多萝西·克劳福特·霍奇金:解决胰岛素结构的杰出教授

本周,在斯德哥尔摩,九名科学家排着队接受他们的诺贝尔奖,他们都是男性。值得记住的是,上一次他们中有一位英国女性。

一位英国女科学家上一次获得诺贝尔奖是在55年前的1964年:她的名字叫多萝西·克劳福特·霍奇金,她获得了化学奖。

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在她之前,只有两位女性获得了化学奖:1911年的玛丽·居里和1935年的女儿伊琳·乔利奥特·居里。自那以后,只有两位女性赢得了这一奖项:2009年的艾达·尤纳斯和2018年的弗朗西斯·阿诺德。自1901年首次颁发物理学、化学或生理学/医学奖以来,总共有20名女性获奖。多萝西·霍奇金是唯一来自英国的人。

霍奇金在20岁的中年时期完成了她最好的工作th上个世纪,女性在科学界只占一小部分,社会压力使她们很难找到职业。那么,是什么让她有机会在逆境中取得成功呢?从她的生活中有没有什么教训可以帮助雄心勃勃的年轻女性成为未来的贵族?

与大多数行业一样,拥有合适的父母也很有帮助。霍奇金1910年出生在开罗,是约翰·克劳福德和他的妻子格蕾丝(被称为莫莉)四个女儿中的长女。克劳福特曾在牛津大学读过经典著作,并在埃及和苏丹的英国殖民政府教育局工作。莫莉没有受过任何正规的高等教育,她对植物学和考古学感兴趣,出版了几本书和几篇文章。想法、问题、深思熟虑:这些都是乌鸦脚家庭生活的一部分,无论性别。

Dorothy Crowfoot Hodgkin©Getty Images
Dorothy Crowfoot Hodgkin(1910-1994)©Getty Images

第一次世界大战爆发时,女孩们被送回了英国,到她11岁时,多萝西的学校教育有点一塌糊涂。但她花了一个学期的时间学习晶体生长,化学“终生俘获了她”。在萨福克州贝克勒市的约翰·勒曼爵士中学,一所混合公立中学,她不得不为被允许学习化学而奋斗,化学被视为“男孩”科目。但她做得很好,1928年她进入牛津大学萨默维尔学院攻读化学学位。

在每个人生阶段,她的父母,尤其是她的母亲,都鼓励她的雄心壮志。没有人像当时对其他聪明姑娘那样对她说,如果她太聪明,就永远找不到丈夫。多萝西是在母亲送给她的一本书中了解到x射线晶体学技术的。“我们现在可以‘看到’单个的原子和分子,”这篇文章的作者威廉·布拉格爵士(Sir William Bragg)写道,他因这一发现获得了诺贝尔奖,多萝西立刻决定这就是她想做的。

多萝西和她的朋友诺拉·普西就在约翰·莱曼爵士学校化学课的后排
多萝西和她的朋友诺拉·普西就在约翰·莱曼爵士学校化学课的后排

选择合适的博士生导师,以及合适的研究课题,是在科学领域取得成功的另一个关键步骤。当多萝西去剑桥与布拉格的研究生约翰·德斯蒙德·伯纳尔(John Desmond Bernal)一起攻读博士学位时,X射线晶体学仍然是一门非常新的学科。它包括从一种物质的非常纯净的样品中生长一个晶体——布拉格使用了盐和硫酸铜等简单的化学物质——将晶体放在一束X射线前面,然后捕捉晶体中原子衍射的散射光束,作为照片胶片上的斑点。

点的模式是晶体中原子排列成三维分子的关键。与可视世界中的任何物体一样,三维结构支撑着一个分子与另一个分子相互作用的方式。

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多萝西选择这个新的研究领域是很有远见的。伯纳尔是第一个利用x射线晶体学研究构成生命体的复杂分子的人。通过共同努力,他们公布了消化酶胃蛋白酶的衍射图谱。胃蛋白酶是一种蛋白质,我们现在知道它是由我们基因中的DNA序列编码的一种分子,它驱动着生命中所有重要的过程。伯纳尔和克劳福特在杂志上的论文自然,发表于1934年,首次确定蛋白质具有某种规则结构,有一天可能被破译。

因此,在24岁的时候,还是一名研究生的多萝西成为了国际知名的蛋白质晶体学的创始人之一。她随后的快速进步很大程度上归功于她在这项技术上的非凡技能,但也得益于她在一楼的巨大优势。由于普遍存在对女性的偏见,而且科学领域的工作几乎没有资金,如果不是她所就读的全是女性的牛津学院,她可能仍然会很挣扎。

