DNA之母:罗莎琳德·富兰克林

DNA之母:罗莎琳德·富兰克林
很多⼈都知道沃森和克⾥克发现DNA双螺旋结构的故事,更进⼀步,有⼈还可能知道他们与莫⾥斯·威尔⾦斯因此分享了1962年的诺贝尔⽣理学或医学奖。然⽽,有多少⼈记得罗莎琳德·富兰克林,以及她在这⼀历史性的发现中做出的贡献?
DNA双螺旋结构发现是20世纪最为重⼤的科学发现之⼀,和相对论、量⼦⼒学⼀起被誉为20世纪最重要三⼤科学发现。
1953年,沃森和克⾥克在英国《⾃然》杂志上发表了题⽬为《脱氧核糖核酸的结构》的论⽂。这⼀发现成为了⽣物学发展的⼀座⾥程碑,是分⼦⽣物学时代的开端。然⽽他们的发现在很⼤程度上是依靠罗莎琳德·富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照⽚。当时,富兰克林与她的合作伙伴威尔⾦斯也在进⾏DNA结构的研究
罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)
石家庄雾霾治理
(1920.7.25—1958.4.16.)
英国化学家和X射线晶体学家,为理解DNA(脱氧核糖核酸),RNA(核糖核酸),病毒,煤的分⼦结构做出了贡献。
罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)出⽣于英国伦敦⼀个富裕的犹太⼈家庭,她⽗亲的叔叔赫伯特·塞缪尔(Herbert Samuel,后来的塞缪尔爵⼠)是1916 年的内政⼤⾂,也是第⼀位进⼊英国内阁的犹太⼈。另外她的⼀位阿姨则是⼥性参政权与⼯会运动的参与者。
罗莎琳德·富兰克林的⽗亲艾⾥斯·富兰克林(Ellis Franklin)是伦敦⼯⼈学院(Working Men's College)教授电磁学与第⼀次世界⼤战历史的教师,后成为该校校长。艾⾥斯·富兰克林曾经协助安置来⾃纳粹德国的逃难者,并收养两位孩童。
罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)
富兰克林出⽣于1920年。从幼年时期开始,富兰克林就表现出了⾮凡的学术能⼒。六岁时,她和她的兄弟罗兰⼀起在伦敦西部的私⽴⽇制学校诺兰德⼴场学校学习。那时,她的姨妈Helen Bentwich向她的丈夫描述了她:“Rosalind⾮常聪明,她把所有的时间都花在算术上,并且乐此不疲,⽽且她总能算对”。
她11岁时就读于西伦敦圣保罗⼥⼦学校(St Paul's Girls' School),这是伦敦为数不多的教授物理和化学的⼥⼦学校之⼀,她在课堂上名列前茅。她学习过德语,并且精通法语,这也成为⽇后对她帮助⾮常⼤的语⾔。
St Paul's Girls' School
15岁时她就⽴志要当科学家,但⽗亲并不⽀持她这样做。她早年毕业于剑桥⼤学,专业是物理化学。她于1945年获得博⼠学位。
1947年,她以博⼠后研究员的⾝份来到巴黎,学习X射线衍射技术。在雅克·布林( Jacques Mering)的领导下,她在巴黎中央理⼯学院⼯作,在那⾥她成为了⼀名颇有成就的X射线晶体学家。
她深受法国同事的喜爱,有⼈评价她“从来没有见到法语讲得这么好的外国⼈”。1951年,她回到英国,在伦敦国王学院取得了⼀个研究助理的职位,从事X射线衍射研究。
2013广东高考理综在那时候,⼈们已经知道了脱氧核糖核酸(DNA)可能是遗传物质,但是对于DNA的结构,以及它如何在⽣命活动中发挥作⽤的机制还不甚了解。
就在这时,富兰克林加⼊了研究DNA结构的⾏列———然⽽当时的环境相当不友善。她开始负责实验室的DNA项⽬时,有好⼏个⽉没有⼈⼲活。同事威尔⾦斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins)不喜欢她进⼊⾃⼰的研究领域,但他在研究上却⼜离不开她。
莫⾥斯·威尔⾦斯Maurice Wilkins(1916- 2004),
英国物理学家和分⼦⽣物学家,诺贝尔奖获得者。
他把她看做搞技术的副⼿,她却认为⾃⼰与他地位同等,两⼈的私交恶劣到⼏乎不讲话。那个年代的剑桥,对⼥科学家的歧视处处存在。刚开始⼯作,她便接到通知,⼥⼠不得使⽤学院⾼级⼈员的公共休息室。学院新招的退伍军⼈的粗野也让她⽆法忍受,他们常常在酒馆⾥喝得酒⽓熏天。
她更难忍受的是合作伙伴威尔⾦斯。她喜欢热烈⽽严肃的争论,但威尔⾦斯不仅反应慢,⽽且在发⽣争论时常常默不出声,还喜欢慢慢转过⾝去,留给⼈⼀个后脑勺。
富兰克林
但富兰克林在法国学习的X射线衍射技术在研究中派上了⽤场。X射线是波长⾮常短的电磁波。医⽣通常⽤它来透视⼈体,⽽物理学家⽤它来分析晶体的结构。当X射线穿过晶体之后,会形成衍射图样———⼀种特定的明暗交替的图形。不同的晶体产⽣不同的衍射图样,仔细分析这种图形⼈们就能知道组成晶体的原⼦是如何排列的。
