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詹姆斯·杜威·沃森 编辑
詹姆斯·杜威·沃森(James Dewey Watson),男,1928年4月6日出生于美国伊利诺伊州芝加哥,世界著名生物学家、遗传学家,20世纪分子生物学的带头人之一,1953年和克里克发现DNA双螺旋结构(包括中心法则),1962年,沃森与克里克,偕同威尔金斯共享诺贝尔生理学或医学奖,被誉为“DNA之父”。
DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一,和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。 继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现,标志着生物学研究进入了分子层次。作为现代生命科学和基因组科学的权威,在沃森等人的推动下,“生命登月”工程——人类基因组计划在过去10多年里成功得以实施,人类第一次拥有自己的基因图谱。
在生物学历史上唯一可与达尔文进化论相比的最重大的发现,它与自然选择一起,统一了生物学的大概念,标志着分子遗传学的诞生。是科学史上的一个重要里程碑。
当时年仅25岁的沃森则一鸣惊人,成为公众心中令人瞩目的科学英雄,为人类作出了巨大贡献。
1962年与莫里斯·威尔金斯、弗朗西斯·克里克三人获得诺贝尔生理学或医学奖。 1968年~2007年间,沃森任冷泉港实验室主任,带领冷泉港实验室成为世界上最好的实验室之一 2012年沃森被美国《时代周刊》杂志评选为美国历史上最具影响力的20大人物之一。
“DNA之父”沃森,2019年因频繁发表关于种族(人种)间智商存在差异的言论,而被冷泉港实验室剥夺了冷泉港荣誉头衔。
中文名:詹姆斯·杜威·沃森
外文名:James Dewey Watson
国籍:美国
出生地:美国伊利诺伊州芝加哥
出生日期:1928年4月6日
毕业院校:芝加哥大学、印第安纳大学
职业:分子生物学家
主要成就:诺贝尔生理学或医学奖科普利奖章DNA双螺旋结构的发现
性别:男
学位:博士
“DNA之父”沃森
1928年4月6日出生于美国伊利诺伊州芝加哥。
1947年毕业于芝加哥大学,获学士学位,后进印第安纳大学研究生院深造。
1950年获博士学位后去丹麦哥本哈根大学从事噬菌体的研究。
1951-1953年在英国剑桥大学卡文迪什实验室进修。
1953年回国,1953-1955年在加州理工大学工作。
1955年去哈佛大学执教,先后任助教和副教授。
1961年升为教授,在哈佛期间,主要从事蛋白质生物合成的研究。
1968年起任纽约长岛冷泉港实验室主任,主要从事肿瘤方面的研究。
沃森被许多同事和朋友描述为:才华横溢、直言不讳、性格怪异。他知识渊博而不迂腐。精力非常旺盛,从学生时代开始他就很喜欢打网球。每天都坚持打一会儿网球。
詹姆斯·杜威·沃森
他和弗朗西斯·克里克成功地提出DNA的双螺旋结构学说,这一壮举被1960年诺贝尔生理学或医学奖得主彼得·梅达沃先生称为“二十世纪最伟大的科学成就”。
由于提出DNA的双螺旋模型学说,沃森和克里克及M.H.F.威尔金斯一起获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。著有《基因的分子生物学》《双螺旋》等书。此外,他还获得了许多科学奖和不少大学的荣誉学位。
此外,沃森在生物科学的发展中也起了非常大的作用,例如在攻克癌症研究上,在重组DNA技术的应用上等等。他还是人类基因组计划的倡导者,1988年至1993年曾担任人类基因组计划的主持人。
沃森另一个感兴趣的问题就是教育,他的第一本教科书《基因的分子生物学》为生物学课本提供了新的标准。随后陆续出版了《细胞分子生物学》《重组DNA》。他还积极探索利用多媒体进行教育的方法,并且通过互联网设立DNA学习中心,这一中心也成为冷泉港实验室的教育助手。
在哈佛大学当教授期间,沃森开始其写作生涯并产生了开创性的文字:最畅销的自传体文集——《分子生物学的基因》,《双螺旋》,以及最近的《避免无趣》。随后,在领导冷泉港实验室期间,他曾出任美国“国家人类基因组研究中心”第一任主任,力促了“人类基因组计划”的完成,并因此于1993年被英国皇家学会授予“科普利奖章”,于1981年当选为英国皇家学会成员。沃森博士获得的其他奖项还有:1962年,当选为美国国家科学院院士;1977年,荣获福特总统颁发的“自由勋章”;1997年12月获得“国家科学奖章”;2000年7月4日获得“费城自由勋章”;2001年获得美国哲学学会颁发的“本杰明·富兰克林奖章”;2002年1月1日,英国女王伊丽莎白二世授予他大英帝国“荣誉骑士”爵位。
