第三号染色体历史 我们发现了生命的秘密。——弗兰西斯克里克（1953年2月28日） 在1902年，阿奇博尔德加罗德（ArchibaldGarrod）固然只需45岁，他曾经是英国医学界的一根顶梁柱了。他是著名教授、有爵士头衔的艾尔弗雷德巴林加罗德（AlfredBaringGarrod）的儿子。这位教授在痛风病——上流社会最普遍的疾病——方面的理论被以为是医学研讨的胜利。阿奇博尔德加罗德自己的医学生活也不费力地就得到了认可，后来他由于一战期间在马尔他所做的医疗工作也被封为爵士。之后，他又得到了一项最为光彩的奖赏：继尊崇的威廉奥斯勒爵士（SirWilliamOsler）【威廉奥斯勒爵士：19世纪末20世纪初著名医学家、医学教育家，奠定了美国和加拿大现代医学教育的基础。从1905年起在牛津大学任教。】之后，任牛津大学瑞吉尤斯（Regius）医学教授之职。 你能够勾勒出他的形象，是不是？他是那种呆板的、故步自封的爱德华时期的人物，硬硬的领子、硬硬的嘴唇、生硬的思想，挡在科学进步的路上。那你就错了。就在1902年，阿奇博尔德加罗德提出了一个有些风险的假说，从而证明了他是一个远远抢先于他的时期的人，而且在不知不觉中，他的手指曾经放在了从古至今生物学最大谜团的答案上了。这个谜团就是：什么是一个基因？事实上，他对基因的了解如此有天才性，在他逝世之后很多年才有人开端了解他的想法：一个基因就是一种化学物质的配方。这还不算，他以为自己曾经发现了一个基因。 在伦敦大欧尔茫德街圣巴托洛密欧医院工作的时分，加罗德接触到了一系列患有一种少见但不太严重的疾病——尿黑酸尿症——的病人。这些病人除了有一些如风湿痛之类的不太温馨的病症之外，他们的尿和耳垢遇到空气就会变成红色或是墨黑色，视他们的饮食状况而定。1901年，一个患有这种病的男孩的父母生了他们的第五个孩子，这孩子也有这种病。这让加罗德开端想到，这种病能否是家族遗传的。他留意到这两个病儿的父母是第一代表兄妹。于是他回过头去检查其他的病例，4个家庭中有三个是第一代表亲结婚，那17个尿黑酸尿症病人，有8个相互是第二代表亲。但是这种疾病并不是简单地从父母传给孩子，大多数病人有正常的孩子，但是这种病又会在孩子的孩子身上呈现。十分侥幸的是，加罗德关于最先进的生物学观念很有了解。他的朋友威廉贝特森（WilliamBateson）【威廉贝特森：英国生物学家，在孟德尔的学说被重新发现之后第一个把它译成英文。-译者注】关于格雷戈尔孟德尔（GregorMendel）的研讨成果在两年前被重新发现十分激动，正在写一本巨著向公众引见并捍卫孟德尔“主义”。这样，加罗德知道他是在跟孟德尔所说的隐性性状打交道——一种特性能够被某一代人“携带”，孩子假如从父母双方都得到这种特性的遗传，才会表示出来。他以至援用了孟德尔用在植物上的术语，称这种人是“化学突变种”。 这就给了加罗德一个新的想法。他想到，或许这种病之所以只发作在得到父母双方遗传的人身上，是由于有什么东西丧失掉了。由于他关于生物学与化学都很知晓，他知道黑色的尿和耳垢是由于一种叫做尿黑酸的物质大量积聚而构成的。尿黑酸可能是人体化学反响的一个正常产物，但是在正常人里这种物质会被降解和排出体外。之所以会大量积聚，加罗德想，或许是由于降解尿黑酸所需求的催化剂没有正常工作。这个催化剂，他想，一定是用蛋白质做成的一种酶，而且一定是一种遗传物质（往常我们就会说，一个基因）的产物。在那些病人体内，这个基因制造了一种有缺陷的酶；关于那些携带者，这个缺陷没有什么坏处，由于他们从父母中健康的一方得到的基因是正常的。 这样，加罗德的大胆假说“先天代谢错误”就降生了，假说中包含了一个意义深远的假定：基因是制造化学反响催化剂的，一个基因制造一种功用十分特地的催化剂。或许基因就是制造催化剂的机器。“先天代谢错误，”加罗德写道，“产生于代谢过程中一个步骤的错误，而代谢过程中步骤的错误又产生于一种酶的缺失或不正常的功用。”