謝曉亮悼沃森：DNA結(jié)構(gòu)的世紀傳奇以及一些回憶
20世紀最具影響力的科學家之一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的共同發(fā)現(xiàn)者、諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主James Watson，于當?shù)貢r間2025年11月6日仙逝，享年97歲，不勝惋惜。
如果說19世紀生物學最偉大的兩項發(fā)現(xiàn)是孟德爾的遺傳定律與達爾文的進化論，那么20世紀生物學最偉大的發(fā)現(xiàn)無疑是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。1953年James Watson和Francis Crick在《自然》雜志發(fā)表的文章，揭示了遺傳與變異在分子層面的本質(zhì)。人類基因不外乎由DNA的序列來決定，孟德爾定律之所以成立，是因為DNA復制具有極高的保真度。達爾文進化論所描述的變異源自復制過程中的偶發(fā)錯誤。從此，生命的奧秘得以在分子層面研究解答。
這一發(fā)現(xiàn)意義非凡。沒有DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，就不會有分子生物學的中心法則和遺傳密碼；沒有DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，就不會有基于重組DNA技術(shù)的分子克隆；沒有DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，就不會有人類基因組計劃和個體化醫(yī)療。
1951年，年僅23歲的Watson前往英國劍橋大學卡文迪許實驗室進修，在那里他遇到了Francis Crick。Watson的生物背景與Crick的物理直覺相得益彰，兩人開始攜手揭秘DNA 結(jié)構(gòu)。
左：James Watson， 右：Francis Crick
1944年，Oswald Avery等人發(fā)現(xiàn)DNA是遺傳物質(zhì)。1952年，倫敦國王學院研究生Raymond Gosling在Rosalind Franklin的指導下，拍攝到了著名的“照片51”（Photo 51）——一張顯示DNA B型結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖像。1953年Franklin離開國王學院后，Gosling將這張照片交給了實驗室主任Maurice Wilkins，而Wilkins在未征得Franklin同意的情況下又在幾天后將這張關(guān)鍵的圖像展示給Watson。
左圖：DNA的化學結(jié)構(gòu)；右圖：B型DNA的X射線衍射圖像（“照片51”）及其對應的雙螺旋模型。
尚未公開的“照片51”為Watson和Crick的DNA雙螺旋分子結(jié)構(gòu)模型提供了關(guān)鍵的實驗線索。Crick精通晶體衍射, 倆人搭建的模型中磷酸基團在外的雙螺旋橫截直徑約為2納米，每條鏈相鄰兩個堿基平面之間的距離為0.34納米，每10個核苷酸形成一圈螺旋，上升高度約為3.4納米，這些與照片51 完全吻合。而同一時期，當時已經(jīng)獲得諾貝爾化學獎的Linus Pauling也提出一種DNA結(jié)構(gòu)模型，但他誤將DNA描繪為“三螺旋”結(jié)構(gòu)。
Franklin 和 Gosling在同期《自然》雜志報道了照片51和雙螺旋結(jié)構(gòu), 但并未提出堿基配對；而Watson結(jié)合此前Erwin Chargaff化學計量學的發(fā)現(xiàn)（四個堿基A、T、C、G中A 與T的數(shù)量相等，C與G的數(shù)量相等），通過搭建分子模型提出了堿基互補配對的關(guān)鍵概念，具有重要的生物學意義。
