Главная » Выращивание » Уотсон и крик нобелевская премия. Фрэнсис крик, джеймс уотсон

Уотсон и крик нобелевская премия. Фрэнсис крик, джеймс уотсон

ФРЭНСИС КРИК, ДЖЕЙМС УОТСОН

(1916–2004) (род. в 1928 г.)

Английский специалист в области молекулярной биологии Фрэнсис Харри Комптон Крик родился 8 июня 1916 года в Нортхемптоне и был старшим из двух сыновей Харри Комптона Крика, зажиточного обувного фабриканта, и Анны Элизабет (Вилкинс) Крик. Проведя своё детство в Нортхемптоне, он посещал среднюю классическую школу. Во время экономического кризиса, наступившего после Первой мировой войны, коммерческие дела семьи пришли в упадок, и родители Фрэнсиса переехали в Лондон. Будучи студентом школы Милл-Хилл, Крик проявил большой интерес к физике, химии и математике. В 1934 году он поступил в Университетский колледж в Лондоне для изучения физики и окончил его через три года, получив звание бакалавра естественных наук. Завершая образование в Университетском колледже, молодой учёный рассматривал вопросы вязкости воды при высоких температурах; эта работа была прервана в 1939 году разразившейся Второй мировой войной.

В 1940 году Крик женился на Рут Дорин Додд; у них родился сын. Они развелись в 1947 году, и через два года Крик женился на Одиль Спид. От второго брака у него было две дочери.

В военные годы Крик занимался созданием мин в научно-исследовательской лаборатории Военно-морского министерства Великобритании. В течение двух лет после окончания войны он продолжал работать в этом министерстве и именно тогда прочитал известную книгу Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь? Физические аспекты живой клетки», вышедшую в свет в 1944 году. В книге Шрёдингер задаётся вопросом: «Как можно пространственно-временные события, происходящие в живом организме, объяснить с позиции физики и химии?»

Идеи, изложенные в книге, настолько повлияли на Крика, что он, намереваясь заняться физикой частиц, переключился на биологию. При поддержке Арчибалда В. Уилла Крик получил стипендию Совета по медицинским исследованиям и в 1947 году начал работать в Стрэнджвейской лаборатории в Кембридже. Здесь он изучал биологию, органическую химию и методы рентгеновской дифракции, используемые для определения пространственной структуры молекул.

Под руководством Макса Перуца Крик исследовал молекулярную структуру белков, в связи с чем у него возник интерес к генетическому коду последовательности аминокислот в белковых молекулах. Около двадцати важнейших аминокислот служат мономерными звеньями, из которых построены все белки. Изучая вопрос, определённый им как «граница между живым и неживым», Крик пытался найти химическую основу генетики, которая, как он предполагал, могла быть заложена в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК).

В 1951 году двадцатитрехлетний американский биолог Джеймс Д. Уотсон пригласил Крика на работу в Кавендишскую лабораторию.

Джеймс Девей Уотсон родился 6 апреля 1928 года в Чикаго (штат Иллинойс) в семье Джеймса Д. Уотсона, бизнесмена, и Джин (Митчелл) Уотсон и был их единственным ребёнком. В Чикаго он получил начальное и среднее образование. Вскоре стало очевидно, что Джеймс необыкновенно одарённый ребёнок, и его пригласили на радио для участия в программе «Викторины для детей». Лишь два года проучившись в средней школе, Уотсон получил в 1943 году стипендию для обучения в экспериментальном четырёхгодичном колледже при Чикагском университете, где проявил интерес к изучению орнитологии. Став бакалавром естественных наук в университете Чикаго в 1947 году, он продолжил образование в Индианском университете Блумингтона.

К этому времени Уотсон заинтересовался генетикой и начал обучение в Индиане под руководством специалиста в этой области Германа Дж. Мёллера и бактериолога Сальвадора Лурия. Уотсон написал диссертацию о влиянии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов (вирусов, инфицирующих бактерии) и получил в 1950 году степень доктора философии. Субсидия Национального исследовательского общества позволила ему продолжить исследования бактериофагов в Копенгагенском университете в Дании. Там он проводил изучение биохимических свойств ДНК бактериофага. Однако, как он позднее вспоминал, эксперименты с фагом стали его тяготить, ему хотелось узнать больше об истинной структуре молекул ДНК, о которых так увлечённо говорили генетики.

Генетика как наука возникла в 1866 году, когда Грегор Мендель сформулировал положение, что «элементы», названные позднее генами, определяют наследование физических свойств. Спустя три года швейцарский биохимик Фридрих Мишер открыл нуклеиновую кислоту и показал, что она содержится в ядре клетки. На пороге нового века учёные обнаружили, что гены располагаются в хромосомах, структурных элементах ядра клетки. В первой половине XX века биохимики определили химическую природу нуклеиновых кислот, а в сороковых годах исследователи обнаружили, что гены образованы одной из этих кислот, ДНК. Было доказано, что гены, или ДНК, управляют биосинтезом (или образованием) клеточных белков, названных ферментами, и таким образом контролируют биохимические процессы в клетке.

К 1944 году американский биолог Освальд Авери, работая в Рокфеллеровском институте медицинских исследований, представил доказательства, что гены состоят из ДНК. Эта гипотеза была подтверждена в 1952 году Альфредом Херши и Мартой Чейз. Хотя было ясно, что ДНК контролирует основные биохимические процессы, происходящие в клетке, но ни структура, ни функция молекулы не были известны.

Весной 1951 года, во время пребывания на симпозиуме в Неаполе, Уотсон встретил Мориса Г. Ф. Уилкинса, английского исследователя. Уилкинс и Розалин Франклин, его коллега по Королевскому колледжу Кембриджского университета, провели рентгеноструктурный анализ молекул ДНК и показали, что они представляют собой двойную спираль, напоминающую винтовую лестницу. Полученные ими данные привели Уотсона к мысли исследовать химическую структуру нуклеиновых кислот. Национальное общество по изучению детского паралича выделило субсидию.

В октябре 1951 года учёный отправился в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета для исследования пространственной структуры белков совместно с Джоном К. Кендрю. Там он познакомился с Фрэнсисом Криком, физиком, интересовавшимся биологией и писавшим в то время докторскую диссертацию.

Впоследствии у них установились тесные творческие контакты. Начиная с 1952 года, основываясь на ранних исследованиях Чаргаффа, Уилкинса и Франклин, Крик и Уотсон решили попытаться определить химическую структуру ДНК.

Им было известно, что существует два типа нуклеиновых кислот - ДНК и рибонуклеиновая кислота (РНК), каждая из которых состоит из моносахарида группы пентоз, фосфата и четырёх азотистых оснований: аденина, тимина (в РНК - урацила), гуанина и цитозина. В течение последующих восьми месяцев Уотсон и Крик обобщили полученные результаты с уже имевшимися, сделав сообщение о структуре ДНК в феврале 1953 года. Месяцем позже они создали трёхмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.

Согласно модели Крика-Уотсона, ДНК представляет двойную спираль, состоящую из двух цепей дезоксирибозофосфата, соединённых парами оснований аналогично ступенькам лестницы. Посредством водородных связей аденин соединяется с тимином, а гуанин - с цитозином. С помощью этой модели можно было проследить репликацию самой молекулы ДНК.

Модель позволила другим исследователям отчётливо представить репликацию ДНК. Две цепи молекулы разделяются в местах водородных связей наподобие открытия застёжки-«молнии», после чего на каждой половине прежней молекулы ДНК происходит синтез новой. Последовательность оснований действует как матрица, или образец, для новой молекулы.

В 1953 году Крик и Уотсон завершили создание модели ДНК. Это позволило им вместе с Уилкинсом через девять лет разделить Нобелевскую премию 1962 года по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах».

А. В. Энгстрём из Каролинского института сказал на церемонии вручения премии: «Открытие пространственной молекулярной структуры ДНК является крайне важным, т. к. намечает возможности для понимания в мельчайших деталях общих и индивидуальных особенностей всего живого». Энгстрём отметил, что «расшифровка двойной спиральной структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты со специфическим парным соединением азотистых оснований открывает фантастические возможности для разгадывания деталей контроля и передачи генетической информации».

