Nature：揭开罗莎琳德·富兰克林对DNA双螺旋结构的真实贡献，她并非受害者，而是平等贡献者
转自：药时空
1953年4月25日，詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）在 Nature 期刊发表了一篇开创性论文，这篇论文揭示了遗传物质DNA的双螺旋结构，从此开启了分子生物学时代。1962年，沃森、克里克和威尔金斯一起荣获了诺贝尔生理学或医学奖。
然而，一直有一个传言，DNA双螺旋结构这一划时代的伟大发现源于沃森在未获得罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）同意或知晓的情况下看到了她拍摄的DNA的X射线图片，也就是著名的“照片51号”，这张照片也被认为是“分子生物学的点金石”。
如今，“照片51号”已经成为了代表富兰克林的成就和她遭受的不公待遇的象征。外界认为，富兰克林是一个优秀的科学家，但她未能分辨出自己拍摄的这张DNA的X射线图片所传达的关于DNA的信息，她在照片拍摄后几个月都没有意识到照片的重要性，直到沃森一眼看出其中蕴含的双螺旋结构信息。
所以，真实情况真的是这样吗？
2023年4月23日，在DNA双螺旋结构被发现的70年后，Nature 期刊发表了来自曼彻斯特大学的 Matthew Cobb 和约翰·霍普金斯大学的 Nathaniel Comfort 的评论文章。
他们找到了尘封已久的新证据，在这篇评论文章中指出，罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）在DNA结构的发现中是平等的贡献者，而不是受害者。
Matthew Cobb 和 Nathaniel Comfort 在查阅富兰克林在英国剑桥大学丘吉尔学院的档案时，发现了一篇从未被研究过的新闻稿，这篇新闻稿由记者 Joan Bruce 与富兰克林协商后撰写，本来要发在《时代周刊》（Time）上（但最终并未发表）。他们还发现了一封由富兰克林的一位同事写给克里克的信，这封信之前从未曝光。
这两份资料共同说明，富兰克林并非不能理解DNA的结构。Matthew Cobb 和 Nathaniel Comfort 写道，富兰克林是“解析双螺旋四人组中平等的一员”。她和莫里斯·威尔金斯一起，为寻找DNA结构的答案采取了早期关键行动，提供关键数据，并验证了结果，她和威尔金斯贡献了发现DNA双螺旋结构一半的力量，与沃森和克里克的贡献相当。
Matthew Cobb 和 Nathaniel Comfort 还写道，还原富兰克林故事的真相非常重要。她不仅反对当时常见的性别歧视，还反对科学界一些更不易察觉的现象，其中的一些现象到今天仍然存在。
罗莎琳德·富兰克林1920年7月25日，罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Elsie Franklin）出生于英国伦敦一个富裕的犹太人家庭。
富兰克林为DNA双螺旋结构的发现做出了卓越贡献，却未能获得应有的荣誉。甚至在《双螺旋》一书中被沃森描述为Dark Lady，称其难以沟通，不能解释自己的研究数据。然而也正是沃森在《双螺旋》中的描述，让更多人知道了富兰克林。
1951年，年仅23岁的詹姆斯·沃森（James Watson）博士毕业后前往英国剑桥大学卡文迪许实验室进修，沃森在这里遇到了正在准备博士论文的弗朗西斯·克里克（Francis Crick），两人一拍即合，从1951年10月开始转向DNA结构方向的研究。
当时在研究DNA结构的并不只有沃森和克里克，伦敦国王学院的莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins）和罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）等人在当时已经在探究DNA结构的秘密。
1952年，沃森和克里克率先发表了一篇DNA为三螺旋结构的论文，罗莎琳德·富兰克林在卡文迪许实验室看到这个三螺旋结构模型后，毫不留情地指出了错误，这让沃森和克里克在实验室的领导劳伦斯·布拉格（Lawrence Bragg，25岁时获得诺贝尔物理学奖）觉得很没面子，于是暂停了二人的DNA结构研究。
1952年5月，富兰克林和她的研究生雷蒙·葛斯林（Raymond Gosling）拍到了一张B型DNA的X射线晶体衍射照片，也就是著名的“照片51号”，被誉为“几乎是有史以来最美的一张X射线照片。”
