弗朗(lang)西斯·哈利·康(kang)普(pu)頓·克里克,(英文名(ming):FrancisHarryComptonCrick,1916年(nian)6月(yue)8日-2004年(nian)7月(yue)28日),英國生物學(xue)(xue)家(jia),物理學(xue)(xue)家(jia),及神經科(ke)學(xue)(xue)家(jia)。最重要的(de)成就(jiu)是(shi)1953年(nian)在劍橋大學(xue)(xue)卡文迪許(xu)實驗室(shi)與詹姆斯·沃森共同發現(xian)了(le)脫氧核糖核酸(DNA)的(de)雙螺旋結(jie)構。二人也因此與莫(mo)里斯·威爾(er)金斯共同獲得了(le)1962年(nian)的(de)諾貝爾(er)生理及醫(yi)學(xue)(xue)獎,這枚獎章現(xian)保存于百慕(mu)迪再生醫(yi)學(xue)(xue)中心。2004年(nian)因大腸癌(ai)病逝。他(ta)的(de)一名(ming)同事,科(ke)赫,曾感(gan)嘆道:“他(ta)臨死(si)前(qian)還在修(xiu)改(gai)一篇(pian)論(lun)文;他(ta)至死(si)猶是(shi)一名(ming)科(ke)學(xue)(xue)家(jia)”。
1916年6月8日,弗朗西斯(si)·克里克出生在英格蘭北漢普(pu)頓市。幼時(shi)的克里克便對科(ke)學問題充滿(man)好奇和疑(yi)問。
他(ta)(ta)曾在(zai)(zai)倫敦大(da)(da)學(xue)(xue)學(xue)(xue)習物(wu)理(li),二戰的(de)(de)爆發(fa)使他(ta)(ta)被迫中斷攻讀博士(shi)的(de)(de)學(xue)(xue)習,來到英國海軍部研究制造水雷。二戰后(hou),他(ta)(ta)對“生(sheng)(sheng)物(wu)與(yu)非生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)區別”產(chan)生(sheng)(sheng)了濃厚興趣,但那時(shi)他(ta)(ta)在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)(xue)、有機化學(xue)(xue)以及晶(jing)體學(xue)(xue)方面都(dou)沒有什(shen)么基礎(chu),在(zai)(zai)此后(hou)的(de)(de)幾年里他(ta)(ta)花了大(da)(da)量的(de)(de)時(shi)間自學(xue)(xue)這些知識,完成了從(cong)物(wu)理(li)學(xue)(xue)家(jia)到生(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)(xue)家(jia)的(de)(de)轉變。這是他(ta)(ta)的(de)(de)第一次學(xue)(xue)科領域轉換。
1937年(nian),在倫敦大(da)學學院學習,并(bing)獲得了物(wu)理學士(shi)學位。
1947年,克里克進入(ru)(ru)劍(jian)(jian)橋大學的(de)(de)斯(si)坦(tan)格威斯(si)實驗(yan)室參與研(yan)究(jiu)工作(zuo)。隨(sui)后又(you)加入(ru)(ru)劍(jian)(jian)橋大學卡(ka)文迪許實驗(yan)室。他的(de)(de)學術生涯的(de)(de)一(yi)個重(zhong)要轉折是(shi)1951年與美國科學家詹姆斯(si)·沃森(JamesDeweyWatson)的(de)(de)相遇。由于(yu)有著一(yi)致(zhi)的(de)(de)研(yan)究(jiu)興(xing)趣,兩人(ren)可說是(shi)一(yi)拍即合。盡管他們(men)都(dou)在做著蛋白質晶體結(jie)構的(de)(de)研(yan)究(jiu)工作(zuo),但兩人(ren)都(dou)對“基因到底(di)是(shi)什么”感興(xing)趣,他們(men)深信一(yi)旦解讀了DNA的(de)(de)結(jie)構,對搞清遺(yi)傳的(de)(de)真相將很有幫助。
1952年(nian)(nian),美國化(hua)學家鮑林(LinusPauling)發表了(le)(le)關于DNA三(san)鏈(lian)模型的研(yan)究報告,這種(zhong)(zhong)模型被稱為α螺(luo)旋。沃森(sen)與威爾金斯、富(fu)蘭克林等討論了(le)(le)鮑林的模型。威爾金斯出示了(le)(le)同事羅莎琳德(de)·富(fu)蘭克林(RosalindFranklin)在一年(nian)(nian)前拍下的DNAX射線衍射照片,沃森(sen)看出了(le)(le)DNA的內部(bu)是一種(zhong)(zhong)螺(luo)旋形的結構(gou),他立即產生了(le)(le)一種(zhong)(zhong)新(xin)概念:DNA不(bu)是三(san)鏈(lian)結構(gou)而應該是雙鏈(lian)結構(gou)。
