“突然間看到了遺傳分子的廬山真面目，這些分子使得人類的存在成為可能，這是人類對自身了解的一大步，就好比達爾文知道人種不是固定的——我們一直在變化。這必然會影響你看待一切的態度。”——詹姆斯·沃森

科學家詹姆斯·沃森（James Watson）博士近日逝世，享年97歲。作為DNA結構的共同發現者之一，他在生命科學史上留下了不可磨滅的印記。1953年，他在劍橋大學工作期間，與弗朗西斯·克里克（Francis Crick）博士共同提出DNA雙螺旋結構模型——這一被譽為“二十世紀科學最偉大的成就”的發現，深刻改變了人類對生命本質的認知。因這一突破，沃森與克里克以及莫里斯·威爾金斯（Maurice Wilkins）於1962年共同獲得諾貝爾生理學或醫學獎。本文將通過回顧DNA結構發現背後的精彩解謎故事，紀念詹姆斯·沃森對生物醫學界的卓越貢獻。

圖片來源：123RF

喜歡靜靜觀察鳥類的孩子

1928年4月6日，沃森出生於美國芝加哥，並在此度過了整個童年。小沃森十分沉迷於觀察鳥類，對自然的純粹好奇與熱愛或許預示着他未來投身於自然科學研究的職業選擇。作為一個聰慧的孩子，小沃森很早就展現出了他在學習上的天賦。年僅15歲時他就已經完成了高中的學業，隨後他被芝加哥大學錄取並開始了大學生涯。求學路上，沃森小時候對於鳥類觀察的興趣已經成熟為學習遺傳學的嚴肅願望，他對基因和染色體掌握着生命的秘密這一觀點非常着迷。

▲James D. Watson

（圖片來源：The Cold Spring Harbor Laboratory）

懷揣着對遺傳學的濃厚興趣，沃森選擇繼續深造並順利獲得了博士學位。系統的科研訓練讓他有能力獨立進行學術研究，此時的他按捺不住內心的強烈好奇，想要對DNA的結構進行探索。在一次會議中，他偶然看到莫里斯·威爾金斯（Maurice Wilkins）展示DNA分子的X射線衍射數據，這極大地刺激了他——他確信DNA有一個明確的分子結構，並且這一結構是可以被破解的，這個想法也最終促使他的研究方向轉向核酸和蛋白質的結構化學。幸運的是，在他的博士導師的幫助下，沃森於1951年10月初成功進入英國劍橋大學的卡文迪許實驗室工作，那里有幾個重要的X射線晶體學項目正在進行中。

發現DNA雙螺旋結構

在卡文迪許實驗室，沃森遇到了職業生涯中最重要的一個人——日後與他齊名共享諾貝爾獎的弗朗西斯·克里克（Francis Crick）。當沃森來到卡文迪許實驗室時，克里克正在寫一篇關於血紅蛋白X射線晶體學的論文，急於招募一位同事從事DNA方面的研究工作。沃森與克里克共用一間辦公室，他們很快發現彼此有着相似的科學興趣，兩人一拍即合，開始合作解密DNA的結構。

▲1953年，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克與他們的DNA雙螺旋模型

(Photo by A. Barrington Brown /Science Photo Library）

還記得曾經在會議上用DNA分子的X射線衍射數據震撼了沃森的威爾金斯嗎？不久之後，克里克和沃森便開始與威爾金斯進行了一系列非正式交流，他們迫切地想把所有的實驗證據整合起來以了解DNA結構的真面目。或許是求勝心切，期間威爾金斯在未經本人允許的情況下便將同事羅莎琳·富蘭克林（Rosalind Franklin）的一些研究結果交給了沃森和克里克，這些結果給了他們極大的靈感。為了解更多與DNA分子結構相關的信息，沃森參加了富蘭克林的一個研討會，會上富蘭克林展示了DNA分子的X射線衍射數據，這些數據表明DNA呈某種螺旋結構。事實證明，那張科學史上著名的DNA分子X射線衍射圖正是破解謎題的關鍵所在。在這次研討會後不久，沃森和克里克嘗試構建了一個錯誤的DNA分子模型，其中磷酸鹽骨架在結構的內部。富蘭克林斷言，磷酸鹽大概率是在DNA結構的外部，而不是在里面。沃森和克里克最終發現她是對的，並將這一信息用於他們對DNA雙螺旋結構的最終構建。

