Розалинд Франклин: открытие структуры ДНК - She-Win

Розалинд Франклин: открытие структуры ДНК

25.05.2018 КАТЕГОРИЯ: Наука

Розалинд Франклин (Rosalind Franklin) – 25.07.1920 г.р. – английский учёный, которая сыграла основную роль в формировании гипотезы о структуре ДНК. Открытие структуры ДНК было наиболее значительным в биологии XX столетия.

Однако история этих исследований, также как их героиня Розалинд Франклин, долгое время находились под покровом тайны, пока один из участников не выпустил свои мемуары. В воспоминаниях впервые было раскрыто, какой важный вклад внесла Франклин в это революционное открытие, несмотря на то, что так и не была удостоена Нобелевской премии, в отличие от других участников группы.

Итак, обо всем по порядку. Будущая звезда мировой науки Розалинд Франклин родилась в Лондоне в богатой и влиятельной семье. Отец занимался банковской деятельностью, дядя служил в Британском правительстве. Семья прочила Розалинде роль социального работника, но та уже в пятнадцать знала, что не сможет жить без науки.

Розалинд получила блестящее образование. Сначала в школе Святого Павла для девочек, в частной школе для девочек North London Collegiate School, а затем в колледже Ньюнхэм, Кембриджского университета, который закончила в 1941 году.

Но одной из самых перспективных выпускниц была присвоена лишь номинальная степень, так как женщины не имели права по окончании Кембриджа получать ученые степени. Спустя четыре года порядок был изменен и Розалинд получила ученую степень доктора философии.

Во время Второй мировой войны Розалинд пыталась внеси свой вклад в общую борьбу, работая физиком-рентгеноскопистом в оборонной сфере.

Париж

После войны Франклин переехала в Париж. Несмотря на послевоенную разруху и неуютную каморку для жилья, очаровательная англичанка быстро расцвела в обществе галантных французов, которые стремились возместить все, что было упущено за годы войны. В Париж Розалинд приехала, чтобы овладеть самыми современными способами рентгеноструктурного анализа различных веществ.

Обеспеченная британка, полностью погрузилась в научную работу, а в свободное время не отказывала себе в земных радостях: посещала бассейн, каталась на горных лыжах, не пропускала показы мод, проводила вечеринки, угощения для которых зачастую готовила сама.

Возвращение в Лондон.

В 1950-м году Розалинда Франклин вернулась в  Лондон по приглашению Кингз-колледжа при Лондонском университете. Она приступила к работе в качестве научного сотрудника в отделении биофизики под руководством Джона Рендалла. Перед новой сотрудницей поставили задачу исследовать ДНК волокна с помощью рентгена, поскольку она имела неоценимый опыт в области дифракционного анализа.

В это время в Королевском колледже уже велась работа по исследованию ДНК. Ею занимался Морис Уилкинс и Реймонд Гослинг. Последний был аспирантом, которого назначили помощником Розалинд.

Между новой сотрудницей и Уилкинсом сразу возник «напряженный личный конфликт». Джеймс Д. Уотсон очевидец событий в своих мемуарах «Двойная спираль» так описывал причину конфликта: «Становилось все труднее отвлекать мысли Мориса от его ассистентки Розалинд Фрэнклин. Он вовсе не был влюблен в Рози, как мы называли ее за глаза. Наоборот, почти с самого ее появления в лаборатории Мориса они только и делали, что выводили друг друга из себя. Морис, новичок в рентгенокристаллографических исследованиях, нуждался в квалифицированной помощи и рассчитывал, что Рози, опытный кристаллограф, ускорит его работу. Однако Рози придерживалась на этот счет совсем иной точки зрения. Она считала, что ДНК отдана ей на откуп, и никак не соглашалась на роль простой помощницы Мориса. Наверное, вначале Морис надеялся, что Рози со временем поостынет. Однако нетрудно было заметить, что заставить ее отступить будет нелегко».

Итак, Моррис Уилкинс, который к моменту появления в Кингз-Колледже Франклин уже занимался ДНК, был убежден, что ее роль ограничится лишь технической помощью по созданию

высококачественных рентгенограмм. Но амбициозная Розалинд чувствовала в себе научный потенциал, чтобы самостоятельно раскрыть секрет ДНК.

Острый ум Франклин раздражал многих. Так, однажды коллеги пригласили ее оценить построенную ими пробную модель ДНК, она же в ответ разнесла модель в пух и прах как не отвечающую экспериментальным данным. В научных спорах Розалинд была непримирима.

Проблемой были и нравы, царившие в Кингз-Колледже, которые впрочем отражали общественные настроения Британии. Лондон того времени был «городом мужчин». Университетские нравы были таковы: женский персонал ютился в убогих каморках, при том, что мужчины даже утренний кофе пили в просторных залах.

Тем не менее, несмотря на ряд эмоциональных сложностей, работа Франклин быстро принесла первые результаты. Розалинд удалось выяснить, что существует две формы ДНК. Но из-за накаленной обстановки дальнейшая совместная работа Розалинд и Мориса Уилкинса стала практически невозможной. «Дело дошло до того, что Рози даже перестала сообщать Морису свои последние результаты. И узнать о них он мог не раньше чем через три недели, в середине ноября, когда Рози должна была докладывать на семинаре о своей работе за истекшие полгода», — пишет в своих мемуарах Джеймс Уотсон. Также он упоминает о том, что «Морис признался, что с помощью своего ассистента Уилсона втихомолку дублировал некоторые рентгенографические исследования Рози и Гослинга».

