Ρόζαλιντ Φράνκλιν: Η αφανής και αδικημένη ηρωίδα της ανακάλυψης της διπλής έλικας του DNA

Μια παραγνωρισμένη επιστολή και ένα αδημοσίευτο άρθρο ειδήσεων, που γράφτηκαν το 1953, αποκαλύπτουν ότι η Ρόζαλιντ Φράνκλιν ήταν στην ανακάλυψη της διπλής έλικας του DNA.

Οι Τζέιμς Γουάτσον και Φράνσις Κρικ είναι δύο από τους πιο διάσημους επιστήμονες του 20ου αιώνα. Η θεμελιώδης εργασία τους στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ του Ηνωμένου Βασιλείου, που περιγράφει λεπτομερώς την ανακάλυψη της διπλής έλικας του DNA, δημοσιεύθηκε ως μέρος ενός τρίο στο περιοδικό Nature πριν από 70 χρόνια αυτή την εβδομάδα. Πιστεύεται επίσης ευρέως ότι βρήκαν τη δομή μόνο αφού έκλεψαν δεδομένα από τη Ρόζαλιντ Φράνκλιν, που εργαζόταν στο King’s College του Λονδίνου.

Οι φήμες λένε ότι η αποφασιστική διαπίστωση για τη διπλή έλικα ήρθε όταν στον Γουάτσον έδειξαν μια εικόνα ακτίνων Χ του DNA που είχε τραβήξει η Φράνκλιν – χωρίς την άδεια ή τη γνώση της. Γνωστή ως Φωτογραφία 51, η εικόνα αυτή αντιμετωπίζεται ως η φιλοσοφική λίθος της μοριακής βιολογίας, το κλειδί για το «μυστικό της ζωής» (για να μην αναφέρουμε το βραβείο Νόμπελ). Σε αυτή την αφήγηση, η Φράνκλιν, η οποία πέθανε από καρκίνο των ωοθηκών το 1958 σε ηλικία μόλις 37 ετών, παρουσιάζεται ως μια λαμπρή επιστήμονας, η οποία όμως τελικά δεν μπόρεσε να αποκρυπτογραφήσει τι της έλεγαν τα ίδια της τα δεδομένα για το DNA. Υποτίθεται ότι καθόταν επί μήνες πάνω στην εικόνα χωρίς να συνειδητοποιεί τη σημασία της, μόνο και μόνο για να την καταλάβει ο Γουάτσον με μια ματιά.

Αυτή η εκδοχή των γεγονότων έχει περάσει στη λαϊκή κουλτούρα. Είναι το θέμα του Photograph 51, ενός θεατρικού έργου της Anna Ziegler, στο οποίο πρωταγωνίστησε η Nicole Kidman στη σκηνή του Λονδίνου το 2015. Η εικόνα κοσμεί ένα βρετανικό νόμισμα των 50 πέννων που σηματοδότησε την εκατονταετηρίδα από τη γέννηση του Φραγκλίνου, το 2020. Η όλη υπόθεση έχει δώσει τροφή για περιφρονητικά αστεία στο Twitter («Τι ανακάλυψαν ο Γουάτσον και ο Κρικ το 1953; Τα δεδομένα της Φράνκλιν») και ακόμη και για μια θαυμάσια ραπ μάχη από μαθητές της έβδομης τάξης στο Όκλαντ της Καλιφόρνιας.

Αλλά δεν συνέβη αυτό.

Το 2022, το Nature επισκέφθηκε το αρχείο της Φράνκλιν στο Churchill College στο Κέιμπριτζ του Ηνωμένου Βασιλείου και μελέτησε μαζί τις σημειώσεις της, ανασυνθέτοντας την εξέλιξη των ιδεών της. Βρήκε επίσης ένα μη μελετημένο μέχρι σήμερα προσχέδιο ειδησεογραφικού άρθρου από το 1953, που γράφτηκε σε συνεννόηση με τη Φράνκλιν και προοριζόταν για το Time, ένα αμερικανικό περιοδικό με διεθνή εμβέλεια – καθώς και μια παραγνωρισμένη επιστολή ενός από τους συναδέλφους της Φράνκλιν προς τον Κρικ. Μαζί, τα έγγραφα αυτά υποδηλώνουν μια διαφορετική περιγραφή της ανακάλυψης της διπλής έλικας. Η Φράνκλιν δεν απέτυχε να κατανοήσει τη δομή του DNA. Συνέβαλε εξίσου στην επίλυσή της.

