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人物簡介

詹姆斯·杜(du)威(wei)(wei)·沃森（JamesDeweyWatson，1928年(nian)4月6日-），男，出生于美國(guo)(guo)伊(yi)(yi)利(li)諾(nuo)伊(yi)(yi)州芝加哥，美國(guo)(guo)分子(zi)(zi)生物(wu)學(xue)(xue)家，20世紀(ji)分子(zi)(zi)生物(wu)學(xue)(xue)的帶頭(tou)人之一，1953年(nian)和克里克發(fa)現DNA雙螺旋結構(gou)（包括中(zhong)心法則），1962年(nian)，沃森與克里克，偕同威(wei)(wei)爾金斯共(gong)享(xiang)諾(nuo)貝(bei)爾生理學(xue)(xue)或醫學(xue)(xue)獎(jiang)，被譽為“DNA之父”。2019年(nian)因頻繁發(fa)表(biao)關于種族間智商差異的言論而被美國(guo)(guo)私(si)人機構(gou)冷泉港實驗室剝奪了(le)冷泉港榮譽頭(tou)銜(xian)。

DNA雙(shuang)螺旋結構的發(fa)(fa)(fa)現是20世紀最(zui)為重大(da)的科學發(fa)(fa)(fa)現之(zhi)一(yi)(yi)(yi)，和相對(dui)論、量子(zi)力學一(yi)(yi)(yi)起(qi)被譽為20世紀最(zui)重要三大(da)科學發(fa)(fa)(fa)現。繼愛因(yin)斯(si)坦發(fa)(fa)(fa)現相對(dui)論之(zhi)后的又一(yi)(yi)(yi)劃時代發(fa)(fa)(fa)現，標志著生物學研究進入了分子(zi)層次。作為現代生命(ming)科學和基因(yin)組(zu)科學的權(quan)威，在沃森等人(ren)的推動下，“生命(ming)登月”工程——人(ren)類基因(yin)組(zu)計劃在過去(qu)10多年(nian)里成功得以實(shi)施(shi)，人(ren)類第一(yi)(yi)(yi)次擁有自己的基因(yin)圖譜(pu).

在生物學歷史上(shang)唯(wei)一可(ke)與達爾文進(jin)化論相比(bi)的(de)最重(zhong)(zhong)大的(de)發(fa)現，它與自(zi)然選擇一起，統一了(le)生物學的(de)大概念，標志著分子遺傳學的(de)誕生。是科學史上(shang)的(de)一個(ge)重(zhong)(zhong)要里程(cheng)碑。

主要經歷

科學研究

實驗競爭

20世紀40年(nian)代末和50年(nian)代初，在(zai)DNA被確認為(wei)遺(yi)傳(chuan)物(wu)質(zhi)之后(hou)，生物(wu)學(xue)家們(men)(men)不(bu)得(de)(de)(de)不(bu)面臨著一(yi)個(ge)難題：DNA應該有什么樣的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)，才能(neng)擔當(dang)遺(yi)傳(chuan)的(de)(de)(de)(de)重任？它必(bi)須能(neng)夠(gou)攜帶遺(yi)傳(chuan)信息(xi)(xi)，能(neng)夠(gou)自我復制傳(chuan)遞遺(yi)傳(chuan)信息(xi)(xi)，能(neng)夠(gou)讓遺(yi)傳(chuan)信息(xi)(xi)得(de)(de)(de)到表達以(yi)控制細胞活(huo)動(dong)，并(bing)且能(neng)夠(gou)突變并(bing)保留突變。這四點，缺一(yi)不(bu)可，如何建構(gou)一(yi)個(ge)DNA分(fen)子(zi)模(mo)型解釋這一(yi)切？當(dang)時主要有三個(ge)實(shi)驗室(shi)幾乎同時在(zai)研(yan)(yan)究(jiu)DNA分(fen)子(zi)模(mo)型。第(di)一(yi)個(ge)實(shi)驗室(shi)是(shi)倫敦國王學(xue)院(yuan)的(de)(de)(de)(de)威爾金斯(si)、富蘭克林(lin)實(shi)驗室(shi)，他(ta)(ta)們(men)(men)用(yong)X射(she)線衍射(she)法(fa)研(yan)(yan)究(jiu)DNA的(de)(de)(de)(de)晶體結(jie)構(gou)。當(dang)X射(she)線照射(she)到生物(wu)大(da)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)晶體時，晶格中的(de)(de)(de)(de)原子(zi)或(huo)分(fen)子(zi)會使射(she)線發生偏轉(zhuan)，根據(ju)得(de)(de)(de)到的(de)(de)(de)(de)衍射(she)圖像，可以(yi)推測分(fen)子(zi)大(da)致的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)和形(xing)狀。第(di)二(er)個(ge)實(shi)驗室(shi)是(shi)加(jia)州理(li)工學(xue)院(yuan)的(de)(de)(de)(de)大(da)化學(xue)家萊納(na)斯(si)·鮑林(lin)（LinusPauling）實(shi)驗室(shi)。在(zai)此(ci)之前，鮑林(lin)已發現(xian)了蛋(dan)白質(zhi)的(de)(de)(de)(de)a螺旋結(jie)構(gou)。第(di)三個(ge)則是(shi)個(ge)非正式(shi)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)小組(zu)，事實(shi)上他(ta)(ta)們(men)(men)可說是(shi)不(bu)務正業。