他(ta)們繼續循著這個思路深入(ru)探(tan)討,先在(zai)理(li)論上得(de)出一個共識:DNA是一種雙(shuang)鏈螺旋(xuan)結(jie)構(gou)。隨后(hou)沃森和克里克立即行動,在(zai)實驗室中聯手開(kai)始搭建(jian)DNA雙(shuang)螺旋(xuan)模(mo)型,終于在(zai)1953年3月7日(ri),將他(ta)們想像中的(de)DNA模(mo)型搭建(jian)成(cheng)功了。
1953年(nian)4月25日,克(ke)里(li)克(ke)和沃森(sen)合作在(zai)頂級(ji)的(de)《自然》雜志(zhi)上發表(biao)了(le)(le)(le)(le)一(yi)篇名(ming)為“核酸的(de)分(fen)(fen)(fen)子結構--DNA的(de)一(yi)種可能結構”的(de)論(lun)(lun)文。他(ta)們的(de)論(lun)(lun)文被譽為是(shi)“生(sheng)物(wu)學的(de)一(yi)個標(biao)志(zhi),開創了(le)(le)(le)(le)新的(de)時(shi)代”。在(zai)此(ci)基(ji)礎上,克(ke)里(li)克(ke)進(jin)一(yi)步分(fen)(fen)(fen)析了(le)(le)(le)(le)DNA在(zai)生(sheng)命活動中的(de)功能和定(ding)位(wei),提出了(le)(le)(le)(le)著(zhu)名(ming)的(de)中心(xin)法則,由此(ci)奠定(ding)了(le)(le)(le)(le)整個分(fen)(fen)(fen)子遺傳(chuan)學的(de)基(ji)礎。克(ke)里(li)克(ke)還和弗農(nong)·英格冉姆(mu)(Vernon-Ingram)一(yi)道(dao),發現了(le)(le)(le)(le)遺傳(chuan)物(wu)質在(zai)決定(ding)蛋白質特性上的(de)作用(yong),因此(ci)被譽為“分(fen)(fen)(fen)子生(sheng)物(wu)學之父(fu)”。
由于沃森、克里(li)克和(he)威爾(er)金斯在DNA分(fen)子研究方面的卓越(yue)貢(gong)獻,1962年,他(ta)們三人分(fen)享了諾貝爾(er)生(sheng)理(li)學(xue)(xue)或(huo)醫學(xue)(xue)獎,獲獎原(yuan)因(yin)為“發現(xian)核酸(suan)的分(fen)子結構及其對生(sheng)物(wu)中信息傳遞的重要(yao)性”。
1966年,當生(sheng)物醫學的(de)基礎(chu)輪廓已經被(bei)清楚地勾(gou)畫出來之后(hou),克(ke)里克(ke)認(ren)為是將興趣轉(zhuan)向神(shen)經科學、尤其(qi)是“意識”問題的(de)時候了。1976年,他來到位于風(feng)景如畫的(de)加州圣迭戈(ge)的(de)索爾(er)克(ke)生(sheng)物研究所,開始從事對腦和(he)意識的(de)研究——這時他已經60歲(sui),開始科學生(sheng)涯的(de)第二次領(ling)域大轉(zhuan)換。
他在科(ke)學(xue)史上第一次明確提(ti)出用自然科(ke)學(xue)的辦法可以解決意(yi)識問題。因此,霍根(gen)在《科(ke)學(xue)極限(xian)》(TheEndofScience)一書中稱贊道,“只有(you)尼克松才能打開與中國(guo)的外交僵局;同(tong)樣的,也只有(you)克里克才能使意(yi)識成為合(he)法的科(ke)學(xue)對象(xiang)”。
克里克開(kai)始(shi)思考意識(shi)的本質,但他并沒有(you)走實(shi)驗的道路,而是決定從理(li)論研究(jiu)入手。他對意識(shi)問題研究(jiu)的另(ling)一個特點是他不僅從自己熟(shu)悉的分子角度研究(jiu)問題,還注(zhu)重從心(xin)理(li)學(xue)、神經(jing)解剖學(xue)以及神經(jing)生理(li)學(xue)等各個水(shui)平,甚(shen)至從哲(zhe)學(xue)水(shui)平來看問題,以期(qi)架(jia)起(qi)連通(tong)各個領(ling)域的橋梁。
20世紀90年代(dai)中期,克(ke)里克(ke)在其科普著作(zuo)《驚(jing)(jing)人(ren)的(de)(de)假說(shuo):靈魂的(de)(de)科學探索(suo)》中指出(chu),我們的(de)(de)思想、意識完全可以(yi)用大腦中一些神經元的(de)(de)交互作(zuo)用來解釋(shi),這就(jiu)是(shi)他提出(chu)的(de)(de)關(guan)于意識的(de)(de)“驚(jing)(jing)人(ren)假說(shuo)”。