由于酶是由蛋白质组成的，它们无疑是“个体化学差别的载体”。加罗德的书于1909年出版，遭到普遍的好评，但是这本书的评论家们完整歪曲了他的思想。他们以为加罗德只是在谈一种稀有的疾病，而没有认识到他谈的是对一切生命都适用的基本原理。加罗德的理论被疏忽了35年之后才被重新发现。那时分，遗传学中新的观念爆炸般呈现，加罗德曾经逝世10年了。[1] 我们往常知道，基因的主要功用是贮存制造蛋白质所需的配方。蛋白质则是完成身体内一切化学、结构、调理功用的物质：它们产生能量，抵御感染，消化食物，构成毛发，运输氧气，诸如此类。 每一个蛋白质都是经过把一个基因携带的遗传密码翻译出来而被制构成的。这句话反过来就不一定对了：有些基因永远也不会被翻译出来用来制造蛋白质，好比说一号染色体上的核糖体RNA。不外就算是这些基因，也是被间接用来制造蛋白质的。加罗德的假说大致上是正确的：我们从父母那里得到的不是别的，是一份范围庞大的配方，用来制造蛋白质和制造蛋白质所用的机器。 加罗德的同代人或许没有了解他的思想，不外他们最少给了他应有的光彩。但是关于加罗德站在其肩膀上的那位“伟人”，格雷戈尔孟德尔，我们却不能说同样的话。很难想象有比加罗德和孟德尔的背景差别更大的两个人了。孟德尔的教名为约翰孟德尔，1822年出生在莫拉维亚（Moravia）【中欧的一个地域，往常归属捷克共和国。下文的奥尔姆茨即为莫拉维亚的一个城市。-译者注】北部一个名为海恩曾多尔夫（往常叫做海诺伊斯）的小村庄。他的父亲安东租了一小片农场，靠给地主干活来抵租。约翰16岁那年，在特洛堡的文法学校里正好事多磨的时分，父亲被一棵倒下来的树砸到，健康与生计都毁了。安东把农场转手给了自己的女婿，换些钱来支付儿子上文法学校和后来在奥尔姆茨（OlmUtz）上大学的学费。但是这样的生活太艰难了，约翰需求更有钱的人资助。最后，他当了奥古斯丁教派的修道士，开端运用格雷戈尔兄弟这一名字。他在布鲁恩[BrUnn，往常的伯尔诺（Brno）【捷克东南部城市。】产的神学院里完成了学业，成了一名神父。他依照请求做了一段时间的教区神父，不太胜利。他又进了维也纳大学学习，试图成为一个科学教员，但是却没有经过考试。 他又回到了布鲁恩，31岁，一无所成，只能在修道院里生活。他很擅长数学和象棋，有个数学脑子，也很乐天。他还是一个热情很高的园丁，从父亲那里学到了嫁接果树和授粉的措施。就是在这里，在他没有经过正轨学习而得到的农业学问里，埋藏着他的洞察力的本源。当时，养牛和养苹果树的人们关于颗粒遗传学的基础曾经有了一些模含糊糊的认识，但是没有人系统地研讨过它。“没有一个实验的设计与深度能够使得我们有可能肯定每一代里不同性状的数量，或是肯定它们之间的统计关系”，孟德尔写道。你能够听见，听众曾经打起鼻鼾了。 于是，34岁的孟德尔神父在修道院的花园里，应用豌豆开端了一系列实验，前后持续了8年。这些实验包含了种植3万多棵植物，仅1860年一年就种了6000棵。这些实验最终永远地改动了世界。实验终了之后，他对自己的成就很分明，而且把它分明地表白出来，发表在布鲁恩自然科学学会的停顿讲演上。一切好的图书馆都存有这份刊物，但对他的成就的认可却迟迟没有到来。被提升为布鲁恩修道院的院长之后，孟德尔慢慢对他的花园失去了兴味，成了一个仁慈、忙碌却又似乎不特别敬神的神父（他在文章里提到美味佳肴的次数比提到上帝的次数还多）。他生命的最后岁月耗在了一场越来越痛苦与孤独的反对政府对修道院增收一项新的税收的运动里。孟德尔是最后一个需求交这项税的院长。在他的傍晚岁月里，或许他曾经想到过，他这终身最大的成就，可能是让一个音乐学院里天才的19岁男孩里奥亚那谢克（LeosJanacek）【里奥亚那谢克：19世纪末20世纪初捷克著名作曲家。】当了布鲁恩合唱团的指挥。 