1951年，23歲的(de)(de)年輕的(de)(de)遺傳學家沃森于從美國到劍橋大(da)學做(zuo)博士后時，雖然(ran)其真實(shi)意圖是(shi)要(yao)研(yan)究DNA分子結構，掛著(zhu)的(de)(de)課題項目卻是(shi)研(yan)究煙草花葉病毒。比(bi)他(ta)(ta)年長(chang)12歲的(de)(de)克(ke)里(li)(li)克(ke)當(dang)時正在做(zuo)博士論(lun)文，論(lun)文題目是(shi)“多肽和蛋白質(zhi)：X射(she)線研(yan)究”。沃森說服與他(ta)(ta)分享同一個(ge)辦(ban)公室的(de)(de)克(ke)里(li)(li)克(ke)一起研(yan)究DNA分子模型，他(ta)(ta)需要(yao)克(ke)里(li)(li)克(ke)在X射(she)線晶體衍射(she)學方(fang)面的(de)(de)知識(shi)。

1951年10月,沃森和同事克里克一(yi)開(kai)始拼湊模(mo)型，幾(ji)經(jing)嘗試，終于在1953年3月獲得了(le)正確的(de)模(mo)型。關于這三個實驗(yan)室(shi)如何明爭暗斗，互相競爭，由于沃森一(yi)本風靡全球的(de)自傳《雙螺旋》而廣為人(ren)知(zhi)(zhi)。值得探(tan)討(tao)的(de)一(yi)個問(wen)題是：為什么沃森和克里克既不(bu)(bu)像威(wei)爾金斯(si)和富(fu)蘭(lan)(lan)克林(lin)那(nei)樣擁有第一(yi)手的(de)實驗(yan)資料(liao)，又不(bu)(bu)像鮑林(lin)那(nei)樣有建構分(fen)子模(mo)型的(de)豐(feng)富(fu)經(jing)驗(yan)（他們兩個人(ren)都是第一(yi)次建構分(fen)子模(mo)型），卻能(neng)在這場(chang)競賽中(zhong)(zhong)獲勝？這些(xie)人(ren)中(zhong)(zhong)，除了(le)沃森，都不(bu)(bu)是遺傳學(xue)家，而是物理學(xue)家或化(hua)學(xue)家。威(wei)爾金斯(si)雖然在1950年最早研究DNA的(de)晶體結構，當時卻對DNA究竟(jing)在細(xi)胞中(zhong)(zhong)干什么一(yi)無所知(zhi)(zhi)，在1951年才覺得DNA可能(neng)參與了(le)核蛋白(bai)所控制的(de)遺傳。富(fu)蘭(lan)(lan)克林(lin)也不(bu)(bu)了(le)解(jie)DNA在生物細(xi)胞中(zhong)(zhong)的(de)重要性。鮑林(lin)研究DNA分(fen)子，則(ze)純屬偶然。

