她对腺嘌呤和鸟嘌呤结构的发现是解决DNA双螺旋之谜的关键部分——然而她的贡献几乎被遗忘了

97岁的琼·林赛在2019年接受电影制作人阿曼达·雷蒙德采访时说:“人们对我表现出任何兴趣,我都感到惊讶。”

距离林赛在英国剑桥大学完成博士研究已经过去了70年。在此期间,她破解了腺嘌呤和鸟嘌呤的结构——四种DNA碱基中的两种。她对分子键长、角度、互变异构(尤其是氢键)的细致描述,在20世纪最大的科学发现之一——DNA结构——中发挥了至关重要的作用。

“我认为可以说她的作品是一种必要条件-没有它就不可能有DNA结构。亚历克斯·麦肯齐他是加拿大渥太华大学的儿科教授,他在一次家庭生日聚会上第一次见到林赛,并写下了一篇文章2018年关于她的文章.然而,林赛的名字很少出现在关于双螺旋结构发现的无数故事中,她自己似乎把自澳门万博公司己的成就当作“只是在做她的工作”。

琼·林赛出生于英国唐卡斯特郊外的一个小村庄。在她就读的女子学校里,她理科成绩优异。琳赛在2019年回忆说:“其他同学都更喜欢去牛津读经典著作之类的东西。”“这样我就有了自己的老师。”

任何研究DNA和寻找DNA结构的人都用了琼的DNA

琳赛想学物理。有人,可能是她的母亲弗洛伦斯·布鲁姆黑德,说服她去剑桥——一所以入学考试严格而闻名的大学。琼的女儿说:“弗洛伦斯也是一个走在时代前面的女人。简林赛他是美国哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的生物统计学家。“我想是她把独立意识灌输给了我母亲,这才促使她申请了剑桥大学。为了符合剑桥大学的入学要求,她开始学习拉丁语课程,之后她获得了剑桥大学物理学全额奖学金的录取通知。

然而,当她在1944年完成学士学位时,她获得了文凭,但不是一个完整的学位。在1948年之前,剑桥大学不允许女性获得学位——这一疏漏花了剑桥大学50年的时间来纠正。在1998年,琳赛和其他900名女性最终获得了他们参加了盛大的毕业典礼。

在第二次世界大战的最后几年,林赛“不得不离开剑桥,并按照我被告知的去做”,她在一份报告中说2019年面试渥太华公民报.这意味着在一所女子学校教授科学,以弥补在军队中服役的科学教师的短缺。但林赛很快以博士研究员的身份回到剑桥。正如她当时所写的那样,她被吸引回来不仅是因为她喜欢物理,还因为与其他物理学家合作赋予了这门科学更多的意义。

1945年,林赛加入了W·H·泰勒该公司的x射线晶体学团队卡文迪什实验室.这个系是结晶学领域最知名人士和最先进设备的所在地。在结晶学先驱劳伦斯·布拉格的指导下,科学家们用x射线照射各种无机和有机晶体.但理解生命的组成部分——蛋白质和DNA——是他们努力的核心。

受到多萝西·霍奇金和凯瑟琳·朗斯代尔成功的鼓舞,林赛认为结晶学“似乎是一门女性可以蓬勃发展的学科”。我被安排和两个男人共处一室。威廉·科克伦她在2019年回忆道,“他们给了我研究的物质——当然是腺嘌呤和鸟嘌呤。”

在四年的时间里,她承担了一项艰巨的任务,培养半水腺嘌呤盐酸盐和一水鸟嘌呤盐酸盐晶体,检查它们的表面和轴,仔细地将它们排列在x射线束中,并将它们暴露几天或几周,以获得衍射图案——一张照片显示的只是规则的斑点图案。

很难理解结晶学是多么残酷、艰苦和重复

“你必须确定这些点在晶体中的位置,哪些平面在散射x射线,”晶体学家解释道迈克格雷泽.“你需要测量这些斑点的相对强度。在那个年代,你真正能做到的唯一方法就是用眼睛,通过创造一个电影尺度。”

一旦完成,林赛必须通过一系列数学变换来推断分子的结构。林赛回忆说:“我花了很多时间坐在桌前做这些乏味的计算。”在没有数字计算机的情况下,她花了几个小时计算傅里叶变换Beevers-Lipson条.她首先会创建一个帕特森地图,其中的峰值代表原子之间的向量。格雷泽说:“整个艺术就是找出什么样的模型会产生这组向量。”“一旦你选择了一个模型,你就会回头,找出所有的阶段应该是什么,然后重新绘制地图,这一次显示的是实际的结构。”

从今天的角度来看,当大多数计算和处理都是由计算机完成时,“很难理解结晶学是多么残酷和重复”,化学家和仪器历史学家安德里亚·萨拉.格雷泽说,解决一个单一结构可能需要几个月,如果不是一年或更长时间的话。