作(zuo)(zuo)為(wei)克里克對意識本質問題興(xing)趣的(de)(de)(de)一(yi)部分,他還研(yan)(yan)究(jiu)了關(guan)于(yu)人類(lei)夢(meng)(meng)境的(de)(de)(de)復雜(za)問題。當然(ran),克里克研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)并不在(zai)(zai)夢(meng)(meng)本身,而在(zai)(zai)神經(jing)(jing)網(wang)絡。他認為(wei)只有理解(jie)了神經(jing)(jing)組(zu)群之間如何相(xiang)互作(zuo)(zuo)用和(he)協同工作(zuo)(zuo),才能理解(jie)大腦。神經(jing)(jing)組(zu)群之間這(zhe)種復雜(za)的(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)(zuo)用有時發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)睡眠和(he)快速眼動(dong)中(zhong),克里克希望通過研(yan)(yan)究(jiu)夢(meng)(meng)來作(zuo)(zuo)為(wei)神經(jing)(jing)交互作(zuo)(zuo)用的(de)(de)(de)證(zheng)據。
2003年(nian)初,克里(li)克在著名(ming)的(de)(de)《自(zi)然-神經科學》雜志(zhi)上(shang)發表論文(wen)“意識的(de)(de)框架”,提出(chu)意識不(bu)是(shi)先(xian)天就有(you)(you),而是(shi)由大腦(nao)中位于(yu)“扣帶前回(hui)”的(de)(de)一(yi)小組神經元產生和控制的(de)(de)。他(ta)的(de)(de)論文(wen)又一(yi)次(ci)奠(dian)定了他(ta)的(de)(de)意識問題的(de)(de)制高點,受到認(ren)知科學界的(de)(de)廣泛關注。這已(yi)經是(shi)他(ta)生命的(de)(de)垂暮(mu)之(zhi)年(nian),克里(li)克為世界各地的(de)(de)年(nian)輕(qing)科學家吹響了號角:腦(nao)科學還(huan)有(you)(you)很長的(de)(de)一(yi)段路要(yao)走,但它的(de)(de)吸(xi)引力和重要(yao)意義將不(bu)可避免地推動它不(bu)斷(duan)前進。
在《生(sheng)(sheng)命(ming)本(ben)(ben)身:起源(yuan)(yuan)和本(ben)(ben)質》(LifeItself:ItsOriginandNature)一書中,克里克提(ti)出直接的有生(sheng)(sheng)源(yuan)(yuan)說理(li)論,以此來解釋生(sheng)(sheng)命(ming)的起源(yuan)(yuan)。
雖然他認為來自宇宙空間的(de)微生(sheng)物或生(sheng)物化合物是地球上(shang)生(sheng)命的(de)起(qi)源這(zhe)一理論(lun)仍徘徊在(zai)科學的(de)主流之(zhi)外(wai),但由這(zhe)種(zhong)(zhong)理論(lun)引(yin)發的(de)各種(zhong)(zhong)支持(chi)和(he)反(fan)對意見卻富有啟發性(xing)和(he)建設(she)性(xing)意義。
克里克還在上世紀80年代的(de)(de)(de)一本書《狂熱(re)的(de)(de)(de)追求:對科(ke)學發現的(de)(de)(de)個(ge)人見(jian)解(jie)》(WhatMadPursuit:APersonalViewofScientificDiscovery)中,以其輕(qing)松的(de)(de)(de)個(ge)人風格迅速(su)地(di)傳遞出(chu)他對于生命(ming)本身的(de)(de)(de)科(ke)學知識(shi)的(de)(de)(de)熱(re)情。盡管他沒有再像從前(qian)領導分子生物學一樣走在研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)最(zui)前(qian)沿,但他熱(re)切地(di)渴望(wang)推動關于腦和(he)意(yi)識(shi)本質的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)。有趣的(de)(de)(de)是,該書由(you)唐(tang)孝(xiao)威院士翻譯出(chu)版(ban)(ban)(中國科(ke)技(ji)大學出(chu)版(ban)(ban)社,1995),唐(tang)孝(xiao)威院士的(de)(de)(de)興(xing)趣也是從原子彈(dan)設(she)計轉(zhuan)變到腦科(ke)學。
除了在(zai)有生之年對于(yu)科(ke)學作(zuo)出的(de)(de)廣泛而(er)卓越(yue)的(de)(de)貢獻,讓(rang)我們(men)記住克(ke)里克(ke)的(de)(de)還有他(ta)的(de)(de)科(ke)學精神和人(ren)格魅力(li)。
