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分子生物学约 15 分钟阅读

富兰克林 vs 威尔金斯:DNA结构的贡献

谁为DNA双螺旋结构的发现做出了关键贡献?

DNA结构X射线衍射双螺旋科学伦理

体裁说明:本文是基于双方公开著作、论文与通信立场编写的虚构对话,用于呈现真实存在的思想分歧。文中台词并非史料记录的原话,请勿作为引语引用;双方的实际观点请查阅文末各自的原始文献。

背景

1951 年 1 月,罗莎琳德·富兰克林从巴黎到伦敦国王学院,加入约翰·兰德尔主持的医学研究理事会生物物理组。莫里斯·威尔金斯是副手,已经和研究生雷蒙德·戈斯林用西格纳提供的 DNA 纤维拍过衍射图。 兰德尔 1950 年 11 月写信给富兰克林:就实验性的 X 射线工作而言,目前只有她和戈斯林。这封信没有同步给威尔金斯。威尔金斯度假回来,以为新来的晶体学家是来协助他的核酸课题。两套期待从第一封任命起就错位。

错位发生在同一栋楼里,不是剑桥与伦敦之间的远程竞赛。男人的高级公共休息室不把她算进去;信息却沿着那间屋子传到剑桥。 1952 年 5 月戈斯林在她指导下拍下后来称为照片 51 的 B 型图。1953 年 1 月她准备转到伯克贝克,戈斯林的指导关系改挂威尔金斯,底片被出示给来访的沃森。 同年 4 月 25 日《自然》同一期刊出三篇短文。1962 年诺贝尔生理学或医学奖给了沃森、克里克与威尔金斯。她已于 1958 年 4 月 16 日去世,年三十七岁。

这场对话的轴不是剑桥模型间里的那一次顿悟,而是国王学院内部:谁是同事,谁被写成助手,一份尚未发表的底片算谁的。

第一幕:任命信把谁写成负责人

威尔金斯:富兰克林博士,从你 1951 年来到这栋楼的第一天起,我们就没有在同一张组织图上。 兰德尔让我负责核酸的生物物理。然后他雇了你。我以为你是来加强我这一侧的 X 射线。

富兰克林:兰德尔写给我的句子很清楚:实验性的 X 射线工作,当时只有我和戈斯林。 戈斯林从你那边转过来,不是我来当你的助手。课题、纤维处理、相机,都按独立研究员的方式交给我。 他没有把同一句话写给你。管理错误是根。根长出来的枝,是你此后四年都把我当成下属。

威尔金斯:我当时在外。回来看见最好的相机、最好的纤维、唯一的研究生,都到了你的实验室。 在一个单位里,这看起来像被撤掉课题。我没有听到“独立”这两个字,只看到设备换了主人。

富兰克林:设备换主人,是因为你和戈斯林已经拍到的图还不够把 A 型与 B 型拆开。 湿度不控,两种构型叠在同一张底片上,层线会互相打架。我从巴黎带来的是把氢气流通过盐溶液来稳定湿度的手艺。 手艺不是辅助。没有它,国王学院的核酸仍然是一组看不清的斑点。

威尔金斯:1951 年 10 月兰德尔出来圆场:你和戈斯林做结晶更好的 A 型,我做水合的 B 型。 那是一份停战协议,不是一份承认。停战之后我们仍在同一条走廊上走路,只是不再一起看同一张图。

富兰克林:停战把我关进 A 型,把你留在 B 型。 可后来那张最清楚的 B 型图,恰恰是在我这一侧的相机里曝光的。分工表没有管住分子,只管住了人。

第二幕:照片51——同事传阅,还是未经同意

威尔金斯:1953 年 1 月,沃森从剑桥来。我把一张 B 型衍射图给他看。后来叫做照片 51。 你当时已经决定离开。戈斯林要完成论文,指导关系改挂到我名下。兰德尔要他把数据留给单位。我以为这是单位内部的材料。