Через год с небольшим Уотсон был назначен старшим научным сотрудником кафедры биологии Калифорнийского технологического института в Пасадене (штат Калифорния). В 1955 году, когда он работал ассистентом профессора биологии в Гарвардском университете Кембриджа (штат Массачусетс), судьба вновь свела его с Криком, с которым он проводил совместные исследования до 1956 года. В 1958 году Уотсон был назначен адъюнкт-профессором, а в 1961 году - полным профессором.

В 1965 году Уотсон написал книгу «Молекулярная биология гена», ставшую одним из наиболее известных и популярных учебников по молекулярной биологии.

С 1968 году Уотсон - директор лаборатории молекулярной биологии в Колд-Спринг-Харборе (Лонг-Айленд). Отказавшись от должности в Гарварде в 1976 году, он посвятил себя руководству исследованиями в лаборатории Колд-Спринг-Харбор. Значительное место в его работе заняли нейробиология и изучение роли вирусов и ДНК в развитии рака.

В 1968 году Уотсон женился на Элизабет Леви, ранее работавшей ассистентом в лаборатории. У них родились два сына; семья живёт в построенном в XIX веке доме на территории университетского городка.

Что касается Крика, то в 1953 году он получил степень доктора философии в Кембридже, защитив диссертацию, посвящённую рентгеновскому дифракционному анализу структуры белка. В течение следующего года он изучал структуру белка в Бруклинском политехническом институте в Нью-Йорке и читал лекции в разных университетах США. Возвратившись в Кембридж в 1954 году, он продолжил свои исследования в Кавендишской лаборатории, сконцентрировав внимание на расшифровке генетического кода. Будучи изначально теоретиком, Крик начал совместно с Сиднеем Бреннером изучение генетических мутаций в бактериофагах (вирусах, инфицирующих бактериальные клетки).

К 1961 году были открыты три типа РНК: информационная, рибосомальная и транспортная. Крик и его коллеги предложили способ считывания генетического кода. Согласно теории Крика, информационная РНК получает генетическую информацию с ДНК в ядре клетки и переносит её к рибосомам (местам синтеза белков) в цитоплазме клетки. Транспортная РНК переносит в рибосомы аминокислоты. Информационная и рибосомная РНК, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают соединение аминокислот для образования молекул белка в правильной последовательности. Генетический код составляют триплеты азотистых оснований ДНК и РНК для каждой из 20 аминокислот. Гены состоят из многочисленных основных триплетов, которые Крик назвал кодонами; кодоны одинаковы у различных видов.

В 1962 году Крик стал заведующим биологической лаборатории Кембриджского университета и иностранным членом Совета Солковского института в Сан-Диего (штат Калифорния). В 1977 году он переехал в Сан-Диего, получив приглашение на должность профессора. В Солковском институте Крик проводил исследования в области нейробиологии, в частности, изучал механизмы зрения и сновидений.

В 1983 году совместно с английским математиком Грэмом Митчисоном он предположил, что сновидения являются побочным эффектом процесса, посредством которого человеческий мозг освобождается от чрезмерных или бесполезных ассоциаций, накопленных во время бодрствования. Учёные выдвинули гипотезу, что эта форма «обратного учения» существует для предупреждения перегрузки нервных процессов.

В книге «Жизнь как она есть: её происхождение и природа» Крик отметил удивительное сходство всех форм жизни. «За исключением митохондрий, - писал он, - генетический код идентичен во всех живых объектах, изученных в настоящее время». Ссылаясь на открытия в молекулярной биологии, палеонтологии и космологии, он предположил, что жизнь на Земле могла произойти от микроорганизмов, которые были рассеяны по всему пространству с другой планеты; эту теорию он и его коллега Лесли Оргел назвали «непосредственной панспермией».

Из книги 100 великих нобелевских лауреатов автора Мусский Сергей Анатольевич

ФРЕНСИС КРИК (1916- 2004)

Из книги Большая Советская Энциклопедия (КР) автора БСЭ

ДЖЕЙМС УОТСОН (1928)Френсис Харри Комптон Крик родился 8 июня 1916 года в Нортхемптоне. Он был старшим из двух сыновей Харри Комптона Крика, зажиточного обувного фабриканта, и Анны Элизабет (Вилкинс) Крик. В детстве он посещал среднюю классическую школу. Во время

Из книги Большая Советская Энциклопедия (КУ) автора БСЭ

Крик Фрэнсис Харри Комптон Крик (Crick) Фрэнсис Харри Комптон (р. 8.6.1916, Нортхемптон), английский физик, специалист в области молекулярной биологии, член Лондонского королевского общества (1959), почётный член Академии наук и искусств США (1962). С 1937, по окончании университетского

Из книги Большая Советская Энциклопедия (УО) автора БСЭ

Из книги Формула успеха. Настольная книга лидера для достижения вершины автора Кондрашов Анатолий Павлович

Из книги 100 великих приключений автора Непомнящий Николай Николаевич

Из книги Полная энциклопедия наших заблуждений автора

Из книги Полная иллюстрированная энциклопедия наших заблуждений [с иллюстрациями] автора Мазуркевич Сергей Александрович

УОТСОН Томас Джон Уотсон (1874–1956) – американский предприниматель, президент корпорации «Ай-би-эм», один из богатейших людей своего времени.* * * Все проблемы этого мира можно было бы легко решить, если бы только люди желали думать. Проблема в том, что люди очень часто

Из книги Полная иллюстрированная энциклопедия наших заблуждений [с прозрачными картинками] автора Мазуркевич Сергей Александрович

Стшелецки-крик не пересохнет Проехать по всем маршрутам скитаний знаменитого польского путешественника Павла Стшелецки (Стшелецкого) было бы немыслимо. Он обошёл, объездил, проплыл без преувеличения - полмира. Однако австралийское его путешествие явилось наиболее

Из книги Авдотьино автора Леонидовна Антонова Наталья

Из книги Большой словарь цитат и крылатых выражений автора

Крик Иногда грудные дети кричат только для того, чтобы снять напряжение. Родителям в таком случае предлагают дать возможность младенцу часок-другой покричать. Мне трудно согласиться с такими советами. Создается впечатление, что их дают люди, дети которых никогда сильно

Из книги Всемирная история в изречениях и цитатах автора Душенко Константин Васильевич

Крик Иногда грудные дети кричат только для того, чтобы снять напряжение. Родителям в таком случае предлагают дать возможность младенцу часок-другой покричать. Мне трудно согласиться с такими советами. Создается впечатление, что их дают люди, дети которых никогда сильно

Из книги автора

КРИК ВОРОНА Несколько дней подряд прилетал на крышу его дома ворон и зловещим своим карканьем не давал покоя ни хозяину, ни его семейству. М. И. Пыляев. Старая Москва В конце апреля 1792 года в Авдотьине жизнь текла печально, буднично и тихо. Миновала пора многодневных

Из книги автора

УОТСОН, Джеймс Илая (Watson, James Eli, 1864?-1948), американский сенатор 65 Если не можешь одолеть – присоединяйся. // If you can’t beat ‘em, join ‘em. Как одно из любимых изречений Уотсона приведено в статье Фрэнка Р. Кента «Сенатор Джеймс И. Уотсон» («The Atlantic Monthly», фев. 1932); здесь – в форме «Если

Из книги автора

УОТСОН, Джеймс Илая (Watson, James Eli, 1864? – 1948), американский сенатор16аЕсли не можешь одолеть – присоединяйся. // If you can’t beat ‘em, join ‘em.Приписывается. Как одно из любимых изречений Уотсона приведено в статье Фрэнка Р. Кента «Сенатор Джеймс И. Уотсон» («The Atlantic Monthly», фев. 1932); здесь –

Из книги автора

УОТСОН, Томас Джонс (старший)(Watson, Thomas Johnes, 1874–1956),основатель и директор компании «IBM»17Я думаю, на мировом рынке можно продать штук пять компьютеров.Так будто бы сказал Уотсон-старший в 1943 г., согласно «The Book of Facts and Fallacies: A Book of Definitive Mistakes and Misquided Predictions» (1981).По разъяснению


Джеймс Дьюи Уотсон - американский биохимик. Родился 6 апреля 1928 года в Чикаго (штат Иллинойс). Он был единственным ребенком в семье бизнесмена Джеймса Д. Уотсона и Джин (Митчелл) Уотсон. В родном городе мальчик получил начальное и среднее образование. Вскоре стало очевидно, что Джеймс необыкновенно одаренный ребенок, и его пригласили на радио для участия в программе «Викторины для детей». Лишь два года проучившись в средней школе, Уотсон получил в 1943 году стипендию для обучения в экспериментальном четырехгодичном колледже при Чикагском университете, где проявил интерес к изучению орнитологии. Окончив в 1947 году университет со степенью бакалавра естественных наук, он продолжил затем образование в Индианском университете Блумингтона.

