DNA与剑桥的老鹰酒吧

    1953年4月25日，英国《自然》杂志刊登了三篇有关DNA分子结构的论文。第一篇是沃森和克里克的《核酸的分子结构———脱氧核糖核酸的结构》，在这不到两页的短文中，提出了DNA分子的双螺旋结构模型。另外两篇则是威尔金斯、斯托克斯和威尔逊合写的《脱氧戊糖核酸的分子结构》以及弗兰克林和她的学生戈斯林署名的《胸腺核酸钠的分子构象》，各自发表了DNA螺旋结构的X光衍射照片及数据分析，从而正式宣布了DNA的双螺旋结构。这一重大发现标志着现代分子生物学的新纪元，揭开生命科学的新篇章。九年后，沃森和克里克以及威尔金斯因对发现DNA双螺旋结构做出的卓越贡献而获得诺贝尔奖。

沃森和克里克

    沃森曾师从噬菌体遗传学家卢里亚和德尔布吕克，是一位对遗传学很有造诣的年青生物学家；克里克在物理学方面接受过训练，十分了解X射线结晶学，虽然克里克本人不懂遗传学，但因为薛定谔《生命是什么》一书的启发，而对基因的结构和生物学功能很感兴趣。

    1951年春天，在意大利那不勒斯举行的生物大分子结构会议上，沃森得知英国著名生物物理学家维尔金斯（M.Willkins，1916～）正在进行DNA结构的研究，他的一张DNA  X射线衍射的幻灯片，给沃森留下了极其深刻的印象。1951年秋天，沃森在导师的支持下，以美国公派博士后的身份来到了英国剑桥大学卡文迪什实验室工作。在这里，他遇到了比自己年长十几岁的克里克，他们都被DNA结构之迷强烈地吸引着，于是，他们决定对这个富有挑战性的课题共同进行研究。

    在建立DNA结构模型的过程中，沃森和克里克讨论了美国化学家鲍林（L．C.Pauling，1901～1994）是如何发现蛋白质结构的。他们注意到鲍林的主要方法是依靠X射线衍射的图谱来探讨蛋白质分子的原子间关系的。在这一思想的启示下，沃森和克里克像孩子们摆积木一样，开始用自制的硬纸板构建DNA结构模型。他们利用了科学家们已经发现的一些证据，如DNA分子是由含有4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；维尔金斯和英国女科学家弗兰克林通过X射线衍射法推算出的DNA分子呈螺旋结构的结论，以及键距的计算数据等。沃森和克里克根据当时掌握的资料，否定了DNA是单链和四链结构的可能，首先构建了一个DNA链结构模型，他们将模型中的磷酸—核糖骨架安置在螺旋内部。但是，以维尔金斯为首的一批科学家在对此结构进行验证时发现，沃森和克里克对实验数据的理解有误，因而否定了他们建立的第一个DNA分子模型。

    在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们仍然以满腔的热情，投入到模型的构建工作中。他们第二次构建的是一个磷酸—核糖骨架在外部的双链螺旋模型，这个双链结构的碱基之间是以同配方式配对的，即A与A、T与T等配对。正当他们为同配模型的建立而高兴时，与他们同室的化学家多诺休从化学角度指出了这种配对方式的错误，于是，第二个DNA结构模型又宣告失败了。

    1952年春天，奥地利的著名生物化学家查哥夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得到的信息是；腺嘌呤（A)的量总是等于胸腺嘧啶（T)的量，鸟嘌呤（G)的量总是等于胞嘧啶(C）的量。虽然查哥夫1950年就发表了这个结果，但是此时他们才强烈地意识到碱基之间这一数量关系的重要意义。于是，沃森和克里克又兴奋起来，他们经过紧张地工作，克服了一个个困难，终于在碱基互补配对原则的基础上，构建了DNA分子双螺旋结构模型。当他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X衍射照片比较时，发现两者完全相符。沃森和克里克终于完成了一项具有划时代意义的伟大工作。

老鹰酒吧

1953年2月28日中午，剑桥大学的两位年轻的科学家弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森步入老鹰酒吧，宣布他们的发现：DNA是由两条核苷酸链组成的双螺旋结构。