萨默维尔资金匮乏,以前的研究员中没有科学家,它为她提供了一份教理科学生的工作,这也给了她继续研究的时间。1934年底,她回到牛津大学,并在那里度过了她的职业生涯。

她于1937年与历史学家托马斯·霍奇金结婚,并于1946年生了三个孩子——萨默维尔再次让她在几乎闻所未闻的时候享受带薪产假,从而实现了工作与家庭的结合。英国直到1975年才出台产假立法。

多萝西和她的丈夫托马斯在1964年的诺贝尔舞会上©霍奇金家族
多萝西和她的丈夫托马斯在1964年的诺贝尔舞会上©霍奇金家族

托马斯经常不在家,但霍奇金可以用自己微薄的薪水雇人做饭和照看孩子,她的父母和公婆也经常愿意帮忙。然而,尽管在生下第一个孩子后,她患上了类风湿关节炎,并在以后的生活中频繁复发,但只有她长时间工作和专注于当务之急的非凡能力,才能让她坚持下去。

她在牛津大学博物馆地下室建立了自己的实验室后不久,这位有机化学教授给了她另一种蛋白质胰岛素激素晶体。她很清楚胰岛素被用来治疗癌症糖尿病从1922年开始,了解它的结构可以改善治疗。但是,尽管她能够获得晶体的衍射图像——这又是第一次——但要完成对这个复杂分子的分析还需要几十年的时间。

相反,由于第二次世界大战正在进行,需要照顾两个小孩,她将自己的技能传授给了牛津大学的团队,他们正试图了解新发现的抗生素青霉素是如何起作用的。到1945年中期,她成功地解决了这个结构,彻底结束了著名有机化学家之间关于它可能是什么的分歧。

维生素B12的结构
维生素B12的结构

10年后,她解决了用于治疗恶性贫血的更大的维生素B12结构问题。劳伦斯·布拉格爵士(威廉爵士的儿子,曾与父亲分享诺贝尔奖)说,这一成就相当于“打破了音障”。

有大量证据表明,女性并不是总是因为她们所做的工作而得到赞扬,但霍奇金的情况并非如此。在她只有36岁的时候,她被选为英国皇家学会(Royal Society)的院士,皇家学会是英国的科学家精选学院。1960年,英国皇家学会授予她沃尔夫森研究教授职位,该职位薪水优厚,并为研究助理和设备提供了大量资金。而且,正如诺贝尔基金会提名档案所揭示的那样,她在1950和1964年间获得了8次诺贝尔奖和24次化学奖,最后她获得了化学奖。

多萝西和她的三个孩子在1946年宣布加入皇家学会的那天©牛津和郡报
多萝西和她的三个孩子在1946年宣布加入皇家学会的那天©牛津和郡报

她从未停止过胰岛素的研究。她的团队终于在1969年打破了这个纪录——今年是50年th破解这个复杂分子的周年纪念——一旦他们有了高速计算机,并开发了必要的数学程序。她后来说,她生命中最激动人心的两个时刻,是1935年的一个晚上,她冲洗了一张照片,看到了胰岛素晶体上的第一个微弱斑点,以及1969年7月的一个周六下午,她意识到他们可以解决这个结构。

那时,诺贝尔奖的荣誉为她打开了通往世界各地的大门,霍奇金也投入了大量的时间在和平与国际理解上,这是她热切关心的。她一生都是一名社会主义者,她的观点坚定而又温和地表达出来,并且经常访问苏联和中国。

1971年战争最激烈时,多萝西访问了北越。©霍奇金家族
1971年战争最激烈时,多萝西访问了北越。©霍奇金家族

她公开反对越南战争,并鼓励英国首相玛格丽特·撒切尔(Margaret Thatcher,她在萨默维尔的学生)访问米哈伊尔·戈尔巴乔夫总统。霍奇金把她的大部分诺贝尔奖奖金都捐给了一些事业,比如资助国际学生来英国学习,以及为萨默维尔的学生和工作人员建立一个crèche。1994年,她在家中去世,享年84岁。

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多萝西·克劳福特·霍奇金的例子很容易让人感到害怕。谁有毅力、清晰的思维、热情、深入的学习以及专注于做她所做的事情的能力?但她的故事无疑为我们需要为女孩和年轻女性提供什么样的环境指明了方向,使她们能够发挥作为科学家的潜力。下一位英国女性诺贝尔科学奖获得者一定在某个地方。

多萝西·克劳福特·霍奇金:模式、蛋白质与和平,科学中的生活乔治娜渡轮(9.99英镑,布卢姆斯伯里)现已上市。也是作为有声读物提供

乔治娜·费里(Georgina Ferry)的《多萝西·乌鸦脚霍奇金:模式、蛋白质与和平,科学生活》(9.99英镑,布卢姆斯伯里)