被遗忘的科学家：探索DNA结构之旅的先驱

剑桥科学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克因发现DNA 双螺旋结构而闻名，罗莎琳德·富兰克林和莫里斯·威尔金斯也是如此。莫里斯·威尔金斯(Maurice Wilkins) 也因成功捕捉DNA 分子图像而被人们铭记。然而，在这一本世纪最重要的科学发现背后，有几位发挥了关键作用的科学家，可惜他们默默无闻、默默无闻。

1947 年秋天，克里斯和他的博士生导师发表了一篇论文。论文中描述的发现完成了证明DNA 分子如何结合在一起的证据。他们的重要发现是——个DNA分子含有氢键。正是因为证明了氢键是DNA的分子粘合剂，沃森和克里克才得出DNA分子必定具有两个双螺旋结构的结论。不仅如此，克里斯的发现也使现代遗传学成为可能的前提。

Chris本人也制作了一个比较简单的DNA模型，同样是两条相连的链的形状，与实际的DNA结构非常相似。不幸的是，他的发现当时并没有引起公众的关注。为了纪念他在DNA中发现氢键，70年后，诺丁汉大学在他进行这项研究的大楼里召开了一次特别会议，并在入口处为他设立了专门的纪念牌匾。

DNA之谜

克里斯1924 年出生于英国，在北安普敦郡当地文法学校接受小学教育。他在当时的诺丁汉学院——（现在的诺丁汉大学）学习化学。从诺丁汉毕业后，他在化学家J. Masson Gulland和Denis O. Jordan的指导下继续攻读博士学位，并在他们的帮助下得出了这一划时代的结论。

当时人们对DNA 研究的兴趣日益浓厚，因为科学家们已经怀疑它可能是与基因和遗传相关的关键材料。在此之前，人们已经证明DNA是由核苷酸组成的，每个核苷酸都含有一个称为脱氧核糖的糖残基、一个磷酸基分子和一个含氮碱基。有五种可能的含氮碱基，包括胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）、腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）。

但当时，人们并不知道DNA分子是如何构建并组合在一起的，也不知道如何记录遗传信息。对DNA 结构的未知导致了许多错误的推测。当时，有科学家甚至推测DNA应该是球形的。只有不断弄清楚DNA的确切结构，才有可能揭示隐藏在遗传密码中的秘密。

当时，克里斯的同学C.J. Threlfall 和H.F.W. Talyer 在这方面已经取得了一定的进展。 Threfol 知道如何纯化DNA 样本，以便将其用于结构测试。 Gurland、Jordan 和Taylor 随后使用一种称为pH 电位滴定的方法来测量添加了酸或碱的纯化DNA 的pH 值，并研究pH 值如何变化。

当他们未能获得预期结果时，他们推测这可能是由于DNA结构中存在氢键所致。当氢原子与某些其他原子（包括氧和氮）共享电子时，就会发生这种现象，并且会影响分子的整体形状。

最后一步是Chris 使用一种称为粘度测量的技术完成的，该技术测量溶液中DNA 分子的大小并记录它们如何变化。当将强酸或强碱添加到溶液中时，其“粘度”或厚度（流动阻力）急剧下降，这意味着存在氢键。因此他们得出结论，——个氢键是将相邻核苷酸碱基连接在一起的关键。

当氢键被酸或碱不可逆地破坏时，DNA分子被分解成更小的单元，溶液的流动性增加。尽管克里斯和他的导师从未完全理解DNA的确切结构，但他们证明了氢键是DNA分子的重要组成部分。

完美契合

不幸的是，这一发现后不久，研究团队就分道扬镳了。古兰在火车事故中不幸身亡，乔丹转学到澳大利亚阿德莱德大学。因此，最终研究DNA的确切结构就交给了克里克和沃森。他们发现氢键的存在迫使DNA 链形成扭曲的双螺旋排列。

尽管这三位来自诺丁汉大学的科学家未能建立与DNA结构的最终联系，但他们完成的工作对于DNA结构的研究至关重要。克里斯退休后回忆道：“事后看来，我们不仅仅是快速浏览了一眼，而是清楚地看到了DNA分子之间的联系。这就是地球上生命存在的关键！”

文字：史蒂芬·哈丁

翻译：小面炮