
一頁紙改變人類的例子不多見,但1953年4月25日《自然》雜志上的那篇經典論文就是。
詹姆斯·沃森與弗朗西斯·克里克,在現在看上去實在挺短的一則文章里提出了脫氧核糖核酸(DNA)分子結構的雙螺旋模型。如今的我們見多了精美的DNA結構圖,腦海中會一下浮現那個雙鉸鏈,但當時完全沒條件,論文中唯一的簡樸插圖還是克里克的夫人所畫。
這篇論文等于頒布了人類基因的圭臬。現在幾乎所有生物實驗室的走廊里,如果需要懸掛科學家的照片來裝飾一下或供人仰止,都要有沃森和克里克。
詭辯者會說,他倆這不叫“改寫”人類,即便缺少其偉大發現,你我體內的DNA也還是雙螺旋,不會變成十八彎,就好像幾個月前我們才知道人體細胞中也能有DNA四螺旋卻一直都沒啥影響。這是自然。但在1953年隨后的60年里,我們也不會看到基因工程藥物,不會有從人類到西紅柿的各種生物基因組圖譜噗噗簌簌地蹦出來,不會有基因突變研究,甚至不能對癌癥的發生、畸形提供理論基礎——與人類生活息息相關的許多領域隨之消散。
時間推回到當年,沃森和克里克并沒有扔下什么重磅炸彈,雙螺旋結構在科學舞臺的登場是寂靜的——盡管1953年《自然》雜志統共發表了7篇關于DNA結構和功能的論文,但只有一家英國全國報紙《新聞紀事》(News Chronicle)提到雙螺旋。等到DNA涉及蛋白質合成的機制雛形初現的時候,生化領域才開始真正對這一結構感興趣。在論文發表9年后,諾貝爾獎也認可了。
今天的人們很難想象當初科學界對雙螺旋的接納竟如此的冷淡。DNA雙螺旋結構發現,和達爾文的進化論、施旺的細胞學說一樣,是生物學界最重要的標志——它在生命科學中的地位,就如同相對論在物理學中、元素周期表在化學中的地位一樣。
從歷史的角度來說,在雙螺旋結構發現之前,遺傳學某種意義上只是一種統計學和信息學——其各種理論是對遺傳現象的總結。雖然彼時人們已確證遺傳信息傳遞的載體是DNA,但是對DNA究竟如何作為基因的物質載體,始終沒有確切認識。但是DNA的雙螺旋結構,不僅讓人們知道了這點,也幾乎在物質上解釋了之前傳統遺傳學的全部理論。此為承前。
再道啟后。發現DNA雙螺旋結構直接導致了隨后的中心法則,而中心法則可說是現代生物學的骨架,整個學科在分子水平上幾乎都是基于中心法則的;另一方面,該發現為之后限制性內切酶(能識別并切割特異的雙鏈DNA序列)和PCR技術(一種生物體外的特殊DNA復制)提供了理論基礎——這兩個名稱貌似很復雜,但絕不是那些故弄玄虛的貨色,它們使人類可以自由的操縱基因,從而通過人工方法獲得各種生物大分子(技術意義)進行研究和應用。
時至今日,在分子水平上自由操縱基因,已是非常非常簡單的事,幾乎每個實驗室都可以做的,不過是有錢的進度快點,窮的進度慢點,如此而已。
雙螺旋之后,還想說一下論文的兩位作者。克里克在2004年辭世,據其同事講他最后一刻是在修改一篇論文,“至死猶是名科學家”。而沃森仍健在,是一位——用生物學家們的話說——“還活著的科學家里,牛頓那個級別的人物”。而提到沃森不能不想到冷泉港實驗室,一所世界影響最大的研究院之一,由沃森接管多年。無論美國經濟怎么動蕩,那里始終經費充裕。此圣地編寫了許許多多生命科學教材,或也讓沃森在科學家后,可以冠上教育家這一名頭。而世界各地新一代的生物學家,在他二人的肩膀上,從解碼和修補DNA轉至了全新的戰場——重寫遺傳密碼,人工合成生命。
以上,是對所有現代生物學來說。
正欲擱筆,我的企鵝通訊工具上一位專搞生物化學的小小實驗員頭像亮了,遂捉住問,像你們這樣的專業人,都怎么看沃森和克里克?他說他們倆嗎,那是神。
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