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老虎机和分子生物学(14) 寻找华森
送交者: 苦行僧 2019年01月19日10:58:07 于 [教育学术] 发送悄悄话

       因为发现DNA双螺旋结构而闻名于世的华森和克里克对于学习生物学的中国学生来说并不陌生,虽然大家并不一定知道他们的全名为James Dewey Watson和Francis Harry Compton Crick,更不知道这样一个美国人和一个英国人是怎样走到一起,完成这个被誉为"二十世纪生物学界最重要的发现"的。

      为了让世人更好的了解DNA双螺旋结构的发现过程,Watson写了那本非常有趣而又充满争议的《双螺旋》(The Double Helix)。在书中,Watson详细介绍了怎样在自己的博士生导师Luria的帮助下,获得美国政府的奖学金去丹麦的哥本哈根学习生物化学,以及后来转而去剑桥的卡文迪许实验室(Cavendish Lab)研究DNA结构的过程,这可能是全书中最没有争议的内容之一。除了间接地证实《双螺旋》中描述的自己对Watson的帮助外,Luria在自传中也对自己的第一位、也是最著名的博士研究生Watson作了一些简单的介绍。

      原来,在1947年毕业于芝加哥大学(University of Chicago)时,年仅18岁的Watson为他的天才付出了第一个代价:加州理工学院拒绝了Watson的博士研究生入学申请,因为他太年轻(据Luria推测),退而求其次的Watson最终被印地安那大学的研究生项目录取。在Luria讲授的最后一节《病毒学》课上,Watson向已经因Luria-Delbruck实验而成为科学名星的Luria提出申请,加入他的实验室,开始了X射线照射对噬菌体感染能力影响的研究。

      在得知Linus Pauling于1951年以构建模型的方式解决了蛋白质α螺旋结构(α-helix)的难题后,Watson不再满足于用传统的分析遗传性状的变异及其在后代中传递等传统的方法去研究基因,而是希望用则发明不久的X射线衍射的手段去更直接地研究基因的属性一一一特别是DNA的结构,因为此时的噬菌体帮虽然仍然对Avery的肺炎球菌转化实验的结论有所保留,但已倾向于认为在生物个体间传递遗传信息的就是DNA这种只有四种核苷酸组成的"单调乏味"的物质。

      在Luria看来,研究DNA的结构必需有很好的生物化学基础,而且"一个好的生化学家必需懂很多的化学知识"(Linus Pauling对Luria的告诫)。自认为无法在生物化学领域给予Watson足够的指导,Luria于是将Watson介绍给来冷泉港实验室学习噬菌体课程(由Luria和Delbruck发起开设的)的丹麦生化学家Herman Kalckar,希望Watson能去他的实验室学习生物化学和当时刚刚被应用来研究蛋白质结构的X射线衍射技术。

      由于对在Herman Kalckar实验室的研究兴趣减弱,加上在一次意大利小型学术会议上来自英国国王大学的Maurice Hugh Frederick Wilkins关于DNA的X射线衍射研究方面的报告的激发,Watson决定离开哥本哈根,加入到英国剑桥大学的Cavendish实验室。虽然Herman Kalckar对Watson离开他的实验毫无意见,但由于没有事先获得美国科学奖学金管理委员会的同意,Watson几乎失去资金来源,此时又是在Luria的帮助下重新另一项奖学金的资助,直到他完成构建DNA双螺旋结构模型的工作。

      为了更好地了解为什么Watson从Luria实验室毕业后如此坚定地要去研究DNA的结构,我决定先查阅Watson在Luria指导下完成并发表的论文,希望从中找出一点蛛丝马迹。令人惊讶的是,在以Luria的名义发表的所有文章中,没有一篇的共同作者是Watson。

      难道大名顶顶的Watson没有发表他的博士论文方面的工作?非也!在攻读博士学位期间,Watson在《细菌学杂志》(Journal of Bacteriology)上共发表了两篇论文。Watson在1950年8月的《细菌学杂志》上发表《X射线灭活的噬菌体的特性:通过直接效应的方式灭活(1)》之后,又于1951年发表了《X射线灭活的噬菌体的特性:通过间接效应的方式灭活(2)》一文。两篇文章的注脚上都清楚地标明这是Watson博士学位论文的一部分,研究经费来自美国癌症协会对Luria的资助。从文章的内容来看,整个研究就是在Luria先前发现的不同类型的射线对噬菌体的灭活以及噬菌体自身也会象细菌一样产生突变等研究的延续。然而两篇论文的作者都只有Watson一人。而提供研究经费支持和科学指导的博士生导师Luria没有作为共同作者出现在Watson的研究论文中。

      与Watson发表的博士学位论文署名方式相同,在Luria的指导下,他的另一位学生、后来成为研究斑马鱼的遗传和发育的先驱人物的George Streisinger发现当T2和T4噬菌体同时感染大肠杆菌时会产生具有混合的宿主范围和血清型的新型噬菌体,这是最早的关于噬菌体之间可能发生基因重组的发现之一。当Streisinger的博士论文《T2和T4噬菌体的宿主范围和特异血清反应性状的混合表现》在1956年的《病毒学》(Virology) 期刊上发表时,Luria也不是共同或通讯作者。

      其实,导师的名字不出现在学生的论文中的做法在当时并不普遍,Luria在自传中简单的提到了自己对论文署名的态度和对学生独立研究的支持。Luria的这种对待论文署名的态度,可以直接解释为什么这样一位分子生物学、细菌遗传学和病毒遗传学的奠基人发表的研究论文的数量还不到现某些教授一年发表的论文数目。尽管如此,没有谁能因此否定他对于现代分子生物学发展的巨大贡献。即使是大名顶顶、目空一切、最近因为种族主义的言论而饱受批评的Watson也愿意将自己的著作《基因的分子生物学》的第一版和第二版奉献给自己的老师Luria。

      Luria对待论文署名的这种态度在今天的科学界如果说还没有完全绝种,那也绝对称得上是珍稀物种。现在,论文署名常常沦为利益分配或交换的手段,利用自己的权力一年剥得几十甚至几百篇论文的"名星学者"彼彼皆是,虽然研究成果永远也不会出现在教科书上。但是他们会赢得别人发自内心的尊重吗?也许,他们并不在乎别人的尊重,那此劣质论文带来的利益和一个封闭系统内的仰望才是他们追求的目标。


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