噬菌体头部含有DNA,其他部分都是蛋白质,现在的问题是要区分它进入大肠杆菌后是靠哪一部分遗传繁殖的。好个搞原子物理的德尔布吕克,他立即从物理学的武库里借来了放射性同位素标记法,和生物学家赫尔希等人设计了一个极妙的试验。
原来DNA中只存在磷,不存在硫,而蛋白质中大多是硫,只有极少的磷。于是他们用放射性磷(P-32)和放射性硫(S-35)来分别给DNA和蛋白质作了记号。然后用作了记号的噬菌体去感染大肠杆菌。带有放射性的噬菌体就像背了一个发报机一样,人们随时可以接收到它发回的信号,掌握其行踪。果然,这一着很灵。他们发现,当噬菌体侵入细菌内部时是将身体外壳留在细胞壁外,而将DNA渗入细胞内,这通过记录到的P-32和S-35就可以分得一清二楚。确实是只有DNA进入大肠杆菌内。但是20分钟后生成的噬菌体仍和原来一模一样,这就再清楚不过地证明只有DNA才是真正的遗传物质,执行遗传任务的并不是蛋白质。德尔布吕克因这项发明而获得1969年的诺贝尔医学和生理学奖。他半路出家,善借他山之石,终于有此殊勋,被后人尊称为“分子生物学之父”。
DNA就是遗传物质,那么它是一个什么样的结构,怎样实现遗传呢?这个生物学中的大难题却又是一个物理学家首先来作答案。读者还记得,1900年这个年头发生了两件事,一是孟德尔遗传学说被重新发现,二是普朗克创立能量子概念。想不到40多年后这两条各不相干的河流却流到了一起。1944年量子力学家薛定锷写了一本研究生物学的书《生命是什么?》。他指出遗传物质可能是由基本粒子连接起来的非周期结晶。它就像电报中的电码,通过“?”和“——”组合成一种口令,这种生命的口令被复制,传给后代,这就是遗传。真是无独有偶,薛定锷这本书和玻尔的那篇演讲同样出手不凡,很快成为名着广为流传。在为这本书所激动的许多读者中也有一位青年物理学家叫克里克(1916-),他本毕业于伦敦大学曾专攻物理,但看到薛定锷的书后就如德尔布吕克一样决心转攻生物,便来到剑桥的卡文迪许实验室。这时克里克又遇到了从美国来的华生(1928-),他本是学动物的,也是受到薛定锷那本小册子的影响来探索遗传之谜。于是两人合兵一处开始探求DNA的结构。
话说当时一起向DNA这个神秘王国进军的共有三支人马。