富兰克林:那张图是 1952 年 5 月在我设计的湿度条件下曝光的。编号 51,只因为那是序列里的第五十一张。戈斯林是操作者,实验设计是我的。 交接指导关系,不等于交接尚未写成论文的底片的使用权。你没有问我。沃森看见它时,我不知情。

威尔金斯:我承认没有事先征得你同意。这是错的。 我当时的自我辩护是:国王学院的核酸是一个组的工作,不是一个人的抽屉。沃森是同行,不是商业对手。把一张已经拍好的图给同行看,在我受过的物理学圈子里并不罕见。

富兰克林:罕见不罕见,要看这张图还有没有被作者写成文字。 B 型的十字层线清楚到几乎不必再猜螺旋。把底片抽离湿度、纤维拉伸和曝光条件,等于把实验者从发现里抽走。 你把它说成组里的传阅。对我来说,这是同事把我还没发表的测量,交给另一所大学的模型构建者。

威尔金斯:模型构建者用它赢了几个星期。几个星期在 1953 年春天就是优先权。 鲍林的三链稿已经在路上。剑桥若再等你把 A 型的帕特森函数算完,故事会换成加州。

富兰克林:优先权不能把未经同意变成加速器。 你可以等我把 B 型投出去,再引用它。单位互看的进展摘要,也不是走廊上的公共财产。佩鲁茨后来把 1952 年 12 月那份理事会报告转给克里克,报告里有我写的晶胞与对称。那一份同样未经我许可被拿去卡住骨架半径。

第三幕:A型、B型,以及谁先看见螺旋

富兰克林:有一种后来的说法:我“不知道”DNA 是螺旋,沃森从照片 51 里看见了我看不见的东西。这是错的。 B 型我从未否认它是螺旋。1952 年底我已经独立给出过螺距、每圈碱基数和直径这些参数。我对螺旋模型持谨慎,是因为 A 型的帕特森函数当时还读不完,两种构型必须都能被同一套化学容纳。

威尔金斯:斯托克斯早就从层线推断过螺旋。我这一侧一直把 B 型当成螺旋来做。 你把精力放在 A 型上,因为兰德尔把结晶型分给了你。照片 51 是 B 型里最干净的一张,按分工表它甚至不该在你的相机里。拍到了,你把它放到一边,继续算 A。

富兰克林:放到一边不是看不懂。是拒绝在一种构型还没测稳时,用另一种构型的漂亮十字去宣布“生命的秘密”。 假说必须能被数据否决。A 型一度让我写下非螺旋的笔记,那是计算未完成时的工作假设,不是对 B 型的否定。 剑桥看见十字就搭模型。我看见十字,先问湿度是不是 92%,纤维是不是真的是 B。

威尔金斯:两种速度都真实。 没有人先做一个可检验的三维结构,衍射点就停在底片上。你的谨慎保护了测量,也把发表的时钟让给了别人。

富兰克林:时钟是你拨快的。 若底片留在我的抽屉里直到我自己写成《自然》短文,剑桥仍然可以在 4 月 25 日引用它。三篇并列本可以是真正的并列,而不是一篇已经用过另外两篇尚未公开的数字。

第四幕:单位的数据,算谁的贡献

富兰克林:让我问直接的问题。你为什么觉得你有权把我的数据当作国王学院可以出口的物品?

威尔金斯:因为兰德尔的编制把核酸写成一个 MRC 单位的项目。单位有副手,副手在主任外出时要能对来访同行说话。 戈斯林的博士资格在学院,不在你个人名下。你离开之后,他的材料若锁进你的箱子,论文就做不完。

富兰克林:戈斯林的名字应当与照片 51 写在一起。这一点我从不否认。 否认的是:研究生改挂导师,等于前任导师对未发表图失去发言权。科学伦理若允许这种转移,任何准备换单位的人都会在最后几个月被掏空。 你们 1953 年 4 月那篇剑桥短文只写受到威尔金斯和我未发表结果的“激发”。激发这个词太轻。磷酸在外侧、大约 34 埃的重复、3.4 埃的碱基堆叠、C2 空间群提示两条链反向平行——这些是测量,不是气氛。

