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1700224434 赫伯特·古特弗罗因德站在克里克和沃森之间,背景是克莱尔学院,摄于1952年
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1700224439 肯德鲁的博士研究生休·赫胥黎与马克斯·佩鲁茨的助手安·卡利斯(Ann Cullis)
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1700224441 不过,到了第二天早上我们喝咖啡的时候,克里克又一次充满了信心,他认为手头拥有的实验数据也许已经足够支撑我们取得成功了。他说,我们可以从几组完全不同的事实入手,分别构建出分子模型。这些分子模型殊途同归,最终都指向同一个结果。很可能,当我们找到把多核苷酸链折叠起来的最佳方法时,全部问题就迎刃而解了。因此,在克里克思考X射线衍射图谱意义的时候,我就把各种原子模型搭建成了好几条多核苷酸链,每条多核苷酸链都包括好几个核苷酸。虽然自然界中的DNA链很长,在实验室中我们却没有必要把整条DNA链都搭建出来。只要我们能够保证搭建而成的DNA链是螺旋状的,或者说,只要我们能够把少数几个核苷酸的位置固定下来,其他组成成分在DNA链中的位置和排列方式也就自然而然水落石出了。
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1700224443 模型搭建工作一直持续到下午1点,随后,我、克里克以及化学家赫伯特・古特弗罗因德一起到老鹰酒吧去吃午饭。那里已经成了我们解决午餐的固定场所。在那段日子里,肯德鲁经常去彼得学院吃午饭,而佩鲁茨则总是骑自行车回家去吃。肯德鲁的学生休・赫胥黎有时也会与我们一起共进午餐。但是近来赫胥黎不怎么来了,因为克里克在吃午饭时总会连珠炮似地提问题,这让他觉得这种午餐时间实在很难熬。
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1700224445 在我来剑桥大学之前,赫胥黎已经决定研究肌肉的收缩原理,而这个问题竟然也吸引了克里克的关注。这是因为克里克在这个领域也看到了一个未曾预料到的机会:近20年来,肌肉生理学家虽然已经积累起了大量数据,却一直没有尝试构建一个一致的内在框架。克里克认为赫胥黎可以在这个领域搞出些名堂。而且,克里克不必亲自动手去研究有关的实验数据,赫胥黎已经搜集到了许多资料,只是还没有完全消化。每次在一起吃午饭的时候,克里克都会针对赫胥黎收集到的材料提出某种理论,而这种理论通常只能“维持成立”一两天时间。因为到第二次吃午饭的时候,赫胥黎就会对克里克说,他的实验数据没有错(而根据克里克的“理论”,应该是实验数据出了差错),其可靠性就像直布罗陀巨岩一样不可置疑,这样也就推翻了克里克先前提出的理论。[78]赫胥黎的X射线照相机这时已经安装就绪了,他希望用它很快就能得到切实可靠的实验证据,从而一劳永逸地解决那些有争议的问题。但如果赫胥黎将来有可能发现的所有东西克里克全都能正确地预见到,那么他自己的研究乐趣也就荡然无存了。
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1700224447 但是那一天,赫胥黎根本用不着担心克里克会向他提出什么新问题。当我们走进老鹰酒吧后,克里克没有像往常那样大声地与伊弗雷姆・埃西格(Ephraim Eshag)打招呼,克里克表情严肃,不禁令人觉得肯定发生了什么非常重要的事情。[79]事实上,这是因为午餐结束后我们就要开始搭建模型,而在动手之前,我们必须认真思考并制订一个具体的实施计划,以保证工作的有效进行。
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1700224452 在螺旋结构的中心,带有负电荷的磷酸基团很可能是通过镁离子结合起来的,其结合方式如上图所示
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1700224454 我们一边吃着醋栗馅饼,一边思索着:模型中的多核苷酸链究竟是一条还是两条?又或是三条甚至四条?很快我们就放弃了只有一条螺旋的想法,因为这明显不符合我们手头的实验数据。至于多条多核苷酸链之间通过什么作用力结合在一起,最好的猜测是盐键。在这种盐键里,两价正离子(例如:镁离子)可以将两个或更多的磷酸基团结合到一起。然而,没有任何证据可以表明富兰克林的DNA样品中有任何两价离子。这就意味着我们的盐键猜想是一种冒险行为,很可能会成为一个容易受人攻击的破绽。但另一方面,还没有充分的证据可以推翻我们的猜测。[80]如果伦敦国王学院的研究小组中有人曾经考虑过建构模型的问题,他们肯定就会追问我们究竟是哪一种金属离子。在这个问题上,我们仍处于一个很难给出答案的尴尬局面。幸运的是,我们把镁离子或者钙离子嵌进糖和磷酸骨架中后,立刻得到了一个美妙精致的结构,而它的正确性无可争辩。
