上回說到，華生及克拉克終於發現了DNA的結構。這發現在生物學的意義，簡直就如牛頓發現萬有引力一樣偉大。牛頓發現的萬有引力，統一了天與地。他令我們知道，天體的運行並非人類遙不可及的，它們其實與地上的物件，以一套規則運作。同樣的，華生及克拉克發現的DNA結構，統一了生與死。他令我們知道，生命也並非遙不可及，它與其他所有物件一樣，以同一套物理化學規則運作。原來生命的秘密，是建基於我們都認識的化學及物理。
發現DNA結構是分子生物學的一大高峰，但原來高峰過後是更多的高峰。
分子生物學史上最美麗的實驗
DNA的雙螺旋結構給了科學家無窮的想像空間，特別在DNA的複製方式上。華生及克拉克覺得，DNA由兩條互相對應的螺旋組成，它們彼此是彼此的倒模，這個結構一定有其含意。它們就像鎖與匙，只要你有鎖，就可以配出相對應的匙；只要你有匙，就可配出相對應的鎖。只要把DNA雙螺旋拆開，每條螺旋就可以複製出新的螺旋，所以新複製的DNA，有一半是原有的樣版，另一半是新複製出來的。這個模式，被稱為「半保留式」(semi-conservative)。
當時科學界尚有另外兩個DNA複製方式的猜想。一為「保留式」，即一對DNA完全地複製出另一對DNA。新複製出來的DNA，是全新的，完全沒有舊有成分。另一種為「分散式」，也就是每一對DNA先為成分成一節節(仍是雙螺旋的)，每一節都個別進行複製，新複製出來的DNA就會由一節節新的及舊的DNA，梅花間竹地組成，就如串燒一樣。這個概念比較複雜，有點難解釋，還是參考一下下圖比較好。
這三種猜想中，當然以華生及克拉克的「半保留式」最為美麗，它是從DNA結構中最直觀地得出的猜想。而這個美麗的理論，自然需要一個更美麗的實驗去驗證。
這個實驗由「噬菌體集團」的梅瑟生(Matthew Meselson)及史達(Franklin
Stahl)所設計。「噬菌體集團」人才輩出，上一回我們已經去到他們集團做的很多重要發現，今回他們又更上一層樓。
大家都知道人在死海中特別容易浮起，那是因為死海的鹽份非常高，所以海水的密度也很高。人的密度比海水的密度低，所以可以浮起。梅瑟生和史達做的實驗就是運用了這原理，他們用了一種很重的鹽，叫氯化銫(caesium
chloride)(熟悉化學的朋友可能知道銫caesium是自然存在的group
I metal中最重的)。由於氯化銫很重，他們的溶液密度也很高。他們再把溶液放進離心機中旋轉，密度最高的溶液會沉在底，密度最低的溶液會浮在面。這時候，我們只要把物質放進經離心的氯化銫溶液中，看看它們浮在甚麼地方，就可以知道物質的密度。
我們知道氮有兩種同位素，N-14及N-15。N-14的密度比N-15低，所以以N-14組成的DNA會在溶液中的較高的地方，以N-15組成的DNA會沉在較低的地方。為了方便解釋，我們假設N-14
DNA位處的地方是0，N-15 DNA位處的地方是1。
精彩的環節開始了。梅瑟生及史達把大腸桿菌放在含有N-15的培養液中，所得的大腸桿菌DNA都由N-15組成，應該會在1的位置。然後他們把這些已有N-15