在花园里，孟德尔做了一些杂交实验：把不同种的豌豆拿来杂交。但是这可不是一个业余科学家的游戏，这是一个大范围的、系统的、认真设计出来的实验。孟德尔选择了七对不同种类的豌豆来杂交，圆粒的与皱粒的杂交；黄子叶的与绿子叶的杂交；鼓豆荚的与瘪豆荚的杂交；灰色豆皮的与白色豆皮的杂交；未成熟时豆荚是青色的与未成熟时豆荚是黄色的杂交；在轴上开花的与在顶端开花的杂交；长秆的与矮秆的杂交。他还杂交了多少对其他种类的豌豆，我们不得而知。这七对性状都是代代相传的，也都是由一个个基因决议的，所以，他肯定是曾经从初步结果中知道了可能的结果是什么，才选择了这七对。每一对杂交出来的后代都跟双亲中的一个一模一样。双亲中的另一个的特征似乎消逝了。其实没有：孟德尔让那些杂交后代自我繁衍之后，消逝的特征又在大约四分之一的“孙子”辈里呈现了。他数了又数，第二代的19959棵植物中，显性特征与隐性特征的比例是14949比5010，大约是2.98比1。如罗纳德费希尔爵士（SirRonaldFisher）【罗纳德费希尔：20世纪英国统计学家、遗传学家，对统计学在生物学里的应用做出了庞大贡献。】在下一个世纪里说的，这个比例跟3接近得令人起疑。别忘了，孟德尔数学很好，而且在做实验之前，他就知道他的豌豆们应该服从什么样的数学公式。 像一个中了邪的人一样，孟德尔从豌豆又转向倒挂金钟和玉米等其他植物，并得到了同样的结论。他知道他发现了遗传学方面十分重要的东西：遗传的特征不会混杂起来。在遗传里有一些坚固的、不可分的、量子化的、颗粒化的东西。遗传物质没有像液体一样平均融合起来，没有像血液一样融在一同，相反，遗传物质像很多很小的宝石颗粒，暂时地混杂在一同了。事后看起来，这个原理不时是很明显的。否则，怎样解释一个家庭里能够既有蓝眼睛的孩子又有棕眼睛的孩子？达尔文固然把自己的理论树立在遗传特性的融合性上，但是他几次暗示过这个问题。“近期以来，我倾向于猜测，”他在1857年写信给赫胥黎道：“模含糊糊、粗略地猜测，未来我们会发现，经过受精卵而完成的繁衍，是两个共同的个体的一种混合，却不是一种真正的融合......。除此之外，我想不出其他缘由去解释为什么两性繁衍的后代与它们的前辈如此之相像。” 在这个问题上达尔文很是慌张。此前他刚刚被一个苏格兰的工程学教授猛烈地抨击过。这个教授有个奇特的名字：弗里明詹金（FleemingJenkin）。他指出了一个简单而又无懈可击的事实，那就是自然选择与遗传特性的融合性是相互矛盾的。假如遗传确是经过把遗传物质平均融合起来而完成的，那么达尔文的学说就不太可能是正确的，由于每一个新的、有生存优势的变更都会被其他要素给稀释掉。詹金用了一个故事来阐明他的观念，一个白人想经过与一个岛上的黑人生孩子而把这个岛上的人群变白。他的白人的血很快就会被稀释到无足轻重的地步。从内心说，达尔文知道詹金是对的。连历来火暴的托马斯亨利赫胥黎面对詹金的观念也默不作声。但是达尔文也知道，他自己的理论也是正确的。他不知道应该怎样调和这个矛盾。假如他能读到孟德尔的学说就好了。 事后再看，很多事情都十分明显，但是依旧需求一个天才来拆穿这层纸。孟德尔的成就在于他提示了：大部分遗传特性看上去像是融合得很好的东西，独一的缘由，是这些遗传特性是由多种“颗粒”决议的。19世纪早期，约翰道尔顿（JohnDalton）【约翰道尔顿：英国物理学家、化学家。一译者注】曾经证明了水是由亿万个坚硬的、不可再分的小东西——原子——组成的，从而击败了他的对手——持有连续性理论的人们。往常，孟德尔证明了生物学里的“原子理论”。生物学里的原子在过去可能被起了很多五花八门的名字，在20世纪的第一年里用过的名字就有要素、原芽、质粒、全因子、生源体、依德、异丹。不外，传播下来的是“基因”这个名字。 44从1866年起，在四年的时间里，孟德尔不时地把自己的论文和想法寄给慕尼黑的植物学教授卡尔一魏海姆尼亚戈利（Karl-WilhelmNageli）。