Джеймс Уотсон і інші учасники світової «гонки за ДНК»

6 квітня 1928 року в Чикаго народився майбутній нобелівський лауреат, один із співавторів відкриття спіральної структури молекули ДНК Джеймс Дьюї Уотсон. Сьогодні йому виповнилося 86 років. Що ж, відмінний привід згадати щось вражаюче інтелектуальне змагання вчених, яким сам Уотсон дав назву «гонка за ДНК», і всіх його учасників.

Джеймс Уотсон початок свого захоплення генетикою відносить до часу, коли йому в руки потрапила книга Ервіна Шредінгера «Що таке життя з точки зору фізики?». Сама-то фізика його не приваблювала ( «Я ніколи не був одним з тих хлопчиків-геніїв, які вміють вирішувати завдання з математики»), а ось загадка молекулярної основи життя стала його постійний захопленням. Після закінчення університету Чикаго Уотсон продовжує вчитися в Індіанському, де йому невимовно пощастило з наставниками. Йому пощастило навчатися і займатися дослідженнями під керівництвом двох генетиків і нобелівських лауреатів - Германа Меллера і Сальвадора Лурии.

Саме Лурія геніально припустив, що природа гена пов'язана з хімічною структурою ДНК, і саме він направляє Джеймса Уотсона в Європу, щоб той почав поглиблене вивчення хімічних властивостей цієї молекули. Незабаром на науковій конференції в Неаполі він знайомиться з Морісом Вілкінсом, який займається проблемою структури ДНК в Кінг-коледжі Лондонського університету. Тут же Уілкінс показує Вотсону рентгенівські знімки кристала ДНК, які були отримані його молодою співробітницею Розалінд Франклін ... Ось з цього місця - детальніше.

«Гонка за ДНК»

1951 рік. Сальвадор Лурія влаштовує Уотсона в Кавендішської лабораторію Кембриджського університету із завданням продовжити вивчення «пристрою» білків. Зрозуміло, що просторову структуру молекул чисто хімічними способами не визначився: тут потрібні фізичні методи дослідження. Коротше, потрібен партнер-фізик. Таким партнером Уотсона став Френсіс Крік (на фото він справа), який раніше займався питаннями дешифрування сигналів радіолокаторів. Згодом його напрацювання в цій галузі здорово знадобляться для вироблення методики аналізу дифракції рентгенівських променів на досліджуваних органічних кристалах з метою відтворення просторової структури їх молекул.

У цей же самий час в Лондонському Кінгс-коледжі Моріс Уілкінс веде зі своїм асистентом Раймондом Гослінгом дослідження ДНК і теж приходить до висновку про доцільність використання рентгенівських променів для аналізу структури цієї молекули. І тут з'являється четвертий учасник (вірніше, учасниця) історичних подій - молода, дуже талановита Розалінд Франклін, недавно захистила докторську дисертацію по дослідженню природних вугілля за допомогою рентгенівських променів і якраз повернулася з Парижа в Лондон, і саме в Кінгс-коледж.

Далі відбувається наступне. Знаючи про труднощі Уїлкинса і Гослінга, безпосередній шеф Франклін професор Джон Рендел переводить її в групу Уїлкинса, схоже, забувши навіть попередити його, що нова співробітниця є доктором наук, рівноправною учасницею досліджень, та ще й майбутнім керівником дисертації Гослінга. А може, і попередив, але який сенс ... Уілкінс і Гослінг повелися так, ніби Розалінд Франклін не більше ніж лаборантка, приданная їм на допомогу для виконання рутинних неприємних робіт. Втім, не так сталося як гадалося. Франклін вміла за себе постояти. Можливо, тому в спогадах своїх колишніх колег вона характеризується як запальна, різка, безкомпромісна, яка поширює навколо себе «холодну ауру переваги», при розмові завжди дивиться співрозмовнику прямо в очі, чого не витримували її чоловіка-колеги: їх це просто бісило. Коротше кажучи, відносини з співробітниками у неї не склалися.

А ось робота її - кипіла. У стислі терміни їй вдалося оснастити лабораторію найсучаснішою рентгенівською апаратурою, яку вона налаштовувала особисто, домагаючись неймовірного на ті часи якості знімків. Розповідають, що коли Уілкінс (на фото) попросив її пояснити йому секрет настільки точного налаштування приладів, Франклін, пам'ятаючи, як її прийняли в лабораторії, відмовила, порадивши йому спочатку навчитися добре мити пробірки.

Справедливості заради, слід згадати ще одного учасника «гонки за ДНК» - відомого хіміка з Каліфорнійського технологічного інституту Лайнуса Полінга, який свого часу дав визначення хімічного зв'язку, відкрив вторинну просторову структуру білка і зробив безліч інших речей. Драматизм ситуації, що складається навколо досліджень ДНК, сам Джеймс Уотсон описував досить красномовно: «Легендарний хімік з Каліфорнійського технологічного інституту Лайнус Полінг [на фото нижче] не був пов'язаний англійськими поняттями про" чесну гру ". Рано чи пізно Лайнус повинен був звернути свої думки до найвищої наукової нагороди. Інтерес же його до проблеми ДНК не підлягав сумніву. Адже Полінг не був би найбільшим з хіміків, якби не зрозумів, що саме молекула ДНК - сама золота з усіх молекул. До того ж існувало навіть прямий доказ цього. Моріс Уілкінс отримав від Лайнуса лист з проханням надіслати йому рентгенограми кристалічної ДНК. Після деяких коливань Моріс відповів, що хотів би сам ретельніше вивчити рентгенограми, перш ніж віддавати їх гласності.

