當(dāng)詹姆斯·邁克爾·克里斯(James Michael Creeth)在從小牛胸腺中取出的DNA樣本中添加酸時(shí)，他不僅僅完成了能夠獲得博士學(xué)位的實(shí)驗(yàn)。他正在為改變世界的發(fā)現(xiàn)鋪平道路。

科學(xué)家詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)是第一個(gè)研究DNA結(jié)構(gòu)的人，而羅莎琳德·富蘭克林(Rosalind Franklin)和莫里斯·威爾金斯(Maurice Wilkins)經(jīng)常被認(rèn)為可以捕獲使這成為可能的分子圖像。但其他幾位在本世紀(jì)最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一中發(fā)揮關(guān)鍵作用的科學(xué)家卻鮮為人知 - 值得慶祝。

1947年秋天，克里斯和他的博士生導(dǎo)師在諾丁漢大學(xué)的研究人員發(fā)表了三篇論文中的第三篇，這些論文完成了證明DNA分子如何結(jié)合在一起所需的證據(jù)。通過證明DNA含有被稱為氫鍵的分子膠，它們使Watson和Crick能夠計(jì)算出分子必須采用雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩條鏈的形狀。在Creeth工作六年之后，這一發(fā)現(xiàn)使我們今天所知的基因科學(xué)的創(chuàng)造成為可能。

克里斯甚至制作了他自己粗糙的DNA模型，由兩條鏈條組成，它們由構(gòu)件之間的連接結(jié)合在一起 - 與實(shí)際結(jié)構(gòu)并沒有太大不同。不幸的是，他的發(fā)現(xiàn)似乎幾乎忽略了每個(gè)人的雷達(dá)。因此，70年過去了，諾丁漢一直在發(fā)現(xiàn)DNA的氫鍵，并在大樓里舉行了一次特別的會議，在那里發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)，并在入口處設(shè)置了一塊專用牌匾。

DNA之謎

克雷斯出生于1924年，在當(dāng)?shù)氐谋卑财疹D郡文法學(xué)校接受教育。他留在英格蘭的東米德蘭茲，在當(dāng)時(shí)的諾丁漢大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)，并在畢業(yè)后獲得了化學(xué)家J. Masson Gulland和Denis O.“Doj”Jordan的博士學(xué)位，幫助Creeth得出了他的開創(chuàng)性結(jié)論。

當(dāng)時(shí)人們對DNA越來越感興趣，因?yàn)榭茖W(xué)家懷疑它可能是與基因或遺傳有關(guān)的物質(zhì)。研究表明它是由稱為核苷酸的部分制成的。每個(gè)都含有稱為脫氧核糖的糖殘基，磷酸基團(tuán)分子和四種不同類型的氮基分子或“堿基”之一：胸腺嘧啶(T)，胞嘧啶(C)，腺嘌呤(A)和鳥嘌呤(G)。

但DNA分子是如何構(gòu)建和保持在一起的，以及它如何記錄我們的基因仍然是一個(gè)謎。一些科學(xué)家甚至(錯(cuò)誤地)認(rèn)為它可能采取球的形狀。如果他們能夠確定其確切的結(jié)構(gòu)，他們可能能夠揭示遺傳密碼的秘密。

Creeth的同學(xué)CJ Threlfall和HFW Taylor已經(jīng)取得了進(jìn)展。Threlfall已經(jīng)研究了如何凈化DNA樣本，以便檢查結(jié)構(gòu)的線索。然后，Gulland，Jordan和Taylor使用稱為電位滴定的方法研究純化的DNA，以了解其pH值在添加酸或堿時(shí)的變化情況。

當(dāng)他們沒有得到他們預(yù)期的結(jié)果時(shí)，他們認(rèn)為這可能是由氫鍵DNA結(jié)構(gòu)的存在引起的。當(dāng)氫原子與包括氧和氮在內(nèi)的某些其他原子共享電子時(shí)，會發(fā)生這些，并且會影響分子的整體形狀。

的最終和決定性的步驟是在一個(gè)實(shí)驗(yàn)通過Creeth使用的技術(shù)所知道的粘度測定法制造。這提供了溶液中DNA分子大小的量度以及大小如何變化。

當(dāng)向溶液中加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿時(shí)，其“粘度”或厚度(流動阻力)急劇下降，這表明存在氫鍵。Creeth，Gulland和Jordan得出結(jié)論，氫鍵與相鄰核苷酸的堿基相連。

酸或堿不可逆地破壞這些鍵，將DNA分子分解成更小的單元，使溶液更加流暢。盡管Creeth和他的主管從未完全成功地確定DNA的確切結(jié)構(gòu)，但他們確實(shí)設(shè)法顯示氫鍵必須是分子的重要組成部分。

完美契合

在1947年的博士論文中，Creeth正確地預(yù)測DNA分子包含兩條鏈，每條鏈在外側(cè)具有磷酸 - 糖骨架，在內(nèi)部具有氫鍵基礎(chǔ)。后來證明這種雙鏈結(jié)構(gòu)完全符合DNA的生物學(xué)功能。氫鍵強(qiáng)度足以將互補(bǔ)鏈保持在一起但足夠弱，因此它們可以像遺傳指令一樣被拉開并讀取或復(fù)制，這是細(xì)胞如何分裂以及如何傳遞基因的基礎(chǔ)。

然而，在發(fā)現(xiàn)后不久，該團(tuán)隊(duì)就散去了。不久之后，古爾蘭不幸在火車相撞中死亡，喬丹通過普林斯頓搬到了阿德萊德大學(xué)。Crick和Watson確定了精確的結(jié)構(gòu)，其中氫鍵迫使鏈變成扭曲的雙螺旋排列。

雖然諾丁漢的三位科學(xué)家從未建立過最后的聯(lián)系，但他們的工作對于使現(xiàn)代科學(xué)最有影響力的發(fā)現(xiàn)成為可能至關(guān)重要。用克雷斯自己的話來說，回顧他的退休后：“事后看來，我們不僅只是一瞥，而是對這種特殊聯(lián)系的良好看法，這種關(guān)系不亞于這個(gè)星球上生命的關(guān)鍵。”