他越来越大胆地指出自己的发现的重要性。但是在四年的时间里尼亚戈利总是误解他的意义。他居高临下地给这位执著的修道士写去礼貌的回信，通知他去研讨山柳兰。就算一个人再努力也不可能给出比这个更捣乱的倡议了。山柳兰是单性生殖的，也就是说，它固然需求花粉才干生殖，却不接受传给它花粉的“同伴”的基因。这样，杂交实验就会得出奇特的结果。与山柳兰斗争了一阵之后，孟德尔放弃了，转而研讨蜜蜂。他在蜜蜂上做了大量实验，所要结果却历来没有被找到。他能否发现了蜜蜂特殊的单倍二倍体的遗传方式呢？【雄性蜜蜂每一条染色体只需一份，是单倍体；雌蜂则每条染色体有两份，是二倍体。】 与此同时，尼亚戈利发表了他自己论遗传学的长篇巨著。在他的文章里，他提到的自己的一项工作是孟德尔理论的一个绝好例子，但是他依旧没有明白孟德尔的理论，也没有在文章中提到孟德尔的发现。尼亚戈利知道，假如你把安哥拉猫与另一种猫交配，安哥拉猫特有的皮毛就会在下一代里消逝得干洁净净，但是在再下一代里又会重新呈现。很难找到比这更好的例子来阐明孟德尔所说的隐性性状了。 不外，在他的有生之年，孟德尔差点儿就得到了认可。查尔斯达尔文通常是很惯于从他人的工作里得到灵感的。他以至给自己的一个朋友引荐过一本福克（W.O.Focke）写的书，里面援用了14篇孟德尔的文章。可是达尔文自己却似乎基本没有留意到这些。孟德尔的命运是在他与达尔文都逝世多年之后，在1900年被重新发现的。这是在三个不同地点简直同时发作的。重新发现他的人-雨果德弗里斯（HugoDeVries）、卡尔克伦斯（CarlCorrens）和埃里奇冯丘歇马克（ErichvonTschermak），三个都是植物学家，每一个人都是辛辛劳苦地在不同物种上重复了孟德尔的工作之后，才发现了孟德尔的文章。 关于生物学界，孟德尔理论来得太忽然了。进化理论中没有任何东西请求遗传“一块一块”地发作。事实上，孟德尔的学说似乎是在破坏达尔文费尽力气试图树立的一切理论。达尔文说过，进化就是自然选择之下微小的、随机的变更的累积。假如基因是45硬邦邦的小东西，假如遗传特性能够在躲藏了一代之后又完好地呈现，那么它们如何能够逐步地、奇妙地变更呢？从很多角度来说，20世纪初人们看到的是孟德尔学说打败达尔文学说。当威廉贝特森说，颗粒遗传学的作用最少是限制了自然选择的作用时，他说出了很多人的想法。贝特森是个脑筋懵懂文风单调的人。他置信进化是腾跃性的，从一种生命方式跳到另一种，没有中间的过渡。为了证明这个新奇的理论，他在1894年出版了一本书， 论述到遗传是颗粒性的。为此，他从那以后不时遭到“真正”的达尔文主义者的激烈攻击。如此说来，他对孟德尔学说张开双臂欢送并第一个把它译成英文，就毫不奇特了。“在孟德尔的发现里，没有任何东西是与正统的理论——亦即物种产生于自然选择——相矛盾的”，贝特森就像一个自称是独一能够诠释圣保罗的神学家那样写道：“无论如何，现代科学的探求毫无例外地是为了除掉我们总结出来的自然规律里那些‘超自然’的成分，固然有些时分这些探求自身就带有‘超自然’的烙印。坦率地说，不能承认，达尔文著作中的某些章节在某种水平上鼓舞了关于自然选择原理的歪曲与滥用。但是我感到安慰的是，我置信，假如达尔文有幸读过孟德尔的大作，他一定会立刻修正这些章节。” 但是，正是由于这个大家都不喜欢的贝特森如此推崇孟德尔，欧洲的进化论学者们才对孟德尔的学说很是狐疑。在英国，孟德尔学派与“生物统计”学派之间猛烈的抵触持续了20年。这个抵触传到了美国，不外在美国，两派之间的争论不那么猛烈。1903年，美国遗传学家沃特萨顿（WalterSutton）发现，染色体的行为就像是孟德尔式的遗传因子：它们是一对一对的，每一对里一条来自父方一条来自母方。托马斯亨特摩尔根（ThomasHuntMorgan），美国遗传学之父，了解到这个发现之后，就及时地“皈依”了孟德尔“教派”。