威尔金斯:查加夫 1950 年已经写出腺嘌呤与胸腺嘧啶大致等量、鸟嘌呤与胞嘧啶大致等量。碱基配对的化学不是你的图单独给的。 斯文·弗伯格更早画过碱基在内、骨架在外的螺旋草图。被忽略的人不止你一个。

富兰克林:被忽略不能互相抵消。 查加夫规则没有几何。没有 B 型图上的距离,配对放不进正确的半径。弗伯格没有国王学院这组湿度条件下的纤维图。把所有前人写成“大家都有贡献”,会把具体的底片再次洗成背景。

威尔金斯:同一期《自然》其实已经把实验写进去了。 威尔金斯、斯托克斯与威尔逊的纤维衍射文,富兰克林与戈斯林的《胸腺核酸钠的分子构型》,就排在剑桥模型后面。三篇本应被一起读。后来被单独抽出的是模型,不是因为模型不需要图,是因为模型更好画。

富兰克林:更好画的东西会成为教科书的第一段。 第一段一旦写成“剑桥发现了双螺旋”,国王学院就变成注脚。注脚里你还在,因为你领了奖。戈斯林和我在注脚的注脚里。

第五幕:方法——衍射约束模型,还是模型征用衍射

威尔金斯:你信赖数据。他们信赖立体化学可以跑在完整数据集前面。 1951 年 11 月你在讨论会上已经讲过磷酸在外侧。沃森听了,回去却把碱基放错,第一座模型当场塌掉。兰德尔此后不许剑桥再碰国王学院的核酸。 禁令没有管住报告和底片。方法差异于是变成了谁能先看见哪一张图。

富兰克林:方法差异被写成性格差异,是这栋楼里最方便的修辞。 男人坚持把一种构型测准,叫做严谨。女人坚持同一件事,叫做难以合作、缺乏想象力。休息室用社交分配信息,我被关在那套社交外面,却要为“不合作”负责。 数据不会因为作者没能进入那间屋子就变成公共的。

威尔金斯:休息室的规则是学院的,不是我起草的。 我可以承认双重标准存在:同样的直接,落在我身上是有主见,落在你身上是脾气。这不能自动回答底片该不该给沃森看。给看是我的决定。决定错了,责任在我,不在那张桌子的性别政策。

富兰克林:政策与决定叠在一起。 谁进得了那间屋子,谁就先听到哪一句。你把一张我还没写进期刊的图带出楼,等于把我从同事改写成单位资源。同事之间的信用,比模型的碱基对更容易断。

威尔金斯:信用断裂之后,我们甚至无法一起核对层线。 1953 年春天本可以是国王学院先把 B 型写成文字、剑桥再引用文字去搭模型。竞争把这个顺序倒过来。倒过来的顺序对你不公平,对单位的集体署名也不诚实。

第六幕:1962年的三个人,以及活着是否会改变证书

富兰克林:1962 年你和沃森、克里克一起领奖。你觉得这公平吗?

威尔金斯:章程不向已故者追授。你 1958 年去世,评奖在 1962 年。这是制度,不是我对实验权重的判断。 我在诺贝尔演讲里提到了你的工作。演讲补不回证书上的第四个名字。证书本来也最多写三个人。三个人这个数字本身就在制造被遗忘的人。

富兰克林:即使我活到授奖那年,也不确定名字会写上。 委员会习惯把“提出结构”算作发现,把“提供数据”算作技术。戈斯林更不可能被写进去。活着也许能改变回忆录里的形容词,不一定能改变奖牌的算术。 你领奖,是因为你在国王学院把纤维衍射坚持下来,并且在同一期给出了螺旋解释。我要求的不是把你从证书上擦掉。我要求公开记录写清楚:1953 年 4 月 25 日是三篇论文。

威尔金斯:三篇并列是当时能做到的最接近诚实的署名。 后来的畅销叙事把它重新写成一次顿悟。顿悟发生在剑桥,材料来自这栋楼。我夹在中间:既是把材料递出去的人,也是留在伦敦继续拍纤维图的人。 夹在中间不是无辜。递出去的那一步是我做的。

