基本內容
家庭背景 羅莎琳德·埃爾西·富蘭克林與R.E.富蘭克林是同一個人
富蘭克林出生于英國倫敦一個富裕的猶太人家庭,她的叔父赫伯特·山謬(Herbert Samuel),是前任英國內務大臣與英國駐巴勒斯坦高級專員,也是第一位進入英國內閣的猶太人。另外她的一位阿姨則是女性參政權與工會運動的參與者。
富蘭克林的父親埃利斯富·蘭克林(Ellis Franklin)是倫敦工人學院(Working Men’s College)教授電磁學與第一次世界大戰(zhàn)歷史的教師,并且在后來成為該校校長。埃利斯富·蘭克林也曾經協(xié)助安置來自納粹德國的逃難者,并且收養(yǎng)兩位孩童。
學生生涯
富蘭克林在進入大學以前,就讀于倫敦圣保羅女子學校(St Paul’s Girls’ School)。1938年進入劍橋大學紐納姆學院(Newnham College, Cambridge),后人在筆記上得知她曾經在1939年期間在構思過DNA的化學結構,并且畫出一個螺旋型圖樣。富蘭克林在1941年順利完成大學學業(yè),但是由于當時的劍橋大學并不授與女性“文學士”(BA Cantab.)學位,因此富蘭克林只擁有一個“名義上的學位”(decree titular)。
職業(yè)生涯
早期研究
1941年到1942年,她在羅納德·諾里什(Ronald Norish,1967年諾貝爾化學獎得主)門下進行研究工作。1942年8月,由于第二次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)爭需求,富蘭克林進入位在泰晤士河上京士頓(Kingston upon Thames)的不列顚煤炭利用協(xié)會(British Coal Utilisation Research Association),在此期間對于煤的多孔性探討,助長了她往后對于強力碳纖維的研究,例如石墨。1945年,她以一篇論文《固態(tài)有機石墨與煤和相關物質的特殊關系之物理化學》(The physical chemistry of solid organic colloids with special reference to coal and related materials)獲得了物理化學的博士學位。 戰(zhàn)爭結束之后,富蘭克林于1946年前往法國巴黎工作,在當地的國家中央化學實驗室(Laboratoire central des services chimiques de l’État)待了三年,學習X射線晶體衍射技術。此外也發(fā)表了一些關于煤炭的研究論文,這些論文使她獲得了一些國際上的名聲,并且在一些化學工業(yè)獲得應用。1950年,富蘭克林受聘前往倫敦大學國王學院任職。
國王學院時期
1951年1月,富蘭克林開始在國王學院進行研究工作,她所任職的部門是醫(yī)學研究委員會(Medical Research Council,簡寫為MRC)中,由物理學家約翰·藍道爾主持的生物物理研究單位。原本富蘭克林的研究主題應該是蛋白質的X射線晶體衍射,不過到了國王學院之后,藍道爾重新指派她投入DNA化學結構的研究。這所實驗室還有另外兩位成員正在進行這項研究工作,分別是莫里斯·威爾金斯與他的學生雷蒙·葛斯林。
與威爾金斯之間的誤會
當富蘭克林進入實驗室時,威爾金斯正好前去度假。雖然藍道爾曾在一封信中指派富蘭克林獨立研究DNA,并且從威爾金斯手中接收研究。但是威爾金斯并未看過,當威爾金斯回到國王學院之后,便與富蘭克林產生誤會。威爾金斯認為她是自己的助手,而富蘭克林則認為威爾金斯不應干涉她的工作。
發(fā)現DNA的兩種型態(tài)
現在已知自然界中的三種DNA型態(tài),由左至右分別是A型、B型與Z型。其中B型為標準型態(tài)。威爾金斯與葛斯林從1950年便開始分析DNA結構。其中威爾金斯在一場研討會中,從瑞士科學家魯道夫·席格納(Rudolf Signer)手上得到(無償提供)一種純DNA樣品,這種樣品淬取自小牛胸腺,其性質比較適合X射線衍射分析。它干燥時呈細小的針簇狀,一旦遇潮會變成一團黏膠狀物質。后來富蘭克林與葛斯林發(fā)現了DNA的其中兩種型態(tài),在潮濕狀態(tài)下,DNA的纖維會變的較長較細,稱做A型;而干燥的時候則變得較短較粗,稱為B型。后來A型是由富蘭克林進行研究,B型則是交給威爾金斯。
