頂級科學雜誌《自然》不為人知的過去

文史 01-09

雙螺旋里的明爭暗鬥

1953年，劍橋大學的卡文迪什實驗室的詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克向《自然》提交了該雜誌發刊以來最著名的論文——《脫氧核糖核酸的結構》。

該論文揭開了DNA雙螺旋結構的秘密，被譽為20世紀最為重大的科學發現之一，和相對論、量子力學並列。時年25歲的詹姆斯·沃森一鳴驚人，成為世界知名的科學寵兒。

· 諾獎得主詹姆斯·沃森年輕時期

然而，這段科學史上人盡皆知的故事，還有一些不為人知的細節。

正如沃森在他的著名自傳《雙螺旋》中所講述的那樣，沒有什麼比第一個破解DNA結構之謎更重要的——特別是如果這意味著擊敗加利福尼亞技術學院的萊納斯·鮑林，因為他也在從事同樣的研究。沃森合作者克里克的一篇報告也支持這種說法。

克里克回憶，當鮑林打敗他而率先研究出α螺旋結構（蛋白質的一個重要的結構特徵）時，卡文迪什實驗室的主管勞倫斯·布拉格「相當絕望」，他曾說：「我的同事在α螺旋結構方面的失敗，給吉姆·沃森和我留下了深刻印象。」

同時，沃森和克里克也在與英國的另一組研究人員「競爭」：倫敦大學國王學院的一個團隊，其成員包括生物物理學家莫里斯·威爾金斯和晶體學家羅莎琳德·富蘭克林。

·羅莎琳德·富蘭克林

為了搶先發布成果，沃森和克里克在富蘭克林不知情的情況下，違規使用了富蘭克林的研究結果。

當時，富蘭克林和威爾金斯工作關係緊張，已經好幾個月沒有向對方分享研究成果了。1953年1月，富蘭克林的研究生雷蒙德·高斯林給了威爾金斯一張X射線的照片，這是他和富蘭克林拍攝的DNA「B」形結構的照片，顯然富蘭克林對此並不知情。

幾天後，威爾金斯把照片拿給了沃森，沃森說道，「在看到圖片的瞬間，我目瞪口呆、心跳加速，圖片上佔主要位置的黑色十字映像只能從螺旋結構中產生。」

·富蘭克林的DNA之B型X射線衍射照片

沃森和克里克隨後要求國王學院向英國醫學研究理事會提交一份非保密報告，英國醫學研究理事會是政府資助的生物研究機構，該報告包含了富蘭克林的大量數據，最後證明這些對沃森和克里克完善他們的模型起到了重要作用。

五年後，富蘭克林去世，她可能永遠都不知道她的DNA「B」形結構照片或醫學研究理事會報告的數據對沃森和克里克的模型有多麼重要。

一個星期後，「我們投給《自然》的第一稿就發表了。」威爾金斯回憶說，沃森和克里克已經決定提交「一篇短文給《自然》」，但「與編輯協商和談判後，他們決定給國王學院一到兩周」寫出與之相關的長論文。

·早期《自然》雜誌

1953年3月18日，威爾金斯給克里克寫信，說他想在他們的短文旁邊發表一封簡訊，因為國王學院完成了實驗工作，他補充說，富蘭克林（仍然不知道威爾金斯已經給沃森看了DNA「B」形結構的照片）和戈斯林堅持要發表一篇文章，報道他們的晶體學工作對DNA分子研究的促進作用。

· DNA雙螺旋結構（B型）模型

鑒於沃森對率先發表研究成果的重視，DNA團隊選擇期刊的最重要原因很可能是《自然》每周出版。威爾金斯對沃森和克里克的評價印證了這種解釋，威爾金斯說沃森和克里克想「快速發表」一篇短文，沃森也認為《自然》可以將論文快速出版。沃森堅信DNA是引起轟動的事情，憑藉該項研究肯定能夠拿到諾貝爾獎，據此，我們也可以認為，沃森和克里克選擇《自然》，因為他們認為《自然》在國際上享有盛譽。

事實上，到了20世紀50年代初期，《自然》已成為核酸研究領域科學家的主要出版物之一。1945年至1953年，來自英國、美國、比利時、瑞典和印度的科學家在《自然》發表了數十篇關於核酸研究的文章。當克里克和威爾金斯將論文提交給《自然》就意味著他們已經在《自然》雜誌上發表了論文。

·早期封面

沃森、克里克或威爾金斯顯然沒有擔心《自然》是否會接受他們的文章。在他們的回憶敘述中，沒有一個人提到，自己對手稿的命運感到擔憂，或者對即將發表的論文異常興奮。這些文章在4月初提交，《自然》未對它們進行進一步審查。4月25日，所有三篇論文都見刊了。正如威爾金斯所預料的那樣，沃森-克里克模型迅速使國王學院的兩篇論文黯然失色。

著名的沃森-克里克論文給我們提供了一個機會來評估《自然》在20世紀50年代科學出版界的地位。關於沃森-克里克DNA論文是否對分子生物學領域產生極大的影響，學者們存在分歧。但是值得注意的是，在20世紀50年代和60年代，沃森-克里克論文是引用量最多的文章。

1962年，沃森、克里克和威爾金斯獲得了諾貝爾醫學和生理學獎，而富蘭克林因患癌症於1958年病逝而未被授予該獎。