Родился в Чикаго, штат Иллинойс. В возрасте 15 лет поступил в университет Чикаго, который окончил четырьмя годами позже. В 1950 году получили докторскую степень доктора в университете штата Индиана за изучение вирусов. К этому времени Уотсон заинтересовался генетикой и начал обучение в Индиане под руководством специалиста в этой области Г.Д. Меллера и бактериолога С. Лурия. В 1950 году молодой ученый получил степень доктора философии за диссертацию о влиянии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов (вирусов, инфицирующих бактерии). Субсидия Национального исследовательского общества позволила ему продолжить исследования бактериофагов в Копенгагенском университете в Дании. Там он проводил изучение биохимических свойств ДНК бактериофага. Однако, как он позднее вспоминал, эксперименты с бактериофагом стали его тяготить, ему хотелось узнать больше об истинной структуре молекул ДНК, о которых так увлеченно говорили генетики. Его посещение Кавендишской лаборатории в 1951 году привело к сотрудничеству с Фрэнсисом Криком, которое увенчалось открытием структуры ДНК.

В октябре 1951 года ученый отправился в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета для исследования пространственной структуры белков совместно с Д.К. Кендрю. Там он и познакомился с Криком, физиком, интересовавшимся биологией и писавшим в то время докторскую диссертацию.

«Это была интеллектуальная любовь с первого взгляда, – утверждает один историк науки. – Их научные воззрения и интересы – самая важная проблема, которую надо решать, если вы биолог». Несмотря на общность интересов, взглядов на жизнь и стиль мышления, Уотсон и Крик беспощадно, хотя и вежливо, критиковали друг друга. Их роли в этом интеллектуальном дуэте были разными. «Френсис был мозгом, а я – чувством», – говорит Уотсон.

Начиная с 1952 года, основываясь на ранних исследованиях Чаргаффа, Уилкинса и Франклин, Крик и Уотсон решили попытаться определить химическую структуру ДНК.

Вспоминая об отношении к ДНК подавляющего большинства биологов тех дней, Уотсон писал: «После опытов Эйвери было похоже, что именно ДНК основной генетический материал. Таким образом, выяснение химического строения ДНК могло оказаться важным шагом к пониманию того, как воспроизводятся гены. Но в отличие от белков, относительно ДНК имелось очень мало точно установленных химических сведений. Ею занимались считанные химики, и за исключением того факта, что нуклеиновые кислоты представляют собой очень большие молекулы, построенные из меньших строительных блоков – нуклеотидов, об их химии не было известно ничего такого, за что мог бы ухватиться генетик. Более того, химики-органики, работавшие с ДНК, почти никогда не интересовались генетикой».

Американские ученые постарались свести воедино все имевшиеся до сих пор сведения о ДНК, как физико-химические, так и биологические. Как пишет В.Н. Сойфер: «Уотсон и Крик подвергли анализу данные рентгеноструктурного анализа ДНК, сопоставили их с результатами химических исследований соотношения нуклеотидов в ДНК (правила Чаргаффа) и применили к ДНК идею Л. Полинга о возможности существования спиральных полимеров, высказанную им в отношении белков. В результате они смогли предложить гипотезу о структуре ДНК, согласно которой ДНК представлялась составленной из двух полинуклеотидных нитей, соединенных водородными связями и взаимно закрученных друг относительно друга. Гипотеза Уотсона и Крика так просто объясняла большинство загадок о функционировании ДНК как генетической матрицы, что она буквально сразу была принята генетиками и в короткий срок экспериментально доказана».

Исходя из этого, Уотсон и Крик предложили следующую модель ДНК:

1. Две цепочки в структуре ДНК обвиты одна вокруг другой и образуют правозакрученную спираль.

2. Каждая цепь составлена регулярно повторяющимися остатками фосфорной кислоты и сахара дезоксирибозы. К остаткам сахара присоединены азотистые основания (по одному на каждый сахарный остаток).

3. Цепочки фиксированы друг относительно друга водородными связями, соединяющими попарно азотистые основания. В результате оказывается, что фосфорные и углеводные остатки расположены на наружной стороне спирали, а основания заключены внутри ее. Основания перпендикулярны к оси цепочек.

4. Имеется правило отбора для соединения оснований в пары. Пуриновое основание может сочетаться с пиримидиновым, и, более того, тимин может соединяться только с аденином, а гуанин – с цитозином…

5. Можно поменять местами: а) участников данной пары; б) любую пару на другую пару, и это не приведет к нарушению структуры, хотя решающим образом скажется на ее биологической активности.

«Наша структура, – писали Уотсон и Крик, – состоит, таким образом, из двух цепочек, каждая из которых является комплементарной по отношению к другой».

В феврале 1953 года Крик и Уотсон сделали сообщение о структуре ДНК. Месяцем позже они создали трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.

Уотсон написал об открытии своему шефу Дельбрюку, а тот – Нильсу Бору: «Потрясающие вещи происходят в биологии. Мне кажется, Джим Уотсон сделал открытие, сравнимое с тем, что сделал Резерфорд в 1911 году». Стоит напомнить, что в 1911 году Резерфорд открыл атомное ядро.

Модель позволила другим исследователям отчетливо представить репликацию ДНК. Две цепи молекулы разделяются в местах водородных связей наподобие открытия застежки-молнии, после чего на каждой половине прежней молекулы ДНК происходит синтез новой. Последовательность оснований действует как матрица, или образец, для новой молекулы.

Структура ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, отлично удовлетворяла главному критерию, выполнение которого было необходимо для молекулы, претендующей на роль хранилища наследственной информации. «Остов нашей модели в высокой степени упорядочен, и последовательность пар оснований является единственным свойством, которое может обеспечить передачу генетической информации», – писали они.

Крик и Уотсон завершили создание модели ДНК в 1953 году, а через девять лет совместно с Уилкинсом они получили Нобелевскую премию 1962 года по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах». Уилкинс (Maurice Wilkins), - его эксперименты с дифракцией рентгеновских лучей помогли установить двуспиральную структуру ДНК. Розалинда Франклин (Rosalind Franklin, 1920–58), чей вклад в открытие структуры ДНК, по мнению многих, был очень весомым, не была удостоена Нобелевской премии, так как не дожила до этого времени.

Обобщив данные о физических и химических свойствах ДНК и проанализировав результаты М. Уилкинса и Р. Франклин по рассеянию рентгеновских лучей на кристаллах ДНК, Дж. Уотсон и Ф. Крик в 1953 г. построили модель трехмерной структуры этой молекулы. Важнейшее значение имел предложенный ими принцип комплиментарности цепей в двухцепочечной молекуле. Дж. Уотсону принадлежит гипотеза о полуконсервативном механизме репликации ДНК. В 1958-1959 гг. Дж. Уотсоном и А. Тисьером были проведены исследования бактериальных рибосом, ставшие классическими. Известны также работы ученого по изучению структуры вирусов. В 1989-1992 гг. Дж. Уотсон возглавлял международную научную программу "Геном человека".

Уотсон и Крик открыли структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) – вещества, которое содержит всю наследственную информацию.

К пятидесятым годам было известно, что ДНК – большая молекула, которая состоит из тысяч соединенных между собой в линию маленьких молекул четырех разных видов – нуклеотидов. Также ученые знали, что именно ДНК отвечает за хранение и передачу по наследству генетической информации, похожей на текст, написанный алфавитом из четырех букв. Неизвестными оставались пространственная структура этой молекулы и механизмы, по которым ДНК передается по наследству от клетки к клетке и от организма к организму.

В 1948 году Лайнус Полинг открыл пространственную структуру других макромолекул – белков и создал модель структуры, названной "альфа-спиралью".

Полинг тоже считал, что ДНК – спираль, причем, состоящая из трех нитей. Однако он не мог объяснить ни природы такой структуры, ни механизмы самоудвоения ДНК для передачи дочерним клеткам.