當年Watson與Crick在劍橋時常去Eagle酒吧。酒吧外墻上的紀念牌兩年前已悄然更新：“在這里——靠近舊卡文迪許實驗室的Eagle酒吧——Francis Crick和James Watson首次慶祝了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。這項突破性的成果得益于Rosalind Franklin、Maurice Wilkins以及其他科學家的研究數(shù)據(jù)?！?/span>
Eagle酒吧更新后的紀念牌匾
1955年，回到美國的Watson開始在哈佛大學生物系任教。在那里，他引領了分子生物學的發(fā)展，造就了一批引領生命科學界的頂尖科學家，包括Walter Gilbert, Mark S. Ptashne以及James C. Wang (王倬)等。 Walter Gilbert 后來得了諾貝尓獎。Mark S. Ptashne 得了Lasker 獎。王倬早在我加入哈佛之前便擔任 Mallinckrodt 講席教授，是發(fā)現(xiàn)DNA 拓撲異構(gòu)酶的華裔科學大家。
1968年，Watson離開哈佛，前往紐約冷泉港實驗室擔任主任。他將冷泉港建設為世界級的科研重鎮(zhèn)，持續(xù)影響了年輕一代的卓越科學家，包括Phillip Sharp，Richard Roberts, Tom Maniatis, Michael Wigner, Robert Tjian, Bruce William Stillman等。冷泉港先后走出了8位諾貝爾獎得主，包括Phillip Sharp，Richard Roberts以及2位女性得主，以及多位Lasker 獎得主 ，如 Tom Maniatis, Bruce Stillman和Michael Wigner。華裔科學家Robert Tjian 后來成為了霍華德·休斯研究所（HHMI）的掌舵人。
冷泉港的一大特色是由Watson創(chuàng)立的系列學術(shù)會議和研修班。這一傳統(tǒng)延續(xù)至今，極具影響力。我本人就多次參加，感慨其科學氛圍濃厚，深受啟迪。 Watson一生還撰寫了多部經(jīng)典教科書與科普著作，大多由冷泉港出版社出版。其中通俗讀物《雙螺旋》尤為知名，我早在北大上學時就認真讀過。當時我還是化學系的一名本科生，對物理化學興趣濃厚，不曾想后來從事了生物學研究。
1990年，人類基因組計劃正式啟動。作為該計劃的倡導人之一，Watson被任命為首任負責人。這一由美國“國家隊”領導的宏大科研工程最終在2003年與Craig Venter領導的“民間隊”同時完成了對人類基因組的測序，成為人類文明的里程碑之一。當時中國對人類基因組計劃的貢獻了1%（來自華大基因）。
Watson在1981年首次訪華，自此與中國科學界結(jié)緣。2006年，他來到蘇州，與當?shù)厥姓钊虢涣?。次年，冷泉港實驗室與蘇州工業(yè)園區(qū)簽署合作協(xié)議，成立冷泉港首個海外分支——冷泉港亞洲（CSHA）。冷泉港高水平的學術(shù)研討傳統(tǒng)自此引入中國，截至目前已經(jīng)舉辦了200多場國際前沿會議和高級培訓班，為亞洲地區(qū)的生命科學研究提供了一流的國際交流平臺。蘇州生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園（BioBAY）應運而生，550余家生物醫(yī)藥高科技創(chuàng)新企業(yè)相繼落戶，推動了蘇州生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的騰飛。我有幸擔任冷泉港亞洲的科學顧問委員會（SAB）成員，而我的好友季茂業(yè)則擔任CSHA的負責人。
2006年，Watson訪問蘇州時參觀冷泉港亞洲選址，走在前面的是季茂業(yè)和Watson
我與Watson熟識，始于2018年“冷泉港亞洲學術(shù)中心”的揭幕儀式。揭幕儀式后，我與Watson一起作主旨報告。那天我分享了我與北大同事喬杰、湯富酬以及在蘇州的億康基因CEO陸思嘉（我哈佛實驗室的博士）合作開發(fā)的胚胎植入前遺傳診斷技術(shù)——這項技術(shù)迄今已使超過一萬個患有單基因遺傳病的家庭成功避免了疾病的后代傳遞。
2018年“冷泉港亞洲學術(shù)中心”揭幕儀式。左起：謝曉亮、James Watson、季茂業(yè)