DNA的大腸桿菌再放在含有N-14的培養液中，讓大腸桿菌複製DNA。如果DNA以「半保留式」複製，新複製的DNA會有一條螺旋由N-14組成，另一條由N-15組成，所以DNA的密度界乎兩者之間，在氯化銫溶液中會停在0.5的位置。如果DNA以「保留式」複製，那樣新複製的DNA會全部又N-14組成，新DNA會停在溶液中0的位置。如果DNA以「分散式」複製，那樣新複製的DNA會由梅花間竹的N-14雙螺旋及N-15雙螺旋組成，像串燒一樣，N-14及N-15各一半，所以新DNA會停在溶液中0.5的位置。梅瑟生及史達發現，大腸桿菌新複製的DNA是在0.5的位置，所以我們已經可以排除「保留式」。
接著他們把實驗繼續，讓大腸桿菌繼續在N-14培養液中複製。如果DNA以「半保留式」複製，新複製出的DNA有兩種可能性；一是以N-14螺旋做樣板，複製出另一條N-14螺旋，新複製出的DNA會完全由N-14組成，會停在氯化銫溶液中0的位置；另一可能性是以N-15螺旋做樣板，複製出一條新N-14螺旋，新複製出的DNA會由一條N-14螺旋及一條N-15螺旋組成，N-14及N-15各一半，會停在氯化銫溶液中0.5的位置。如果DNA以「分散式」複製，新複製出的DNA仍是如串燒般，但這條串燒中N-14佔四分之三，N-15只佔四分之一，所以會停在溶液中0.25的位置。那情形就好像你有一條雞肉串燒，你吃了一半，但之後增添豬肉，那麼新的串燒會有一半雞肉一半豬肉。然後你再吃一半(其中一半是雞肉，一半是豬肉)，卻繼續只增添豬肉，新的串燒會有四分之三是豬肉，四分之一是雞肉。
當然，實驗的結果是新複製出的DNA有一半在0的位置，有一半在0.5的位置，並沒有DNA在0.25的位置。這就證實了華生及克拉克的「半保留式」猜想。實驗的結果如下
這個實驗是多麼的精彩，多麼的美麗。以一個如此美麗的實驗去證明一個如此美麗的理論，實在是令人賞心悅目。這個梅瑟生-史達實驗，也被後世稱為「分子生物學史上最美麗的實驗」。這可不是史丹福誇張的入修辭手法，而是科學界公認的。
信息的使者
DNA的運作模式慢慢被分子生物學家逐一擊破。當知道了它的複製模式後，下一個目標當然是它如何製造蛋白質。
傳統智慧認為蛋白質是直接從染色體中的DNA上合成的。可惜傳統智慧大多是錯的。把這傳統理論打破的科學家名叫詹美尼克(Paul
Zamecnik)，他把老鼠肝細胞打碎並進行離心，把細胞中的不同成分分開，製造了所謂的「無細胞(cell-free)系統」。「無細胞系統」把複雜的細胞內部簡化了，因為它移除了細胞中的薄模，把細胞中的成分都分門別類地整理得井井有條。詹美尼克之後把「無細胞系統」放在含放射性元素的氨基酸中培養，他發現放射性先出現在核糖體(ribosome)上，之後分離並進入細胞質(cytoplasm)中，也就是說蛋白質是在核糖體中合成的，然後在完成後就會被釋放到細胞質中。而DNA是位於細胞核(nucleus)中，所以蛋白質並不是直接從DNA上合成的，而是有一種中介物質，把DNA上的遺傳信息從細胞核帶到核糖體中。這種物質就是DNA合成蛋白質理論中缺失的一角，是DNA至蛋白質之暗的missing
link。
核糖體的主要成分是rRNA (ribosomal RNA)，有科學家於是提出，也許是rRNA把遺傳信息從細肥核中DNA帶到核糖體中。但這理論有一缺憾，假如遺傳信息是由rRNA㩦帶的，那麼不同的蛋白質便需要不同的核糖體，不同的rRNA來合成，而事實是核糖體只有一種，它所含有的rRNA成分都完全相同，所以遺傳信息不可能是透過rRNA㩦帶的。
我們先把時間推回1953年，大家還記得上回提及的Hershey嗎?