于是，厌恶摩尔根的贝特森就放弃了自己原本正确的立场，转而攻击这个有关染色体的理论。科学的历史就是常常被这种无聊的争持决议的。贝特森最终变得默默无闻，而摩尔根却干成了一些大事：他创建了一个成果显赫的遗传学派，遗传学上的距离单位——厘摩尔根——也是借他的名字命名的。在英国，直到1918年，罗纳德费希尔才用自己矫捷的数学头脑消弭了孟德尔学说和达尔文学说之间的矛盾。孟德尔学说十分漂亮地证明了达尔文学说的正确性，基本没有与其抵触。“孟德尔学说，”费希尔说：“给达尔文建起来的那所建筑补上了缺失的部分。” 但是，突变的问题还是没有处置。达尔文的学说请求遗传的多样性，孟德尔的学说却提供了稳定性。假如基因就是生物学里的“原子”，改动它们岂不是像炼金术那样成了妖言惑众？在这方面的突破，来自于第一次人工诱发的突变，这是由一个跟加罗德和孟德尔十分不同的人完成的。在爱德华时期的医生与奥古斯丁教派的修道士旁边，我们还得再加上一个好斗的赫尔曼乔穆勒（HermannJoeMuller）。20世纪30年代，有许多聪明的犹太科技人才跨过大西洋，到美国避难，穆勒与这些人简直各个方面都一样，只除了一点：他是向东走的。他是土生土长的纽约人，一个小型金属铸造公司老板的儿子。在哥伦比亚大学他开端酷爱遗传学，但由于跟导师摩尔根合不来，在1920年去了得克萨斯大学。在看待天才的穆勒的时分，摩尔根的态度或许是有一丝排犹主义的痕迹，但是穆勒跟人闹矛盾，却是再典型不外的事。他的终身都不时跟这个吵跟那个吵。1932年，他的婚姻触礁，他的同事窃取他的思想（他自己是这么说的），他自杀得逞之后，分开得克萨斯去了欧洲。 使穆勒得到诺贝尔奖的严重发现是基因突变能够人工诱发。这就像是欧内斯特卢瑟福（Ernest Rutherford）先他几年而发现的，原子是能够嬗变的。也就是说，在希腊文里意义为“不可分割”的“原子”这个词，是不适合的。1926年，穆勒问自己：“在一切生命过程中，突变能否真的有一个与其他过程都不一样的特性：它能否真的不可被人工改动和控制？它能否占有一个与物理学中最近才被发现的原子嬗变相当的位置呢？” 第二年，他回答了这个问题。经过用大剂量的X射线去“轰炸”果蝇，穆勒使它们的基因产生了突变，它们的后代呈现了新的畸形。他写道：突变，“并不是一个远不可及的上帝，站在细胞遗传物质里一座牢不可破的碉堡里跟我们开开玩笑”。就像原子一样， 孟德尔的遗传颗粒一定也有一些内在的结构。它们能够被X射线改动。突变之后它们依旧是基因，只是不再是以前的基因了。 人工诱发突变是现代遗传学的开端。1940年，两个科学家，乔治比德尔（GeorgeBeadle）和爱德华塔特姆（EdwardTatum），用穆勒的X射线措施造出了红面包霉菌的突变种。然后，他们发现新的突变种无法制造一种化学物质，由于它们体内有一种酶没有正常功用。他们提出了一条生物学定律，后来被证明是基本正确的：一个基因肯定一种酶。遗传学家们开端不出声地唱起来了：“一个基因，一种酶。”这其实是加罗德的旧的假说以现代的、生物化学的方式的细致表白。三年之后，莱纳斯鲍林（LinusPauling）【20世纪美国化学家、政治活动家。由于在化学键和复杂分子结构方面的工作取得1954年的诺贝尔化学奖，又由于在反对核武器实验、扩散方面的贡献而取得1962年的诺贝尔战争奖。】做出了惊人的推断：一种很严重的贫血症的病因，是制造血红蛋白的基因出了错误，这种病的病人主要是黑人，他们的红细胞变成了镰刀形。这个基因错误表示得像是一个真正的孟德尔式突变。事情慢慢地明显起来了：基因是蛋白质的配方；突变就是改动了的基因制造出来的改动了的蛋白质。 这个时分，穆勒并不在人们的视野里。1932年，他对社会主义的狂热和同样的关于有选择地繁衍人类（即优化人种论）的狂热，使他渡过大西洋去了欧洲。