▲DNA分子的X射線衍射圖

（圖片來源：MRC laboratory of molecular biology）

▲Maurice Wilkins

（圖片來源：King’s College London）

1952年對於沃森和克里克來說是幸運年，這一年間涌現了多項生物化學研究結果，為DNA結構的解密提供了新的線索，沃森和克里克成功於次年提出了互補的DNA雙螺旋結構模型，揭開了這種決定生命組成的遺傳分子的神秘面紗。他們在《自然》期刊發表了這一重磅發現，這篇僅有900多字的短文在學術界引起了轟動。隨後，DNA及其雙螺旋模型結構開始為全世界所知。這一發現徹底改變了生物學研究，使得今天被學術界和生物技術產業廣泛使用的基因工程技術成為了可能。

1962年，沃森、克里克和威爾金斯因為成功確定了DNA的分子結構而共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。遺憾的是，富蘭克林在37歲時因癌症去世，錯過了這一榮譽。沃森的關鍵貢獻在於發現了核苷酸鹼基對原則，這是決定DNA結構和功能的關鍵。

▲Rosalind Franklin

圖片來源：The Cold Spring Harbor Laboratory Archives；

Photo by Vittorio Luzzati

之後的故事

獲得諾獎之後，沃森的大部分職業生涯在紐約長島的冷泉港實驗室度過，從1968年起擔任實驗室主任，期間他帶領該實驗室達到了分子生物學研究的新高度。此外，作為DNA研究領域的先驅，沃森在科學政策的制定中發揮了重要作用，從美國上世紀70年代的“抗癌大戰”（war on cancer）計劃，到關於是否使用重組DNA技術的爭論，再到推動人類基因組計劃等等，其中都有着沃森的身影。從1988年到1992年，沃森出任了美國國立衛生研究院的國家人類基因組研究中心的主任，之後，他回到了冷泉港實驗室繼續擔任主任。

至此，對於這位已過花甲的科學家來說，似乎職業履歷已經臻於完美：他榮譽等身，在專業領域取得了開創性的成績；他的名字家喻戶曉，對於學術界和政府的科技政策有着重要影響。他被許多人描述為才華橫溢、直言不諱、性格古怪，或許正是這樣的性格使得沃森常常因他對各種話題的不羈言論陷入爭議，職業生涯也因此受到一定打擊。2007年，沃森關於非洲人智力的種族主義言論導致冷泉港實驗室迫使其退休，但仍保留其作為名譽教授和榮譽理事的頭銜。然而沃森在2018年的一部紀錄片中再次強調他的種族主義觀點，冷泉港實驗室撤銷了這些榮譽並切斷了與沃森的聯系。

作為DNA結構的發現者，沃森的名氣使得他的一舉一動備受關注，盡管晚年備受爭議，回顧沃森的科研生涯，他對科學的狂熱興趣和孜孜不倦追求，以及對於遺傳學和分子生物學的貢獻，仍然值得我們致敬和銘記。願我們這一代人傳承他與諸多科學家探索自然的決心與勇氣，懷抱對科學事業的敬畏與信念，不斷推動科學向前發展。

參考資料：

[1] DNA pioneer James Watson dies at 97. Retrieved November 7, 2025 from https://www.bbc.com/news/articles/cn8xdypnz32o

[2] James D. Watson. Retrieved November 7, 2025 from https://www.cshl.edu/giving/double-helix-medals-dinner/past-dhmd/2008-2/james-d-watson/

[3] James D. Watson，Retrieved Aug 24th, 2022, from https://www.bionity.com/en/encyclopedia/James_D._Watson.html#Nobel_Prize

[4] Francis Crick, Rosalind Franklin, James Watson, and Maurice Wilkins，Retrieved Aug 24th, 2022, from https://www.sciencehistory.org/historical-profile/james-watson-francis-crick-maurice-wilkins-and-rosalind-franklin

[5] The DNA molecule is shaped like a twisted ladder，Retrieved Aug 24th, 2022, from http://www.dnaftb.org/19/bio-3.html

[6] James D. Watson，Retrieved Aug 24th, 2022, from https://achievement.org/achiever/james-d-watson/

[7] James D. Watson，Retrieved Aug 24th, 2022, from https://www.cshl.edu/personal-collections/james-d-watson/

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