Открытие двуспиральной структуры произошло после того, как Морис Уилкинс (Maurice Wilkins) тайно показал Уотсону и Крику рентгеновский снимок молекулы ДНК, сделанный его сотрудницей Розалинд Франклин. На этом снимке они четко узнали признаки спирали и направились в лабораторию, чтобы проверить все на объемной модели.

В лаборатории выяснилось, что мастерская не поставила необходимые для стереомодели металлические пластины, и Уотсон вырезал из картона четыре вида макетов нуклеотидов – гуанина (G), цитозина (C), тимина (T) и аденина (A) – и стал раскладывать их на столе. И тут он обнаружил, что аденин соединяется с тимином, а гуанин – с цитозином по принципу "ключ-замок". Именно таким образом соединяются между собой две нити спирали ДНК, то есть напротив тимина из одной нити всегда будет находиться аденин из другой, и ничто иное.

Такое расположение позволило объяснить механизмы копирования ДНК: две нити спирали расходятся, и к каждой из них достраивается из нуклеотидов точная копия ее бывшей "партнерши" по спирали. По такому же принципу, как с негатива в фотографии печатают позитив.

Хоть Франклин и не поддерживала гипотезу о спиральном строении ДНК, именно ее снимки сыграли решающую роль в открытии Уотсона и Крика. До премии, которую получили Уилкинс, Уотсон и Крик, Розалинд не дожила.

Очевидно, что открытие пространственной структуры ДНК совершило революцию в мире науки и повлекло за собой целый ряд новых открытий, без которых нельзя представить не только современную науку, но и современную жизнь в целом

В шестидесятых годах прошлого века предположение Уотсона и Крика о механизме репликации (удвоения) ДНК полностью подтвердилось. Кроме того, было показано, что в этом процессе принимает участие специальный белок – ДНК-полимераза.

Примерно в то же время было совершено другое важное открытие – генетический код. Как уже говорилось выше, ДНК содержит в себе информацию обо всем, что передается по наследству, в том числе о линейной структуре каждого белка в организме. Белки, как и ДНК, представляют длинные молекулярные цепочки из аминокислот. Этих аминокислот 20. Соответственно, было неясно каким образом "язык" ДНК, состоящий из четырехбуквенного алфавита переводятся на "язык" белков, где используется 20 "букв".

Оказалось, что сочетание из трех нуклеотидов ДНК четко соответствует одной из 20 аминокислот. И, таким образом "написанное" на ДНК однозначно переводится в белок.

В семидесятых годах появились еще два важнейших метода, основанные на открытии Уотсона и Крика. Это секвенирование и получение рекомбинатной ДНК. Секвенирование позволяет "прочитать" последовательность нуклеотидов в ДНК. Именно на этом методе основана вся программа "Геном человека".

Получение рекомбинантной ДНК по другому называют молекулярным клонированием. Суть этого метода заключается в том, что в молекулу ДНК встраивают фрагмент, содержащий определенный ген. Таким образом, например получают бактерии, которые содержат ген человеческого инсулина. Инсулин, полученный таким способом, называется рекомбинатным. Этим же методом созданы все "генетически модифицированные продукты".

Как ни парадоксально, репродуктивное клонирование, о котором сейчас все говорят, появилось раньше, чем была открыта структура ДНК. Понятно, что сейчас учеными, проводящие такие эксперименты, активно используются результаты открытия Уотсона и Крика. Но, изначально, метод не базировался на нем.

Следующим важным шагом науки стала разработка в восьмидесятых годах полимеразно-цепной реакции. Эта технология используется для быстрого "размножения" нужного фрагмента ДНК и уже нашла множество применений как в науке, так в медицине и технологии. В медицине с помощью ПЦР проводят быструю и точную диагностику вирусных заболеваний. Если в массе ДНК, полученной из анализа пациента, даже в минимальном количестве есть гены, принесенные вирусом, то с помощью ПЦР можно добиться их "размножения" и после этого легко идентифицировать.

А.В. Энгстрем из Каролинского института сказал на церемонии вручения премии: «Открытие пространственной молекулярной структуры… ДНК является крайне важным, т к. намечает возможности для понимания в мельчайших деталях общих и индивидуальных особенностей всего живого». Энгстрем отметил, что «расшифровка двойной спиральной структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты со специфическим парным соединением азотистых оснований открывает фантастические возможности для разгадывания деталей контроля и передачи генетической информации».



В конце июня - начале июля по приглашению Российской академии наук и при поддержке фонда «Династия» Москву посетил выдающийся биолог, нобелевский лауреат Джеймс Уотсон, один из первооткрывателей структуры ДНК . Его визит был посвящен 55-летию этого открытия и 80-летию самого ученого.

За несколько дней своего пребывания в Москве Джеймс Уотсон прочитал две лекции - лекцию для ученых и студентов «Саn DNA show us how to cure cancer in our lifetime?» в Институте молекулярной биологии РАН и публичную лекцию «ДНК и мозг. В поисках генов психических заболеваний» в Доме ученых, посетил Звенигородскую биологическую станцию МГУ, а затем и сам Московский университет, где ему вручили памятную медаль и диплом почетного профессора МГУ, и, конечно же, дал бесчисленное количество интервью. От имени «Элементов» вопросы легендарному ученому задавали Елена Наймарк и Александр Марков .

- В прошлом году вы опубликовали автобиографическую книгу «Avoid boring people» («Избегайте занудства»). В ней описана история вашей жизни от самого детства. На что бы вы хотели обратить внимание русских читателей, ведь мы надеемся, что книга будет переведена на русский язык.

Я действительно начал описание своей жизни с самых ранних лет и дальше повел его до своих сорока восьми лет, когда я оставил преподавание в Гарвардском университете и стал директором института в Колд-Спринг-Харбор, и дальше через годы директорства. Мое детство прошло в Чикаго, среди книг, очень уважаемых в моей семье. Родители старательно поощряли мою любовь к чтению, рано отдали меня в университет. В Чикагском университете преподавали эволюцию, так что я очень рано получил настоящее образование и попал в науку, мне было тогда всего 20 лет. А в 24 года я уже закончил университет.

Так для меня удачно сложилось, что структура ДНК была открыта в 1953 году, хотя вполне могла быть открыта в 1952-м, открытие меня немножко подождало. Но если бы я поступал в университет в положенном возрасте, то открытие досталось бы кому-то другому. Так что мой совет - получать образование как можно раньше, в 20 лет мы уже готовы к самостоятельным решениям. Вообще, те советы, которые я написал в своей книге, опробованы лично мной, и я не знаю, насколько они годятся для других людей. Но похоже, что эти советы не на сто процентов соответствуют представлению людей о том, как полагается себя вести. Правда, если бы я вел себя всегда в соответствии с этими представлениями, боюсь, я бы не достиг такого успеха.

- Ваше образование в Чикагском университете основывалось на эволюционном учении. Иногда высказывается мнение, что эволюция человека остановилась, и естественный отбор больше не властен над нашим телом и разумом.

Думаю, это не совсем так. По ходу дела всё время возникают новые генетические вариации. Но реально это можно заметить, только если прочитать генетические последовательности родителей и их детей. Тогда становится видно, какие появились изменения. Но таких исследований пока нет. Мои приятели из Хьюстона в Техасе, которые работали с моей персональной генетической последовательностью, предложили исследовать генетические последовательности моих двух сыновей и жены. Но стоимость проекта слишком высока - это основная причина, почему мы этого не делаем. Хотя стоимость прочтения генетической последовательности сейчас стремительно снижается.

- Но ваш-то геном они уже расшифровали?

Расшифровали. Но мы не знаем, есть ли там изменения, и какие это изменения, сравнивать-то не с чем. У каждого новорожденного, по-видимому, имеется 200–500 новообразований в генах, которые отсутствуют у родителей. Большинство из них находятся в тех областях генома, которые не имеют большого значения. Только 5% генома отвечает за что-то важное. Так что у ребенка имеется примерно 25 изменений, которые как-то повлияют на его жизнь. Некоторые изменения влияют слабо, некоторые сильно. Это новая область исследований - понять, как появляются новые генетические вариации.