聽完我的報告后，Watson對我說：“我講的是生物學的過去；而你講的是生物學的未來?！蔽抑肋@是他善意的鼓勵，更感受到他話里的真誠。我告訴他，我在報告中提到的“精準擴增單細胞全基因組”（試管嬰兒篩查的科學基礎）實驗，還是我在2009年冷泉港參加單細胞分析研討會（Single Cell Analyses）時受到的啟發(fā)。
2018年在蘇州生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園區(qū)，左起：謝曉亮、陸思嘉、James Watson
Watson對我真誠的鼓勵也許有悖于人們對他的普遍印象——個性直率，言辭犀利，屢次陷入輿論風波。我還記得當年他作為冷泉港實驗室主任回哈佛演講時，對時任校長Neil Rudenstine說：“我當年之所以離開哈佛，是因為當不了哈佛校長?！迸_下嘩然，眾人目瞪口呆。我覺得他是個矛盾體，許是因為年少成名不避鋒芒，他好以驚人之語博人眼球，即便招致非議也在所不惜。他所言未必出于惡念，也許可以歸咎于他桀驁不馴的基因。
2018年，我決定離開任教20年的哈佛，全職回到我的母校北京大學。這不是一個簡單的決定，也許源自我血脈里的愛國基因。另一重要原因，是我深信回國更可能讓我做出好的science?；仡^來看這是個幸運的決定。臨行前，季茂業(yè)帶我去冷泉港Watson的家中道別。得知我要離開，他很理解也很支持，對我說，“中國需要你！”
2019年謝曉亮在Watson家中
那天，Watson送給我一本他親筆簽名的皮面精裝版《雙螺旋》，我一直珍藏。他還特意向我展示了那枚傳奇的諾貝爾獎章。原來，Crick去世后，他的家人拍賣了他的諾貝爾獎章，當時一位中國商人以240萬美元的價格買了下來。生前往往被Crick壓一頭的Watson童心大起，開始好奇自己的獎章價值幾何。最終一位俄國富翁以410萬美元競拍成交，大大滿足了Watson的好勝心。好在富翁拍下后將獎章原樣奉還，并叮囑Watson不要再賣。Watson將部分拍賣所得捐給了冷泉港，還有他的母校芝加哥大學。
Watson贈送的皮面裝《雙螺旋》和他那傳奇的諾貝爾獎章
Watson知道我當時正在編寫一本教科書。當聽說我的進度有些緩慢時，他便以Linus Pauling為例，勸我盡快完成手稿，他告訴我1939年出版的The Nature of the Chemical Bond對Pauling一生的影響和成就至關(guān)重要。Watson的鼓勵讓我更堅定了把書寫完的決心。遺憾的是，這一計劃被新冠疫情耽誤了三年。如今書稿終于接近收尾，本想等完成后給他寄去一本，可惜再不能如愿。
在我看來，James Watson對生命科學的貢獻有以下五點：一是在劍橋發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；二是在哈佛推動分子生物學的發(fā)展；三是將冷泉港打造為生命科學重鎮(zhèn)，建立尖端的學術(shù)研討傳統(tǒng)；四是推進“人類基因組計劃”；五是積極促進與中國的合作交流，建立冷泉港亞洲。
人無完人，Watson 晚年對女性與黑人發(fā)表的不當言論引發(fā)巨大爭議。我個人以為Watson這些言論并無科學依據(jù)，也為他的言行及其后果感到遺憾。但這并不應抵消他對人類理解生命本質(zhì)所作出的開創(chuàng)性貢獻?；蛟S有人會說，即使沒有Watson，遲早也會有別人發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。但我認為，他的成功絕非偶然。Watson始終執(zhí)著于最為重大的科學問題，絕不盲從權(quán)威。他懂得合作，雖不親手實驗，但善于集大成融會貫通。他是優(yōu)秀的科學領導者，重視教學和科普，極力推動了分子生物學的發(fā)展，他一生傾力扶持青年學者成長。在與他的多次交談中，我感受到的是他作為前輩坦率真誠、充滿熱情的學者形象。我們銘記的，是那位不斷拓展科學邊界、推動時代前行的科學家。
深切緬懷Watson教授，愿他安息。
作者簡介：
謝曉亮，昌平實驗室主任，北京大學李兆基講席教授、理學部主任 (兼) , 北京大學生物醫(yī)學前沿創(chuàng)新中心創(chuàng)始主任, 中國科學院院士，美國國家科學院、國家醫(yī)學院、藝術(shù)與科學學院三院外籍院士。
