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本文选自《博物馆的秘密-隐世藏品背后的故事》一书,译者李子,花栗鼠一只,北京大学国际关系硕士,伦敦政治经济学院国际历史硕士,目前供职于果壳网,也为文化、旅游类媒体撰稿。曾游历欧美亚非二十多个国家,重度博物馆沉迷症患者,大到大英博物馆、大都会博物馆,小到只有一个屋子的私人收藏馆,均能令她流连忘返。在果壳网创立并运营了“我爱博物馆”小组,立志将世界一隅的博物馆与众人分享。

本书作者莫莉·奥德菲尔德(Molly Oldfield),作家,担任BBC 1由斯蒂芬·弗莱制作的龙头栏目QI的研究员和撰稿者。这期间,她将自己的“魔法”——把有趣的碎片信息整理并传递给大众——打磨得日臻成熟。她同时也为英国《周日电讯报》撰写QI的周专栏,为QI在BBC 4的姊妹节目“好奇博物馆”(The Museum of Curiosity)担任策划。《博物馆的秘密 隐世藏品背后的故事》介绍了近60个不为人知的藏品以及它们背后的故事,它们来自五大洲各个角落,从罗马到里约热内卢,从波士顿到柏林……翻看这本书,就像在博物馆度过了一个美妙的上午一样。这本书绝对是特别的,令人惊喜的,也是极有趣的。

英国伦敦惠康图书馆

它看起来像意大利面一样弯弯曲曲,在纸面上草草绘成。但这幅看似随意的涂鸦展示了DNA的分子结构,出自科学家弗朗西斯•克里克(或者他夫人)之手。他将它称作“生命的秘密”:DNA的形状。

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【克里克的DNA分子结构涂鸦,当我们翻阅克里克的文档时,我立刻从中认出了这个“旋转梯”,这个形状承载着地球上各种形态的生命。】

我在伦敦尤斯顿路的惠康图书馆看见了这幅铅笔画的DNA草图。这幅画存放于弗朗西斯•克里克档案室。档案室里面存有多达2000份纸质文件(或者20万页的文字和图像),是克里克职业生涯的积累。

在那里,我与惠康图书馆的研究员罗斯·麦克法兰见了面,他为我展示了一些图书馆的藏品。

我们从图书馆存在时间最久的藏品开始看。这是一些公元5世纪的约翰逊莎草纸,属于一套书中的一卷,出土于埃及。它是现存时间最久的草药志插画。何为“草药志”?那是一类书,记录了各种植物的名称和图画,常常也会记载植物的信息——包括其烹调用途、芳香用途、药物疗效,乃至是否有致幻作用,有时候还会有相关的神话传说。我看的这张莎草纸上画的是某种蓝绿色的紫草科植物,下面用希腊文写着关于它药用疗效的解释。草药医学由此发展而来:不停地试用不同的草药,看用过它之后感觉如何。通过反复的试验/试错,人们逐渐发现不同植物的特性和药用价值,并不断流传扩散。

我们随后翻阅了罗伯特·麦考密克的日记,此人曾在英国皇家海军“贝格尔号”(又称“小猎犬号”)上担任外科医生兼自然史专家。整部日记里面都没有一个字提到达尔文(达尔文曾经参加“贝格尔号”为期5年的航行,他在此期间收集了许多生物标本并进行研究,为他日后的自然选择理论以及进化论打下了重要基础——译者注)。罗斯认为,麦考密克很可能因为达尔文在自然史方面的博学多才而感到十分恼怒,这应该是麦考密克在航行队伍里的本职,达尔文显然抢了风头。当时,船长菲兹罗伊很晚才决定,航行团队需要一个懂地质学的人加入并陪伴在他左右,更重要的是那个人需要担负自己的费用。达尔文支付了自己的那份费用,加入了航行队伍。我知道达尔文并不是一个专业的地质学家。在剑桥的塞奇威克地球科学博物馆(那里存放有达尔文在乘“贝格尔号”旅行途中收集的石块标本),工作人员向我展示了地质学家塞奇威克的日记,里面提到他带达尔文进行了一次简短的探险,只是为了在他出海之前给他上一节地质学的速成课。

我还翻阅了伊丽莎白一世时期剑桥大学一名讲师所写的早期游泳指导册,还有古生物学家汉斯·斯洛尼爵士写的信。他有生之年收集了数不清的珍品,为大英博物馆的藏品打下了基础。在信里他描述了一扇想象中的门,能从他的花园通向一间咖啡店,而那间咖啡店被设计成了珍稀品陈列室的样子,他和周围的伙伴——一些同样对新点子和新发现感兴趣的人们——能够在咖啡店里一边喝咖啡一边畅谈。我在想,他是否会在信里提到巧克力,正是他在1687年的时候将可可饮品(即巧克力原型)引入英国。但他没有。不过你依然可以买到他的巧克力配方,尝起来味道不错。

然后是一个塞满了照片、科学论文、个人信件和沉思录的文件夹。罗斯从里面抽出了一幅草图,我立刻认出了这个“旋转梯”,正是它以这个形状承载了地球上各种形态的生命。这幅图绘于1953年,距瑞士科学家约翰·弗雷德里希·米歇尔1869年首次发现DNA已经过了84年了。

米歇尔在做一项听起来有点恐怖的细胞消化实验时发现了DNA,并把DNA叫作核酸。他从肉铺里买来的肉上提取了一些酶,又从一截士兵用过的绷带中提取了一些脓血白细胞(当时正值普鲁士战争,类似素材很丰富)。他提出核酸可能参与了遗传,但后来又否定了自己这个想法,认为一个分子不可能解释该物种内部各种各样的变异,否则就太简单了。说到底,弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森并没有真正在罗莎琳·富兰克林的帮助下“发现”DNA,不过他们的确揭示了DNA的确切形态。他们努力了许多年,试图将DNA分子的确切形状概念化,X光晶体学专家罗莎琳·富兰克林的技术帮了两人许多忙。