1951年(nian)(nian)11月(yue)，他在《美國化(hua)學學會雜志》上看到(dao)一篇(pian)核酸結構的論(lun)文，覺(jue)得荒唐可(ke)(ke)笑，為(wei)了反駁這篇(pian)論(lun)文，才(cai)著手(shou)建立DNA分子模(mo)型。他是(shi)把(ba)DNA分子當作化(hua)合物(wu)，而不(bu)是(shi)遺傳物(wu)質(zhi)來研究的。這兩個研究小組完全根(gen)據晶體(ti)衍(yan)射圖建構模(mo)型，鮑林甚至(zhi)根(gen)據的是(shi)30年(nian)(nian)代拍攝的模(mo)糊不(bu)清的衍(yan)射照(zhao)片。不(bu)理解(jie)DNA的生(sheng)物(wu)學功能，單(dan)純根(gen)據晶體(ti)衍(yan)射圖，有太多的可(ke)(ke)能性供選(xuan)擇，是(shi)很難得出正確的模(mo)型的。

遺傳物質

沃(wo)(wo)森在1951年到劍(jian)橋之前，曾經做(zuo)過(guo)(guo)用(yong)同位素標(biao)記追蹤噬(shi)菌體DNA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗，堅(jian)信(xin)DNA就(jiu)是(shi)(shi)(shi)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。據(ju)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回憶，他(ta)(ta)到劍(jian)橋后(hou)發(fa)現(xian)克(ke)(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)(ke)也是(shi)(shi)(shi)“知道(dao)DNA比蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)更(geng)為(wei)(wei)(wei)重要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人”。但(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)按克(ke)(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)(ke)本人的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)說法，他(ta)(ta)當(dang)時(shi)(shi)(shi)(shi)對DNA所知不多，并未覺得(de)它(ta)在遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)上(shang)比蛋白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)更(geng)重要(yao)(yao)(yao)，只是(shi)(shi)(shi)認為(wei)(wei)(wei)DNA作為(wei)(wei)(wei)與核(he)蛋白(bai)(bai)結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，值(zhi)得(de)研究(jiu)(jiu)。對一(yi)(yi)名研究(jiu)(jiu)生(sheng)來(lai)說，確(que)定(ding)一(yi)(yi)種(zhong)未知分子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構，就(jiu)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個值(zhi)得(de)一(yi)(yi)試的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)課題。在確(que)信(xin)了(le)DNA是(shi)(shi)(shi)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)之后(hou)，還必(bi)須(xu)(xu)理解遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)需要(yao)(yao)(yao)什(shen)么(me)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)才(cai)能(neng)(neng)發(fa)揮基因(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)。像克(ke)(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)(ke)和威爾(er)金斯，沃(wo)(wo)森后(hou)來(lai)也強調薛定(ding)諤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)《生(sheng)命(ming)是(shi)(shi)(shi)什(shen)么(me)？》一(yi)(yi)書對他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)(yao)影(ying)響(xiang)，他(ta)(ta)甚至(zhi)說他(ta)(ta)在芝(zhi)加哥大(da)(da)學(xue)時(shi)(shi)(shi)(shi)讀了(le)這(zhe)本書之后(hou)，就(jiu)立志要(yao)(yao)(yao)破(po)解基因(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧秘。如(ru)果這(zhe)是(shi)(shi)(shi)真(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，我們(men)就(jiu)很(hen)難明(ming)白(bai)(bai)，為(wei)(wei)(wei)什(shen)么(me)沃(wo)(wo)森向印第安(an)那(nei)大(da)(da)學(xue)申請(qing)研究(jiu)(jiu)生(sheng)時(shi)(shi)(shi)(shi)，申請(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)鳥(niao)類(lei)學(xue)。由于(yu)(yu)印第安(an)那(nei)大(da)(da)學(xue)動物(wu)(wu)系沒有(you)鳥(niao)類(lei)學(xue)專業，在系主任的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)建議下，沃(wo)(wo)森才(cai)轉而從(cong)事遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)研究(jiu)(jiu)。當(dang)時(shi)(shi)(shi)(shi)大(da)(da)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)家(jia)赫(he)爾(er)曼·繆(mou)勒(le)（HermannMuller）恰好正(zheng)在印第安(an)那(nei)大(da)(da)學(xue)任教授，沃(wo)(wo)森不僅上(shang)過(guo)(guo)繆(mou)勒(le)關于(yu)(yu)“突變和基因(yin)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)課（分數得(de)A），而且考慮過(guo)(guo)要(yao)(yao)(yao)當(dang)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)生(sheng)。但(dan)(dan)覺得(de)繆(mou)勒(le)研究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)果蠅在遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)上(shang)已過(guo)(guo)了(le)輝煌時(shi)(shi)(shi)(shi)期(qi)，才(cai)改拜研究(jiu)(jiu)噬(shi)菌體遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薩爾(er)瓦多·盧里(li)(li)亞（SalvadorLuria）為(wei)(wei)(wei)師。但(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)，繆(mou)勒(le)關于(yu)(yu)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)必(bi)須(xu)(xu)具(ju)有(you)自催(cui)化(hua)、異催(cui)化(hua)和突變三重性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀念，想必(bi)對沃(wo)(wo)森有(you)深刻(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。正(zheng)是(shi)(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)沃(wo)(wo)森和克(ke)(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)(ke)堅(jian)信(xin)DNA是(shi)(shi)(shi)遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，并且理解遺(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)應(ying)該有(you)什(shen)么(me)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性，才(cai)能(neng)(neng)根據(ju)如(ru)此少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)，做(zuo)出如(ru)此重大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)。

