弗朗西斯·克里克

弗朗西斯·哈利·康普頓·克里克，OM，FRS的雙螺旋結構，二人也因此與莫里斯·威爾金斯共同獲得了1962年諾貝爾生理及醫學獎，獲獎原因是「發現核酸的分子結構及其對生物中資訊傳遞的重要性」 。克里克在2004年因大腸癌病逝於美國加州。他的同事克里斯托夫·科赫曾感嘆道：“他臨死前還在修改一篇論文；他至死仍是一名科學家”。生平.早期.弗朗西斯·哈利·康普頓·克里克是哈利·克里克報告，並與查爾斯·達爾文互相討論 。弗朗西斯·克里克在幼年時被科學所吸引。他在大約12歲時因為喜歡科學研究勝過宗教信仰，所以他不想再進入教堂。他曾就讀於北安普頓文法學校，14歲後則於倫敦米爾山丘學校學習數學、物理與化學。他在1933年7月7日獲得沃爾特·諾克斯化學獎。克里克於21歲時獲得了倫敦大學學院物理學士學位。克里克後來未能進入劍橋大學學習，可能是因為他們認為他的拉丁文水準不足。克里克後來成為劍橋大學岡維爾與凱斯學院博士研究生和榮譽院士，主要於卡文迪什實驗室、醫學研究理事會劍橋分子生物學實驗室工作。他也是劍橋大學丘吉爾學院及倫敦大學學院的榮譽院士。克里克在倫敦大學學院的博士研究專案是測量水在高溫下的粘度後，他的實驗設施遭到炸彈摧毀 。他於第二次世界大戰期間曾在金鐘研究實驗室進行研究。當時許多著名的科學家都在這裡工作，包括大衛·貝滋等人，他​​的工作也包含磁學和聲學水雷研究，並設計新的水雷來有效地打擊德國掃雷艦。第二次世界大戰之後.1947年，克里克開始學習生物，成為一位將研究重心從物理轉移到生物研究的科學家。這種轉變可能是受到物理學家的影響，例如約翰·蘭德爾，他發明雷達持續發展來贏得戰爭。克里克認為學習物理的經驗教導他重要的觀念，因為物理學已經獲得了巨大的成就，其他的科學應該也有可能得到很大的進展，例如生物學。克里克認為這種態度鼓勵他要比典型的生物學家更加大膽，傾向於關注艱鉅的生物學問題，而不是物理過去的成功經驗。克里克與醫學研究理事會合作，同時在劍橋Strangeways實驗室工作，進行細胞質物理特性研究。他後來加入卡文迪什實驗室，與馬克斯·佩魯茨、約翰·肯德魯一起研究。當時威廉·勞倫斯·布拉格領導卡文迪什實驗室，他曾於1915年以25歲之齡獲得諾貝爾物理學獎。布拉格卡文迪什實驗室領導擊敗美國化學家萊納斯·鮑林，首先發現DNA結構。卡文迪什實驗室同時與倫敦大學國王學院競爭，當時約翰·蘭德爾領導倫敦大學國王學院生物物理學系。蘭德爾拒絕弗朗西斯·克里克在國王學院工作。弗朗西斯·克里克和國王學院的威爾金斯成為朋友，影響到後來的科學活動，就像克里克和詹姆斯·沃森之間的親密友誼一樣。1977年，克里克離開劍橋，到美國大學任教。1976年，加入沙克研究所，研究重心由分子生物學，轉向人類神經科學與大腦意識的研究。去世.克里克於2004年7月28日在聖地牙哥加利福尼亞大學桑頓醫院拉霍亞大學因大腸癌而去世，他的骨灰最後撒向太平洋。索爾克研究所在2004年9月27日於加利福尼亞州聖地牙哥舉行公眾悼念儀式，演講嘉賓包括詹姆斯·沃森、西德尼·布倫納、亞歷克斯·瑞奇等人。私人悼念會2004年8月3日於舉行。生物研究.克里克對生物學中的兩個問題很感興趣：一，分子如何從無生命的物質變成生物；二，大腦如何產生思想。他後來意識到他所受到的教育很適合成為一名生物物理學家。當時，克里克受到了很多來自一些著名物理學家，例如鮑林和薛定諤等人的影響 。理論上，共價鍵可以將生物分子連線起來，成為基因的基礎。但是實際上，生物學家們仍然需要知道到底是哪個分子使得整個結構具有生命。對於克里克來說，只要將達爾文從自然選擇所創造出的演化論及孟德爾在基因方面所進行的研究一起匯集起來，就能獲得生命的秘密。不過當他意識到自然地形成生命有多麼困難時，他說：“一個誠實的人，不管知道多少，也只能說生命的起源幾乎是一個奇蹟，因為有多少條件需要具備啊！”總之他稱自己為“強烈傾向於無神論的懷疑論者”。當時許多生物學家已經意識到，像蛋白質這樣的高分子很有可能是基因的基礎物質 。但是，蛋白質只是結構性和功能性的高分子，並且很多又是酶。1940年代中，生物學家們已經開始發現另一種高分子：脫氧核糖核酸，這是染色體另一個重要的結構，有可能是基因的根源。奧斯瓦爾德·埃弗裡及他的同事發現，細菌可以替基因新增DNA分子而造成基因表現型的不同。可是也有證據說明DNA和生物學家的目標無關；DNA可能只是給更重要的蛋白質分子提供基本的框架而已。正在這時，克里克在1949年參加了劍橋大學馬克斯·佩魯茨的研究小組，開始利用X射線來研究蛋白質結晶。