尽管如此,林赛称实验室是“一个快乐的地方”。“我觉得这是她一生中最美好的时光,”她的女儿简(Jane)说。简说,尽管琳赛是卡文迪什学院100名男性中仅有的4名女性之一,但她“从未意识到有任何形式的歧视”。简说,这些有多少是真实的,林赛有多少是厌女症的内在化,目前尚不清楚。林赛在一篇文章中说:“我认为男性在科学方面比女性更好。2018年电台采访.“他们的想法是我不会想到的,我觉得我达不到他们的水平。”

1949年,林赛完成博士学位的同一年,弗朗西斯·克里克来到卡文迪什。四年后,他和詹姆斯·沃森发表了DNA的双螺旋结构,1962年,两人因这一发现与莫里斯·威尔金斯共同获得诺贝尔奖。但在20世纪40年代末,除了分子的基本成分:一个糖-磷酸主链和四种不同的碱基,他们对DNA的结构知之甚少,这些碱基的含量都是相等的。他们现在面临的难题是,如何在两条平行运行的糖-磷酸链之间挤压四个大小不同的碱基,而不使主链膨胀和扭曲。

这就是Lindsey在两项研究中发表的碱基结构1948而且1951他走了进来。麦肯齐说:“任何研究(DNA)、寻找DNA结构的人,几乎都用了琼的DNA。”根据科学历史学家罗伯特·奥尔比的书双螺旋结构之路当沃森查阅林赛的论文时,这一发现终于浮出水面。奥尔比写道:“令他惊讶的是,他发现腺嘌呤和鸟嘌呤碱基之间的氢键有规律的排列顺序,正好可以在他的双螺旋结构中排列。”

在沃森和克里克颇具影响力的1953年的著作中,没有引用林赛的著作自然

由于氢原子在过去和现在都难以用x射线晶体学来检测,林赛花了很大的力气来描述每个碱基对之间的分子间氢键。由此,她推断出每个分子的氢原子位置和极有可能的互变异构形式。

科学历史学家霍勒斯·弗里兰·贾德森在他的书中写道,沃森提出了一个“极其简单”的想法,即DNA链含有相似的碱基对创世的第八天.碱基配对也可以使DNA分子解压缩,并提供一种复制遗传信息的机制。

事实证明这个想法有点太简单了——我们现在知道碱基不会形成类似的配对,而是形成嘌呤-嘧啶对。但这是朝着正确方向迈出的重要一步。而林赛的著作在沃森和克里克的著作中没有被引用1953自然,两人讨论了她的贡献皇家学会发表的一篇文章一年后。

尽管林赛和克里克在同一栋楼里工作了一年,但她不记得曾经和克里克直接说过话。“我无足轻重,是个无聊的女人,”她说。如果他们想了解我的工作情况,他们会去找(我的同事)科克伦(Bill Cochran)。

完成博士学位后,林赛搬到了牛津,在那里她与多萝西·霍奇金一起研究维生素B12的结构.她非常钦佩霍奇金,但有时发现和她一起工作令人沮丧。简说:“林赛会花好几个月的时间进行这些复杂的计算,直到她开始试图弄清楚物体的物理结构——然后霍奇金就会进来,看着图片,然后就把它弄清楚了。”麦肯齐说:“就像她说的,她没能做有趣的事。”

1951年,琳赛搬到加拿大与丈夫乔治团聚。她在渥太华的国家研究委员会(NRC)找到了一份工作,但因为她是女性,她没有被聘为研究科学家。简说:“她必须打卡打卡,而她那些被归类为科学家的男同事则不需要这样做,而且她的工资低得可怜。”

琼可能不像很多人那样了解她作品的重要性

在NRC,她解决了重要药物的结构问题可待因和吗啡。然而,她决定不发表当她发现霍奇金曾为她的博士论文指派她在牛津大学小组的一名学生研究吗啡时,她对后者的研究结果产生了怀疑。相反,她更希望学生使用并利用她的成果。

林赛在2019年回忆说:“然后我决定要孩子,我怀孕了,我不能再留在NRC了。”“我也不认为如果你有小孩,就应该有一份全职工作。林赛再也没有回到科学研究领域。简说:“我觉得她有时会后悔放弃自己的职业生涯。”

“(她做研究的那段时间)是她一生中非常快乐的一段时间,”简说。“但她认为自己应该得到更多的认可吗?”我不太清楚。麦肯齐说:“讽刺的是,琼对她作品的重要性可能不像很多人那样了解。”“从某种程度上说,我觉得她如此隐形是一种侮辱。”

2021年11月,琼·林赛去世,享年99岁。虽然她的名字在许多科学史书中都没有出现,但她现在可能会得到一些认可,因为她本科就读的剑桥大学纽纳姆学院正在考虑为她竖立一块牌匾。她可能还会在即将上映的关于罗莎琳德·富兰克林的传记片中客串角色。

麦肯齐在一份声明中说:“最终,我希望她能为人所知,而不是获得奖牌和奖项。采访渥太华公民报.“当人们谈到双螺旋结构时,人们会意识到她的贡献。”