照片51号富兰克林对自己所在的伦敦国王学院感到非常不满，一方面因为自己作为一个女性，在满是男性主导的地方受到了不公正待遇，另一方面是她不喜欢国王学院过于浓厚的宗教氛围。
1952年底，富兰克林决定离开伦敦国王学院，前往伦敦大学伯贝克学院开始新的研究生涯。此时，富兰克林的研究生雷蒙·葛斯林将“照片51号”作为纪念品送给了威尔金斯。
1953年1月，威尔金斯将“照片51号”的副本展示给了沃森和克里克，威尔金斯以为二人已经不再进行DNA结构研究了。
多年以后，沃森回忆当时看到这张照片时的情景时说：我张大了嘴，脉搏开始跳动。尽管自己不是一位受过训练的晶体学家，但也有足够的知识，知道照片中的“X”造型，意味着DNA是一个螺旋线，很可能就是双螺旋线。即使克里克是物理学家，他也知道重要的生物体总是成对出现。
1953年2月4日，沃森和克里克决定重启对DNA结构模型的研究，2月8日，二人请求威尔金斯同意他们也进行相同研究。
1953年3月7日，沃森和克里克在实验室中联手搭建的DNA双螺旋模型宣告成功。
然后，富兰克林受邀来卡文迪许实验室观看这一新构建的DNA双螺旋模型，富兰克林立刻意识到这一结构模型应该是正确的。
沃森（左）、克里克（右）在DNA双螺旋模型前沃森和克里克的双螺旋结构模型的成功，还离不开好几位科学家的帮助，欧文·查格夫（Erwin Chargaff）告诉他们DNA碱基之间的比例，A和T总是相等，G和C也是相等。杰里·多诺休（Jerry Donohue）对正确的化学同工型的见解证明了这一比例，然后是威廉·阿斯特伯里（William Astbury）为碱基配对提供了帮助。
当然，这些帮助都没有富兰克林的“照片51号”重要。
更重要的是，卡文迪许实验室的马克斯·佩鲁兹（Max Perutz）在1952年12月中旬收到了伦敦国王学院生物物理部门的一项报告副本，这项报告里包括富兰克林对B型DNA的精确测量，以及证明DNA成反向螺旋的关键证据。在沃森和克里克看到“照片51号”后不久，马克斯·佩鲁兹向他们二人分享了这项报告。
1953年4月25日，Nature 杂志同时发表了三篇关于DNA双螺旋结构的论文，分别来自沃森和克里克、威尔金斯，以及富兰克林和雷蒙·葛斯林。
生命之美在DNA双螺旋结构里得到了最完美的展示沃森和克里克的论文在最前面，富兰克林的论文在最后，这给了人们一种错觉，就是富兰克林的论文是验证了前者的实验结果，而不是提供关键性数据。即便如此，富兰克林也没有因为输掉DNA双螺旋结构的竞赛或是研究数据被“剽窃”而沮丧，她反而跟沃森和克里克成了朋友。
DNA双螺旋结构的发现被誉为“生物学的一个标志，开创了新的时代”。这是在生物学历史上唯一可与达尔文进化论相比的最重大发现，它与自然选择一起，统一了生物学的大概念，是科学史上的一个重要里程碑，标志着分子生物学的诞生。
威尔金斯、沃森、克里克三人在诺奖颁奖典礼上1962年，沃森、克里克、威尔金斯三人因DNA双螺旋结构的发现而获得当年的诺贝尔生理学或医学奖。遗憾的是富兰克林已于1958年因乳腺癌去世。
如今，人们提及富兰克林，几乎只记得她对DNA双螺旋结构所作的贡献，实际上，富兰克林在她的短暂的一生中，留下了许多值得铭记的科学遗产。
在科研早期，富兰克林在进行煤炭特性的研究，在煤炭燃烧效率、冶炼技术、防毒面具等方面做出了许多杰出贡献。
20世纪50年代开始，富兰克林转而研究病毒，利用自己擅长的X射线衍射成像技术，成功确定了烟草花叶病毒（TMV）的RNA结构，并陆续研究了许多导致重要农作物枯萎的植物病毒。
1957年，富兰克林开始研究导致人类疾病的病毒，首先就是在当时令人恐惧的导致小儿麻痹症的脊髓灰质炎病毒。
然而，时间并没有站在富兰克林这一边，1958年4月16日，富兰克林因卵巢癌去世，年仅37岁。
1959年，她的合作者亚伦·克鲁格（Aaron Klug）和约翰·芬奇（John Finch）在 Nature 杂志发表了脊髓灰质炎病毒结构的论文，并将论文献给富兰克林以做纪念。亚伦·克鲁格因在阐明病毒结构方面的工作而被授予1982年诺贝尔化学奖。
富兰克林对DNA双螺旋结构的贡献不容遗忘，但“DNA之母”绝不是富兰克林的全部注脚，富兰克林对科学的热爱，以及她对科学界女性的鼓舞，将在未来的历史长河中依然熠熠生辉。
正如她的墓志铭中写道：科学家，她对病毒的研究和发现让人类持久受益
富兰克林墓碑参考资料：
https://en.wikipedia.org/wiki/Rosalind_Franklin
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02144-4
https://www.nature.com/articles/d41586-023-01313-5
