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罗莎琳德·富兰克林 编辑
罗莎琳德·埃尔西·富兰克林(Rosalind Elsie Franklin,R.E. Franklin,1920年7月25日-1958年4月16日),或译作罗莎琳·富兰克林,英国物理化学家与晶体学家。她所做的研究,专注于DNA、病毒、煤炭与石墨等物质的结构。其中她所拍摄的DNA晶体衍射图片“照片51号”,以及关于此物质的相关数据,是詹姆斯·沃森与弗朗西斯·克里克解出DNA结构的一些线索,沃森和克里克在她晶体照片基础上,攻坚克难,发现DNA结构。此后她也领导了关于烟草花叶病毒与小儿麻痹病毒的研究。1958年,富兰克林因支气管肺炎及卵巢癌逝世。2003年,伦敦国王学院将一栋新大楼命名为“罗莎琳—威尔金斯馆”以纪念她与同事莫里斯·威尔金斯的贡献。欧-俄联合研制的一台火星车也以“罗莎琳德·富兰克林”命名。
中文名:罗莎琳德·埃尔西·富兰克林
外文名:Rosalind Elsie Franklin
别名:罗西
国籍:英国
出生地:英国伦敦诺丁山
出生日期:1920年7月25日
逝世日期:1958年4月16日
毕业院校:剑桥大学纽纳姆学院
职业:科学家
主要成就:DNA双螺旋结构
研究领域:物理化学、晶体学、分子生物学
逝世地:英国伦敦切尔西
早年经历
家庭背景
富兰克林出生于英国伦敦一个富裕的犹太人家庭,她的叔父赫伯特·路易·塞缪尔(Herbert Samuel),是前任英国内务大臣与英国驻巴勒斯坦高级专员,也是第一位进入英国内阁的犹太人。另外她的一位阿姨则是女性参政权与工会运动的参与者。
富兰克林的父亲埃利斯·富兰克林(Ellis Franklin)是伦敦工人学院(Working Men's College)教授电磁学与第一次世界大战历史的教师,并且在后来成为该校校长。埃利斯·富兰克林也曾经协助安置来自纳粹德国的逃难者,并且收养两位孩童。
学生生涯
早年照
职业生涯
早期研究
罗莎琳德·埃尔西·富兰克林
国王学院时期
富兰克林在进行研究
与威尔金斯之间的误会
当富兰克林进入实验室时,莫里斯·威尔金斯正好前去度假。虽然蓝道尔曾在一封信中指派富兰克林独立研究DNA,并且从威尔金斯手中接收研究。但是威尔金斯并未看过,当威尔金斯回到国王学院之后,便与富兰克林产生误会。威尔金斯认为她是自己的助手,而富兰克林则认为威尔金斯不应干涉她的工作。
发现DNA的两种型态
现在已知自然界中的三种DNA型态,由左至右分别是A型、B型与Z型。其中B型为标准型态。威尔金斯与葛斯林从1950年便开始分析DNA结构。其中威尔金斯在一场研讨会中,从瑞士科学家鲁道夫·席格纳(Rudolf Signer)手上得到(无偿提供)一种纯DNA样品,这种样品萃取自小牛胸腺,其性质比较适合X射线衍射分析。它干燥时呈细小的针簇状,一旦遇潮会变成一团黏胶状物质。后来富兰克林与葛斯林发现了DNA的其中两种型态:“A型”和“B型”是DNA的两种基本机构,均是左手结构。总的来说,“A型”结构比较粗短,碱基倾角大,“B型”适中。人体中的DNA大多是“B型”结构。 后来A型是由富兰克林进行研究,B型则是交给威尔金斯。
DNA双螺旋结构的研究
到了1951年11月,富兰克林提出了A型DNA的X射线衍射图,并进行了一场演讲。这时候沃森正好在剑桥大学中由威廉·劳伦斯·布拉格主持的卡文迪许实验室研究蛋白质结构。沃森与克里克得知了这些讯息之后,便开始尝试排列DNA的螺旋结构,当时他们的模型是三股螺旋。沃森与克里克曾经邀请富兰克林、威尔金斯与葛林斯参观他们的三股螺旋结构模型,富兰克林在看见这些模型之后,做了许多的批评。这些批评使沃森与克里克被上司布拉格要求终止DNA结构的研究。
悼念A型DNA双螺旋结构讣闻
DNA衍射图像
根据沃森的讲述,1953年初,他访问了伦敦国王学院,并与富兰克林发生了争吵。他写道,是威尔金斯解救了他,并给他看了照片51号,这张照片清晰展示了B型DNA的结构,是富兰克林8个月前与她的研究生雷蒙·葛斯林(Raymond Gosling)共同拍摄的。但富兰克林把这张照片丢在一边,去研究A型了。当时她正准备被调去同在伦敦的伯贝克学院,并被要求放下手头的DNA工作。葛斯林的导师更换为威尔金斯,他便把照片给了威尔金斯(葛斯林说自己是在征得富兰克林的同意下这么做的)。
