Американският биолог Джеймс Уотсън: биография, личен живот, принос към науката. ДНК двойна спирала

Джеймс Уотсън е пионер в молекулярната биология, който заедно с Франсис Крик и Морис Уилкинс се счита за откривател на двойната спирала на ДНК. През 1962 г. за тяхната работа станаха Нобелови лауреати лекарство.

Джеймс Уотсън: Биография

Роден в Чикаго, САЩ, 6 април 1928 година. Учи в училище „Хорас Ман“, а след това в гимназия „Южен бряг“. На 15-годишна възраст влезе в Чикагския университет по експериментална стипендиантска програма за надарени деца. Интересът към живота на птиците доведе Джеймс Уотсън до изучаването на биологията, а през 1947 г. той е получил бакалавърска степен по зоология. След като прочетох епохалната книга на Ервин Шрьодингер „Какво е животът?“, Той премина към генетика.

Отхвърлен от Калифорнийския технологичен институт и Харвард, Джеймс Уотсън спечели стипендия за следдипломно обучение в университета в Индиана. През 1950 г. за работата си върху ефекта на рентгеновите лъчи върху репродукцията на бактериофагови вируси, той получава докторска степен по зоология. От Индиана Уотсън се премества в Копенхаген и продължава да учи вируси като служител на Националния съвет за научни изследвания.

Да решим ДНК!

След като посети Нюйоркската лаборатория в Колд Спринг Харбър, където се запозна с резултатите от изследванията на Хърши и Чейс, Уотсън стигна до заключението, че ДНК е молекулата, отговорна за предаването на генетична информация. Той бил очарован от идеята, че ако разберете неговата структура, можете да установите как се прехвърлят данни между клетките. Изследванията на вируса вече не го интересуваха толкова, колкото тази нова тенденция.

През пролетта на 1951 г. на конференция в Неапол той се запозна с Морис Уилкинс. Последният демонстрира резултатите от първите опити за прилагане на рентгенова дифракция за изобразяване ДНК молекули. Уотсън, развълнуван от Уилкинс, пристигна във Великобритания през есента. Той се установил в лабораторията на Кавендиш, където започнал да работи с Франсис Крик.

Първи опити

В опит да разкрият молекулярната структура на ДНК, Джеймс Уотсън и Франсис Крик решиха да използват подход, основан на модели на сгради. И двамата бяха убедени, че решението на неговата структура ще играе ключова роля в разбирането на прехвърлянето на генетична информация от родителските към дъщерните клетки. Биолозите осъзнаха, че откриването на структурата на ДНК ще бъде най-големият научен пробив. В същото време те бяха наясно с наличието на конкуренти сред други учени, като например Линус Полинг.

ДНК на Крик и Джеймс Уотсън се моделира с голяма трудност. Нито един от тях не е имал химическо образование, затова са използвали стандартни учебници по химия за изрязване на картонени конфигурации от химически връзки. Един гост-възпитаник отбеляза, че според новите данни, които липсват в книгите, една от химическите му химически връзки е била използвана в обратна посока. Почти по същото време Уотсън присъства на лекцията на Розалинд Франклин в близкия кралски колеж. Очевидно не слушаше много внимателно.

Непростима грешка

В резултат на грешката, първият опит на учени да конструират ДНК модел не успя. Джеймс Уотсън и Франсис Крийк построиха тройната спирала с азотни бази от външната страна на структурата. Когато представиха модела на колегите си, Розалинд Франклин я критикува сериозно. Резултатите от нейните изследвания ясно доказват съществуването на две форми на ДНК. По-влажният от тях съответстваше на този, който Уотсън и Крик се опитаха да изградят, но създадоха ДНК модел без вода в него. Франклин отбелязва, че ако нейните произведения са правилно интерпретирани, основите на азота ще бъдат разположени вътре в молекулата. Чувствайки се неудобно от такъв публичен провал, директорът на Лабораторията Кавендиш препоръча на изследователите да се откажат от подхода си. Учените официално са ангажирани в други области, но частно продължават да мислят за проблема с ДНК.

Отворен поглед

Уилкинс, който е работил в Kings College с Франклин, е в личен конфликт с нея. Розалинд беше толкова нещастна, че реши да премести изследванията си на друго място. Не е ясно как, но Уилкинс разполага с една от най-добрите си рентгенови снимки на ДНК молекулата. Може би дори го е дала на себе си, когато почистваше офиса си. Но е сигурно, че той е взел образа от лабораторията без разрешение от Франклин и го е показал на своя приятел Уотсън в Кавендиш. Впоследствие, в книгата си „Двойна спирала“, той пише, че в момента, в който е видял картината, челюстта му е спаднала и пулсът му е увеличен. Всичко беше невероятно по-просто от предишната A-форма. Освен това черният кръст на отраженията, които доминираха върху снимката, може да възникне само от спирална структура.

