[科普中國]-他將生命科學(xué)上升到新高度

今天，基因概念已進入公眾視野，“轉(zhuǎn)基因”、“基因治療”等已成熱門話題?；蜓芯恳延猩习倌隁v史，伴隨著遺傳學(xué)發(fā)展而不斷被細化和升華。遺傳學(xué)研究一般追溯到十九世紀六十年代奧地利神父孟德爾（Gregor Mendel）“分離規(guī)律”和“自由組合規(guī)律”的發(fā)現(xiàn)，但遺傳學(xué)真正意義起始則是二十世紀。
1915年，摩爾根與同事出版了具有里程碑意義的專著《孟德爾遺傳學(xué)機制》，結(jié)合前人結(jié)果和自身研究進展系統(tǒng)闡述了遺傳的染色體理論，標志著經(jīng)典遺傳學(xué)正式成立，也確定了摩爾根在遺傳學(xué)史上能媲美牛頓（經(jīng)典力學(xué)奠基人）的歷史地位。摩爾根理論直接把生物的性狀與染色體上功能單位（基因）相關(guān)聯(lián)，開創(chuàng)了遺傳學(xué)研究新紀元。巧合的是，不久另一位偉大遺傳學(xué)家誕生，他最終將遺傳學(xué)推進到新高度。
1916年6月8日，克里克（Francis Harry Compton Crick）出生于英格蘭北安普敦一個中產(chǎn)階級家庭，兒時就擁有旺盛的好奇心，并立志解開大自然奧秘。二十世紀上半葉是物理學(xué)時代，受此感召克里克選擇物理學(xué)作為專業(yè)，盡管最終并未將其作為職業(yè)，但學(xué)到的邏輯思維能力成為克里克從事生命科學(xué)研究游刃有余的重要因素之一。
二戰(zhàn)結(jié)束后，已是而立之年的克里克面臨一個艱難抉擇，下一步怎么辦？盡管擁有物理學(xué)基礎(chǔ)，但對于天才如林的物理界而言并無多大優(yōu)勢，機緣巧合的是克里克閱讀到一本科普小冊子——理論物理學(xué)家薛定諤的《生命是什么》?？死锟吮粫兴接懙纳鼕W秘所深深吸引，一方面意識到生命科學(xué)研究具有理想的前景，另一方面這一新興領(lǐng)域較小的競爭力也適合自己的嘗試。在幾位同事和摯友協(xié)助下，克里克于1949年進入劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室醫(yī)學(xué)研究委員會。
第一步，克里克首先惡補了生物學(xué)基礎(chǔ)知識，對擁有扎實科學(xué)根基的他自然不是難事；第二步，克里克需熟悉生物學(xué)實驗的基本操作，其研究內(nèi)容則是利用X-射線衍射技術(shù)解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，遺憾的是克里克在這方面缺乏天分，結(jié)果并不理想。對于以實驗見長的生命科學(xué)而言，動手能力不足是一個重大缺陷。因此，克里克對將來發(fā)展方向一片迷茫，一位年輕人的出現(xiàn)徹底改變了克里克科研生涯。
1951年，來自美國的23歲遺傳學(xué)家沃森加入卡文迪許實驗室。沃森對遺傳物質(zhì)DNA結(jié)構(gòu)充滿極大興趣，他與克里克的促膝長談促使二人最終組成DNA結(jié)構(gòu) 攻關(guān)小組，同時開啟克里克一生最為輝煌的“黃金十年”。
經(jīng)過近兩年艱苦卓越努力， 1953年4月25日沃森和克里克完成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，要點是：DNA是一種右手雙螺旋結(jié)構(gòu)，四種堿基存在互補配對（A與T，G與C）。DNA結(jié)構(gòu)的闡明從根本上揭示了生命的奧秘，開啟分子生物學(xué)新時代，這被看作二十世紀可媲美相對論和量子力學(xué)的最重大成果。DNA結(jié)構(gòu)的闡明對遺傳學(xué)發(fā)展也具有革命性意義，它將摩爾根染色體中的基因概念具體化，極大方便了隨后科學(xué)研究。