DNA雙螺旋結構的研究到了1951年11月,富蘭克林提出了A型DNA的X射線衍射圖,并進行了一場演講。這時候沃森正好在劍橋大學中由威廉·勞倫斯·布拉格主持的卡文迪許實驗室研究蛋白質結構。沃森與克里克得知了這些訊息之后,便開始嘗試排列DNA的螺旋結構,當時他們的模型是三股螺旋。沃森與克里克曾經邀請富蘭克林、威爾金斯與葛林斯參觀他們的三股螺旋結構模型,富蘭克林在看見這些模型之后,做了許多的批評。這些批評使沃森與克里克被上司布拉格要求終止DNA結構的研究。
富蘭克林與葛斯林制作的訃聞,用來悼念A型DNA(結晶狀DNA)的雙螺旋結構。同一年中,國王學院的科學家們已經大多接受B型DNA的結構為螺旋型(詳細結構尚未明了),不過對于A型DNA是否也同樣是螺旋型,富蘭克林則仍持懷疑態(tài)度。她與葛斯林曾開玩笑地制作了一份訃聞,悼念結晶狀DNA(A型DNA)失去的螺旋結構。
1952年5月富蘭克林與葛林斯經過了一場長時間的研究,獲得一張B型DNA的X射線晶體衍射照片,并且將專門用來解決X射線晶體衍射問題的帕特生函數(Patterson function)應用在圖片分析。這張照片稱做“照片51號”,曾經被X射線晶體衍射先驅之一約翰·貝爾那(John Desmond Bernal)形容為:“幾乎是有史以來最美的一張X射線照片!钡撬⑽窗l(fā)表研究成果,而且由于A型結構的數據仍不足以支持螺旋型,因此富蘭克林繼續(xù)將研究焦點放在A型DNA。
DNA衍射圖像除了晶體衍射照片之外,1952年11月,富蘭克林也提出了一份報告,這些研究結果被收錄在一份用來提交給訪問委員會(visiting committee)的“MRC報告”當中,其中說明A型DNA的對稱性,意思是DNA的結構即使翻轉180度之后看起來還是一樣。克里克認為這顯示DNA擁有方向相反的兩股螺旋。此外,這篇報告也指出了磷酸根之間的距離以及它們位在DNA上的位置。
1952年11月,另一位化學家萊納斯·鮑林也開始研究DNA結構,他認為DNA應該是外側為堿基,以及內側為磷酸(實際的情形是雙股、外側磷酸與內側堿基)。并且與沃森、克里克在當時都認為DNA的結構應該是三股螺旋。萊納斯·鮑林很快的發(fā)表了一篇論文,但是這篇論文很快的被沃森與克里克指出錯誤,并經由他在劍橋大學的兒子彼得·鮑林(Peter Pauling)的傳達得知。由于沃森也把這篇論文拿給富蘭克林看,因此富蘭克林后來親自寄了一封指出錯誤的信件給萊納斯·鮑林。
1953年1月,威爾金斯由于以為沃森與克里克早已不做DNA結構的分析,因此將照片51號拿給沃森過目,并且詳細的解釋相關的研究結果。這使得沃森與克里克取得了布拉格的同意,并在2月4日重啟對DNA結構模型的建構,以及在2月8日請求威爾金斯同意他們也進行相同研究,此時威爾金斯才知道自己先前可能已經透露太多。同時卡文迪許實驗室在MRC的代表,也是訪問委員會的成員之一馬克斯·培魯茲(Max Ferdinand Perutz),也在克里克的要求下,將MRC報告拿給沃森與克里克觀看。雖然這篇報告并非機密,但是透露研究成果給競爭對手的行為卻讓藍道爾大為光火。
伯貝克學院時期
原本并不接受A型DNA為雙股螺旋的富蘭克林,經過一段時間的分析之后,在2月24日得出兩種DNA皆為雙股螺旋的結論。到了2月28日,沃森與克里克宣布他們發(fā)現了雙股螺旋模型,此時威爾金斯仍被蒙在鼓。1953年3月,富蘭克林離開了國王學院,前往同樣屬于倫敦大學的伯貝克學院(Birkbeck College, London),且并未帶走她的研究成果。這時候威爾金斯還寫了一封信給克里克,表示“黑暗女士”(Darklady,指富蘭克林)已經離開了他們的實驗室,終于可以開始向大自然的秘密前進。
三篇論文同時發(fā)表在布拉格與藍道爾的介入下,《自然》(Nature)期刊于1953年4月25日同時發(fā)表三篇論文,順序是以沃森與克里克為先,再來是威爾金斯等人,最后是富蘭克林。其中富蘭克林的論文是與葛斯林共同發(fā)表,論文名稱是《胸腺核酸的分子結構》(Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate) 沃森與克里克在論文中提及他們是受到威爾金斯與富蘭克林等人的啟發(fā),但并未詳細說明,也沒有致謝。而威爾金斯與富蘭克林,則是在論文中表示自己的數據與沃森和克里克的模型相符。