Есть несложный метод, который был разработан в том числе и сотрудниками Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, который позволяет определять число копий различных участков генома. То есть вся последовательность ДНК не рассматривается, а только подсчитывается количество копий одного конкретного фрагмента ДНК, и это число сравнивается с библиотечным эталоном. Иногда обнаруживается три копии вместо двух, или пять вместо двух, или обнаруживается одна вместо двух, а иногда вообще нет ни одной копии. В этом последнем случае можно предполагать, что данный фрагмент ДНК вообще не нужен. Если копий много, то, возможно, мы имеем дело с важным участком ДНК.

Эта работа продолжается уже 4 года, и прогресс очевиден. Раньше ученые-цитологи работали с хромосомами и, фиксируя крупные изменения - дупликацию или потерю кусочка хромосомы - связывали их в основном с болезнями. Например, известно изменение 22-й хромосомы, которое затрагивает участок сразу из 15 генов. Теперь же мы можем перейти к регистрации более мелких изменений, исчезновению или появлению одного гена. Понятно, что именно эти мелкие изменения могут повлечь важные события в организме.

Мы можем оценить не только качество, но и количество изменений. Примерно половина мутаций в организме приходится на увеличение или уменьшение числа копий фрагментов ДНК, а половина - на точечную смену оснований в нуклеотидной последовательности. Оценки пришли из анализа бактериальных последовательностей. Изменение числа копий генов мы пытаемся связать с различными болезнями.

- Какие еще есть методы для изучения хода эволюции человека?

Еще можно анализировать генетические изменения в разных частях планеты, у разных народов. Некоторые вариации мы фиксируем повсюду одинаково часто, а другие в том или ином месте имеют повышенную частоту или не встречаются вовсе. Подобные исследования объединены большим международным проектом HapMap и связаны с анализом так называемых SNP-маркеров (single nucleotide polymorphism, замена одного нуклеотида на другой в нуклеотидной последовательности). У китайцев и японцев, например, может быть одна частота встречаемости той или иной нуклеотидной замены, то есть снип-маркера, а у африканцев - другая.

Гипотетически, подобное различие свидетельствует об эволюции, происходящей с момента географического отделения одной части популяции от другой. Приспособленность к тем или иным условиям у жителей в разных частях планеты сильно различается. Может, у жителей севера есть какие-то генетические модификации, позволяющие выживать в холодном климате? Мы не знаем. Вот я, например, попав в тропики, не могу нормально функционировать, а местные жители вполне справляются. Почему так? Может, дело тут в генетике, а может, в культурных традициях.

Думается, американскими учеными левого крыла было сделано немало ошибочных утверждений, что, мол, эволюция человека остановилась. Теперь мнение по этому вопросу изменилось. Я вот могу отличить по лицу ирландскую девушку от шотландской. А ведь эти популяции разделились не более 500 лет назад. Не это ли свидетельство продолжающейся эволюции? Возможно, что отбор действует не только на морфологию, но и на свойства характера. При коммунизме будут выживать более спокойные личности. Я полагаю, человеческая природа во многом определяется генами.

- А есть ли генетический компонент в мышлении, поведении и эмоциях?

Некоторый ответ на этот вопрос дает исследование однояйцовых близнецов. Мы знаем по опыту, что родители иногда не могут контролировать формирование характера своих детей. Это не значит, что свойства характера полностью зависят от генов, но и не значит, что свойства характера - это результат воспитания и культурных традиций. Жизнерадостный человек или угрюмый - что это, гены или воспитание? Мы не знаем. Хочу подчеркнуть - пока не знаем. В следующие 20 лет мы сможем прочесть геномы жизнерадостных людей и угрюмых, сравнить эти последовательности и найти ключевое отличие. Мы даже сможем изучить последовательности тех, кто всю жизнь курит и тем не менее здоровехонек. Может, и этому найдется генетическое объяснение. Но это, конечно, дело будущего, когда стоимость прочтения генома еще понизится. Пока за год она понизилась с миллиона долларов примерно до ста тысяч.

Но для нас, генетиков, занятие счастьем людей пока не актуально, мы пока занимаемся несчастьями. Причины шизофрении и аутизма для нас более серьезны и важны.

Мы знаем, среди нас живут люди с взрывным темпераментом. Мы их зовем «буйные головы». Так вот, эта черта - результат стрессов или генов? Надеюсь, это выяснится в следующие 20 лет. Нам важно, что принципиальная возможность для этого имеется. Точно такой же вопрос и с шизофренией - это культура или гены? Лет 15 назад я поспорил с одним из коллег левого крыла, вызвана ли шизофрения генами или культурным давлением. Он считал, что в нашем капиталистическом обществе шизофрению вызывают стрессы. Общество в целом настроено принимать концепцию стрессов - то есть что шизофрения является результатом стрессов и что стоит нам улучшить социальную обстановку, как заболеваемость шизофренией снизится. Но современная наука уже способна выявить генетические изменения у больных шизофренией.

Я, конечно, не утверждаю, что обстановка никак не влияет на появление шизофрении. Стресс никогда не приветствуется, но если генетика в порядке, то стресс не окажет серьезного действия на организм. Имеется что-то специфическое, что располагает к шизофрении, что делает некоторых людей исключительно восприимчивыми к любому воздействию. То есть сейчас есть все основания говорить о генетической предрасположенности к шизофрении.

Наибольшее внимание ученых, занимающихся поведением, сейчас отдается изучению болезненных отклонений. Мы знаем, что шизофрения вызывает снижение умственных способностей. И вот нашлись гены, повреждение которых негативно отражается на интеллектуальном уровне. Интеллектуальный уровень определяется с помощью различных тестов. Ничего удивительного в связи генетических повреждений и снижения умственных способностей нет: поврежденный ген вызывает нарушение в работе нервных синапсов, работа нейронной сети сбивается, в результате - отупение. Это действительно очень серьезная проблема: у нас есть лекарства, выводящие человека из психоза, но нет лекарств, повышающих умственные способности. Это одна из причин, из-за которой тяжелые формы шизофрении никак не лечатся.

- Расскажите, пожалуйста, о самых интересных и важных достижениях вашей Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор.

Я расскажу о том, что интересует лично меня. Это касается проблемы рака.Точно так же, как и при изучении психических заболеваний, анализ последовательностей ДНК используется для исследования рака. Для изучения раковых клеток были разработаны специальные методики. На современном этапе мы можем только поражаться, насколько сложна раковая клетка, насколько много в ней генетических новообразований.

Мало того, с течением болезни эти новообразования постоянно видоизменяются. Если имеется раковая опухоль, то одна ее сторона может быть совсем не похожа на другую. Поэтому прописанное лекарство, действуя на одну часть опухоли, может не подействовать на другую. По этой причине и лечение не всегда эффективно. Конечно, это было известно и раньше, но теперь мы можем посмотреть на детальные изменения работы генетического аппарата.

- Биологическая наука развивается невиданно быстро и достигла замечательных успехов. Но несмотря на это усиливается конфронтация между наукой и обществом. Например, многие люди отрицают эволюцию, хотя колоссальное число фактов, в том числе и из области генетики, говорит о ее реальности.

Да, эволюция - это несомненный факт. Но большинство людей не в состоянии понять факты.И не следует ожидать, что люди, отбросив религиозность, проголосуют за науку. Люди ведь не понимают науку, она слишком сложна. Человеку нужны ответы, почему происходят те или иные вещи. А в религиозном сознании такие ответы имеются. Мы воспитываемся в религиозной традиции, Бог то на нашей стороне, то против нас, мы молимся ему, и это специфически меняет наше восприятие. Но если ваш ребенок заболел раком, то, если вы не принимаете науку и медицину, молитвы тем более не помогут.

В целом, проблема конфликта науки и общества состоит в том, что наука становится всё более сложной, и понимать ее всё труднее. Даже ученые не справляются. А мозг, он каким был, таким и остается. Тем не менее общество, которое отрицает эволюцию, перестанет развиваться, и даже будет отброшено назад. Католическая церковь не отрицает эволюцию, хотя ей это стоит больших хлопот. Ведь католическая церковь держит медицинские школы, а там хочешь не хочешь, а без эволюции не обойтись. Те, кто отрицает эволюцию, к примеру религиозные гуру, с медициной дела не имеют и вообще отстраняются от областей, связанных со знаниями. Если бы они имели дело со знаниями, им пришлось бы... ну, умереть, чтобы продолжать отрицать эволюцию.