除了晶体衍射照片之外,1952年11月,富兰克林也提出了一份报告,这些研究结果被收录在一份用来提交给访问委员会(visiting committee)的“MRC报告”当中,其中说明A型DNA的对称性,意思是DNA的结构即使翻转180度之后看起来还是一样。克里克认为这显示DNA拥有方向相反的两股螺旋。此外,这篇报告也指出了磷酸根之间的距离以及它们位在DNA上的位置。
1952年11月,另一位化学家莱纳斯·鲍林也开始研究DNA结构,他认为DNA应该是外侧为碱基,以及内侧为磷酸(实际的情形是双股、外侧磷酸与内侧碱基)。并且与沃森、克里克在当时都认为DNA的结构应该是三股螺旋。莱纳斯·鲍林很快地发表了一篇论文,但是这篇论文很快地被沃森与克里克指出错误,并经由他在剑桥大学的儿子彼得·鲍林(Peter Pauling)的传达得知。由于沃森也把这篇论文拿给富兰克林看,因此富兰克林后来亲自寄了一封指出错误的信件给莱纳斯·鲍林。
1953年1月,威尔金斯由于以为沃森与克里克早已不做DNA结构的分析,因此将照片51号拿给沃森过目,并且详细的解释相关的研究结果。这使得沃森与克里克取得了布拉格的同意,并在2月4日重启对DNA结构模型的建构,以及在2月8日请求威尔金斯同意他们也进行相同研究,此时威尔金斯才知道自己先前可能已经透露太多。同时卡文迪许实验室在MRC的代表,也是访问委员会的成员之一马克斯·培鲁兹(Max Ferdinand Perutz),也在克里克的要求下,将MRC报告拿给沃森与克里克观看。虽然这篇报告并非机密,但是透露研究成果给竞争对手的行为却让蓝道尔大为恼火。
在沃森于1968年出版的《双螺旋》一书中,沃森写道,他看到这张“51号照片”后“心跳加速、意识到DNA双螺旋结构必须存在”,因为只有螺旋结构才能产生这样的图形。但相较于这种被“神话”的状态,《Nature》评论文章《What Rosalind Franklin truly contributed to the discovery of DNA’s structure》则认为,真实情况其实复杂得多:包括沃森在内的所有相关专业研究人员都知道,不可能仅仅从一张衍射照片中就获得准确的分子结构。并且沃森这段夸张的描述暗含一个不合理的假设:富兰克林作为专业的化学家不理解自己的数据,而沃森作为晶体学新手却能迅速参悟。
伯贝克学院时期
原本并不接受A型DNA为双股螺旋的富兰克林,经过一段时间的分析之后,在2月24日得出两种DNA皆为双股螺旋的结论。到了2月28日,沃森与克里克宣布他们发现了双股螺旋模型,此时威尔金斯仍被蒙在鼓。1953年3月,富兰克林离开了国王学院,前往同样属于伦敦大学的伯贝克学院(Birkbeck College, London),且并未带走她的研究成果。这时候威尔金斯还写了一封信给克里克,表示“黑暗女士”(Darklady,指富兰克林)已经离开了他们的实验室,终于可以开始向大自然的秘密前进。
三篇论文同时发表
反映富兰克林与沃森、克里克关系的漫画
罗莎琳德·富兰克林
1954年之后,她和沃森与克里克之间的关系开始有所改善,沃森一方面成为她在病毒研究上的讨论伙伴,一方面也援助富兰克林的研究经费。富兰克林经常到剑桥大学与克里克讨论研究,并且曾经与克里克夫妇一同到西班牙旅游。后来的几年,富兰克林仍然继续将心力专注在TMV等病毒之上。她的团队在1955年完成了TMV模型。此外她也研究了病毒对植物(包括马铃薯、芜菁、番茄与豌豆)的感染,以及TMV病毒中的核糖核酸(RNA)。
患病离世
1956年夏天,富兰克林在前往美国进行与工作有关的旅行时,察觉了健康问题,并且在同年9月发现腹部有两颗肿瘤。在生病的期间,她有时会在克里克夫妇的家中修养。不过富兰克林仍继续她的工作,在1956年间发表了7篇论文,1957年则发表了6篇以上。后来她的团队开始研究小儿麻痹病毒,并获得美国国家卫生院的资助。1958年,富兰克林返回正常的工作岗位,并前往生物物理研究协会(Research Associate in Biophysics)任职。
富兰克林的艺术形象
1958年3月30日,富兰克林再度感到不适,并且在4月16日因为卵巢癌逝世于英国伦敦。她罹患癌症的原因,可能与X射线或是家族遗传有关。图片:
左到右:克里克、沃森、威尔金斯
《时代》杂志上的罗莎琳德·富兰克林
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