他們根據的(de)(de)(de)數(shu)據僅有三條：第(di)一條是(shi)當時已廣為(wei)(wei)人知(zhi)的(de)(de)(de)，即(ji)DNA由(you)六種(zhong)(zhong)小分子(zi)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)：脫氧核糖，磷(lin)酸(suan)和四(si)種(zhong)(zhong)堿基（A、G、T、C），由(you)這(zhe)些(xie)小分子(zi)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)了四(si)種(zhong)(zhong)核苷酸(suan)，這(zhe)四(si)種(zhong)(zhong)核苷酸(suan)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)了DNA。第(di)二條證(zheng)據是(shi)最新的(de)(de)(de)，弗蘭(lan)克林(lin)得(de)到的(de)(de)(de)衍(yan)射照片(pian)表明，DNA是(shi)由(you)兩條長鏈組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)雙螺旋(xuan)，寬度為(wei)(wei)20埃(ai)。第(di)三條證(zheng)據是(shi)最為(wei)(wei)關鍵的(de)(de)(de)。美國生物化(hua)學家埃(ai)爾文(wen)·查戈夫(fu)（ErwinChargaff）測定DNA的(de)(de)(de)分子(zi)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)，發現DNA中的(de)(de)(de)4種(zhong)(zhong)堿基的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)并不是(shi)傳統認為(wei)(wei)的(de)(de)(de)等量(liang)(liang)的(de)(de)(de)，雖然在不同物種(zhong)(zhong)中四(si)種(zhong)(zhong)堿基的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)不同，但是(shi)A和T的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)總是(shi)相等，G和C的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)也相等。

基因模型

查(cha)(cha)(cha)加夫(fu)早在(zai)1950年(nian)就(jiu)已發布了(le)(le)這(zhe)個(ge)重要(yao)(yao)結果，但(dan)奇怪(guai)的(de)(de)是，研究(jiu)DNA分子結構(gou)的(de)(de)這(zhe)三個(ge)實驗室都將它(ta)忽略了(le)(le)。甚(shen)至(zhi)在(zai)查(cha)(cha)(cha)加夫(fu)1951年(nian)春天(tian)親訪(fang)劍橋(qiao)，與(yu)沃(wo)森(sen)(sen)和克里克見(jian)面后，沃(wo)森(sen)(sen)和克里克對他的(de)(de)結果也(ye)不(bu)加重視。在(zai)沃(wo)森(sen)(sen)和克里克終于意(yi)識到(dao)查(cha)(cha)(cha)加夫(fu)比值(zhi)的(de)(de)重要(yao)(yao)性(xing)，并請(qing)劍橋(qiao)的(de)(de)青年(nian)數學家約翰·格(ge)里菲斯（JohnGriffith）計算(suan)出A吸(xi)引T，G吸(xi)引C，A+T的(de)(de)寬度與(yu)G+C的(de)(de)寬度相等之后，很快就(jiu)拼湊出了(le)(le)DNA分子的(de)(de)正(zheng)確模型。