Все це страшно вибивало Моріса з колії. Він не для того пішов в біологію, щоб і вона виявилася настільки ж малоприйнятною з точки зору етики, як фізика. При думці, що Лайнус ось-ось його обійде, він позбавлявся сну. Головним каменем спотикання була Рози [Розалінд Франклін. - Ю. Р. [ »

"Леді ДНК"

У перший же рік роботи в лабораторії Уїлкинса (нагадаю, на дворі стояв тисячі дев'ятсот п'ятьдесят одна-й; до створення моделі ДНК Кріка і Уотсона було ще два роки), Розалінд Франклін підготувала доповідь, в якому прийшла до висновку про спиралевидной структурі ДНК. А в 1952-му їй вдається зробити свою знамениту рентгенограму натрієвої солі ДНК, яка сьогодні відома історикам науки як «Фотографія №51».

Якість «Фотографії №51» дозволило з повною визначеністю довести наявність спіральної структури ДНК. Це фото без дозволу своєї наукової керівниці Раймонд Гослінг по секрету взяв з її робочого столу і передав Морісу Вілкінсу. Той показав її Уотсоном і Криком, які відразу оцінили всю важливість цього знімка. Слово Джеймсу Уотсону: «Потім з'ясувалося дещо важливіше: ще в середині літа Розі отримала дані, що свідчать про якусь нову тривимірної конфігурації ДНК. Я запитав, як вона виглядає, і Моріс приніс із сусідньої кімнати рентгенограму цієї нової форми, яку вони назвали По-формою.

Як тільки я побачив рентгенограму, у мене відкрився рот і шалено забилося серце. Більш того, кидався в очі чорний хрест міг бути лише результатом спіральної структури. Поки мова йшла про А-формі, докази спіральності залишалися непрямими і тип спіральної симетрії був неясний. Але для В-форми можна було отримати деякі найважливіші параметри спіралі, просто подивившись на рентгенограму ...

Вже через два дні Моріс подзвонив нам і сказав, що, як переконалися вони з Розі, рентгенографічні дані явно підтверджують існування подвійної спіралі. Вони спішно готують статтю про свої результати і хотіли б опублікувати її одночасно з нашим повідомленням. Швидше за все такий матеріал міг опублікувати журнал "Нейчур", вони будуть надруковані не пізніше ніж через місяць з дня подання. Однак в Кінгз-коледжі готувалася не одна стаття, а дві, так як Розі і Гослінг хотіли повідомити про свої результати окремо від Моріса і його співробітників ».

6 березня 1953, за день до того, як Уотсон і Крик завершили роботу над своєю моделлю ДНК, редакція журналу Acta Crystallographica в Копенгагені отримала дві статті Розалінд Франклін, в яких вона описувала подвійну спіраль ДНК. Пізніше в паперах Франклін буде виявлена ​​ще одна робота, датована січнем 1953 року і присвячена формі «В» молекули ДНК, але чомусь не відправлена ​​до редакції.

А 25 квітня 1953 року в Nature виходить стаття Уотсона і Крика, що описує форму подвійної спіралі ДНК, в якій автори лише в виносці вказували, що поштовхом до створення моделі гігантської молекули послужили «відомості з неопублікованих поки робіт Р. Франклін і М. Уїлкинса» . В остаточній редакції ця виноска з тексту була прибрана, а слідом за цією статтею в тому ж номері журналу були поміщені статті Уїлкинса і Франклін, що доводять правильність висновків Уотсона і Крика результатами рентгеноструктурного аналізу.

На фінішній межі

І знову слово Джеймсу Уотсону: «Тепер гонка вже позаду, і я, один з переможців, знаю, що історія була аж ніяк не простий, і вже у всякому разі зовсім не такий, який її представляли газети. Дійових осіб, власне кажучи, було п'ятеро - Моріс Уілкінс, Розалінд Франклін, Лайнус Полінг, Френсіс Крік і я ». З цих п'ятьох в 1962 році троє були удостоєні Нобелівської премії з фізіології і медицини «за відкриття, що стосуються молекулярної структури нуклеїнових кислот і їх значення для передачі інформації в живих системах" ». Ці троє, як відомо, - Уотсон, Крик і Уілкінс (на фото нижче - вони на церемонії вручення премії).

У період номінації на Нобелівську премію Крик писав до Нобелівського комітету, що роботи по рентгеноструктурному аналізу ДНК, проведені Морісом Вілкінсом, заслуговують премії в рівній мірі з їх роботою. Про внесок Розалінд Франклін не було сказано ні слова.

Сама ж Розі не дожила до церемонії вручення премії. 16 квітня 1958 року в віці 37 років вона померла від раку, причиною якого, як вважають, з'явилася її інтенсивна робота з рентгенівською апаратурою. В епілозі своєї книги «Подвійна спіраль» Джеймс Уотсон присвятив їй такі слова: «Займаючись викладацькою роботою в Штатах, я бачився з нею набагато рідше, ніж Френсіс, до якого вона часто зверталася за порадою або схваленням, коли у неї виходило щось дуже витончене. На той час наші сварки були остаточно забуті, і ми нарешті гідно оцінили її чесність і душевну щедрість, занадто пізно зрозумівши, яку боротьбу доводиться витримувати розумній жінці, щоб домогтися визнання в науковому світі ».