也許克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)并不是(shi)最(zui)聰明(ming)的(de)(de)科(ke)學(xue)家,但(dan)他卻擁有(you)一(yi)名(ming)優秀科(ke)學(xue)家所(suo)具(ju)備的(de)(de)最(zui)重要(yao)的(de)(de)品質:敏銳的(de)(de)洞察(cha)力(li)和(he)堅(jian)忍(ren)不拔(ba)的(de)(de)毅力(li)。DNA雙螺(luo)旋結構并不復(fu)雜,之(zhi)所(suo)以作出這(zhe)個重大發現的(de)(de)人是(shi)他和(he)沃森(sen)而不是(shi)與(yu)他們(men)同時代的(de)(de)其(qi)他科(ke)學(xue)家,用(yong)克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)自(zi)己的(de)(de)話來說,就是(shi):“我想,詹姆斯(si)和(he)我最(zui)值得稱贊的(de)(de)是(shi)我們(men)選(xuan)對了問(wen)題并堅(jian)持不懈地(di)為之(zhi)奮斗。為了找到黃金,我們(men)一(yi)路跌(die)跌(die)撞撞,總是(shi)犯錯誤,這(zhe)是(shi)真的(de)(de),但(dan)事實是(shi)我們(men)仍(reng)在(zai)一(yi)直(zhi)尋找黃金。”
在(zai)生活中(zhong),這個(ge)執著(zhu)的(de)(de)(de)科研者喜歡大(da)聲講話,無論是沿著(zhu)河(he)邊散步、吃飯,還是在(zai)老鷹(ying)酒廊聊天,他(ta)(ta)都一(yi)口(kou)氣能說(shuo)好幾(ji)個(ge)小時。他(ta)(ta)是理(li)想的(de)(de)(de)研究伙伴,也是真誠的(de)(de)(de)朋友。沃(wo)森(sen)說(shuo):“我(wo)(wo)將永遠(yuan)緬(mian)懷弗朗西斯,記住(zhu)他(ta)(ta)高人一(yi)籌、專注于一(yi)點的(de)(de)(de)智慧,記住(zhu)他(ta)(ta)對(dui)我(wo)(wo)的(de)(de)(de)友善和對(dui)我(wo)(wo)樹立(li)信(xin)心的(de)(de)(de)幫助”。
2001年,中科院汪云九(jiu)教(jiao)授(shou)曾經到圣迭戈的索爾克生物研究(jiu)(jiu)所訪問(wen)克里克教(jiao)授(shou),同他探討了研究(jiu)(jiu)意識問(wen)題(ti)的理論,克里克從未到過中國,但(dan)他表示了對東方古國的強烈興趣,他說可惜他的身體和腿(tui)腳已經不允許他作國際旅(lv)行了,但(dan)他還是為《狂熱(re)的追求》和《驚人的假說》中譯本寫了序言。
克(ke)里(li)克(ke)對生(sheng)物學中的兩個問(wen)題(ti)很(hen)感興趣:一(yi)(yi)(yi),分子如(ru)(ru)何(he)從無生(sheng)命(ming)(ming)的物質變成(cheng)生(sheng)物;二,大腦如(ru)(ru)何(he)產生(sheng)思(si)想。他(ta)后來意識(shi)到(dao)他(ta)所(suo)(suo)受(shou)(shou)到(dao)的教育很(hen)適(shi)合成(cheng)為一(yi)(yi)(yi)名(ming)生(sheng)物物理學家。當(dang)時,克(ke)里(li)克(ke)受(shou)(shou)到(dao)了很(hen)多(duo)來自(zi)一(yi)(yi)(yi)些著(zhu)名(ming)物理學家,例如(ru)(ru)鮑(bao)林和薛定諤等人(ren)的影響。理論(lun)上,共價鍵(jian)可以將生(sheng)物分子連接起(qi)(qi)來,成(cheng)為基因(yin)的基礎。但(dan)是實(shi)(shi)際上,生(sheng)物學家們仍然需(xu)要(yao)知道到(dao)底是哪(na)個分子使(shi)得(de)整個結構具有生(sheng)命(ming)(ming)。對于克(ke)里(li)克(ke)來說,只(zhi)要(yao)將達爾文從自(zi)然選擇所(suo)(suo)創造出的進(jin)化(hua)論(lun)及(ji)孟德爾在(zai)基因(yin)方面所(suo)(suo)進(jin)行的研究一(yi)(yi)(yi)起(qi)(qi)匯集起(qi)(qi)來,就能(neng)獲得(de)生(sheng)命(ming)(ming)的秘密(mi)。不(bu)過(guo)當(dang)他(ta)意識(shi)到(dao)自(zi)然地形成(cheng)生(sheng)命(ming)(ming)有多(duo)么困(kun)難時,他(ta)說:“一(yi)(yi)(yi)個誠實(shi)(shi)的人(ren),不(bu)管知道多(duo)少,也(ye)只(zhi)能(neng)說生(sheng)命(ming)(ming)的起(qi)(qi)源幾乎是一(yi)(yi)(yi)個奇跡(ji),因(yin)為有多(duo)少條件需(xu)要(yao)具備(bei)啊(a)!”總之他(ta)稱(cheng)自(zi)己為“強烈傾(qing)向于無神(shen)論(lun)的懷(huai)疑論(lun)者”。