富兰克林精于此道,这位英国物理化学家与晶体学家⽤X射线测晶法获得了DNA的第⼀张晶体衍射图⽚“照⽚51号”。但是她并未发表研究成果。从富兰克林个⼈性格来看,她对待学术严谨,⽽对于学术成果则愿意分享。
B型DNA的X射线晶体衍射照⽚——“照⽚51号”
此时,詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克⾥克(Francis Crick)也在剑桥⼤学进⾏DNA结构的研究,威尔⾦斯在富兰克林不知情的情况下给他们看了那张照⽚。
根据照⽚,他们推断出了DNA的双螺旋结构。他们在1953年5⽉25⽇出版的英国《⾃然》杂志上报告了这⼀发现,并获得1962年的诺贝尔⽣理学奖。这是⽣物学的⼀座⾥程碑,是分⼦⽣物学时代的开端。
1962年诺贝尔⽣理学或医学奖由Francis Harry Compton Crick,James Dewey Watson和Maurice Hugh Frederick Wilkins共同授予“关于核酸分⼦结构及其对⽣物材料信息传递的重要性的发现”。
富兰克林的贡献是⽏庸置疑的:她分辨出了DNA的两种构型,并成功地拍摄了它的X射线衍射照⽚。沃森和克⾥克未经她的许可使⽤了这张照⽚,但她并不在意,反⽽为他们的发现感到⾼兴,还在《⾃然》杂志上发表了⼀篇证实DNA双螺旋结构的⽂章。
两年后,由于富兰克林与她的指导员约翰兰德尔( John Randall )的分歧,以及与她的同事莫⾥斯·威尔⾦斯的更多分歧,她被迫搬到伯克贝克学院(Birkbeck College)。在伯克贝克学院,物理系主任约翰德斯蒙德伯纳尔(John Desmond Bernal)为她提供了⼀个独⽴的研究团队。在这⾥,罗莎琳德⽤⼀年时间默默地研究着烟草花叶病毒,并在《⾃然》杂志上发表了相关论⽂。
然⽽,不幸的事发⽣了。1956年中期,在与美国进⾏⼯作相关的旅⾏中,富兰克林发现⾃⼰的健康出了问题,她发现腹部肿胀的以⾄于穿裙⼦都很困难。回到伦敦后她进⾏就医,她的病例被标记为“紧急”。同年9⽉4⽇的⼀项⼿术显⽰她的腹部有两处肿瘤。
成果形式>元电荷即使在接受癌症的同时,富兰克林继续⼯作,她的研究⼩组继续发表研究成果 ——1956年发表了七篇论⽂,1957年发表了六篇论⽂。1957年底,富兰克林再次病倒,在皇家马斯登医院,12⽉2⽇,她安排了⾃⼰的遗嘱。1958年1⽉她重返⼯作岗位,并于2⽉25⽇晋升为⽣物物理研究助理。然⽽3⽉30⽇她再次病倒。1958年4⽉16⽇,这位年轻的
1⽉她重返⼯作岗位,并于2⽉25⽇晋升为⽣物物理研究助理。然⽽3⽉30⽇她再次病倒。1958年4⽉16⽇,这位年轻的⼥科学家再也没有睁开眼睛。
秦卫刚个人简历当1962年沃森、克⾥克和威尔⾦斯获得诺贝尔⽣理学或医学奖的时候,富兰克林已经在4年前因为卵巢癌⽽去世。按照惯例,诺贝尔奖不授予已经去世的⼈。此外,同⼀奖项⾄多只能由3个⼈分享,假如富兰克林活着,她会得奖吗?性别差异是否会成为公平竞争的障碍?后⼈为了这个永远不能有答案的问题进⾏过许多猜测与争论。
罗莎琳德·富兰克林(Samm Dove Art后期上⾊)
富兰克林在伯克贝克领导了病毒分⼦结构的开创性⼯作。她的团队成员亚伦·克卢格(Aaron Klug)继续她的研究,并于1982年获得诺贝尔化学奖。
亚伦·克卢格(1926-2018)。是⼀名出⽣于⽴陶宛的英国化学家和⽣物物理学家。1982年获得诺贝尔化学奖。
后来沃森与克⾥克皆坦承,富兰克林的研究结果是建构双螺旋结构的必要线索。克⾥克在⼀篇纪念DNA结构发现40周年的⽂章中说道:“富兰克林的贡献没有受到⾜够的肯定,她清楚地阐明两种型态的DNA,并且定出A型DNA的密度、⼤⼩与对称性。”
富兰克林英年早逝,与诺奖失之交臂,可谓令⼈叹息。让我们记住这位杰出的⼥科学家,这为基因DNA结构的探索付出了⽣命的代价的伟⼤的⼥科学家----富兰克林。
2003年,伦敦国王学院将⼀栋新⼤楼命名为富兰克林—威尔⾦斯馆(Franklin-Wilkins Building),以纪念罗莎琳德及其同事莫⾥斯·威尔⾦斯的贡献。沃森在命名演说中说道:“罗莎琳德的贡献是我们能够有这项重⼤发现的关键。”Franklin-Wilkins Building
2019年,欧洲航天局(ESA)将他们的ExoMars流浪者命名为Rosalind Franklin。以纪念英国化学家和DNA先驱罗莎琳德富兰克林。
ExoMars流浪者原型,在2009年英国国家天⽂学会议上展出。短路容量
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