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1700224456 模型制作的初期,我们进行的并不顺利。虽然我们的模型只涉及15种原子,但由于我们能用的夹子非常简陋,用它们固定各种原子,很难使原子之间保持正确的距离。更加糟糕的是,搭建过程中我们发现最重要的几种原子之间的键角无法确定。这确实不是一件好事。鲍林解决蛋白质的α-螺旋结构的关键在于他掌握的一个知识:肽键是在一个平面上的。而令我们感到恼火的是,有充分的证据表明,在DNA中将核苷酸结合起来的磷酸二酯键的形状是多种多样的。至少,从我们的“化学直觉”来看,磷酸二酯键似乎不存在比所有其他构象都更简单、更优美的构象。
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1700224458 不过,在茶歇之后,我们还是设计出了磷酸二酯键的一种可能形状,这使我们又重新振奋起来。我们把三条多核苷酸链沿螺旋轴每隔28埃绕一周相互缠绕起来,从而制作出了一个晶体学模型。这个模型看上去也符合威尔金斯和富兰克林的X射线衍射图谱。克里克从实验台边慢慢往后退,细细地欣赏着、琢磨着这个模型,很显然,对于下午取得的这个成果他有点沾沾自喜。尽管有几个原子显得有点拥挤,看上去不那么舒服,但不管怎么说,我们毕竟才刚刚开始制作模型!相信只要再有几个小时,我们就可以拿出一个可以用来展示的模型了。
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1700224463 克里克关于他们的三螺旋模型备忘录的第一页
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1700224468 英国医学研究理事会生物物理实验室部分成员在一年一度的板球赛中,摄于20世纪50年代。从左至右分别为:莫里斯·威尔金斯、威利·西兹、布鲁斯·弗雷泽(Bruce Fraser)、雷蒙德·戈斯林(后排站立者)、杰弗里·布朗(Geoffrey Brown)
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1700224470 在“翠扉”吃晚饭的时候,我们都沉浸在愉悦的气氛之中。虽然奥迪尔听不懂我们在谈论什么,但是她还是为克里克在一个月之内将要取得的第二次胜利而感到兴奋。如果以后都可以像这个月这么顺利,那么他们很快就会变得富裕起来,很快就能买一辆自己的汽车了。一直以来,克里克都认为,即便是用最简单的语言,也不可能教会奥迪尔懂得多少科学知识,而且那也不会带来什么好处。因为,奥迪尔有一次曾对克里克说,重力作用只存在于离地球大约3 000米以内的空间里,自那之后他们就再也不讨论科学了。奥迪尔从小在修道院接受教育,因此她不仅不懂科学,也拒绝接受科学,任何想要往她脑袋中塞入一些科学常识的尝试都注定要失败。对她来说,能够学会加减法,知道怎么数钱也就足够了。
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1700224472 于是,我们的话题转到了一个学艺术的女大学生身上,她马上就要嫁给奥迪尔的朋友哈特穆特・韦尔(Harmut Weil)了。这多少令克里克觉得有些扫兴,因为他的朋友圈将因此失去一个最漂亮的姑娘了。韦尔本人身上也有一些令人难以捉摸的地方。他在德国求学的大学有一个传统,他们相信决斗是解决问题的最终手段。[81]而克里克有一个特殊的本事,他能让剑桥大学的姑娘心甘情愿到他的相机镜头前来搔首弄姿。
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1700224474 一天早上喝咖啡前,克里克闯进了实验室,打断了我们关于女人的遐想。我们又开始摆弄起原子模型来,我们把其中几个原子的位置移近一些,又把另外一些原子的位置拉出一些,很快我们面前的三核苷酸链模型就变得相当优美了。很显然,下一步的工作就是要利用富兰克林测定的定量指标来对它进行检验。我们相信这个模型和X射线衍射图像不会有太大出入,因为所有基本螺旋参数都是我们精心选择好的,它们能够很好地拟合那次学术会议上介绍的情况(这些我早就告诉了克里克)。如果这个模型是正确的话,那么它就能够准确地预测各种X射线衍射图像的相对密度。
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1700224476 于是,我们立即给威尔金斯打了个电话。克里克向他解释了运用衍射理论快速检验各种不同DNA模型的方法,他还告诉威尔金斯,我们俩人刚刚制作了一个模型,它很可能就是我们一直期待的答案,希望他最好马上来亲自看一看。可威尔金斯并没有说定一个确切的日期,只告诉克里克说他有可能在那周的某一天过来。刚放下电话,肯德鲁就来了,他想了解一下威尔金斯对我们取得的新进展有什么反应。克里克觉得一时很难说清楚。看上去,威尔金斯对我们正在做的事情好像无动于衷。
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1700224478 然而就在那天下午,当我们正在继续摆弄模型的时候,威尔金斯从伦敦国王学院打来了一个电话,说他将在第二天上午乘10点10分的火车从伦敦过来。而且他的同事西兹也将一起过来。他甚至还告诉我们,富兰克林和她的学生雷蒙德・戈斯林也将同车抵达。很显然,他们对我们得到的结果非常感兴趣。
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