沃(wo)森(sen)和(he)克里(li)克在(zai)1953年4月25日(ri)的(de)(de)(de)《自(zi)然》雜志上以(yi)(yi)1000多字和(he)一(yi)幅插圖的(de)(de)(de)短文公布了(le)(le)(le)他們的(de)(de)(de)發現(xian)。在(zai)論文中(zhong)，沃(wo)森(sen)和(he)克里(li)克以(yi)(yi)謙遜(xun)的(de)(de)(de)筆調，暗示(shi)了(le)(le)(le)這個結構模(mo)型在(zai)遺(yi)(yi)(yi)傳(chuan)上的(de)(de)(de)重要性：“我(wo)們并非沒有注意到(dao)，我(wo)們所推測(ce)的(de)(de)(de)特(te)殊配對立即暗示(shi)了(le)(le)(le)遺(yi)(yi)(yi)傳(chuan)物質的(de)(de)(de)復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)機理。”在(zai)隨后發表的(de)(de)(de)論文中(zhong)，沃(wo)森(sen)和(he)克里(li)克詳(xiang)細地(di)說明(ming)了(le)(le)(le)DNA雙螺(luo)旋模(mo)型對遺(yi)(yi)(yi)傳(chuan)學研究的(de)(de)(de)重大意義：一(yi)、它能夠(gou)(gou)說明(ming)遺(yi)(yi)(yi)傳(chuan)物質的(de)(de)(de)自(zi)我(wo)復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。這個“半保(bao)(bao)留復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)”的(de)(de)(de)設想后來被馬修·麥賽(sai)爾遜(xun)（MatthewMeselson）和(he)富(fu)蘭克林(lin)·斯塔(ta)勒（FranklinW.Stahl）用(yong)同位素追(zhui)蹤實驗證實。二、它能夠(gou)(gou)說明(ming)遺(yi)(yi)(yi)傳(chuan)物質是如何(he)(he)攜帶遺(yi)(yi)(yi)傳(chuan)信息的(de)(de)(de)。三、它能夠(gou)(gou)說明(ming)基因是如何(he)(he)突變(bian)(bian)的(de)(de)(de)。基因突變(bian)(bian)是由(you)于堿基序列發生了(le)(le)(le)變(bian)(bian)化，這樣的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化可以(yi)(yi)通(tong)過復(fu)(fu)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)而得到(dao)保(bao)(bao)留。