По этому поводу существуют опасения, сможет ли Америка остаться великой и мощной державой, если многие люди в стране необразованны. Посмотрите на Швецию, там поголовная образованность, а в Штатах - образованных меньшинство.

- А вот в Китае большинство людей не отвергают эволюцию, хотя и необразованных людей там много.

Действительно, это так, нокитайцев не сдерживает религиозный запрет относительно эволюции. Вообще, мы не можем жить вне культурных традиций. Я считаю себя неверующим христианином. В том смысле, что мое воспитание основано на христианской культуре. Я всегда открыто заявляю, что не верю в Бога, но, когда я умру, хоронить меня будут в церкви, потому что я уважаю свою культуру и традиции.

Культура России уже многие сотни лет связана с православной традицией. Сколько построено прекрасных церквей, создано произведений искусств. Я побывал во многих церквях и соборах в Москве, в том числе и в отстроенном заново Храме Христа Спасителя, - они великолепны, и я очень рад, что могу приобщиться к русской истории, хоть я и неверующий. Бессмысленно отказываться от собственной истории. Коммунисты, помнится, пытались это сделать. И что же? Ничего хорошего не вышло.

Кроме того, церковь традиционно является тем местом, где обсуждается мораль. И если уничтожить церкви, то где учиться морали, откуда узнавать, где добро и зло? Однако не только религиозные деятели, но и ученые должны подключаться к обсуждению, где добро и где зло. Мои научные коллеги и друзья - все неверующие, но они не желают высказываться на тему о том, что хорошо и что плохо, просто из боязни задеть чьи-нибудь религиозные чувства. Считается, что ученые не уважают традиции. Но это не так. У меня примерно те же ценности, что и у религиозных людей, просто источник их другой. Мы все стараемся помогать несчастным, а не только те, кому Иисус заповедовал быть милосердными. Поэтому я не желаю бороться с церковью.

Мой друг Фрэнсис Крик, тот был непримиримым борцом с церковью. И никто его не слушал. И никого он не смог убедить, что верить нужно в ДНК, а не в Бога, кроме, конечно, тех, кто и без того в Бога не верил. Думаю, было бы большой наивностью на рациональном уровне пытаться отвратить народ от религии. Ни в одной стране, ни в одной религии этого не может произойти - прилагать усилия в этом направлении было бы большой глупостью. Но, может быть, наши дети откажутся от религии, просто нужно дать им такую возможность - сделать это вопросом свободного выбора. В Соединенных Штатах политик, который желает победы на выборах, может ли он объявить, что не верит в Бога? Нет, конечно. Но ситуация не везде одинакова: например, в большинстве стран Западной Европы люди больше доверяют фактам, и они скорее отдадут воскресенье футболу, чем церкви.

- Многие люди в наши дни боятся ученых, опасаются, что те изобретут, например, какой-нибудь вирус-убийцу или что генно-модифицированные продукты будут плохо отражаться на здоровье. Что с этим делать, ведь технологии не могут стоять на месте?

Это всё иррациональные страхи. Ведь генной модификацией человечество занимается с самого начала земледельческой истории, уже 10 тысяч лет, а на современном этапе мы только пытаемся укорить этот процесс с помощью целенаправленного изменения ДНК. И эта технология работает. Китай окажется в числе ведущих производителей ГМ-продукции, Австралия также может передвинуться на передовые позиции, потому что там довольно сильное сельское хозяйство. Европа несколько беднее, потому что не производит генно-модифицированных продуктов.

Ситуацию же в России иначе как глупостью не назовешь. Во-первых, в России существовала мощная школа по генетике и селекции, заложенная еще в начале века Вавиловым. Потом ее полностью изничтожил Лысенко. А ведь это была школа по технологиям генетических модификаций. И страна, где эти технологии не развиваются, откатывается назад. Во-вторых, существует проблема с патентами. Американская компания «Монсанто» (Monsanto) желает владеть всеми патентами на ГМО. Предложив России более равноправное сотрудничество в этой области, они бы выиграли больше. Понятно, что никому не хочется быть под контролем иностранных компаний.

Другая причина неприятия ГМО - это движение зеленых. Причем многие участники движения до правды не докапываются, предпочитают довольствоваться догмами, порой коммунистического толка. Многие приверженцы левого крыла (и не обязательно левого) выступают под лозунгами защиты окружающей среды от промышленного натиска. Но эти люди не столько защищают природу, сколько недолюбливают бизнес как таковой. Поэтому нужно понимать, что в случае призывов против ГМО речь идет об идеологии левого толка.

Я стал откровенно плохо относиться к этой политике, когда она принялась выступать против исследований ДНК. Считалось так: если ты истинно левый, то не можешь поддерживать ГМ-технологии и ГМ-продукты и вообще исследования ДНК, потому что это - капиталистический бизнес, а капиталистический бизнес виноват во всех мировых несчастьях.

Я, однако, не думаю, что бизнес и ГМО - это такое уж большое несчастье. Болезни - вот это несчастье. Но что же делать, человек - существо противоречивое, мы одновременно добры и эгоистичны. Мозг наш на редкость сложно устроен, в этом причина несовершенства человеческой жизни. Поэтому не стоит ожидать, что наша жизнь когда-нибудь станет идеальной.

- Несколько слов об этических проблемах, с которыми сталкивается современная биология. Например, некоторые люди выступают против использования животных в экспериментах. Каково ваше мнение?

Для меня моя жена важнее, чем собака. Так что это всего лишь вопрос выбора. Если мы запретим эксперименты с животными, то развитие медицины остановится. Без экспериментов не обойтись. Людям свойственно забывать, что в природе всегда кто-то кого-то поедает, есть хищники и жертвы, и люди в прежние времена выживали благодаря охоте. Так уж природа устроена, смерть одного означает выживание другого. Некоторые, правда, считают, что жизнь собаки важнее, чем жизнь человека. По мне, пусть они как хотят, так и считают, важно, чтобы они в случае надобности не отказывались принимать лекарства. Посвящать жизнь собакам, может, и неплохо, никто ведь не утверждает, что собаки плохие, даже напротив, они очень славные, но просто в какой-то момент приходится делать осмысленный выбор.

На мой взгляд, главная проблема в том, что люди перестали рассматривать себя как продукт эволюции. Дарвин сделал великое открытие, его теория, без преувеличения, перевернула мир. Мы рассматриваем существование одного животного во взаимосвязи с другими, все животные имеют некоторую степень общности происхождения. И в дарвинистском мировоззрении не так уж много места остается для Бога. Некоторые, я знаю, ухитряются совмещать эти две категории, но я не понимаю, как им это удается. Схема-то простая: изменение в ДНК улучшает или ухудшает организм, если ухудшает, то оно будет вытеснено, если улучшает, то оно с большой вероятностью распространится. Но опять-таки, принятие этой схемы не означает отрицания морали. И здесь важно, чтобы внимание было направлено больше на человека, чем на животное.

- Есть ли в этических проблемах биологии какая-то доля политики?

Не думаю. Здесь все-таки больше проявляются чисто человеческие пристрастия. Некоторые обожают животных, другие к ним равнодушны. Или вот, моя жена помешана на малышах... (шепотом ) но мне они не интересны. (Все смеются. ) Значит ли это, что я плохой человек или хороший? Это не тот критерий, по которому мы будем оценивать человека. Многие мужчины не интересуются маленькими детьми, таково свойство мужчин, и я не испытываю чувства вины из-за того, что не обращаю внимания на новорожденных.

- Это очень честное заявление.

А я вообще считаю, что честность полезна этому миру, она заставляет мир работать эффективнее.

Открытия о существование дублированной спирали ДНК оказалось переломным моментом в биологии. Сделали его англичанин Френсис Крик и американец Джеймс Уотсон. В 1962 году ученым была вручена Нобелевская премия.

Их относят к числу самых умных людей на планете. Крик сделал множество открытий в различных областях, не ограничиваясь генетикой. Уотсон рядом высказываний заработал себе дурную славу, но это больше характеризует его как неординарную личность.

Детство

Фрэнсис Крик родился в 1916 году в Англии в Нортхемптоне. Его отец был преуспевающим бизнесменом и имел обувную фабрику. Он ходил в обычную среднюю школу. После войны доходы в семье значительно сократились, глава решил перевести семью в Лондон. Френсис окончил школу Милл-Хилл, где увлекался математикой, физикой и химией. Позже он отучился в Лондонском университетском колледже и признан бакалавром естественных наук.