富蘭克林到了伯貝克學院之后,在約翰·貝爾那旗下工作,開始將X射線晶體衍射技術應用在研究煙草鑲嵌病毒(TMV)的結構,并且由農業(yè)研究委員會(Agricultural Research Council,ARC)提供資金。1954年,她與克魯格(Aaron Klug)開始進行長時間的合作研究。1955年富蘭克林發(fā)表一篇論文,指出所有TMV顆粒的長度皆相同,這個結果與當時著名病 毒學者諾曼·皮里埃(Norman Pirie)的想法矛盾,而最后證明富蘭克林的結果正確。 1954年之后,她和沃森與克里克之間的關系開始有所改善,沃森一方面成為她在病毒研究上的討論伙伴,一方面也援助富蘭克林的研究經費。富蘭克林經常到劍橋大學與克里克討論研究,并且曾經與克里克夫婦一同到西班牙旅游。后來的幾年,富蘭克林仍然繼續(xù)將心力專注在TMV等病毒之上。她的團隊在1955年完成了TMV模型。此外她也研究了病毒對植物(包括馬鈴薯、蕪菁、番茄與豌豆)的感染,以及TMV病毒中的核糖核酸(RNA)。
患病離世
1956年夏天,富蘭克林在前往美國進行與工作有關的旅行時,察覺了健康問題,并且在同年9月發(fā)現腹部有兩顆腫瘤。在生病的期間,她有時會在克里克夫婦的家中修養(yǎng)。不過富蘭克林仍繼續(xù)她的工作,在1956年間發(fā)表了7篇論文,1957年則發(fā)表了6篇以上。后來她的團隊開始研究小兒麻痹病毒,并獲得美國國家衛(wèi)生院的資助。1958年,富蘭克林返回正常的工作崗位,并前往生物物理研究協(xié)會(Research Associate in Biophysics)任職。
1958年3月30日,富蘭克林再度感到不適,并且在4月16日因為卵巢癌逝世于英國倫敦。她得到癌癥的原因,可能與X射線或是家族遺傳有關。
同事評論
1963年,“沃森、克里克和威爾金斯榮獲諾貝爾生物學或醫(yī)學獎。左到右:克里克、沃森、威爾金斯沃森他們所引用的數據并沒署上她的名字,更惡心的是,幾乎沒怎么接觸過羅瑟琳德的沃森,在回憶錄《雙螺旋》里竟把弗蘭克琳塑造成一個性格乖僻、目中無人的女巫形貌,并刻意貶低甚至無視她的貢獻”。學術領域的齷齪和腐敗要比政治領域中的更令人憤恨。
1968年沃森出版了一本具爭議性的書籍《雙螺旋》(The Double Helix),這本書中對于沃森以外的科學家多所批評。其中將羅莎琳德富·蘭克林(在書中以自己取的綽號“Rosy”稱呼)形容成一個“女學究”(bluestocking)型的女性,從來不注意女性特質,不涂口紅也不注重穿著。并且猜測富蘭克林的家庭可能是一個不幸的家庭。同時沃森也誤以為富蘭克林是威爾金斯的下屬,并描述她是個不合作的人物。此外書中也描述富蘭克林完全反對雙螺旋結構模型。 后來沃森與克里克皆坦承富蘭克林的研究結果,是建構雙螺旋結構的必要線索?死锟嗽谝黄o念DNA結構發(fā)現40周年的文章中說道:“富蘭克林的貢獻沒有受到足夠的肯定,她清楚的闡明兩種型態(tài)的DNA,并且定出A型DNA的密度、大小與對稱性!绷硗庠2003年,國王學院將新大樓命名為羅莎琳德—威爾金斯館時,沃森在命名演說中說道:“羅莎琳德的貢獻是我們能夠有這項重大發(fā)現的關鍵!
關于諾獎
很多人都知道沃森和克里克發(fā)現DNA雙螺旋結構的故事,更進一步,有人還可能知道他們與莫里斯·威爾金斯因此分享了1962年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。然而,有多少人記得羅莎琳德·富蘭克林,以及她在這一歷史性的發(fā)現中做出的貢獻?
1962年沃森、克里克和威爾金斯獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的時候,富蘭克林已經在4年前因為卵巢癌而去世。按照慣例,諾貝爾獎不授予已經去世的人。此外,同一獎項至多只能由3個人分享,假如富蘭克林活著,她會得獎嗎?性別差異是否會成為公平競爭的障礙?后人為了這個永遠不能有答案的問題進行過許多猜測與爭論。 與沒有獲得諾貝爾獎相比,富蘭克林的早逝更加令人惋惜。她是一位才華橫溢的女科學家,然而知道她和她的貢獻的人寥寥無幾。沃森在《雙螺旋》(1968年出版)一書中甚至公開詆毀富蘭克林的形象與功績,歪曲她與威爾金斯之間的恩怨。許多關于雙螺旋的書籍和文章根本不提及富蘭克林,盡管克里克在很多年后承認“她離真相已經只有兩步”。富蘭克林始終相信人們對才能和專業(yè)水準的尊重會與性別無關,但她正是這傾斜的世界中女科學家命運的代表。如果她是男性則可能如何,這種假設固然沒有意義,但性別的確一直是她在科研領域發(fā)揮才能的絆腳石,并使她的成就長時間得不到應有的認可。
2011年,新諾貝爾獎化學獎頒發(fā)給已去世多年的羅莎琳德·富蘭克林,以表彰她對DNA分子結構發(fā)現所做出的貢獻。但是這份獎項對于她來說顯然晚了很多。