他希望看到精心繁衍出来的、具有马克思或列宁的特征的儿童，不外在他的书的较晚版本里，他识时务地将这一点改成了林肯或笛卡儿。他在希特勒掌权之前的几个月到了柏林。在那里，他惊惶万状地看到了纳粹分子砸毁了他的老板奥斯卡沃格特（OscarVogt）的实验室，由于沃格特没有赶走在自己手下工作的犹太人。 穆勒又向东走了一步，到了列宁格勒尼柯莱瓦维洛夫（NikolayVavilov）的实验室。刚到不久，反对孟德尔学说的特洛菲姆李森科（TrofimLysenko）就得到了斯大林的喜欢，开端优待置信孟德尔理论的遗传学家，以稳定他自己的猖獗理论。他的理论宣称，麦子就像俄罗斯人民的灵魂一样，不用经过繁衍，只需经过锻炼就能够让它们顺应新的环境。关于不同意这种理论的人，不应该劝说，而应该将他们枪毙。瓦维洛夫死在监狱里了。还抱有幻想的穆勒把自己的有关优化人种论的新书送了一本给斯大林。但是，听说书并没有受斯大林赏识之后，他找了个借口及时分开了苏联。他参与了西班牙内战，在国际纵队的血库工作。后来他又去了爱丁堡，跟往常一样走霉运，刚到就赶上了第二次世界大战的爆发。他发现，在没有电力供给的苏格兰冬天，在实验室里戴着手套做科研很难。他失望地想回到美国。但是谁也不想要一个好斗易怒的社会主义者，课讲得不好，还在苏联住过。 最后印第安纳大学给了他一份工作。第二年，他由于发现人工诱发突变而取得了诺贝尔奖。但是，基因依旧是不可捉摸的神秘玩意。基因自身是由蛋白质制造的，这就使得它能够决议蛋白质的结构这一才干显得更让人摸不着头脑，细胞里似乎没有其他东西比基因更复杂更神秘了。没错，染色体上倒是有些很神秘的玩意：那个乏味的被称为DNA的核酸。1869年在德国的图宾根（Tubingen），一个名字叫做弗雷德里克米歇尔（Friedrick Miescher）的瑞士医生，从受伤的士兵那些充溢脓血的绷带里第一次分别出了DNA。米歇尔自己猜到了DNA可能是遗传的关键。1892年他写给他叔叔的时分表示出惊人的先见之明：DNA或许传送了遗传信息，“就像在很多言语中，24到30个字母就能组成词和概念”。但是，那时分没有人留意DNA；它被以为是一种比较单调的物质：只需四种不同的“字母”，它怎样可能带有遗传信息？ 由于穆勒的缘故，一个19岁就拿到了学士学位的早熟的年轻人去了印第安纳。他就是詹姆斯沃森。看上去他一定不像是一个处置基因这个问题的人，但他就是处置了。在印第安纳大学，像我们能够预料的那样，他跟穆勒处不来，于是他师从了意大利移民萨尔瓦多卢里亚（SalvadorLuria）。沃森树立了一种近乎偏执的信心：基因是由DNA而不是蛋白质组成的。为了寻觅证据，他去了丹麦，之后又由于对他的那些丹麦同事不称心，在1951年10月去了剑桥。机遇把他扔到了卡文迪什（Cavendish）实验室，在那里他遇到了弗兰西斯克里克，具有同样天才的头脑，关于DNA的重要性也是同样疑神疑鬼。 之后的事情曾经载入史册。克里克是早熟的背面。当时他曾经35岁，却还没有拿到他的博士学位。一颗德国的炸弹炸毁了他在伦敦大学学院的仪器，使得他无法丈量热水在高压下的黏性。对他来说，这倒是一种解脱。他分开自己停滞不前的物理学生活，往生物学方面挪了几步，但是也没有得到什么胜利。开端，他被剑桥的一个实验室雇用，丈量细胞在外力之下吞噬了一些颗粒之后的黏性。他从这份单调的工作逃了出来，在卡文迪什实验室忙着学习晶体学。但是他没有耐烦整天只关注自己的研讨，也没有耐烦只研讨小的问题。他的大笑、他的自信的聪慧、他的喜欢通知他人人家正在研讨的问题的答案，使他在卡文迪什实验室开端讨人嫌了。克里克也对多数人关于蛋白质的入迷隐隐地有些不满。基因的结构是个大问题，他猜测到，DNA或许是答案的一部分。受沃森的“勾引”他放弃了自己的研讨，开端沉浸于DNA这个“游戏”这样，科学史上一个巨大的协作降生了：年轻、雄心勃勃、头脑矫捷的美国人懂一些生物学，一点不费力就成了天才却无法专注的英国人懂一些物理学。