不是指Hershey朱古力，而是用放射性的磷及硫研究噬菌體，證實DNA是遺傳物質，來自「噬菌體集團」中的賀西(Alfred
Day Hershey)。他那個實驗其實還有另一個較不為人知的發現，他發現細菌被噬菌體感染後，會製造出一條很小的RNA片段，在細菌一被感染之後立即開始合成，而且合成速度很快。
之後另一個值得一提的重要實驗是「睡衣實驗」。世界上有很有愛的密友拍檔組合，政壇上有周永康、岑敖暉；超級英雄界有Captain
America與Winter Soldier；偵探界有福爾摩斯與華生。分子生物學界除了有上回提及的華生與克拉克外，另一對羨煞旁人的「神仙眷侣」就是雅各(Francois
Jacob)與莫諾(Jacques Monod)。他們一起研究性交多年，不過對象就不是人類，而是細菌的性交，這個大名鼎鼎的實驗就是「睡衣實驗」。這個實驗是分子生物學中其中一個最重要的實驗，但比較複雜，下次再詳細介紹。
之後在劍橋大學有一次學術小聚會，聚集了不少分子生物學界重量級的人物，他們留意到「睡衣實驗」及賀西的發現，當時大家都看不透這些實驗的意義及當中的關係，仍墜在五里霧中。克拉克也是會議的主角之一，他嘗試總結這些新實驗成果，突然靈光一閃，想到也許把DNA上的遺傳信息從細胞核帶到核糖體中的中介物質就是賀西發現的，在細菌被噬菌體感染之後立即開始合成的RNA。這RNA不是rRNA，而是一種全新的，不穩定的RNA，帶著與DNA相對應的基質(base)，它可能做好幾個蛋白質之後就會自行分解。而且每種蛋白質都有相對應的，不同的這種新RNA。
克拉克是理論專家，實驗卻不是他在行的東西。(還記得當年他發現DNA結構嗎?
實驗基本上都是富林克林做的。)但劍橋聚會中的另外兩位科學家，雅各(做「睡衣實驗」的那位科學家)與布瑞納(Sydney
Brenner)，他們卻是最頂尖的實驗高手，他們已經想到一個實驗去證實這個猜想，但會需要用到氯化銫密度梯度的技術，所以他們也邀請了梅瑟生(設計「分子生物學史上最美麗的實驗」證實DNA複制是「半保留式」的那位科學家)加入他們的小組，一起做這個實驗。
現在他們小組有世上最頂尖的分子生物學實驗高手(雅各、布瑞納、梅瑟生)，又有世上最頂尖的實驗技術(氯化銫密度梯度、噬菌體、放射性同位素標記)，尋找生命中的信息使者的實驗已經蓄勢待發。
實驗的做法如下：
他們先用重同位素(N-15和C-13)去培養大腸桿菌一段時間，令大腸桿菌的成分都充滿重同位素組成。然後再用T4噬菌體去感染大腸桿菌，令大腸桿菌有全新的來自T4噬菌體的DNA，並立即把它們轉到輕同位素培養液中。而培養液同時含有放射性的uracil，uracil是一種只出現在RNA的成分，所以新合成的RNA都會帶有放射性，方便追縱。
如果把遺傳信息從DNA帶到核糖體中的使者是rRNA，那麼大腸桿菌必須要合成新的rRNA才能開始製造新蛋白質，而新rRNA是在輕同位素環境中合成，所以核糖體必定是輕的(rRNA都在核糖體中)。但雅各、布瑞納及梅瑟生把大腸桿菌成分放到氯化銫溶液中離心，發現所有核糖體都是由重同位素組成的，並沒有輕的核糖體，所以信息使者不會是rRNA。
他們發現新合成的放射性RNA都出現在重的核糖體，也就是舊的核糖體中，也就是說細胞只需舊的核糖體就可以做到新的蛋白質。所以核糖體只是一個做蛋白質的工廠，本身不帶任何信息。這情況好像你把USB「手指」插到電腦中，打印機就可以印「手指」入面的檔案。你插隻新「手指」，就可以印新的檔案。但你印新的檔案，是不需要新的電腦或新的打印機的，用舊有的已經可以了。而核糖體就是電腦與打印機，USB「手指」是一種全新發現的，之前預測的不穩定RNA。
他們又發現新的RNA與大腸桿菌的DNA完全不相關，反而與T4噬菌體的DNA互相對應，因此把T4噬菌體DNA遺傳信息帶到大腸桿菌核糖體的使者，就是這種新RNA。之後，這種新RNA被正式命名為信使RNA
(messanger RNA，簡稱mRNA)。
就這樣，科學家們又解開多一個生命之謎。繼發現生命的秘密都儲在DNA後，他們又發現了生命的信使mRNA。之後還有甚麼生命之謎等著被發現呢？
下回預告
今次我們不夠時間詳談研究細菌性交的「睡衣實驗」，下回將會詳盡介紹。而更令人興奮的是下回DNA的密碼終於正式被完全破解！欲知後事如何，且聽下回分解。
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