Носител на Нобелова награда

Биолозите използват новите данни, за да създадат двуверижен модел на спирала с азотни бази в двойките А-Т и CG в центъра. Такова сдвояване веднага накара Крик, че едната страна на молекулата може да послужи като шаблон за точното повторение на ДНК последователности за предаване на генетична информация по време на клетъчното делене. Този втори, успешен модел беше представен през февруари 1951 г. През април 1953 г. те публикуват своите открития в списание Nature. Статията предизвика сензация. Уотсън и Крик установиха, че ДНК има формата на двойна спирала или "вита стълба". Две вериги в него бяха прекъснати, като "светкавица", и възпроизвеждат липсващите части. Така всяка молекула дезоксирибонуклеинова киселина може да създаде две идентични копия.

Съкращението на ДНК и елегантният модел с двойна спирала станаха известни на целия свят. Уотсън и Крик също са известни. Тяхното откритие направи революция в изучаването на биологията и генетиката, което направи възможно методите на генното инженерство, използвани в съвременната биотехнология.

Една статия в Природата довежда до награждаването на тях и на Уилкинс от Нобеловата награда през 1962 г. Правилата на Шведската академия позволяват да се присъждат не повече от трима учени. Розалинд Франклин умира от рак на яйчниците през 1958 година. Уилкинс го спомена мимоходом.

В годината на получаване на Нобелова награда Уотсън се ожени за Елизабет Луис. Имат двама сина: Руфъс и Дънкан.

Продължаваща работа

Джеймс Уотсън продължава да работи с много други учени през 50-те години. Неговият гений се състоеше в способността да координира работата на различни хора и да комбинира техните резултати за нови изводи. През 1952 г. той използва въртящ се рентгенов анод, за да демонстрира спиралната структура на вируса на тютюневата мозайка. От 1953 до 1955 г. Уотсън си сътрудничи с учени от Калифорнийския технологичен институт, за да моделира структурата на РНК. От 1955 до 1956 той отново работи с Крик над разкриването на принципите структурата на вирусите. През 1956 г. се премества в Харвард, където изучава синтеза на РНК и протеини.

Скандална хроника

През 1968 г. е публикувана скандална книга за ДНК, автор на която е Джеймс Уотсън. "Двойната спирала" беше пълна с унизителни коментари и нахални описания на много хора, които участваха в откритието, особено Розалинд Франклин. Поради това изданието на Harvard Press отказа да отпечата книгата. Въпреки това работата е публикувана и е с голям успех. В по-късна ревизия Уотсън се извинява за интерпретацията на Франклин, като казва, че не знае за натиска, който тя среща през 1950 г. като жена изследовател. Той е получил най-голяма печалба от публикуването на два учебника, Молекулярна биология на гена (1965) и Молекулярна биология на клетъчната и рекомбинантната ДНК (актуализирана версия 2002), които все още са публикувани. През 2007 г. той публикува автобиография: „Избягвайте скучните хора. Уроци на живота в науката.

Джеймс Уотсън: принос към науката

През 1968 г. става директор на лабораторията Cold Spring Harbor. По това време институтът изпитва финансови затруднения, но Уотсън е много успешен в намирането на донори. Институцията, ръководена от него, се превърна в световен лидер по отношение на работата в областта на молекулярната биология. Нейните служители разкриха естеството на рака и за първи път откриха неговите гени. Всяка година повече от 4000 учени от цял ​​свят идват в Cold Spring Harbor - толкова дълбоко повлияни от Института за международни генетични изследвания.

През 1990 г. Уотсън е назначен за ръководител на проекта за човешкия геном в Националния институт по здравеопазване. Той използва способностите си, за да набира средства, за да ръководи този проект до 1992 година. Той си тръгна заради конфликт за патентоване на генетична информация. Джеймс Уотсън вярва, че това само ще попречи на изследванията на учени, работещи по проекта.

Спорни думи

Престоят му в Колд Харбър внезапно приключи. На 14 октомври 2007 г., по пътя към конференция в Лондон, той беше попитан за събития в света. Джеймс Уотсън, световноизвестен учен, отговори, че е засенчен от перспективите за Африка. Според него цялата съвременна социална политика се основава на факта, че интелигентността на неговите жители е същата като тази на останалите, но резултатите от тестовете показват, че това не е така. Той продължи мисълта си с идеята, че напредъкът в Африка е възпрепятстван от лошия генетичен материал. Общественият протест срещу това твърдение принуди Колд-Спринг-Харбор да поиска оставката му. Ученият по-късно се извини и отхвърли изявленията му, като каза, че "няма научни основания за това". В прощалната си реч той изрази своето виждане, че "крайната победа (над рака и психичните заболявания) е в рамките на нашите възможности."

Въпреки тези неуспехи, генетикът Джеймс Уотсън продължава да прави спорни изявления днес. През септември 2013 г. в Института Алън в Сиатъл, на среща, посветена на изследването на мозъка, той отново направи спорно изявление за убеждението си, че увеличението на диагностицираните наследствени заболявания може да се дължи на по-късно раждане на деца. "Колкото по-стари ще получите, толкова по-вероятно е да имате дефектни гени", казва Уотсън, като също така предполага, че генетичният материал трябва да се събира от хора под 15-годишна възраст за по-нататъшно зачеване чрез ин витро оплождане. Според него това би намалило шансовете животът на родителите да се развали от раждането на дете с физически или психически разстройства.