當時許多生(sheng)物學(xue)家(jia)(jia)已(yi)經意識到,像蛋(dan)白(bai)質這(zhe)樣(yang)的(de)(de)高分(fen)子(zi)(zi)(zi)很有(you)可能(neng)是(shi)(shi)基(ji)(ji)因的(de)(de)基(ji)(ji)礎(chu)物質。但是(shi)(shi),蛋(dan)白(bai)質只是(shi)(shi)結(jie)構(gou)(gou)性和(he)功能(neng)性的(de)(de)高分(fen)子(zi)(zi)(zi),并(bing)(bing)且很多又是(shi)(shi)酶。1940年代中,生(sheng)物學(xue)家(jia)(jia)們已(yi)經開(kai)始發現另一(yi)種高分(fen)子(zi)(zi)(zi):脫氧核(he)糖核(he)酸,這(zhe)是(shi)(shi)染色體(ti)另一(yi)個重(zhong)要(yao)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou),有(you)可能(neng)是(shi)(shi)基(ji)(ji)因的(de)(de)根(gen)源(yuan)。奧斯(si)瓦爾(er)德·埃弗里及(ji)他(ta)的(de)(de)同事發現,細菌可以替基(ji)(ji)因添(tian)加(jia)DNA分(fen)子(zi)(zi)(zi)而(er)造成基(ji)(ji)因表現型(xing)的(de)(de)不同。可是(shi)(shi)也有(you)證(zheng)據說明(ming)DNA和(he)生(sheng)物學(xue)家(jia)(jia)的(de)(de)目(mu)標無關;DNA可能(neng)只是(shi)(shi)給更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質分(fen)子(zi)(zi)(zi)提(ti)供基(ji)(ji)本的(de)(de)框架而(er)已(yi)。正在(zai)這(zhe)時,克里克在(zai)1949年參加(jia)了(le)劍(jian)橋(qiao)大(da)(da)學(xue)馬克斯(si)·佩魯茨的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)小組,開(kai)始利用(yong)X射(she)線(xian)來研(yan)究(jiu)(jiu)蛋(dan)白(bai)質結(jie)晶。此種研(yan)究(jiu)(jiu),在(zai)理論(lun)上,提(ti)供了(le)科學(xue)家(jia)(jia)很好(hao)的(de)(de)機會來徹底明(ming)白(bai)大(da)(da)型(xing)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou),可是(shi)(shi)實際(ji)上又有(you)太多的(de)(de)技術問題,使(shi)得利用(yong)X射(she)線(xian)在(zai)當時并(bing)(bing)不適合研(yan)究(jiu)(jiu)分(fen)子(zi)(zi)(zi)結(jie)晶。
克里克自(zi)己學(xue)(xue)習了(le)X射線結晶學(xue)(xue)的(de)數(shu)學(xue)(xue)理(li)論基(ji)(ji)礎。在(zai)這(zhe)段時間內,劍橋大學(xue)(xue)的(de)研究(jiu)員正在(zai)嘗試著確認蛋(dan)白質的(de)最穩定的(de)螺(luo)(luo)旋(xuan)鏈模型—α螺(luo)(luo)旋(xuan)。鮑林(lin)是第一個發現(xian)α螺(luo)(luo)旋(xuan)中氨基(ji)(ji)酸:旋(xuan)轉=3.6的(de)比例的(de)科學(xue)(xue)家(jia)。克里克自(zi)己目睹了(le)他同事在(zai)研究(jiu)α螺(luo)(luo)旋(xuan)中所犯的(de)錯誤,并(bing)在(zai)研究(jiu)DNA的(de)結構中成功地避免了(le)類似的(de)情景(jing)。
1951年,克(ke)里(li)克(ke)與(yu)威廉斯·科克(ke)倫(WilliamCochran)及泛德(VladimirVand)一起推出(chu)(chu)了螺旋形分子(zi)的(de)X射線衍射的(de)數學(xue)理(li)論(lun)。從這個數學(xue)理(li)論(lun)得(de)出(chu)(chu)的(de)結(jie)(jie)(jie)果和認為含有α螺旋的(de)蛋(dan)白質的(de)X射線實驗結(jie)(jie)(jie)果正好(hao)吻(wen)合。此結(jie)(jie)(jie)果在1952年的(de)一期自然雜志里(li)出(chu)(chu)版。螺旋體衍射理(li)論(lun)對研究DNA的(de)結(jie)(jie)(jie)構很有幫助。