他们的协作充溢友好竞争，因而也十分高产。这简直是放热反响。 短短几个月之内，应用他人辛劳搜集来却没有剖析透彻的数据，他们做出了或许是从古至今最巨大的科学发现之一：他们发现了DNA的结构。即便是阿基米德从浴缸里跳出来那次，都不如沃森和克里克更有资历炫耀。克里克是这么炫耀的——1953年2月他在“鹰”酒吧里说：“我们发现了生命的秘密。’沃森被这个说法吓坏了，他还是担忧他们的研讨能否有什么错误。 但是，他们没有错。一切都忽然间分明了：DNA带有一种密码，写在一条精巧的、缠绕在一同的双螺旋阶梯上，还能够是无限长的。靠着它的字母之间的化学亲和力，这个密码能够复制自己，并且明晰地写明了制造蛋白质的配方，这是经过一本当时还没有被发现的“密码手册”在DNA与蛋白质之间树立起对应关系而完成的。DNA结构的惊人胜利，在于它让一切都显得那么容易，却又十分具有美感。正如理查德道金斯所说：“在沃森一克里克之后，分子生物学的真正反动在于它变成了数码式的，……基因的‘机器言语’不可思议地与计算机言语接近。 沃森一克里克的DNA结构发表之后一个月，英国新女王加冕，在同一天，一个英国探险队降服了珠穆朗玛峰。除了《新闻纪事》上的一条小音讯外，DNA双螺旋结构的发现都没能上报纸。而今天，大多数科学家都以为它是20世纪以至是1000年来最重要的发现。 DNA结构发现之后，接踵而来的是很多年的让人心烦的迷惑。那个密码自身，基因借助来表白自己的那个言语，顽固地激进着它的神秘。关于沃森和克里克来说，找到密码简直是太容易了，只需求把猜测、物理学学问和灵感分离起来。破译密码却需求真正的天才。很明显这个密码是由四个字母组成的：A、C、G和T。 而且简直能够肯定地说，就是这个密码被翻译成了有20个字母的氨基酸，氨基酸又组成了蛋白质。但是，这是怎样完成的？在哪里、以什么方式完成的？ 在领着我们抵达了最终答案的那些思绪里，大多数思绪来自于克里克，包含被他称为接合分子的东西-我们今天称为转导RNA。在没有任何证据的时分，克里克就认定这样的分子肯定是存在的。最后，它老诚实实地出面了。不外，克里克也有过一个如此之好的想法，被称为是历史上最巨大的错误理论。克里克的“没有逗号的密码”理论比自然母亲所用的措施要漂亮得多。它是这样的：假定这个密码的每一个词有三个字母（假如只需两个，那么总共只能有16个不同的词，不够用）。假定密码里没有逗号，词与词之间没有空隙。往常，假定这个密码不包含那些假如你从错误的中央51开端读就会读错的词。打个布赖恩海斯（BrianHayes）【布赖恩海斯：美国当代科普作家，知晓计算机。一译者注】用过的好比吧，先想出一切用A、S、E和T这四个字母组成的英文词：ass、ate、eat、sat、sea、see、set、tat、tea、tee。往常，把那些从错误的起点开端读就会读错的词去掉。好比说，ateateat能够被读成ateateat，也能够被读成ateateat，还能够被读成ateateat。在密码里这三种读法只能有一种。 CCC、GGG和TTT，然后，把剩下的60个词每三个并成一组。每一组里的三个词都含有同样的字母，字母的次第是循环的。好比，ACT、CTA和TAC是一组，由于在每一个词里面，C都跟在A后面，T跟在C后面，A跟在T后面。ATC、TCA和CAT就是另外一组了。每一组里只需一个词是用在密码里的。这样，就整整有20个词。别忘了，蛋白质的字母表里恰恰有20个由氨基酸组成的字母！一个四个字母的密码给出了一个20个字母的字母表。 克里克想让人们不要对他的理论太过认真，但他是徒劳了。“在破译密码上，我们往常的假定和推断依据缺乏，从理论上说，我们不应对这些推断抱有太大的自信心。我们做出这个推断，只是由于它能够从合理的物理学假定动身，以一种简约的方式给出‘20’这个有魔力的数。”