双螺旋:发现DNA结构的故事(睿文馆)
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正是威尔金斯首先激发我去关心DNA的X射线工作。那是1951年春天,在那不勒斯那不勒斯(Naples)是意大利南部一海港,旅游胜地。——译者举行了一个关于活细胞大分子结构的小型科学会议,当时我还不知道有克里克这么一个人。其实,自从我在欧洲以博士后研究员身份学习生物化学以来,我就已经关注了不少DNA的工作。我对DNA的兴趣源于想要了解基因是什么这一念头,早在我还是大学高年级学生时就已开始。后来,在印第安纳大学研究院时,我希望不必学习任何化学知识就能解决基因问题。这种想法部分是由于我的懒惰,作为芝加哥大学的学生,我的兴趣主要在鸟类,并且设法免修任何化学或物理学课程,哪怕看上去只有中等难度。说实话,印第安纳大学的生物化学家鼓励我学了一点有机化学,但当我用一只煤气灯直接加热苯以后,从此化学与我就再也无缘了。打发一个无知的博士生,总比冒另一次爆炸的危险要安全一些。

就这样,我再也没有学过化学,直至我去哥本哈根,与生物化学家卡尔喀赫尔曼·卡尔喀(Herman Moritz Kalckar,1908—1991),生物化学家。二战期间在美国多所大学从事研究工作,战后回到哥本哈根建立了新的实验室开展核苷和核苷酸代谢研究,1958年又到美国的几所著名大学任教直至退休。——译者一起做我取得博士学位后的研究工作。出国留学最初看来可以圆满地解决我对化学的无知,这是我的导师替我想出来的办法。指导我做博士论文的导师是在意大利受教育的微生物学家卢里亚萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria,1912—1991),分子生物学家。在罗马大学进修时熟悉了德尔布吕克关于基因的理论,开始从事噬菌体的研究工作。1943—1950年任印第安纳大学微生物学教授,他的第一个博士研究生就是沃森。他与德尔布吕克、赫尔希因研究噬菌体的先驱工作于1968年获诺贝尔生理学/医学奖。——译者。卢里亚明确地表示厌恶大部分化学家,尤其是在纽约喧嚣的闹市区中那些形形色色的竞争者。显然卡尔喀是个颇有教养的人物,卢里亚希望我同这位文明的欧洲大陆人在一起能学到做化学研究的必要知识,而不必与那些唯利是图的有机化学家打交道。

卢里亚那时大部分实验是研究细菌病毒(噬菌体)的增殖。多年以来,在一些很有灵感的遗传学家中间流传着这样的猜测,即病毒就是赤裸基因的一种形式。果真如此,研究病毒的性质就是了解什么是基因以及它如何复制的最好方法。这样,鉴于最简单的病毒是噬菌体,在1940—1950年之间涌现出一批科学家(噬菌体研究小组),他们希望通过研究噬菌体最终弄清楚基因是怎样控制细胞遗传的。领导这个小组的是卢里亚和一位德国出生的朋友——理论物理学家德尔布吕克马克斯·德尔布吕克(Max Delbrück,1906—1981),德裔美国物理学家、生物物理学家、分子生物学家,噬菌体小组的领导人之一。1930年在德国哥廷根大学获理论物理学博士学位,1937年移居美国,研究兴趣转向生物学,在加州理工学院生物学分部从事果蝇的遗传学研究,同时开始对细菌及其病毒——噬菌体进行研究。1942年起他和卢里亚及赫尔希合作研究噬菌体,并由于这方面的成就共同获得1969年诺贝尔生理学/医学奖。受德尔布吕克生命的物理基础的思想影响,薛定谔撰写了名著《生命是什么?》。——译者,当时加州理工学院的教授。德尔布吕克一直希望仅仅用遗传学方法就能解决这个问题,而卢里亚却常常考虑到或许只有当一个病毒(基因)的化学结构完全搞清楚以后,才能得到真正的答案。他深深懂得,当你还不清楚一种东西的属性时,就去描述这件东西的行为是不可能的。那时,卢里亚知道他已不能重新学习化学了,他觉得最聪明的办法是把我——他的第一个勤奋治学的学生——送到一个化学家那里去学习。

究竟把我送到蛋白质化学家那里去,还是核酸化学家那里去,这件事由他决定并不困难。虽然细菌病毒只有一半是DNA(另一半是蛋白质),但艾弗里的实验似乎说明DNA是基本的遗传物质。因此,搞清楚DNA的化学结构可能是了解基因如何增殖的重要一步。然而与蛋白质相比,当时对于DNA的化学知识了解得还很少,仅有少数几位化学家在做这方面的工作。除了知道核酸是由较小的构件——核苷酸组成的大分子以外,遗传学家对它的化学知识掌握得甚少。而且,做DNA工作的化学家几乎都是有机化学家,他们对遗传学没有兴趣。但是,卡尔喀显然是一个例外。1945年夏天,他曾去纽约冷泉港实验室听德尔布吕克的细菌病毒课。于是,卢里亚和德尔布吕克两人都希望哥本哈根实验室是个合适的地方。在那里,化学与遗传学技术的结合,最终会真正推动生物学的进步。