從1951年底開始(shi),克(ke)里克(ke)開始(shi)與沃森(sen)一起在英(ying)國(guo)劍橋大學(xue)的(de)(de)(de)卡文迪許實驗室里工作。他們(men)利(li)用倫敦國(guo)王學(xue)院的(de)(de)(de)科學(xue)家莫里斯(si)(si)·威爾金斯(si)(si)、雷蒙德·葛斯(si)(si)林及富蘭克(ke)林等人的(de)(de)(de)X射線衍射的(de)(de)(de)實驗結(jie)果,一起提出了DNA的(de)(de)(de)螺旋形結(jie)構(gou)模型,并在1953年發(fa)表研究結(jie)果。
當(dang)沃森(sen)來(lai)到(dao)(dao)劍(jian)橋時,35歲的(de)(de)(de)(de)(de)克里(li)(li)(li)克僅是(shi)(shi)一(yi)(yi)名研(yan)究生(sheng),而23歲的(de)(de)(de)(de)(de)沃森(sen)已經有(you)了(le)博(bo)士學位(wei),可(ke)他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)都(dou)對分子(zi)結構(gou)如何儲存遺傳(chuan)信息的(de)(de)(de)(de)(de)這個(ge)問題很(hen)感興趣(qu)。他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)不(bu)斷地討論著(zhu),認(ren)為他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)有(you)可(ke)能(neng)能(neng)猜到(dao)(dao)一(yi)(yi)個(ge)好的(de)(de)(de)(de)(de)、可(ke)以解釋這個(ge)問題的(de)(de)(de)(de)(de)分子(zi)結構(gou)。1951年11月,威(wei)爾金(jin)斯(si)(si)與他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)學生(sheng)雷(lei)蒙(meng)德·葛斯(si)(si)林(RaymondGosling)來(lai)到(dao)(dao)了(le)劍(jian)橋大學,并且提供沃森(sen)和(he)克里(li)(li)(li)克一(yi)(yi)項非常(chang)重要的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗結果(guo),那就是(shi)(shi)威(wei)爾金(jin)斯(si)(si)和(he)他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)同事亞歷山大·斯(si)(si)托克斯(si)(si)(AlexanderStokes),最(zui)近從DNA的(de)(de)(de)(de)(de)X射線(xian)衍射的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗結果(guo)意識到(dao)(dao)DNA的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)必定(ding)是(shi)(shi)螺旋(xuan)形的(de)(de)(de)(de)(de)。他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗結果(guo)和(he)富(fu)蘭克林后來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)堂課鼓勵沃森(sen)和(he)克里(li)(li)(li)克繼續研(yan)究螺旋(xuan)形的(de)(de)(de)(de)(de)分子(zi)結構(gou),但(dan)是(shi)(shi)因為他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(特別是(shi)(shi)沃森(sen))認(ren)為鮑林有(you)可(ke)能(neng)會搶(qiang)在他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)前面(mian)發表研(yan)究結果(guo),所以在匆(cong)忙中發布一(yi)(yi)個(ge)錯(cuo)誤(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)模型。他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)積(ji)極性受到(dao)(dao)了(le)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)打擊;幾個(ge)月來(lai),他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)并沒(mei)有(you)在這方面(mian)做(zuo)太多的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究。