Тогда на другом континенте появился на свет его будущий коллега – Джеймс Уотсон. С детства он отличался от обычных детей, уже тогда Джеймсу пророчили светлое будущее. Родился он в Чикаго в 1928 году. Родители окружили его любовью и радостью.

Учитель в первом классе отметил его ум, несоответствующий возрасту. После 3-го класса он принял участи в интеллектуальной викторине для детей по радио. Уотсон показал потрясающие способности. Позже его пригласят в Чикагский четырехгодичный университет, где он увлечется орнитологией. Имея диплом бакалавра, юноша решает продолжить обучение в университете Блумингтона в Индиане.

Интерес к наукам

В Индианском университет Уотсон занимается генетикой и попадает в поле зрения биолога Сальвадора Лаурия и блестящего генетика Дж. Меллера. Результатом сотрудничества стала диссертация о влиянии рентгеновских лучей на бактерии и вирусы. После блестящей защиты Джеймс Уотсон становиться доктором наук.

Дальнейшие исследования бактериофагов будет происходить в далекой Дании – Копенгагенском университете. Ученый активно работает над составлением модели ДНК и изучением ее свойств. Его коллегой является талантливый биохимик Герман Калькаром. Однако судьбоносная встреча с Фрэнсисом Криком произойдет в Университете Кембриджа. Начинающий ученый Уотсон, которому только 23 года, пригласит Френсиса в свою лабораторию для совместной работой.


До Второй мировой войны Крик изучал вязкость воды в различных состояниях. Позже ему пришлось работать на Военно-морское министерство – разрабатывает мины. Переломным моментом станет прочтение книги Э.Шредингера. Идеи автора подтолкнули Френсиса к изучению биологии. С 1947 года он работает в лаборатории Кембриджа, изучая рентгеновскую дифракцию, органическую химию и биологию. Его руководителем стал Макс Перуц, изучающий структуру белков. У Крика появляется интерес к определению химической основы генетического кода.

Расшифровка ДНК

Весной 1951 года в Неаполе проходил симпозиум, где Джеймс знакомится с английскими ученым Морисом Уилкинсом и исследовательницей Розалин Франклин, которые также проводят анализ ДНК. Они определили, что строение клетки схоже с винтовой лестницей – имеет двойную форму спирали. Их экспериментальные данные подтолкнули Уотсона и Крика к дальнейшим исследованиям. Они решают определить состав нуклеиновых кислот и добиваются необходимого финансирования — субсидии от Национального общества по изучению детского паралича.


Джеймс Уотсон

В 1953 году они сообщат миру о структуре ДНК и представят готовую модель молекулы.

Всего за 8 месяцев два гениальных ученых обобщат полученные результаты своих экспериментов с имеющими данными. Через месяц из шариков и картона будет сделана трехмерная модель ДНК.

Об открытии заявил директор лаборатории Кэвендиша Лоуренс Брэгг на бельгийской конференции, которая состоялась 8 апреля. Но важность открытия признали не сразу. Только 25 апреля после выхода статьи в научном журнале «Nature» ученые-биологи и остальные лауреаты по достоинству оценили ценность новых знаний. Событие отнесли к величайшему открытию века.

В 1962 году англичане Уилкинс и Крик с американцем Уотсоном были номинированы на Нобелевскую премию по медицине. К сожалению, Розалинда Франклин скончалась 4 года назад и не оказалась в числе претендентов. По этому поводу был громкий скандал, так как в модели использовались данные экспериментов Франклин, хотя официального разрешения она не давала. Крик и Уотсон плотно сотрудничали с ее напарником Уилкинсом, а сама Розалинда до конца жизни не узнала важность своих экспериментов для медицины.

Уотсону за открытие возвели памятник в Нью-Йорке. Уилкинс и Крик не удостоились подобной чести, так как не имели американского гражданства.

Карьера

После открытия структуры ДНК пути Уотсона и Крика расходятся. Джеймс становиться старшим сотрудником на кафедре биологии в Калифорнийском университете, а позже – профессором. В 1969 году ему предлагают возглавить Лонг-Айлендскую лабораторию молекулярной биологии. Ученый отказывается от работы в Гарварде, где трудился с 1956 года. Оставшуюся жизнь он посветит нейробиологии, изучению влияния вирусов и ДНК на рак. Под руководством ученого лаборатория вышла на новый уровень качества исследований, значительно увеличилось ее финансирование. Gold Spring Harbor стала лучшим мировым центом по изучению молекулярной биологии. С 1988 по 1992 год Уотсон активно участвует в ряде проектов по изучению генома человека.

Крик после мирового признания становиться заведующим биологической лаборатории в Кембридже. В 1977 г он переезжает в Сан-Диего, Калифорния, для изучения механизмов сновидений и зрения.

Фрэнсис Крик

В 1983 году с математиком Гр. Митчисоном он предположил: сновидения – способность мозга освободиться от бесполезных и чрезмерных ассоциаций, которые были накоплены днем. Ученые назвали сны профилактикой перегрузки нервной системы.

В 1981 году вышла книга Френсиса Крика «Жизнь как она есть: ее происхождение и природа», где автор высказывает предположение о происхождении жизни на Земле. По его версии, первыми жителями на планете стали микроорганизмы с других космических объектов. Это объясняет схожесть генетического кода всех живых объектов. Умер ученый в 2004 году от онкологии. Его кремировали, а прах рассеяли над Тихим океаном.


Фрэнсис Крик

В 2004 году Уотсон становиться ректором, но в 2007 году ему пришлось уйти с этой должности за высказывание о генетической связи происхождения (расы) и уровня интеллекта. Ученый любит провокационно и оскорбительно комментировать работу своих коллег, Франклин не стала исключением. Некоторые высказывания были восприняты в качестве выпадов в адрес людей с ожирением и гомосексуалов.

В 2007 году Уотсон выпускает свою автобиографию «Избегайте занудства». В 2008 году выступал в МГУ с публичной лекцией. Уотсона называют первым человеком с полностью расшифрованным геномом. В настоящее время ученый работает над поиском генов, ответственных за психические заболевания.

Крик и Уотсон открыли новые возможности для развития медицины. Переоценить значимость их научной деятельности невозможно.

Для нас важна актуальность и достоверность информации. Если вы обнаружили ошибку или неточность, пожалуйста, сообщите нам. Выделите ошибку и нажмите сочетание клавиш Ctrl+Enter .

Джеймс Уотсон - пионер молекулярной биологии, который, наряду с Фрэнсисом Криком и Морисом Уилкинсом, считается первооткрывателем двойной спирали ДНК. В 1962 году за свою работу они стали лауреатами Нобелевской премии по медицине.

Джеймс Уотсон: биография

Родился в Чикаго, США, 6 апреля 1928 года. Учился в школе имени Хораса Манна, а затем в средней школе Саут-Шора. В возрасте 15 лет поступил в университет Чикаго по экспериментальной программе стипендий для одаренных детей. Интерес к жизни птиц привел Джеймса Уотсона к изучению биологии, и в 1947 году ему была присвоена степень бакалавра наук в области зоологии. После прочтения эпохальной книги Эрвина Шредингера «Что такое жизнь?» он переключился на генетику.

Получив отказ в Калифорнийском технологическом институте и Гарварде, Джеймс Уотсон выиграл стипендию для поступления в аспирантуру в университете Индианы. В 1950 году за работу о воздействии рентгеновского излучения на размножение вирусов-бактериофагов ему была присвоена докторская степень по зоологии. Из Индианы Уотсон переехал в Копенгаген и продолжил изучение вирусов в качестве сотрудника Национального исследовательского совета.

Разгадать ДНК!

После посещения нью-йоркской лаборатории в Колд-Спринг-Харборе, где он ознакомился с результатами исследований Херши и Чейза, Уотсон пришел к убеждению, что ДНК является молекулой, которая отвечает за передачу генетической информации. Он увлекся мыслью о том, что если понять ее структуру, то можно установить, как данные передаются между клетками. Исследования вирусов уже не интересовали его так сильно, как это новое направление.