但是(shi)遺傳物質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)第四個(ge)(ge)特征，即(ji)遺傳信息怎樣(yang)得到表(biao)達以控制細(xi)胞(bao)活(huo)動呢？這(zhe)個(ge)(ge)模(mo)型無(wu)(wu)法解釋，沃(wo)森(sen)和(he)(he)克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)當時(shi)也公開承(cheng)認(ren)他(ta)們不(bu)(bu)知(zhi)道(dao)DNA如何能“對細(xi)胞(bao)有(you)(you)高度特殊的(de)(de)(de)作用”。不(bu)(bu)過(guo)，這(zhe)時(shi)，基(ji)(ji)(ji)因的(de)(de)(de)主要功能是(shi)控制蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)成，這(zhe)種觀點已(yi)成為(wei)(wei)一個(ge)(ge)共識。那么基(ji)(ji)(ji)因又是(shi)如何控制蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)成呢？有(you)(you)沒(mei)有(you)(you)可能以DNA為(wei)(wei)模(mo)板，直接(jie)(jie)(jie)在DNA上面將氨(an)(an)基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)連(lian)接(jie)(jie)(jie)成蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)？在沃(wo)森(sen)和(he)(he)克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)提出(chu)DNA雙(shuang)(shuang)螺(luo)旋模(mo)型后的(de)(de)(de)一段時(shi)間內，即(ji)有(you)(you)人如此假設(she)，認(ren)為(wei)(wei)DNA結構中(zhong)，在不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)對之間形(xing)成形(xing)狀(zhuang)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)“窟(ku)(ku)(ku)窿”，不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)氨(an)(an)基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)插在這(zhe)些窟(ku)(ku)(ku)窿中(zhong)，就(jiu)能連(lian)成特定序(xu)列(lie)的(de)(de)(de)蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)。但是(shi)這(zhe)個(ge)(ge)假說，面臨著一大難題：染色(se)體DNA存在于細(xi)胞(bao)核(he)(he)(he)中(zhong)，而(er)絕大多數蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)都(dou)在細(xi)胞(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)，細(xi)胞(bao)核(he)(he)(he)和(he)(he)細(xi)胞(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)由(you)大分子(zi)無(wu)(wu)法通(tong)過(guo)的(de)(de)(de)核(he)(he)(he)膜(mo)隔離開，如果由(you)DNA直接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)成蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)，蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)無(wu)(wu)法跑(pao)到細(xi)胞(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)。另一類(lei)核(he)(he)(he)酸(suan)(suan)(suan)RNA倒是(shi)主要存在于細(xi)胞(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)。RNA和(he)(he)DNA的(de)(de)(de)成分很相似，只(zhi)有(you)(you)兩點不(bu)(bu)同(tong)，它有(you)(you)核(he)(he)(he)糖(tang)(tang)而(er)沒(mei)有(you)(you)脫(tuo)氧(yang)核(he)(he)(he)糖(tang)(tang)，有(you)(you)尿嘧(mi)啶(ding)（U）而(er)沒(mei)有(you)(you)胸(xiong)腺嘧(mi)啶(ding)（T）。早在1952年，在提出(chu)DNA雙(shuang)(shuang)螺(luo)旋模(mo)型之前，沃(wo)森(sen)就(jiu)已(yi)設(she)想遺傳信息的(de)(de)(de)傳遞途徑是(shi)由(you)DNA傳到RNA，再由(you)RNA傳到蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)。在1953～1954年間，沃(wo)森(sen)進(jin)一步(bu)思(si)考了這(zhe)個(ge)(ge)問題。他(ta)認(ren)為(wei)(wei)在基(ji)(ji)(ji)因表(biao)達時(shi)，DNA從細(xi)胞(bao)核(he)(he)(he)轉(zhuan)移到了細(xi)胞(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)，其脫(tuo)氧(yang)核(he)(he)(he)糖(tang)(tang)轉(zhuan)變(bian)(bian)成核(he)(he)(he)糖(tang)(tang)，變(bian)(bian)成了雙(shuang)(shuang)鏈RNA，然后再以堿(jian)基(ji)(ji)(ji)對之間的(de)(de)(de)窟(ku)(ku)(ku)窿為(wei)(wei)模(mo)板合(he)(he)(he)成蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)。這(zhe)個(ge)(ge)過(guo)于離奇的(de)(de)(de)設(she)想在提交發表(biao)之前被克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)否決了。克(ke)(ke)里(li)(li)克(ke)(ke)指出(chu)，DNA和(he)(he)RNA本身都(dou)不(bu)(bu)可能直接(jie)(jie)(jie)充當連(lian)接(jie)(jie)(jie)氨(an)(an)基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)模(mo)板。遺傳信息僅僅體現在DNA的(de)(de)(de)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)序(xu)列(lie)上，還需要一種連(lian)接(jie)(jie)(jie)物將堿(jian)基(ji)(ji)(ji)序(xu)列(lie)和(he)(he)氨(an)(an)基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)連(lian)接(jie)(jie)(jie)起來。這(zhe)個(ge)(ge)“連(lian)接(jie)(jie)(jie)物假說”，很快(kuai)就(jiu)被實驗(yan)證實了。

1958年，克里克提出了(le)兩個(ge)學(xue)說(shuo)，奠定(ding)了(le)分子(zi)遺(yi)傳(chuan)(chuan)學(xue)的(de)(de)(de)理論(lun)基(ji)礎。第一個(ge)學(xue)說(shuo)是“序(xu)(xu)(xu)列(lie)(lie)假說(shuo)”，它(ta)認為(wei)(wei)一段核(he)(he)(he)酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)特殊性完(wan)全(quan)由(you)它(ta)的(de)(de)(de)堿(jian)基(ji)序(xu)(xu)(xu)列(lie)(lie)所(suo)決(jue)定(ding)，堿(jian)基(ji)序(xu)(xu)(xu)列(lie)(lie)編碼一個(ge)特定(ding)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)氨基(ji)酸(suan)(suan)序(xu)(xu)(xu)列(lie)(lie)，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)氨基(ji)酸(suan)(suan)序(xu)(xu)(xu)列(lie)(lie)決(jue)定(ding)了(le)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)三維結構。第二個(ge)學(xue)說(shuo)是“中心(xin)法(fa)則”，遺(yi)傳(chuan)(chuan)信息只能從核(he)(he)(he)酸(suan)(suan)傳(chuan)(chuan)遞給核(he)(he)(he)酸(suan)(suan)，或核(he)(he)(he)酸(suan)(suan)傳(chuan)(chuan)遞給蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)，而不能從蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)傳(chuan)(chuan)遞給蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)，或從蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)傳(chuan)(chuan)回(hui)核(he)(he)(he)酸(suan)(suan)。沃森后來(lai)把中心(xin)法(fa)則更(geng)明確地表(biao)示為(wei)(wei)遺(yi)傳(chuan)(chuan)信息只能從DNA傳(chuan)(chuan)到RNA，再(zai)由(you)RNA傳(chuan)(chuan)到蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)，以致在1970年發現了(le)病毒中存在由(you)RNA合成DNA的(de)(de)(de)反轉錄現象后，人們都說(shuo)中心(xin)法(fa)則需要修正，要加一條遺(yi)傳(chuan)(chuan)信息也能從RNA傳(chuan)(chuan)到DNA.事實上，根據克里克原來(lai)的(de)(de)(de)說(shuo)法(fa)，中心(xin)法(fa)則并無(wu)修正的(de)(de)(de)必要。

