多羅西·克勞福特·霍奇金:晶體世界的「美麗心靈」

2021-01-09 中國婦女報

主持人:章梅芳(北京科技大學科技史與文化遺產研究院副院長、副教授)

今天,青黴素、胰島素和維生素B12已廣泛應用於醫學臨床。然而60多年前,這些物質的結構還不為人知。英國女化學家多羅西·克勞福特·霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodgkin)正是向我們打開這些物質晶體結構大門的人,她因此成為英國歷史上首位獲得諾貝爾獎的女科學家。

1910年5月12日,多羅西出生於埃及開羅。她的父親是英國政府教育部門的工作人員;母親是一位出色的植物學家。父母二人被派往開羅工作,多羅西和她的幾個妹妹則留在英國由祖父母和保姆照顧,直到一戰結束。這種分離造就了多羅西的獨立精神。

1921年,多羅西被送往薩福克郡的聖約翰萊曼語法學校學習。在製取明礬和硫酸銅溶液,用來生長晶體的化學課程中,多羅西的注意力逐漸被化學和晶體所吸引。1928年,多羅西如願進入牛津大學學習化學,1932年以優異的成績畢業,並獲得了一等榮譽學位。爾後,多羅西進入劍橋大學紐漢姆學院攻讀博士學位,師從貝爾納(J.D.Bernal)學習X射線晶體學。當時,晶體學是一門相對較新的科學。貝爾納善於使用X射線衍射分析技術研究複雜的有機分子。1934年,多羅西返回牛津擔任化學助教。1937年,多羅西獲得劍橋大學博士學位,並和託馬斯·霍奇金(Thomas Lionel Hodgkin)結婚。

1942年到1949年,多羅西開始進行青黴素的結構分析。1945年,她與卡萊爾(C. H. Carlisle)合作,首次測定了碘化膽固醇的三維生物分子結構。同年,她與同事合作測定了青黴素的結構,但直到1949年才正式發表這項成果。她的研究促進了青黴素的大規模生產以及後來DNA結構的發現。1948年,多羅西首次接觸到維生素B12,當時人們對它的分子結構一無所知。多羅西發現它含有金屬元素鈷,認為可以用X射線晶體學來探索它的結構。1955年,多羅西發表了關於維生素B12結構的研究成果。

除此之外,多羅西還開展了一項非常重要的研究計劃,即胰島素的結構分析。早在1934年,她從羅賓遜(Robert Robinson)那裡獲得了一小塊胰島素晶體樣品,但當時的X射線晶體學發展水平還不足以處理胰島素分子的複雜結構。她和其他合作者一起努力提高分析技術,直到1969年,也就是35年後,她才最終攻克胰島素的結構問題。之後,她還長期與其他實驗室積極合作開展胰島素研究,在世界範圍內講解胰島素對於糖尿病治療的重要性。由於在維生素B12方面的工作,多羅西最終獲得了1964年的諾貝爾化學獎,她是63年來化學領域的第3位女性獲獎者。

難得的是,多羅西還是一位品行高潔、胸懷大愛的人。事業有成的她從不吝嗇於幫助、指導和鼓勵那些與她有聯繫的晶體學家和其他領域的科學家。多羅西本人的一生是幸運的。她的父母開明,促使她獲得良好的家庭教育。博士階段,又師從志趣相投的名師。在回憶自己的科學生涯時,多羅西坦言受母親的影響很深,她促使女兒保持一種對事物進行系統深入研究以找到問題最終答案的鑽研精神。導師貝爾納和丈夫霍奇金也對多羅西產生了重要影響,她坦言自己科學生涯的大部分工作幾乎沒有一項不是從與貝爾納一同研究晶體時開始的。

或多或少受母親、貝爾納和霍奇金的影響,多羅西成為世界和平和裁減軍備的堅定擁護者,是民族獨立自由的堅定支持者。她曾熱情地幫助第三世界國家的科研。1959年她率英國科學家代表團赴北京參加中華人民共和國成立10周年慶典;至她去世前一年的1993年,她共8次訪問中國。

多羅西是X射線晶體學領域的巨匠,也是世界和平的愛好者;是稱職的母親,也是優秀的教師和所在領域的完美合作者與指導者。她能把多重角色——母親、教師、朋友和指導者——完美地集於一身,是年輕女性學習的榜樣。

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