«Потом выяснилось кое-что поважнее: еще в середине лета Рози получила данные, свидетельствующие о какой-то новой трехмерной конфигурации ДНК… Я спросил, как она выглядит, и Морис принес из соседней комнаты рентгенограмму этой новой формы, которую они назвали В-формой. Как только я увидел рентгенограмму, у меня открылся рот и бешено забилось сердце…». Уилкинс показал Уотсону знаменитую фотографию Франклин, которую впоследствии все будут называть «фотография №51».

Это высококачественное фото помогло наконец-то разобраться в существе вопроса о структуре ДНК. В феврале 1953 года Френсис Крик и Джеймс Д. Уотсон приступили к построению модели ДНК формы “В”. Большая часть их данных была напрямую взята из исследований, проведенных в Королевском колледже Уилкинсом и Франклин. Опираясь на фото Розалинд Франклин, ученые смогли построить модель ДНК и уже весной 1953-го, сотни людей были взволнованы серией статей в журнале Nature, в которых рассказывалось об открытии структуры ДНК, вещества наследственности. Крик и Уотсон только в сноске к статье признавали, что толчком к созданию модели послужили общие факты из неопубликованных работ Франклин и Уилкинса.

Несколько групп ученых работали над разгадкой структуры ДНК одновременно. Одна в США и две в Великобритании. Первая британская группа исследователей, занималась поиском структуры ДНК в Кингз-Колледже (речь как раз о группе Розалинд Франклин и Мориса Уилкинса), а вторая – Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон — работала в Кембридже. Розалинд была очень осторожна и уже, имея хорошую доказательную базу, склонялась к тому, что для построения модели и окончательных выводов нужно собрать более весомые экспериментальные данные, чем она и занималась. А Крик и Уотсон из Кембриджа были более амбициозны. Они рискнули приступить к построению модели ДНК, основываясь на уже имеющейся информации и финишировали первыми.

Одним из важнейших вкладов Франклин в модель Уотсона-Крика стала её лекция, проведенная в ноябре 1951 года, где она представила присутствующим, среди которых был и Уотсон, две формы молекулы, типа А и типа В. Она также определила количество воды в молекуле и ее соотношение. Ещё одним вкладом стала рентгенографический снимок В-ДНК (названный фотографией 51). Сам Уотсон в последующем скажет, признавая значимость работ Франклин «одного разделения А- и В-форм было бы достаточно, чтобы создать ей имя».

Остается одна небольшая неувязка. Рентгенографический снимок формы “В” молекулы ДНК, о котором и идет речь, был показан Уотсону Уилкинсом без разрешения Розалинд Франклин. Безусловно, Уотсон и Крик совершили большой прорыв в науке, установив структуру ДНК, но озарение пришло после того, как они увидели последние снимки Розалинд, представленные им без ее ведома.

В 1953 году после статей о структуре ДНК в журнале Nature Розалинда ушла из Кингз-колледжа, перейдя в лабораторию Дж. Бернала. На новом месте она занялась изучением вируса табачной мозаики. Результаты ее работы имели столь важное значение, что на их основе возникла новая наука – молекулярная биология.

А в декабре 1962 года Фрэнсис Крик, Джеймс Уотсон и Моррис Уилкинс получили Нобелевскую премию за выдающийся вклад в расшифровку структуры ДНК. Розалинд Франклин не дожила до этого момента четыре года. Правила получения Нобелевской премии запрещают присуждение премии посмертно, поэтому Розалинд Франклин не могла быть выдвинута на номинацию.

Она скончалась 16 апреля 1958 в возрасте 37 лет от рака, возможно, вызванного многократным рентгеновским облучением. Когда ей объявили страшный диагноз, она не испугалась, потому что искренне верила: пока болезнь развивается, наука найдет средство борьбы с ней. Она проходила курс химиотерапии в Кембридже, фактически поселившись в доме Фрэнсиса Крика, с семьей которого сдружилась после 1953 года, параллельно продолжая заниматься научной работой. Последний раз Розалинда Франклин появилась в своей лаборатории за три недели до смерти.

В упомянутых выше воспоминаниях Джеймс Уотсон написал уже после смерти Розалинды: «К тому времени наши ссоры были окончательно забыты, и мы наконец по достоинству оценили ее честность и душевную щедрость, слишком поздно поняв, какую борьбу приходится выдерживать умной женщине, чтобы добиться признания в научном мире, где на женщину смотрят больше как на отвлечение от серьезной работы. Беспримерное мужество и цельность натуры Розалинд стали всем очевидны, когда, зная о своей смертельной болезни, она, не жалуясь, продолжала работать на высочайшем научном уровне, пока до ее смерти не осталось всего несколько недель».

В статье «Еще раз об открытии структуры ДНК» Н.С. Андреева, доктор физико-математических наук задается таким вопросом: «Можно ли сказать, что модель Уотсона-Крика оказалась простой иллюстрацией рентгеноструктурных данных, полученных Франклин? И да, и нет, потому что это может касаться лишь … части модели… Но данных Франклин было недостаточно, чтобы правильно расположить азотистые основания внутри двойной спирали». Эти изыскания стали результатом творческого поиска Уотсона и Крика.

Также автор указывает, что с учетом данных о вкладе всех ученых правильнее говорить не о двойной спирали ДНК Уотсона и Крика, а о двойной спирали ДНК Уотсона, Крика и Франклин.

Материалы.

«Двойная спираль» Джеймс Д. Уотсон.

«Еще раз об открытии структуры ДНК» Н.С. Андреева, доктор физико-математических наук, Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН.

Розалинд Франклин: открытие структуры ДНК
5 (100%) 1 vote