堿(jian)基(ji)(ji)(ji)序列是(shi)如(ru)何編(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)氨基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)呢(ni)？克(ke)里克(ke)在(zai)這(zhe)個(ge)破(po)譯這(zhe)個(ge)遺傳密(mi)碼(ma)(ma)(ma)的(de)(de)(de)問題上(shang)也做出(chu)了(le)重大的(de)(de)(de)貢(gong)獻。組成蛋白(bai)(bai)質的(de)(de)(de)氨基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)有(you)二十(shi)(shi)種，而堿(jian)基(ji)(ji)(ji)只有(you)四(si)種，顯然(ran)，不可能由(you)(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)。如(ru)果由(you)(you)兩個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)，只有(you)十(shi)(shi)六(liu)種（4的(de)(de)(de)2次方）組合，也還(huan)不夠。因此(ci)，至少由(you)(you)三(san)(san)個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)，共有(you)六(liu)十(shi)(shi)四(si)種組合，才能滿(man)足需要(yao)。1961年，克(ke)里克(ke)等人(ren)在(zai)噬菌(jun)體T4中用遺傳學方法證明了(le)蛋白(bai)(bai)質中一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)氨基(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)順序是(shi)由(you)(you)三(san)(san)個(ge)堿(jian)基(ji)(ji)(ji)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)的(de)(de)(de)（稱為一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)子(zi)）。同一(yi)(yi)(yi)(yi)年，兩位美(mei)國分子(zi)遺傳學家馬歇爾·尼倫伯格（MarshallNirenberg）和(he)約翰·馬特哈(ha)伊（JohMatthaei）破(po)解(jie)了(le)第一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)子(zi)。到1966年，全部六(liu)十(shi)(shi)四(si)個(ge)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)子(zi)（包括三(san)(san)個(ge)合成終止信號）被(bei)鑒定出(chu)來。作(zuo)為所有(you)生物來自(zi)同一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)祖先的(de)(de)(de)證據之一(yi)(yi)(yi)(yi)，密(mi)碼(ma)(ma)(ma)子(zi)在(zai)所有(you)生物中都是(shi)基(ji)(ji)(ji)本相同的(de)(de)(de)。人(ren)類從此(ci)有(you)了(le)一(yi)(yi)(yi)(yi)張破(po)解(jie)遺傳奧(ao)秘的(de)(de)(de)密(mi)碼(ma)(ma)(ma)表。

DNA雙螺旋模型（包括中(zhong)心法則(ze)）的(de)發現(xian)，是(shi)20世紀最為(wei)(wei)重(zhong)大(da)的(de)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)發現(xian)之(zhi)一，也是(shi)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue)歷史上(shang)唯(wei)一可與(yu)達爾文(wen)進化論相比(bi)的(de)最重(zhong)大(da)的(de)發現(xian)，它與(yu)自然選擇一起，統一了生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue)的(de)大(da)概念，標志著分子(zi)遺傳(chuan)學(xue)(xue)(xue)的(de)誕(dan)生(sheng)。這門(men)綜(zong)合了遺傳(chuan)學(xue)(xue)(xue)、生(sheng)物(wu)化學(xue)(xue)(xue)、生(sheng)物(wu)物(wu)理(li)和信息學(xue)(xue)(xue)，主宰了生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue)所有學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)研究的(de)新生(sheng)學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)的(de)誕(dan)生(sheng)，是(shi)許(xu)多人共同奮(fen)斗的(de)結果，而克(ke)(ke)里克(ke)(ke)、威爾金斯、弗蘭克(ke)(ke)林和沃森，特別是(shi)克(ke)(ke)里克(ke)(ke)，就是(shi)其中(zhong)最為(wei)(wei)杰出的(de)英雄。