Весной 1951 года на конференции в Неаполе он познакомился с Морисом Уилкинсом. Последний демонстрировал результаты первых попыток применения рентгеновской дифракции для съемки молекулы ДНК. Уотсон, взволнованный данными Уилкинса, осенью прибыл в Великобританию. Он устроился в Кавендишскую лабораторию, где начал сотрудничать с Фрэнсисом Криком.

Первые попытки

В попытке разгадать молекулярную структуру ДНК Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик решили использовать подход, базировавшийся на построении моделей. Оба были убеждены, что разгадка ее строения будет играть ключевую роль в понимании передачи генетической информации от родительских к дочерним клеткам. Биологи осознавали, что открытие структуры ДНК будет крупнейшим научным прорывом. В то же время они были осведомлены о существовании конкурентов среди других ученых, таких как Лайнус Полинг.

Крик и Джеймс Уотсон ДНК моделировали с большим трудом. Никто из них не имел химического образования, поэтому они использовали стандартные учебники по химии, чтобы вырезать картонные конфигурации химических связей. Приглашенный аспирант отметил, что, согласно новым данным, отсутствующим в книгах, одни из его картонных химических связей использовались в обратном направлении. Примерно в то же время Уотсон посетил лекцию Розалинд Франклин в соседнем Королевском колледже. Видимо, он не очень внимательно слушал.

Непростительная ошибка

В результате ошибки первая попытка ученых построить модель ДНК потерпела провал. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик построили тройную спираль с основаниями азота на внешней стороне структуры. Когда они представили модель коллегам, Розалинд Франклин подвергла ее жесткой критике. Результаты ее исследований ясно доказывали существование двух форм ДНК. Более влажная из них соответствовала той, которую пытались построить Уотсон и Крик, но они создали модель ДНК без присутствовавшей в ней воды. Франклин отметила, что если бы ее работы были правильно истолкованы, то основания азота располагались бы внутри молекулы. Чувствуя неловкость от такого публичного провала, директор Кавендишской лаборатории рекомендовал исследователям отказаться от их подхода. Ученые официально занялись другими направлениями, но в частном порядке продолжали думать о проблеме ДНК.

Подсмотренное открытие

Уилкинс, работавший в Королевском колледже с Франклин, находился с ней в личном конфликте. Розалинд была так несчастлива, что приняла решение перенести свои исследования в другое место. Непонятно как, но Уилкинс получил в свое распоряжение один из ее лучших рентгеновских снимков молекулы ДНК. Возможно, она даже сама дала ему его, когда проводила чистку своего офиса. Но определенно, что он вынес изображение из лаборатории без разрешения Франклин и показал его своему приятелю Уотсону в Кавендише. Впоследствии в своей книге «Двойная спираль» тот писал, что в миг, когда он увидел снимок, у него отвисла челюсть и участился пульс. Все было невероятно проще, чем полученная ранее А-форма. Кроме того, черный крест отражений, которые доминировали на фото, мог возникнуть только из спиральной структуры.

Лауреат Нобелевской премии

Биологи использовали новые данные для создания двухцепочечной модели спирали с азотистыми основаниями в парах А-Т и C-G в центре. Такое спаривание сразу же подсказало Крику, что одна сторона молекулы может служить шаблоном для точного повторения последовательностей ДНК для передачи генетической информации во время деления клетки. Эта вторая, удачная модель была представлена в феврале 1951 г. В апреле 1953 года они опубликовали свои выводы в журнале Nature. Статья вызвала сенсацию. Уотсон и Крик установили, что ДНК имеет форму двойной спирали, или «винтовой лестницы». Две цепочки в ней отсоединялись, подобно «молнии», и воспроизводили недостающие части. Таким образом каждая молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты способна создать две идентичные копии.

Аббревиатура ДНК и элегантная модель двойной спирали стали известны всему миру. Уотсон и Крик также прославились. Их открытие произвело революцию в изучении биологии и генетики, которая сделала возможными методы генной инженерии, используемые в современной биотехнологии.

Статья в Nature привела к присуждению им и Уилкинсу Нобелевской премии в 1962 г. Правила Шведской академии позволяют награждение не более трех ученых. Розалинд Франклин умерла от рака яичников в 1958 году. Уилкинс упомянул ее мимоходом.

В год получения Нобелевской премии Уотсон женился на Элизабет Льюис. У них родилось двое сыновей: Руфус и Дункан.

Продолжение работы

Джеймс Уотсон продолжал работать со многими другими учеными на протяжении 1950-х годов. Его гений состоял в умении координировать работу разных людей и объединять их результаты для новых выводов. В 1952 году он использовал вращающийся рентгеновский анод, чтобы продемонстрировать спиральное строение вируса табачной мозаики. С 1953 по 1955 гг. Уотсон сотрудничал с учеными из Калифорнийского технологического института для моделирования структуры РНК. С 1955 по 1956 гг. он вновь работал с Криком над раскрытием принципов строения вирусов. В 1956 году переехал в Гарвард, где исследовал РНК и синтез белка.

Скандальная хроника

В 1968 году увидела свет скандальная книга о ДНК, автором которой был Джеймс Уотсон. «Двойная спираль» была полна уничижительных комментариев и злопамятных описаний многих людей, участвовавших в открытии, особенно Розалинд Франклин. Из-за этого издание Harvard Press отказалось печатать книгу. Тем не менее произведение было опубликовано и имело большой успех. В более поздней редакции Уотсон извинился за свою трактовку Франклин, заявив, что он не знал о том давлении, с которым она столкнулась в 1950 годах как женщина-исследователь. Наибольшую прибыль он получил от издания двух учебников - «Молекулярная биология гена» (1965) и «Молекулярная биология клетки и рекомбинантных ДНК» (обновленное издание 2002 года), которые до сих пор выходят из печати. В 2007 г. он опубликовал автобиографию «Избегайте скучных людей. Уроки жизни в науке».

Джеймс Уотсон: вклад в науку

В 1968 году он стал директором лаборатории в Колд-Спринг-Харборе. В то время институт испытывал финансовые трудности, но Уотсон оказался очень успешным в поиске доноров. Возглавляемое им учреждение вышло в мировые лидеры по уровню работ в области молекулярной биологии. Ее сотрудники раскрыли природу рака и впервые обнаружили его гены. Каждый год в Колд-Спринг-Харбор приезжают более 4000 ученых со всего мира - так глубоко влияние Института международных генетических исследований.

В 1990 году Уотсон был назначен руководителем проекта «Геном человека» Национального института здоровья. Он использовал свои способности сбирать средства, чтобы вести данный проект до 1992 года. Он ушел из-за конфликта по поводу патентования генетической информации. Джеймс Уотсон считал, что это только помешает исследованиям ученых, работающих над проектом.

Спорные высказывания

Его пребывание в Колд-Харборе закончилось внезапно. 14 октября 2007 года по дороге на конференцию в Лондон его спросили о событиях в мире. Джеймс Уотсон, ученый с мировым именем, ответил, что омрачен перспективами Африки. По его словам, вся современная социальная политика основана на том, что интеллект ее жителей такой же, как у остальных, но результаты тестов говорят о том, что это не так. Он продолжил свою мысль идеей, что прогресс в Африке затрудняется плохим генетическим материалом. Публичный протест против этого высказывания вынудил Колд-Спринг-Харбор просить о его отставке. Ученый позже извинился и отказался от своих высказываний, заявив, что «научных оснований для этого нет». В своей прощальной речи он высказал свое видение, что «окончательная победа (над раком и психическими заболеваниями) находится в пределах нашей досягаемости».

Несмотря на эти неудачи, генетик Джеймс Уотсон продолжает делать спорные заявления и сегодня. В сентябре 2013 года в институте Аллена в Сиэтле на встрече, посвященной изучению мозга, он снова сделал противоречивое заявление о своем убеждении в том, что увеличение диагностируемых наследственных заболеваний может быть связано с более поздним рождением детей. «Чем старше вы становитесь, тем у вас больше шансов, что у вас будут дефектные гены», - сказал Уотсон, также высказав мысль о том, что генетический материал должен собираться у людей не старше 15 лет для дальнейшего зачатия через экстракорпоральное оплодотворение. По его мнению, это бы снизило шансы на то, что жизнь родителей будет испорчена рождением ребенка с физическими или психическими расстройствами.



Предыдущая статья: Следующая статья:

© 2015 .
О сайте | Контакты
| Карта сайта