富兰克林:那就不要把中间写成悲剧命运。 命运是卵巢癌。制度是评价标准只给第一个把结构说出来的人。同事关系是你把我还没发表的图当成可以出口的单位产品。 三件事叠在同一张海报上,海报只印十字形。十字形没有作者。

第七幕:离开之后,以及什么叫补全历史

威尔金斯:你转到伯克贝克之后,烟草花叶病毒和核糖核酸的工作同样是结构生物学的开端。DNA 太耀眼,把前后两段都盖住了。 我希望历史写下你是晶体学家,不只是一张被反复印刷的底片的拍摄者。拍摄者这个词把人写成快门。

富兰克林:写下晶体学家,也要写下戈斯林。 还要写下:国王学院的任命信可以在同一周内把两个人写成两种角色。若同事信用只取决于主任有没有把信抄送副手,任何实验室都经不起一次人事疏漏。 我的性格——直接、独立、不爱把数据变成走廊闲谈——在这栋楼里被写成难以合作。难以合作后来成了为什么可以不征求同意的事后理由。那是倒果为因。

威尔金斯:倒果为因,我接受这一句。 不合作是结果:信息通道从一开始就没有把你算作需要被通知的人。把结果说成性格,是单位保护自己的方式。 科学发现的荣誉很少只取决于谁做了哪一步。它还取决于谁有权在走廊上说话、谁活得足够长去领奖、谁后来写出回忆。这些变量与碱基堆积的几何无关,却决定了教科书的第一段。

富兰克林:所以不要重写几何。几何是对的:双螺旋、碱基配对、磷酸在外。 要补全的是第一段之前的那一页:谁控制湿度,谁曝光第五十一张,谁在未征得同意时把图交给另一所大学,谁在同一期用实验把模型卡住。 补全不是把我写成共同发现者。共同这个词仍在用发现者的语法。关键贡献者就够了。发现的荣誉若只容得下一个侧影,侧影永远是模型,不是底片。

威尔金斯:底片会比奖牌耐久,耐久却不能自动变成公正。 我能做的,是不再把 1953 年 1 月那一次出示说成科学共同体的惯例。

富兰克林:把惯例写成问题,比把我写成暗处的女士有用。 暗处是后来畅销书的布景。真实的房间在地下室。任命信把其中一人写成助手。其余的故事都从这句错话长出来。

当代回响

照片 51 后来成为习俗画里的圣物,也成为伦理课上的案例。两种使用都会把人事压扁:一边是“被偷的螺旋”,一边是“单位正常传阅”。更接近档案的说法更窄——兰德尔的任命制造了两套期待;B 型图在指导关系交接中被出示给剑桥;理事会进展报告未经作者许可进入了模型的几何。恶意不必被夸大,同意的缺失已经足够严重。

后来有人把另一些女性科学家的获奖写成对她的追授。那是另一门技术、另一套署名,并不能改写 1962 年的算术。把一切结构生物学都追溯到一张十字,是另一种封面叙事。

真正留下来的问题仍是同事信用:未发表数据如何流通,引用如何把测量与模型分开。三篇并列曾经更诚实。后来的故事把它订成一次顿悟。

延伸阅读

  • Brenda Maddox, Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA (HarperCollins, 2002)
  • Maurice Wilkins, The Third Man of the Double Helix (Oxford University Press, 2003)
  • James Watson, The Double Helix (Atheneum, 1968)
  • Franklin, R., & Gosling, R. (1953). Molecular configuration in sodium thymonucleate. Nature, 171, 740-741
  • Wilkins, M. H. F., Stokes, A. R., & Wilson, H. R. (1953). Molecular structure of deoxypentose nucleic acids. Nature, 171, 738-740
  • Watson, J. D., & Crick, F. H. C. (1953). Molecular structure of nucleic acids. Nature, 171, 737-738
  • Cobb, M., & Comfort, N. (2023). What Rosalind Franklin truly contributed to the discovery of DNA’s structure. Nature, 616, 657-660