主要成就

1951年～1953年在英國期(qi)間(jian)，詹(zhan)姆斯(si)·杜威·沃森和英國生物(wu)(wu)學(xue)家F.H.C.克里克合(he)作，提出了(le)DNA的(de)(de)雙螺(luo)旋(xuan)結(jie)構(gou)學(xue)說。這個學(xue)說不但闡明了(le)DNA的(de)(de)基本結(jie)構(gou)，并(bing)且為一個DNA分子如何(he)復制成兩個結(jie)構(gou)相同DNA分子以及DNA怎樣傳遞生物(wu)(wu)體的(de)(de)遺傳信息提供了(le)合(he)理的(de)(de)說明。它被認為是(shi)生物(wu)(wu)科(ke)學(xue)中具(ju)有革命(ming)性的(de)(de)發現，是(shi)20世(shi)紀最重要的(de)(de)科(ke)學(xue)成就之一。

由于提(ti)出DNA的(de)(de)雙(shuang)螺(luo)旋模(mo)型(xing)學(xue)說，沃森(sen)和(he)克(ke)里(li)克(ke)及(ji)M.H.F.威爾(er)金斯一起獲得了(le)1962年諾貝(bei)爾(er)生(sheng)理(li)學(xue)或醫學(xue)獎。著有《基因的(de)(de)分子生(sheng)物學(xue)》《雙(shuang)螺(luo)旋》等書。此外，他還獲得了(le)許多(duo)科學(xue)獎和(he)不(bu)少大(da)學(xue)的(de)(de)榮譽學(xue)位。

此外，沃森(sen)在(zai)生物科學(xue)的(de)發展中也起了非常大的(de)作(zuo)用(yong)，例(li)如在(zai)攻(gong)克癌癥研究(jiu)上(shang)，在(zai)重(zhong)組DNA技(ji)術(shu)的(de)應用(yong)上(shang)等等。他還是人(ren)類基(ji)因組計(ji)劃的(de)倡導者，1988年(nian)至1993年(nian)曾擔任人(ren)類基(ji)因組計(ji)劃的(de)主持人(ren)。

沃森另一個感(gan)興趣的(de)問題(ti)就是(shi)教(jiao)(jiao)育，他(ta)的(de)第一本(ben)教(jiao)(jiao)科書《基因的(de)分(fen)子(zi)生物學(xue)》為(wei)生物學(xue)課本(ben)提供(gong)了(le)新的(de)標(biao)準。隨(sui)后陸(lu)續出版了(le)《細(xi)胞(bao)分(fen)子(zi)生物學(xue)》《重(zhong)組DNA》。他(ta)還積極探索利用多媒體(ti)進行教(jiao)(jiao)育的(de)方(fang)法，并且通(tong)過互聯(lian)網設(she)立(li)DNA學(xue)習(xi)中(zhong)心(xin)，這一中(zhong)心(xin)也成為(wei)冷泉港實驗室的(de)教(jiao)(jiao)育助手。

沃森被(bei)許多人描述為：才(cai)華橫溢、直言不諱、性格怪(guai)異。他(ta)知(zhi)識淵(yuan)博而不迂(yu)腐。精(jing)力非常旺盛，從學(xue)生時代開始他(ta)就很喜(xi)歡打(da)網球。每(mei)天都堅持打(da)一會(hui)兒網球。

人物形象

2019年1月，諾貝(bei)爾獎得主、被稱為世界(jie)“DNA之(zhi)父(fu)”的(de)(de)(de)DNA雙螺旋(xuan)結構的(de)(de)(de)發(fa)現者之(zhi)一美國科學(xue)家(jia)沃森（JamesWatson）因為頻(pin)繁發(fa)表關于種族(zu)間(jian)智商差異的(de)(de)(de)言(yan)論被美國私人(ren)機(ji)構冷(leng)(leng)泉(quan)港(gang)實(shi)驗室剝奪了冷(leng)(leng)泉(quan)港(gang)榮譽頭銜(xian)。