1953年5月30日，沃森和克里克進一步闡述DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的用途，認為DNA復(fù)制過程中堿基配對是DNA信息世代穩(wěn)定傳遞的基礎(chǔ)，此外還提出DNA復(fù)制應(yīng)采取半保留假說（1958年證實）。
1958年，克里克獨立創(chuàng)造性提出分子生物學(xué)兩條基本定律：序列假說和中心法則。序列假說是指DNA堿基序列直接決定了蛋白質(zhì)中氨基酸序列，這種對應(yīng)關(guān)系就是遺傳密碼，在伽莫夫邏輯推理基礎(chǔ)上，克里克進一步提出三聯(lián)體密碼，即三個連續(xù)堿基決定一種氨基酸，這一假說在60年代被證實。中心法則則指DNA處于遺傳信息傳遞的中心地位，它可決定RNA序列信息（轉(zhuǎn)錄過程），RNA進一步?jīng)Q定蛋白質(zhì)序列信息（翻譯過程）。當時只發(fā)現(xiàn)一種RNA，即核糖體RNA，克里克提出還存在攜帶氨基酸的轉(zhuǎn)運RNA，1961年還提出并證實蛋白質(zhì)翻譯的直接模板信使RNA的存在。至此，分子生物學(xué)基本框架搭建完畢，克里克一人撐起了整個大廈。
克里克做出的巨大科學(xué)貢獻也使榮譽接踵而來，特別是1962年與沃森等由于“發(fā)現(xiàn)核酸分子結(jié)構(gòu)和在生物體內(nèi)信息傳遞的重要性”而分享諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
六十年代末，克里克開始新的自我挑戰(zhàn)，加入美國索爾克研究所，重點關(guān)注“意識”的形成機制，并提出多種“腦洞大開”理論來解釋大腦的機能，此外還涉足生命起源領(lǐng)域。由于這些問題本身巨大的復(fù)雜性，目前理論尚未得到真正驗證，但克里克不知疲倦的探索精神感染了眾多年輕人投身腦科學(xué)領(lǐng)域。
2004年7月28日，克里克由于結(jié)腸癌而在美國圣地亞哥去世，享年88歲，一代科學(xué)巨匠隕落。而在一年前，人類基因組計劃正式完成，克里克見證了遺傳學(xué)發(fā)展的新輝煌。
克里克不單單是一位科學(xué)家，更多是一位偉大哲學(xué)家和思想家，對生命科學(xué)奧秘具有深邃的洞察力，他的發(fā)現(xiàn)不僅是幾項科學(xué)成就，更多是勾勒出分子生物學(xué)基本藍圖，奠定了至今半個多世紀生命科學(xué)領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的重要性體現(xiàn)在它一直是生命科學(xué)的研究中心；DNA復(fù)制理論則推動半保留復(fù)制假說證實、岡崎片段和連接酶等的發(fā)現(xiàn)；中心法則指導(dǎo)了生命科學(xué)領(lǐng)域基本研究模式（從DNA突變到蛋白質(zhì)功能異常再到疾病發(fā)生）；RNA研究則一次次點燃生命科學(xué)熱潮（RNA干擾、非編碼RNA、基因編輯等）。這一系列重大成就突顯克里克發(fā)現(xiàn)的影響力。
沃森和克里克提出的DNA雙螺旋模型已不單單是一種生物大分子結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)在美感激發(fā)了眾多年輕學(xué)子的研究激情，進一步推動了相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展。今天，DNA雙螺旋已成為生命的圖騰，在多個領(lǐng)域都具有至高無上的統(tǒng)治地位。
年年有諾獎，百年克里克?？死锟吮蛔u為“分子生物學(xué)之父”，是二十世紀罕見天才和最具影響力科學(xué)家之一，他的成就影響了分子生物學(xué)乃至整個生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，時至今日仍在發(fā)揮著基礎(chǔ)性貢獻。
（注：2016年是著名分子生物學(xué)大師克里克誕辰一百周年，撰寫此文以示紀念）