然而他们的计划完全落空了。卡尔喀一点也不能激起我的兴趣。我发觉自己在他的实验室里对核酸化学仍不感兴趣,正像我在美国时一样。部分原因在于我看不出他当时研究的那种课题(核苷酸代谢)会怎样直接与遗传学联系起来;另外,卡尔喀虽然很有修养,但他的英语口音使人觉得颇难理解。

不管怎样,我至少听得懂卡尔喀的至交莫勒(O.Maaløe)的英语。莫勒刚从美国加州理工学院回来。在美国时,他对我做学位论文时研究过的一种噬菌体很感兴趣。他回来以后,放弃了先前研究的课题,把全部时间都花在噬菌体上了。当时,他是唯一一个研究噬菌体的丹麦人。因此,对于我和来自德尔布吕克实验室的噬菌体工作者斯滕特能够到这里同卡尔喀一起做研究工作,莫勒感到十分高兴。不久,斯滕特和我发现我们两个都常常访问莫勒的实验室,这里离卡尔喀的实验室有几英里远。有好几个星期,我们两人都同莫勒一道积极做实验。

开始,我偶尔觉得与莫勒一起做常规的噬菌体工作有点不大合适,因为我的奖学金明确规定让我跟卡尔喀学习生物化学。从严格的字面意义上说,我正在违反这一条。而且,到哥本哈根后三个月内我就要提出下一年的计划。这可不是一件简单的事情,因为我并没有计划。唯一的妥善办法是再申请跟卡尔喀学习一年的奖学金。如果实说我不愿学习生物化学是很不妥的。另外,我也看不出当局有什么理由在同意我延期后却不允许我改变学习计划。于是,我写信给华盛顿,说我希望留在哥本哈根这个富有激励气氛的环境里。如愿以偿,我的奖学金获批延期。让卡尔喀继续培训我做一个生物化学家还是合理的,美国奖学金委员会的许多成员认识卡尔喀。

这里还关系到卡尔喀本人的感受。也许他对于我难得在他身边出现这一点甚为介意。确实,他对很多事情似乎都是漠不关心的;可能他并没有注意到我不在实验室。幸运的是,这种局面并没有发展到严重的地步。由于一桩完全料想不到的事件,我心里一下子如释重负。12月初的一天,我骑自行车去卡尔喀实验室,准备同他进行一次有趣而又难以交流的谈话。但是,这次我倒觉得卡尔喀的话容易听懂了。他透露了一些重要的事情:他的婚姻完了,希望离婚。这件事很快就不是秘密,实验室中的其他人也都听说了。几天之内,事情就很清楚了,一段时间内卡尔喀的心思不会集中在科学研究上,而这段时间也许会与我待在哥本哈根的时间一样长。因此,他不必教我核酸生物化学,这显然是上帝安排的好事。我可以每天骑自行车到莫勒的实验室去。我觉得对奖学金委员会隐瞒一下我的工作地点,显然比勉强卡尔喀教我生物化学更好些。

再者,有时我对我当时从事的细菌病毒实验也感到十分满意。在三个月内莫勒和我完成了一组实验,阐述细菌病毒在细菌体内繁衍成好几百新病毒颗粒的过程。要发表一篇相当不错的论文,数据是足够了。按照通常的标准衡量,这一年里剩下来的时间不做工作,也不会被人看作没有成果了。但从另一方面看,我并没有做出任何工作来说明基因的属性或者它是如何繁殖的。除非我成为一个化学家,否则,我不知道怎样才能进行这方面的工作。

后来,卡尔喀建议我在那年春天到那不勒斯动物实验站去,我欣然接受了。他决定在那里度过4月和5月。到那不勒斯去是很有意义的,因为哥本哈根没有春天,待在那里不做事没有意思。另一方面,那不勒斯的阳光倒可能有助于学习海洋动物胚胎发育生物化学。那里或许也是一个能让我安静阅读遗传学的好地方。如果我对它厌倦了,还可以随便翻翻生物化学教科书。于是,我毫不犹豫地写信到美国去,请求允许我陪卡尔喀去一趟那不勒斯。华盛顿发回了一封令人愉快的许可信,祝愿我一路顺风。信中还附有一张两百美元的支票作为我的旅费。这使我多少有点感到自己不大诚实,因为我仅仅是为了那不勒斯的明媚阳光而动身的。