然沃森與克里克在諾貝爾領獎演說中都不像威爾金斯以及后來的克盧格那樣去致謝富蘭克林，但是他們最終還是公開承認富蘭克林的研究成果在DNA雙螺旋結構發(fā)現中是至關重要的，贊揚她功不可沒。2003年，克里克在紀念DNA結構發(fā)現40周年的文章中寫道：“富蘭克林的貢獻沒有受到足夠的肯定，其實她清楚地闡明了兩種型態(tài)的DNA，并且定出A型DNA的密度、大小與對稱性?！蓖?，倫敦國王學院將一棟新大樓定名為“富蘭克林-威爾金斯大樓”（Franklin-Wilkins Building）時，沃森在大樓命名致詞中說道：“羅莎琳德的研究成果是我們能夠有這項重大發(fā)現的關鍵?！?/span>

圖5. 《時代》雜志封面（March 5th, 2020）

1950年代初期，富蘭克林的國際合作十分活躍。那時她從美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）獲得了一筆十分可觀的國際科研合作經費，研究小兒麻痺癥病毒結構。她經常參加國際會議和外出訪問，成為了病毒結構研究的早期全球性聯系人。1955年，她的團隊完成了煙草花葉病毒（TMV）模型的構建。那時，她還研究了病毒對植物的感染，以及TMV病毒中的RNA結構分析。1956年夏天，她到美國訪問了好幾所大學和研究院，包括加州理工學院、華盛頓大學、耶魯大學以及加州伯克利大學。她在伯克利停留了一個月，與首位純化出TMV結晶而榮獲1946年諾貝爾獎的病毒學大師溫德爾·史丹利（Wendell Stanley, 1904-1971）合作研究。但是，在訪美期間她發(fā)現腹部開始腫脹，后來越發(fā)厲害，以至穿著裙子都有困難?；赜螅?月4日她在倫敦醫(yī)院手術檢查結果顯示腹部有兩個腫瘤。外界猜測，那是她長期使用X射線進行實驗研究引起的病變。可是富蘭克林并沒有停止工作，她繼續(xù)研究小兒麻痺癥病毒結構。她的研究小組在1956年發(fā)表了7篇論文，在1957年又發(fā)表了6篇。

1957年底，富蘭克林終于病倒了。12月2日，她在醫(yī)院里寫下了遺囑?？墒?，翌年1月她稍覺好轉，便立馬出院重返實驗室，還到生物物理研究協會兼職。然而，3月30日她再次病倒，最后于4月16日因肺炎及卵巢癌并發(fā)癥不治，抱憾離世，享年38歲。她被安葬在倫敦Willesden猶太公墓里。墓碑中央鐫刻著“Scientist”（科學家）一詞，上頭是一段簡短的碑文：“她對病毒的研究和發(fā)現將持久地造福人類?！?/span>

圖6. 富蘭克林墓碑

當1962年沃森、克里克和威爾金斯獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的時候，富蘭克林已經離世四年了。諾貝爾獎并不授予已經去世的人。此外，同一獎項至多由三個人分享。如果富蘭克林當年依然活著，她也許會取代其中某人而獲獎吧？也許?？上v史沒有“如果”。

圖7. 1962年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主

不過，公正的歷史并沒有忘記杰出的羅莎琳德·富蘭克林。

富蘭克林在倫敦的故居被英國政府列為國家重要歷史文物并掛上了她的藍色牌匾名片。

圖8. 羅莎琳德·富蘭克林故居牌匾

2002年，英國皇家學會設立了“羅莎琳德·富蘭克林獎”。

圖9. Royal Society Rosalind Franklin Award

2004年，美國把成立于1912年的芝加哥醫(yī)學院更名為“羅莎琳德·富蘭克林醫(yī)科大學”。

2018年，英國政府出資成立了“羅莎琳德·富蘭克林研究院”，位于Oxfordshire的Harwell科技創(chuàng)新園區(qū)內，致力于醫(yī)學研究。

2019年，歐洲航天局（ESA）將火星探測計劃 ExoMars的火星漫游車命名為“羅莎琳德·富蘭克林號”。

2012年4月，羅莎琳德的妹妹、作家與歷史學家珍妮弗·格林（Jenifer Glynn）出版了一部回憶錄《我的姐姐羅莎琳德·富蘭克林》（My Sister Rosalind Franklin: A Family Memoir），描繪了羅莎琳德的一生，展示了她取得的學術成就以及對當時社會和學術界的影響。

人們將永遠記住這位DNA影子女士。

圖10. 牛津大學出版社（2012年4月）

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