此種研究，在理論上，提供了科學家很好的機會來徹底明白大型分子的結構，可是實際上又有太多的技術問題，使得利用X射線在當時並不適合研究分子結晶。X射線結晶學.克里克自己學習了X射線結晶學的數學理論基礎。在這段時間內，劍橋大學的研究員正在嘗試著確認蛋白質的最穩定的螺旋鏈模型—α螺旋。鮑林是第一個發現α螺旋中氨基酸：旋轉=3.6的比例的科學家。克里克自己目睹了他同事在研究α螺旋中所犯的錯誤，並在研究DNA的結構中成功地避免了類似的情景。雙螺旋結構.1951年，克里克與威廉斯·科克倫一起推出了螺旋形分子的X射線衍射的數學理論。從這個數學理論得出的結果和認為含有α螺旋的蛋白質的X射線實驗結果正好吻合。此結果在1952年的一期自然雜誌裡的兩個分子都是由氫鍵連起來的。沃森及克里克在綜合查戈夫等人的發現後完成DNA分子結構的研究。沃森及克里克在1953年4月25日首次在《自然雜誌》公佈研究結果。，卡文迪許實驗室主任勞倫斯·布拉格爵士1953年5月14日於倫敦蓋茲醫學院進行演講，裡奇·考爾德在1953年5月15日於《倫敦新聞紀事報》發表一篇文章，描述該場演講內容。《紐約時報》於隔天進行報導，探討克里克的生平，文章標題為“沃森及DNA：創造一次科學革命”。劍橋大學在校生報紙《Varsity》也於1953年5月30日星期六發布短篇文章。1962年，沃森、克里克及威爾金斯因為DNA研究被授予諾貝爾醫學獎。分子生物學.1954年，37歲的克里克完成博士論文：「X-射線晶體學：肽及蛋白質」，並獲得博士學位。克里克然後在紐約科技大學的實驗室工作，他在那裡繼續進行蛋白質X射線晶體學的分析研究，主要目標是核糖核酸酶與蛋白質生物合成機制。克里克在發現DNA雙螺旋結構模型後，他將焦點迅速轉向生物學結構所具有的意義。1953年，沃森和克里克於《自然雜誌》發表另一篇文章：「它似乎可能是攜帶遺傳資訊程式碼的基礎程式」。1956年，克里克與沃森推測出小病毒的內部結構，認為球形病毒是由60個相同亞基所組成，例如番茄叢生矮化病毒。他在紐約短暫工作後，克里克又回到劍橋大學，直到1976年為止。克里克在這段期間搬到加州定居。克里克與亞歷山大合作，使用X射線衍射來進行研究，例如膠原蛋白結構。俄羅斯科學家喬治·伽莫夫組織一群科學家，針對RNA進行研究。克里克清楚的意識到，必須有一個短序列的核苷酸程式碼來指定一個特定的氨基酸在新蛋白質中形成。1956年，克里克為伽莫夫的RNA研究小組撰寫一篇有關的遺傳密碼問題的論文。克里克在這篇文章中，提出蛋白質是由大約20個氨基酸所合成的證據。在1950年代中期至後期之間，克里克持續研究蛋白質的合成。到了1958年，克里克已經可以列出所有的蛋白質合成過程中的關鍵程式。佛朗西斯·克里克於1957年9月的一個實驗生物學研討會上，提出分子生物學中心法則。實際上，於1956年10月，他寫了一篇題為“關於蛋白質合成的想法”的筆記，共有2頁。該檔案的第二句話是“中心法則：”一旦資訊進入蛋白質，它就不能再出現了。這裡的資訊，是指氨基酸殘基，或與其相關的其他序列的序列。”這個說法在1957年9月的講座中反覆提到了好幾次，並且也出現1957年10月他發在美國《Scientific America》關於核酸的文章中。並於1970年在《自然雜誌》中重申：分子生物學的中心法則旨在詳細說明連串資訊的逐字傳送，它指出遺傳資訊不能由蛋白質轉移到蛋白質或核酸之中。DNA → RNA → 蛋白質對於克里克來說，清楚地存在四種資訊傳遞：DNA→DNA。由於缺乏證據和缺乏生物化學機制，克里克認為是不可能的三個資訊流動同樣令人震驚。這些是蛋白質→蛋白質，蛋白質→RNA，最重要的是蛋白質→DNA。這就是克里克的意思，當他說，一旦資訊從DNA進入蛋白質，它就無法從蛋白質中脫離出來並回到遺傳密碼中。這就是著名的中心法則。爭議.生物學家南希·霍普金斯表示，1960年代時她還是大學生時，弗朗西斯·克里克曾經到她的實驗室，將手放在她的胸部。她說：「在我可以抬起手和他握手之前，他已經穿過房間站在我後面，將手放到我胸部問說：『妳在做什麼研究呢？』」私生活.弗朗西斯·克里克一生曾結過2次婚，育有3個子女，共有6個孫子。逸事.1953年3月19日，弗朗西斯·克里克發現DNA雙螺旋結構時，寫了一封七頁的信給其子麥可。2013年，他的家人，將此封家書交由紐約佳士得拍賣會，包括佣金在內，以六百多萬美金的價格賣出，成為有史以來拍賣價格最高的書信。部份所得捐助沙克研究所。