此外,他还曾获得许多大学的荣誉学位,这些大学包括美国芝加哥大学(1961年)、哈佛大学(1978年)、剑桥大学(1993年)、牛津大学(1995年)、都柏林三一学院(2001年)、和乌普萨拉大学(2007)。
2006年,沃森被美国的权威期刊《大西洋月刊》评为影响美国的100位人物之一 ,2012年沃森被美国《时代周刊》杂志评选为美国历史上最具影响力的20大人物之一。
自1968年以来,沃森博士一直在冷泉港实验室任职(1968-1994年任主任,1994-2003年任主席,2003-2007年任校长)。
实验竞争
詹姆斯·杜威·沃森(右)
1951年,23岁的年轻的遗传学家沃森于从美国到剑桥大学做博士后时,虽然其真实意图是要研究DNA分子结构,挂着的课题项目却是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文,论文题目是“多肽和蛋白质:X射线研究”。沃森说服与他分享同一个办公室的克里克一起研究DNA分子模型,他需要克里克在X射线晶体衍射学方面的知识。
威尔金斯博士
1951年11月,他在《美国化学学会杂志》上看到一篇核酸结构的论文,觉得荒唐可笑,为了反驳这篇论文,才着手建立DNA分子模型。他是把DNA分子当作化合物,而不是遗传物质来研究的。这两个研究小组完全根据晶体衍射图建构模型,鲍林甚至根据的是30年代拍摄的模糊不清的衍射照片。不理解DNA的生物学功能,单纯根据晶体衍射图,有太多的可能性供选择,是很难得出正确的模型的。
遗传物质
沃森(左下)
DNA之父
基因模型
查加夫早在1950年就已发布了这个重要结果,但奇怪的是,研究DNA分子结构的这三个实验室都将它忽略了。甚至在查加夫1951年春天亲访剑桥,与沃森和克里克见面后,沃森和克里克对他的结果也不加重视。在沃森和克里克终于意识到查加夫比值的重要性,并请剑桥的青年数学家约翰·格里菲斯(John Griffith)计算出A吸引T,G吸引C,A+T的宽度与G+C的宽度相等之后,很快就拼凑出了DNA分子的正确模型。
沃森
但是遗传物质的第四个特征,即遗传信息怎样得到表达以控制细胞活动呢?这个模型无法解释,沃森和克里克当时也公开承认他们不知道DNA如何能“对细胞有高度特殊的作用”。不过,这时,基因的主要功能是控制蛋白质的合成,这种观点已成为一个共识。那么基因又是如何控制蛋白质的合成呢?有没有可能以DNA为模板,直接在DNA上面将氨基酸连接成蛋白质?在沃森和克里克提出DNA双螺旋模型后的一段时间内,即有人如此假设,认为DNA结构中,在不同的碱基对之间形成形状不同的“窟窿”,不同的氨基酸插在这些窟窿中,就能连成特定序列的蛋白质。但是这个假说,面临着一大难题:染色体DNA存在于细胞核中,而绝大多数蛋白质都在细胞质中,细胞核和细胞质由大分子无法通过的核膜隔离开,如果由DNA直接合成蛋白质,蛋白质无法跑到细胞质。另一类核酸RNA倒是主要存在于细胞质中。RNA和DNA的成分很相似,只有两点不同,它有核糖而没有脱氧核糖,有尿嘧啶(U)而没有胸腺嘧啶(T)。早在1952年,在提出DNA双螺旋模型之前,沃森就已设想遗传信息的传递途径是由DNA传到RNA,再由RNA传到蛋白质。在1953-1954年间,沃森进一步思考了这个问题。他认为在基因表达时,DNA从细胞核转移到了细胞质,其脱氧核糖转变成核糖,变成了双链RNA,然后再以碱基对之间的窟窿为模板合成蛋白质。这个过于离奇的设想在提交发表之前被克里克否决了。克里克指出,DNA和RNA本身都不可能直接充当连接氨基酸的模板。遗传信息仅仅体现在DNA的碱基序列上,还需要一种连接物将碱基序列和氨基酸连接起来。这个“连接物假说”,很快就被实验证实了。
詹姆斯·杜威·沃森
碱基序列是如何编码氨基酸的呢?克里克在这个破译这个遗传密码的问题上也做出了重大的贡献。组成蛋白质的氨基酸有二十种,而碱基只有四种,显然,不可能由一个碱基编码一个氨基酸。如果由两个碱基编码一个氨基酸,只有十六种(4的2次方)组合,也还不够。因此,至少由三个碱基编码一个氨基酸,共有六十四种组合,才能满足需要。1961年,克里克等人在噬菌体T4中用遗传学方法证明了蛋白质中一个氨基酸的顺序是由三个碱基编码的(称为一个密码子)。同一年,两位美国分子遗传学家马歇尔·尼伦伯格(Marshall Nirenberg)和约翰·马特哈伊(John Matthaei)破解了第一个密码子。到1966年,全部六十四个密码子(包括三个合成终止信号)被鉴定出来。作为所有生物来自同一个祖先的证据之一,密码子在所有生物中都是基本相同的。人类从此有了一张破解遗传奥秘的密码表。