就在這時,富(fu)蘭克林發現并指出了(le)他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)錯(cuo)誤(wu)-DNA里(li)(li)(li)親水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)磷酸鹽(yan)應(ying)該位(wei)在螺旋(xuan)表面(mian),而疏水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)堿性部(bu)(bu)分應(ying)該位(wei)在螺旋(xuan)內(nei)部(bu)(bu);而在他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)模型中,磷酸鹽(yan)位(wei)在螺旋(xuan)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部(bu)(bu),顯然是(shi)(shi)不(bu)正確的(de)(de)(de)(de)(de)。
克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)向威(wei)爾金斯描(miao)述了他(ta)們(men)(men)原本模型的(de)(de)錯誤(wu),并請他(ta)與(yu)富蘭(lan)克(ke)(ke)林繼續幫助沃森和克(ke)(ke)里(li)克(ke)(ke)研究DNA的(de)(de)分子結構。威(wei)爾金斯向他(ta)們(men)(men)提(ti)供(gong)了最新的(de)(de)、還沒有發(fa)表的(de)(de)X射線衍射圖像;富蘭(lan)克(ke)(ke)林也(ye)在1952年向他(ta)們(men)(men)提(ti)供(gong)了她對(dui)這(zhe)(zhe)些(xie)圖像所做的(de)(de)分析(這(zhe)(zhe)些(xie)分析后被包(bao)括在她交給倫敦國(guo)王大學的(de)(de)蘭(lan)德爾的(de)(de)一(yi)份實(shi)驗報告里(li))。這(zhe)(zhe)份信息進一(yi)步地鞏固了他(ta)們(men)(men)對(dui)雙螺旋、反(fan)平行(xing)的(de)(de)分子模型的(de)(de)信心。
克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)在(zai)1952年(nian)初(chu)曾經讓格(ge)里(li)(li)菲(fei)斯試(shi)著利用(yong)基(ji)(ji)本化學原理(li)和(he)量(liang)子力(li)學計算一(yi)下不同(tong)的核苷酸之間的吸引力(li)。格(ge)里(li)(li)菲(fei)斯的結果(guo)顯示鳥嘌呤(G)與(yu)(yu)(yu)胞(bao)嘧(mi)啶(ding)(C)互相吸引,而(er)腺嘌呤(A)與(yu)(yu)(yu)胸腺嘧(mi)啶(ding)(T)同(tong)樣也(ye)是(shi)同(tong)一(yi)對。此時(shi)克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)并沒有意識到此結果(guo)的重(zhong)要性。1952年(nian)底,查戈(ge)夫(fu)來到英國與(yu)(yu)(yu)沃森(sen)(sen)和(he)克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)見面,并告知(zhi)他們他的新發現(xian),也(ye)就(jiu)是(shi)查戈(ge)夫(fu)法(fa)(fa)則(ze)(也(ye)稱堿基(ji)(ji)當量(liang)規則(ze))。這(zhe)條法(fa)(fa)則(ze)內含兩個比(bi)例(li):鳥嘌呤(G)與(yu)(yu)(yu)胞(bao)嘧(mi)啶(ding)(C)的比(bi)例(li)為1:1,腺嘌呤(A)與(yu)(yu)(yu)胸腺嘧(mi)啶(ding)(T)的比(bi)例(li)也(ye)為1:1,與(yu)(yu)(yu)格(ge)里(li)(li)菲(fei)斯的計算結果(guo)相同(tong)。沃森(sen)(sen)后來突然(ran)意識到,A:T這(zhe)一(yi)對和(he)C:G這(zhe)一(yi)對的結構很相似,它們都一(yi)樣長(chang),且每(mei)一(yi)對里(li)(li)的兩個分子都是(shi)由氫(qing)鍵連(lian)起(qi)來的。沃森(sen)(sen)及克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)在(zai)綜合查戈(ge)夫(fu)等人的發現(xian)后完成DNA分子結構的研究。