　　这家著名的酒吧位于剑桥大学国王学院斜对面，酒吧的标志是一只展开翅膀的老鹰，英文名字就叫TheEaglePub。现在酒吧门口专门有一个介绍这段历史的牌子。当时沃森和克里克在剑桥大学非常普通，甚至有些不得志，沃森才25岁，克里克也不过37岁。他们甚至连一个正式宣布成果的场合都很难找到，到酒吧宣布如此伟大的一项发现总给人一种滑稽的感觉，幸好剑桥人的素质很高，当时并没有人把他们当成疯子轰走。沃森和克里克成名后，他们出场做报告都受到隆重接待，只不过他们讲解和宣布的内容再没有像发现DNA双螺旋结构这么重大。

    不过DNA分子结构的发现，在当年并未引起很大的轰动，用科学史家奥尔贝的话来说是“双螺旋悄然登场亮相”。《自然》杂志发表了这一成果的20天后，剑桥大学卡文迪研究室主任劳伦斯布拉格爵士在一个演讲中提到了这个发现，被媒体报道，这才引起公众的关注。英国只有一家全国性的报纸《新闻纪事》在1953年5月15日头版报道了这一消息，用了一个非常醒目和富有想像力的标题：“你为什么是你———逼近生命的奥秘”，引述了凯文迪许实验室主任布拉格的评价，指出“这是发现了使眼睛颜色、鼻子形状乃至智力等遗传特性世代相传的一种化学物质的结构”，“这是开辟了研究生命奥秘的一个全新领域”，并且预言“要发现这些‘化学扑克’如何洗牌和配对，够科学家再忙乎五十年”。

    预言得到应验。沃森和克里克以DNA双螺旋模型中四种碱基配对(腺嘌呤同胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤同胞嘧啶配对)的原则，揭示了“遗传物质复制的可能机制”，回答了DNA如何在遗传信息的复制和传递过程中起作用。在解决这个有关生命本质的最基本问题之一以后，关于DNA的结构和功能的研究如同春雨润土，渗入并滋养着包括遗传学在内的生命科学领域中各个学科，使研究思路、方法和技术发生了根本性的变革。人们开始从DNA水平上来考察绚丽多彩的生命现象的由来，从中寻找出作为复杂多样性基础的简明的同一性，从而开创了分子生物学的新时代。

    2003年在这一成果问世50周年之际，很多国家在举办各种纪念活动，媒体也利用这一机会开展科普工作。不过，关于这一成果的生日是1953年2月28日还是4月25日仍有争论。按照国际学术界惯例，一项成果必须经过同行评审后在学术杂志上正式发表才能被视为正式宣布，这样做为的是防止有人钻空子随便宣布获得重大成果造成混乱。因此，尽管沃森和克里克2月28日就在老鹰酒吧宣布了这一成果，但包括英国官方机构在内的很多机构把2003年4月25日作为DNA双螺旋结构发现50周年庆祝日。

    沃森今天说：基因隐私和基因歧视是基因研究和应用面临的两个严重问题。沃森和克里克现在很少露面。2003年4月14日中午，在美国华盛顿人类基因组序列图完成发布会现场，美国联邦国家人类基因组研究项目负责人弗朗西斯·柯林斯博士隆重宣布，人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划的所有目标全部实现。当DNA双螺旋结构发现者之一詹姆斯·沃森来到华盛顿发布会现场时，这位头发花白的资深科学家立即引起与会者的关注和欢迎。沃森在发布会上回顾了基因研究的历史，并指出基因隐私和基因歧视是当前基因研究和应用领域面临的两个严重问题。

    回顾历史，我们看到，DNA双螺旋结构的发现，使分子生物学得以诞生。65年来，生命科学和生物技术迅速发展，人类基因组图谱和水稻基因组图谱先后绘制成功，继1996年克隆羊多利问世后，各种克隆动物纷纷诞生，而一些转基因动植物也已经走进寻常百姓家。这一系列重大成果是人类献给新世纪的一份厚礼，标志着生命科学又向纵深迈进一步，它将推动基因组测序工作、功能基因的研究和基因技术的应用，从而推动整个生物技术的发展，也将对科技发展、经济发展以及整个社会产生深远影响。此外，以包括人自身为对象的生命科学研究，给人类的未来展示了美好的前景，在迎接生命科学不断取得的新突破的同时，如何充分考虑到这些突破可能带来的负面影响、让它们最大限度地造福人类，已成为新世纪之初摆在我们面前的一项迫切课题。