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罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)不仅仅是DNA的“错误女主角”

来源:nature2020-08-17

nature 2020-08-17

在伦敦威利斯登犹太公墓的罗莎琳德·富兰克林墓碑的中心是“科学家”一词。接着是题词:“她对病毒的研究和发现仍然对人类具有持久的好处。

作为20世纪杰出的科学家之一,富兰克林的工作造福了全人类。她本月诞辰一百周年,这促使人们对她的职业和研究贡献进行许多反思,尤其是富兰克林在揭示DNA结构方面的催化作用。

她是最适合的X射线衍射图像,她和她的研究生雷蒙德·高斯林于1953年出版知1,这是关键DNA双螺旋结构的决心。

但是富兰克林在脱氧核糖核酸方面的杰出工作仅是她的唱片和遗产的一小部分。她是一位不懈研究自然秘密的人,并从事生物学,化学和物理领域的研究,并致力于与社会息息相关的研究。她在煤炭和碳科学方面取得了重要进展,并且成为研究引起植物和人类疾病的病毒的专家。从本质上讲,正是由于富兰克林,她的合作者和继承者,如今的研究人员才能够使用诸如DNA测序和X射线晶体学之类的工具来研究诸如SARS-CoV-2之类的病毒。

富兰克林的研究生涯始于物理科学。富兰克林(Franklin)在包括博士在内的1940年代早期工作中,帮助确定了煤炭的密度,结构和组成,煤炭是一种广泛用于住宅和电力行业的化石燃料。富兰克林想了解煤的孔隙度,主要是学习如何使煤更有效地燃烧。但是,正如英国剑桥大学的科学史学家帕特里夏·法拉(Patricia Fara)所指出的那样,煤的孔隙度也是第二次世界大战防毒面具有效性的关键因素,该防毒面具包含活性炭过滤器。因此,富兰克林间接协助了她当时的个人防护设备的设计。

富兰克林的煤炭研究建立了她的声誉。她在19501月发表的第一篇《自然》杂志上探讨了碳中的某些电子如何影响其散射X射线2。第二年,她提出了她对煤炭科学的最重要贡献:发现煤燃烧时形成的碳属于石墨化或非石墨化两大类之一,并且每个都有独特的分子结构3。这项工作揭示了焦炭和焦炭(两种燃烧煤的产物)之间的主要区别。焦炭在高温下可以转变为结晶石墨,而炭则不能。这项工作还有助于解释为什么焦炭如此高效地燃烧-很热,几乎没有烟。这使其在需要产生大量热量的工业过程中非常有用,例如在铸造厂中进行冶炼。

从煤炭开始,富兰克林开始研究病毒,这将使她在余生中着迷。在1950年代,她在伦敦的伯贝克学院(Birkbeck College)工作了五年,利用她的X射线技术确定了烟草花叶病毒(TMV)中RNA的结构,该病毒攻击植物并破坏烟草作物。该病毒是在1890年代发现的,当时研究人员试图分离出危害植物的病原体,发现它太小而不能成为细菌。

富兰克林制作了详尽的X射线衍射图像,这将成为她的标志。有一次,她纠正了詹姆斯·沃森(James Watson)对TMV螺旋结构的解释。对病毒结构的了解使其他科学家能够在分子生物学的早期发展,并使用TMV作为模型来帮助打破遗传密码。

解决了TMV的结构后,富兰克林开始研究其他能使重要农业作物枯萎的植物病毒,包括马铃薯,芜菁,番茄和豌豆。然后,在1957年,她再次转身开始研究引起脊髓灰质炎的病毒,这种病毒在结构上类似于芜菁黄色花叶病毒。当时,小儿麻痹症是一种令人恐惧的传染病。此后已基本根除,尽管巴基斯坦和阿富汗的案件依然存在。

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但是时间并不在富兰克林一边。1956年,她被诊断出患有卵巢癌,并在两年后去世,享年37岁。她的合作者亚伦·克卢格(Aaron Klug)和约翰·芬奇(John Finch)于次年发表了脊髓灰质炎病毒结构,并将该论文奉献给她以纪念4。克鲁格因在阐明病毒结构方面的工作而被授予1982年诺贝尔化学奖。

富兰克林(Franklin)是全球会议回路上的老实旅行家,也是与国际合作伙伴的合作者。她从美国国立卫生研究院(Klug)获得了一笔不可多得的资助。她是蓬勃发展的病毒结构研究的早期阶段的全球联系者:病原性病毒专家,在国际上享有声誉,并深切地致力于将她的研究投入使用。

富兰克林因对DNA结构发现的贡献而未能获得充分的赞誉而被人们广泛铭记,这是一种荒谬的举动。富兰克林的人生故事中的那一部分绝对不能忘记,但她远不只是“受过曲折的女主角” 5,现在是时候承认她的研究生涯的广度和深度了。   


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