在回到伦敦进行DNA的研究之前,富兰克林曾经在巴黎进行了4年的晶体研究。黏稠的DNA物质满满地装在果酱瓶里,她为这些DNA拍了许多X光片。

与此同时,克里克和沃森自制了一个金属的模型,试图用形象的方式表现他们头脑中的想法。最开始他们的想法走偏了好几次。1951年他们做了一个三螺旋的模型,邀请富兰克林来看,但富兰克林指出这个结构根本无法保持。直到1953年看过富兰克林拍的X光片之后,他们的想法才逐渐走上正轨。最终,他们做出了正确的双螺旋模型。而图书馆收藏的这幅草图也是在这时候诞生的:在拿出最终的准确形态之前,克里克不断在揣摩、探索中画下草图,它是最终成果诞生过程的一部分。当DNA分子结构的形象最终清晰地浮出水面时,几位科学家都陷入了狂喜之中。

克里克说:“这并不简单,除非你亲身经历过这个戏剧化的过程,忽然迸发的灵感就像洪水一样势不可当,正确的想法很快就牢牢地钉在了那里。”

关于克里克和沃森此次重大发现的论文刊发于1953年4月25日的《自然》杂志上。论文第一和第二作者的顺序(沃森第一,克里克第二)是两人扔硬币决定的。他们俩和莫里斯·威尔金斯博士因为发现DNA的结构而赢得了诺贝尔奖,为此做出了重大贡献的富兰克林却在颁奖之前与世长辞。如果她在世的话,也完全应当获奖(可惜诺贝尔奖只授予在世的人),如果没有她,或许结局会大不一样。

现在我们知道了DNA的分子结构就像草图中所画的那样是双螺旋形的。所有地球上的生物都由这种右旋形状的分子组成。惠康博物馆的专家(当然不包括我)展示了分子结构的几个重要特征。它是右旋的,有两条朝反方向生长的股链,每条股链的一侧(核苷酸)连接在一起,构成了分子的主干,而另一侧(碱基)向螺旋的中心伸出,同另一条股链的碱基结合在一起。碱基的这种结合形式让DNA能够向下一代传递遗传信息。DNA里面包含了许多遗传信息,对我们的生存非常关键,而这幅草图巧妙地揭示了它的奥妙,不是吗?

我们的体内有大约5000万个细胞,每个细胞里都有大约两米长的DNA。想提取你自己的DNA也非常容易,如果你是一个热爱科学的极客,不妨这样试试。

1.用盐水漱口。

2.将漱口水吐入装有盐水和洗涤剂的杯子中。

3.搅拌1分钟左右。

4.缓慢倒入些许冰镇伏特加酒。

5.几分钟内,便能观察到一些白色的絮状物开始形成。它们就是一束束的DNA。如果你能够更加近距离地放大观察,就可以看到像克里克画中那样的双螺旋形状。

在获得诺贝尔奖之后,克里克的名字变得家喻户晓。他被邀请参加各种各样的活动,不过他却更喜欢低调一点,并将精力集中到自己的工作上。

档案室里存放着一张他用于答复各类来信的模板卡片,上面写着:

克里克博士感谢您的来信,但非常遗憾,他无法:

——接受您的热情邀请

——寄去亲笔签名

——为您的项目提供帮助

——提供照片或是阅读您的手稿

——治疗您的疾病

——进行演讲

——出席或者主持广播谈话节目

——担任电视节目嘉宾或编辑

(删除不必要的条目)

克里克晚年从剑桥搬到了圣迭戈,在索尔克生物研究所工作。他住的房子名叫“金色螺旋”。在那里,他将研究重心放在了神经生物学上。他想更加深入地探寻人类的大脑,研究大脑的神经网络和连接方式、神经元传导的模式等。他认为这些是理解人类思维活动和意识的关键。

惠康图书馆在2001年买下了克里克的文档,那时他尚在世。文档包括了他的研究论文、患病的人发来的求助信、一封某个小男孩寄给他的可爱的请求见面的信,以及来自同事的信件。这一切都让你感受到克里克是一个有血有肉的人(当然,其他科学家也一样)。科学看起来离我们的生活不再那么遥远。

克里克十分希望他的作品和相关文件变成这座巨大医学图书馆的一部分,在这里,任何人都可以免费参观、翻阅。在我到访的这天,图书馆里坐满了正准备考试的医科学生。也许某一天,在座的某个孩子会为医学贡献突破性的成果,他的作品和文件会丰富这个图书馆的藏品,同5世纪的《草药志》和克里克的画一样流传下去。

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3 Responses to “弗朗西斯·克里克的DNA草图”

  1. Illusiwind说道:

    “论文第一和第二作者的顺序(沃森第一,克里克第二)是两人扔硬币决定的。”
    看看科学大师的快意人生,再看看李杨之争。想想如今的杨,再想想如今的沃森。真是人生百态,不胜唏嘘……

  2. twqiang11说道:

    "如果你能够更加近距离地放大观察,就可以看到像克里克画中那样的双螺旋形状。" 你这不是忽悠人吗?信了你,人家会把头凑近,眼瞪大。NDA分子大小在纳米级,光学显微镜的分辨率都差了几个数量级。高级实验室里才有透射电子显微镜,分辨率可以达0.2nm,但这时因为视野太窄,仍然不能看到双螺旋结构。

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