沃森(sen)及克(ke)里(li)(li)克(ke)在(zai)(zai)1953年(nian)(nian)(nian)4月(yue)(yue)25日(ri)首次在(zai)(zai)《自然雜(za)志(zhi)》公布(bu)(bu)研究結果。,卡文迪許(xu)實驗室主任勞倫斯(si)·布(bu)(bu)拉格爵士1953年(nian)(nian)(nian)5月(yue)(yue)14日(ri)于(yu)倫敦(dun)蓋茲醫學院進行演講,里(li)(li)奇·考爾德(de)在(zai)(zai)1953年(nian)(nian)(nian)5月(yue)(yue)15日(ri)于(yu)《倫敦(dun)新(xin)聞紀事報》發表一(yi)篇(pian)文章(zhang),描(miao)述該場演講內容。《紐約(yue)時報》于(yu)隔天進行報道,探討克(ke)里(li)(li)克(ke)的生(sheng)平,文章(zhang)標(biao)題為“沃森(sen)及DNA:創造一(yi)次科學革命”。劍橋(qiao)大學在(zai)(zai)校生(sheng)報紙《Varsity》也于(yu)1953年(nian)(nian)(nian)5月(yue)(yue)30日(ri)星(xing)期六發布(bu)(bu)短篇(pian)文章(zhang)。1962年(nian)(nian)(nian),沃森(sen)、克(ke)里(li)(li)克(ke)及威(wei)爾金斯(si)因為DNA研究被授予諾貝爾醫學獎。
1954年,37歲的克里克完成博(bo)士(shi)論文(wen):“X-射(she)線晶體(ti)學(xue)(xue):肽及蛋白(bai)(bai)質(zhi)”,并獲得博(bo)士(shi)學(xue)(xue)位(wei)。克里克然(ran)后在紐約科技大學(xue)(xue)的實(shi)驗室工作,他在那里繼(ji)續進(jin)行蛋白(bai)(bai)質(zhi)X射(she)線晶體(ti)學(xue)(xue)的分析(xi)研究,主要目標是(shi)核(he)糖(tang)核(he)酸酶與蛋白(bai)(bai)質(zhi)生物合成機制(zhi)。
克里克在發現DNA雙(shuang)螺旋結(jie)構(gou)模型后,他將(jiang)焦點迅(xun)速轉向生物(wu)學結(jie)構(gou)所具(ju)有的(de)意義。1953年,沃(wo)森(sen)和克里克于(yu)《自(zi)然雜志》發表(biao)另一篇文(wen)章:“它似乎(hu)可能是攜帶遺傳資訊代(dai)碼的(de)基礎程序”。
1956年(nian),克(ke)里克(ke)與沃森推測出小病毒的(de)內部結構,認為球形(xing)病毒是由(you)60個(ge)相同亞基所組(zu)成,例如番茄(qie)叢生矮化病毒。
他在紐約短(duan)暫工作后,克(ke)(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)(ke)又(you)回(hui)到(dao)劍橋大學,直到(dao)1976年(nian)為止。克(ke)(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)(ke)在這段期間搬到(dao)加(jia)州定居。克(ke)(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)(ke)與亞(ya)歷山大合作,使(shi)用X射(she)線衍射(she)來(lai)進行(xing)研究(jiu),例如膠原蛋(dan)白結構。
俄羅斯科(ke)學家喬治·伽莫夫組織一群(qun)科(ke)學家,針對RNA進行(xing)研究。克(ke)(ke)里克(ke)(ke)清楚的(de)意(yi)識到,必須有(you)一個短序列的(de)核苷酸代碼來指定一個特(te)定的(de)氨(an)基酸在新(xin)蛋(dan)白質(zhi)中形成。1956年,克(ke)(ke)里克(ke)(ke)為伽莫夫的(de)RNA研究小組撰寫一篇(pian)有(you)關的(de)遺傳密碼問題的(de)論文。克(ke)(ke)里克(ke)(ke)在這篇(pian)文章中,提出蛋(dan)白質(zhi)是由(you)大約20個氨(an)基酸所(suo)合(he)成的(de)證據(ju)。
在1950年代中期至后期之間(jian),克里克持續(xu)研究(jiu)蛋(dan)白(bai)質(zhi)的合(he)(he)成(cheng)。到(dao)了1958年,克里克已(yi)經(jing)可以(yi)列出所有(you)的蛋(dan)白(bai)質(zhi)合(he)(he)成(cheng)過程(cheng)中的關鍵程(cheng)序。
佛朗西斯·克(ke)里克(ke)于1958年(nian)提(ti)出分(fen)(fen)子生(sheng)物學中(zhong)(zhong)心(xin)法(fa)則(ze),并于1970年(nian)在《自(zi)然雜志(zhi)》中(zhong)(zhong)重申:分(fen)(fen)子生(sheng)物學的中(zhong)(zhong)心(xin)法(fa)則(ze)旨在詳(xiang)細(xi)說明連串(chuan)信息的逐字傳送,它指出遺傳信息不能由蛋白(bai)質轉(zhuan)移到蛋白(bai)質或核酸之中(zhong)(zhong)。
DNA→RNA→蛋白質(zhi)