Работа по биологии

Романовой Анастасии

Френсис Крик

Джеймс Уотсон

«Открытие вторичной структуры ДНК»

Начало этой истории можно принять за шутку. "А мы только что открыли секрет жизни!" – сказал один из двоих мужчин, вошедших в кембриджский Игл паб ровно 57 лет назад – 28 февраля 1953 года. И эти люди, работавшие в лаборатории неподалеку, нисколько не преувеличивали. Одного из них звали Френсис Крик, а другого – Джеймс Уотсон.

Биография:

Фрэнсис Крик

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 задается 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.

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 ребенком.

В Чикаго он 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. 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 Меллера 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 увлеченно говорили генетики.

В октябре 1951 года ученый 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), писавшим в то время докторскую диссертацию.
Впоследствии у них установились тесные творческие контакты. «Это была интеллектуальная любовь с первого взгляда, – утверждает один историк науки. 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.

К пятидесятым годам было известно, что ДНК – большая молекула, состоящая из соединенных между собой в линию нуклеотидов. Также ученые знали, что именно ДНК отвечает за хранение и передачу по наследству генетической информации. 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. Прикованный нефритом к постели Полинг несколько часов складывал бумагу, которой он пытался смоделировать конфигурацию белковой молекулы, и создал модель структуры, названной "альфа-спиралью".

По словам Уотсона, после этого открытия в их лаборатории была популярна гипотеза о спиральном строении ДНК. Уотсон и Крик сотрудничали с ведущими специалистами по рентгеноструктурному анализу, а Крик умел практически безошибочно обнаруживать признаки спирали на снимках, полученных таким способом.

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 тайно показал Уотсону и Крику рентгеновский снимок молекулы ДНК, сделанный его сотрудницей Розалиндой 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.

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 трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.
Согласно модели Крика-Уотсона ДНК представляет двойную спираль, состоящую из двух цепей дезоксирибозофосфата, соединенных парами оснований аналогично ступенькам лестницы. Посредством водородных связей аденин соединяется с тимином, а гуанин - с цитозином.

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.

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

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.

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 Розалинда Франклин и не поддерживала гипотезу о спиральном строении ДНК, именно ее снимки сыграли решающую роль в открытии Уотсона и Крика.

Позже предложенная Уотсоном и Криком модель строения ДНК была доказана. А в 1962 г. их работа была отмечена Нобелевской премией по физиологии и медицине «за открытия в области молекулярной структуры нуклеиновых кислот и за определение их роли для передачи информации в живой материи». Среди лауреатов не было скончавшейся к тому времени (от рака в 1958 году) Розалинды Франклин, так как премия не присуждается посмертно.

ём 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».

https://pandia.ru/text/78/209/images/image004_142.jpg" width="624" height="631 src=">

Джеймс Дью́и Уо́тсон (англ. James Dewey Watson, род. 6 апреля 1928, Чикаго, Иллинойс) - американский биолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 г. - совместно с Фрэнсисом Криком и Морисом Х. Ф. Уилкинсом за открытие структуры молекулы ДНК.

С детства, благодаря отцу, Джеймс был зачарован наблюдениями за жизнью птиц. В возрасте 12 лет Уотсон участвовал в популярной радиовикторине Quiz Kids для интеллектуальных молодых людей. Благодаря либеральной политике президента Чикагского университета Роберта Хатчинса он поступил в университет в возрасте 15 лет. Прочитав книгу Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?», Уотсон изменил свои профессиональные интересы с изучения орнитологии на изучение генетики. В 1947 год у получил степень бакалавра зоологии в Чикагском университете.
В 1951 году поступил в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета, где изучал структуру белков. Там познакомился с физиком Фрэнсисом Криком, который интересовался биологией.

В 1952 году Уотсон и Крик стали работать над моделированием структуры ДНК. Используя Правила Чаргаффа и рентгенограммы Розалинды Франклин и Мориса Уилкинса построили двухспиральную модель. Результаты работы опубликовали в 30 мая 1953 года в журнале Nature. 25 лет руководил научным институтом Колд Спринг Харбор, где вел исследования генетики рака. С 1989 года по 1992 год - организатор и руководитель проекта «Геном человека» по расшифровке последовательности человеческой ДНК, в это же время возглавляет секретный проект «Фауст» .
В 2007 году высказался в пользу того, что представители разных рас имеют различные интеллектуальные способности, что обусловлено генетически. В связи с нарушением политкорректности от него потребовали публичных извинений, а в октябре 2007 года Уотсон официально ушел с поста руководителя лаборатории, где он работал. Вместе с тем он продолжает руководить исследованиями в той же лаборатории.

По сообщению издания «Индепендент», исследование ДНК самого Джеймса Уотсона обнаружило высокую концентрацию африканских и, в меньшей мере, азиатских генов. Позже было высказано мнение, что анализ генома содержал существенные ошибки.
Сейчас работает над поиском генов психических заболеваний.

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.

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 .

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.