但是，DNA的双螺旋结构在一开端也没有什么证据啊。兴奋的心情呈现了。有5年的时间，人人都觉得克里克的理论是正确的。 但是，专注于理论的日子过去了。1961年，其他人都还在揣摩理论的时分，马歇尔尼伦伯格（Marshall Nirenberg）和约翰马太（JohannMatthaei）【尼伦伯格是20世纪美国生物学家，由于在破译遗传密码以及关于遗传密码在蛋白质合成中的作用的研讨取得1968年诺贝尔生理学和医学奖。他的工作初始阶段是与德国科学家马太共同中止的。一译者注】破译了密码中的一个词。他们的措施很简单：只用U（尿嘧啶，相当于DNA里的T）造了一条RNA链，然后把它扔进了氨基酸溶液里。在这个溶液里，核糖体把苯丙氨酸缝合在一同，造出了一个蛋白质。这样，遗传密码里的第一个词被破译了：尿嘧啶代表苯丙氨酸。“没有逗号的密码”理论到底是错误的。这个理论最美的中央就在于它不会呈现读码移位突变，这种突变能够由于一个字母的丧失使得这个字母之后的一切信息都失去意义。但是，大自然却选用了另一种措施，固然稍欠文雅，却能够禁受住其他错误。它含有很高的重复性：一个意义能够用很多三个字一组的词表白。 到了1965年，一切的遗传密码都曾经知道了，现代遗传学也开端了。60年代的前沿突破，到了90年代曾经成了常规实验。因而，在1995年，科学能够重新回到阿奇博尔德加罗德的那些早已逝世的尿黑症病人那里，确信地说出，是哪一个基因上的哪一个“拼写”错误招致了尿黑酸尿症。这个故事是20世纪遗传学的一个缩影。别忘了，尿黑酸尿症是一种十分少见又不太有风险的疾病，用调整饮食的措施就能够比较随意地治好。所以有很多年，科学家都没有去碰它。在1995年，两个西班牙人被它在历史上的重要性所吸收，开端了对它的研讨。他们在曲霉真菌里造出了一种突变种——在苯丙氨酸的存在下，这种突变种体内会积存大量的紫色色素：尿黑酸。与加罗德的推测分歧，在这个突变种里有一种蛋白质是有功用缺陷的，它叫做尿黑酸双加氧酶。这两个人用一些特殊的酶把曲霉真菌的基因组打成碎片，找出与正常霉菌基因组不同的片段，然后把这些片段里的密码读出来。这样，他们最终抓住了出问题的基因。之后，他们搜索了人类基因的资料库，试图发现能否有一个相似的人类基因能够与曲霉真菌里这个基因结成一对。他们找到了。在三号染色体的长臂上，有一段DNA字母与那个真菌里的基因的字母序列有52%的相似。从尿黑酸尿症患者体内找到这个基因，并把它和正常人体内的同一基因相比较之后，我们发现患者的这个基因在第690个字母或第901个字母上与正常基因的不同，是致病的关键。每一个病人都是由于这两个字母中的一个出了错，而招致这个基因造出的蛋白质不能发挥正常功用。 这个基因是那些乏味基因的一个典型：在一个没意义的身体器官里造一种没什么意义的蛋白质，一旦出了问题，会招致一种没什么意义的疾病。它没有任何一方面给人惊奇或是有什么特殊之处。它跟智商或同性恋倾向没有任何关系，它没有向我们提示生命的来源，它不是“自私的基因”它诚实地恪守孟德尔定律，它既不会致死也不会致残。不论出于什么目的要抵达什么目的，你都不得不招认，它在地球上一切生命里都是一样的，连面包霉菌里都有它，而且它在那里的功用跟在我们体内的功用一样。但是，制造尿黑酸双加氧酶的这个基因无愧于它在历史上占的小小的位置，由于它的故事就是遗传学自身的故事。这个没什么意义的小小基因提示出来的美，会让格雷戈尔孟德尔都感到炫目，由于它是他的定律的细致表示，它讲述的故事不只是关于那些微观的、缠在一同的、结构对称的双螺旋的，也是关于那些由四个字母组成的密码的，而且还是关于一切生命在化学上的分歧性的。 （未完待续，关注书虫子，做思想体操） |
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