DNA双螺旋模型(包括中心法则)的发现,是20世纪最为重大的科学发现之一,也是生物学历史上唯一可与达尔文进化论相比的最重大的发现,它与自然选择一起,统一了生物学的大概念,标志着分子遗传学的诞生。这门综合了遗传学、生物化学、生物物理和信息学,主宰了生物学所有学科研究的新生学科的诞生,是许多人共同奋斗的结果,而克里克、威尔金斯、弗兰克林和沃森,特别是克里克,就是其中最为杰出的英雄。
自幼聪慧
沃森出生于美国芝加哥。孩提时代就非常聪明好学,他有一个口头禅就是“为什么?”,往往简单的回答还不能满足他的要求。他通过阅读《世界年鉴》记住了大量的知识,因此在参加的一次广播节目比赛中获得“天才儿童”的称号,而赢得100美元的奖励。他用这些钱买了一个双筒望远镜,专门用它来观察鸟。这也是他和爸爸的共同爱好。
由于有异常天赋,沃森15岁时就进入芝加哥大学就读。在大学的学习中,凡是他喜欢的课程就学得好,例如《生物学》,《动物学》成绩特别突出。而不喜欢的课程就不怎么样了。他曾打算以后能读研究生,专门学习如何成为一名“自然历史博物馆”中鸟类馆的馆长。
求学生涯
在大学高年级时,沃森阅读了一本艾尔文·薛定谔的书《生命是什么?》。他深深地被控制生命的奥秘的基因和染色体吸引住了。当S·卢里亚(一位从事噬菌体研究的先驱者)成为他的博士生导师时,沃森就有了很好的机会来从事这方面的研究了。
1950年完成博士学业后,沃森来到了欧洲。先是在丹麦的哥本哈根工作,后来就加入著名的英国剑桥大学的卡文迪什实验室工作。从那时起,沃森知道DNA是揭开生物奥秘的关键。他下决心一定要解决DNA的结构问题。他很幸运能和弗朗西斯·克里克共事。尽管彼此的工作内容不同,但两人对DNA的结构都非常感兴趣。当他们终于在1953年建构出第一个DNA的精确模型时,完成了被认为是至今为止科学上最伟大的发现之一。
1956沃森到哈佛大学任生物学的助理教授。在那里他的研究重点是RNA和RNA在基因信息传递中所起的作用。1976年沃森担任美国冷泉港实验室主任。沃森使冷泉港实验室成为世界上最好的实验室之一,该实验室主要从事肿瘤、神经生物学和分子遗传学的研究。
1962年,沃森与克里克,偕同威尔金斯共享诺贝尔生理或医学奖。莫里斯·威尔金斯和罗莎琳德·富兰克林提供了有关DNA结构的必要数据。沃森为此专门写了一本书《双螺旋-发现DNA结构的故事》,于1968年发表。这本书是首次采用谈话的形式描述进行科学发现的详细过程,一直畅销不衰。
“科学种族主义”
詹姆斯·杜威·沃森
此前,沃森15日在接受采访时也曾表示,他“对非洲的前途天生悲观”,因为“我们所有的社会政策都基于这样一个设想:非洲人的智力与我们相同,但所有试验都表明并非如此”。他说,人们有一种自然的愿望,认为所有人应该平等,但“那些和黑人雇员打交道的人发现事实不是这样”。
拍卖诺贝尔奖章
诺贝尔生物学奖章
沃森因与研究伙伴共同发现脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构而在1962年获颁诺贝尔医学奖,被称为“DNA之父”。此后因发表涉种族言论,遭业界排挤,事业每况愈下。
沃森希望借这次拍卖“重新投入公众社会”。沃森坦承以前“愚蠢”,为往事道歉,这次拍卖所得一部分将捐给母校芝加哥大学和曾任职的剑桥大学克莱尔学院,余款将用于补贴生计。
佳士得也同时拍卖沃森在获奖宴会上发表演说的5页纸手稿,成交价为36.5万美元。
到访中国
2017年3月,沃森开启第四次“中国之行”。明确表示要在中国成立以自己名字命名的研究院“沃森生命科学中心”。
乐土沃森生命科技中心成立
2018年3月16日上午,乐土沃森生命科技中心启动仪式在大鹏新区深圳国际生物谷坝光核心启动区举行。中心的定位为世界一流生命科技的研发中心和项目管理中心,目标是建立“国际一流的生命科技英雄汇聚之港、世界顶级健康科技的研创教育圣地、全球生命科技产业转化高地和深圳创新精准医疗体系的稳固基石”。
2007年,沃森曾经公开表示,对非洲的前景不乐观,因为所有的公共政策都假定“非洲人和我们的智力水平相当”。“当然,我也希望我们是平等的,然而当你不得不跟他们一起工作时,你会发现根本不是这样的。”
2019年1月2日,在美国公共电视网(PBS)播出的“美国大师”系列纪录片中,沃森再次谈到当年的言论,他又表示“我的观点没有改变”,并强调基因差异导致了黑人白人在智力方面的差异。
2019年1月11日,诺贝尔奖得主、被称为世界“DNA之父”的DNA双螺旋结构的发现者之一美国科学家沃森(James Watson)因为频繁发表关于种族(人种)间智商差异的言论被美国私人机构冷泉港实验室剥夺了冷泉港荣誉头衔。
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