Η σωστή απόδοση της ιστορίας της Φράνκλιν είναι ζωτικής σημασίας, διότι έχει γίνει πρότυπο για τις γυναίκες που ασχολούνται με την επιστήμη. Είχε να αντιμετωπίσει όχι μόνο τον συνηθισμένο σεξισμό της εποχής, αλλά και πιο λεπτές μορφές ενσωματωμένες στην επιστήμη – ορισμένες από τις οποίες εξακολουθούν να υπάρχουν ακόμη και σήμερα.

Η Φράνκλιν και το DNA

Στις αρχές της δεκαετίας του 1950, η δομή και η λειτουργία του DNA παρέμεναν ασαφείς. Είχε βρεθεί σε κάθε τύπο κυττάρου που είχε ερευνηθεί και ήταν γνωστό ότι αποτελείτο από έναν φωσφορικό σκελετό στον οποίο ήταν συνδεδεμένα τέσσερα είδη βάσεων – αδενίνη, θυμίνη, κυτοσίνη και γουανίνη (A, T, C και G).

Το 1944, ο μικροβιολόγος Oswald Avery και οι συνεργάτες του είχαν δείξει ότι το DNA (και όχι η πρωτεΐνη) μπορούσε να μετατρέψει τα καλοήθη βακτήρια Streptococcus pneumoniae σε μολυσματική μορφή. Όμως δεν ήταν καθόλου σαφές ότι ήταν το γενετικό υλικό σε όλους τους οργανισμούς.

Στο King’s College του Λονδίνου, βιοφυσικοί που χρηματοδοτούνταν από το Medical Research Council (Συμβούλιο Ιατρικής Έρευνας-MRC), με επικεφαλής τον John Randall και αναπληρωτή του τον Maurice Wilkins (ο οποίος αργότερα θα μοιραζόταν το βραβείο Νόμπελ με τους Watson και Crick το 1962), χρησιμοποιούσαν τη διάθλαση ακτίνων Χ για να μελετήσουν τη δομή του μορίου. Το 1951 προστέθηκε σε αυτούς η Φράνκλιν, η οποία είχε χρησιμοποιήσει την τεχνική αυτή για να διερευνήσει τη δομή του άνθρακα στο Κεντρικό Κρατικό Εργαστήριο Χημικών Υπηρεσιών στο Παρίσι.

Όπως είναι γνωστό, η Φράνκλιν και ο Γουίλκινς συγκρούστηκαν τόσο ως προς την προσωπικότητα όσο και ως προς την επιστημονική προσέγγιση. Αν και η Φράνκλιν απολάμβανε μια καλή διαφωνία και ήταν αποφασισμένη να σημειώσει πρόοδο, ο Γουίλκινς απεχθανόταν τις αντιπαραθέσεις και ήταν πιο αργός στη δράση. Για να μειώσει τις εντάσεις, ο Ράνταλ μοίρασε το έργο του DNA. Σε αυτό που ο Γουίλκινς αποκάλεσε αργότερα κακή συμφωνία για τον εαυτό του, συμφώνησε να παραδώσει στην Φράνκλιν τη μικρή ποσότητα πολύ καθαρού DNA που είχε αποκτήσει από τον Ελβετό χημικό Ρούντολφ Σίγκερ. Ο Γουίλκινς έμεινε με υλικό χειρότερης ποιότητας από τον αυστριακό βιοχημικό Έρβιν Τσάργκαφ, στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια της Νέας Υόρκης.

Με το DNA του Σίγκερ, η Φράνκλινμπόρεσε να εκμεταλλευτεί μια ανακάλυψη που είχε κάνει νωρίτερα ο Γουίλκινς – το DNA σε διάλυμα μπορούσε να πάρει δύο μορφές, αυτό που ονόμασε κρυσταλλική ή Α μορφή και παρακρυσταλλική ή Β μορφή. Η Φράνκλιν διαπίστωσε ότι μπορούσε να μετατρέψει την Α σε Β απλά αυξάνοντας τη σχετική υγρασία στο θάλαμο του δείγματος- μειώνοντάς την ξανά αποκαθιστούσε την κρυσταλλική μορφή Α.

Η Φράνκλιν επικεντρώθηκε στη μορφή Α, ο Γουίλκινς στη μορφή Β. Για έναν φυσικοχημικό, η κρυσταλλική μορφή φαινόταν η προφανής επιλογή. Όταν βομβαρδιζόταν με ακτίνες Χ μπροστά από μια φωτογραφική πλάκα, έδινε ευκρινή, λεπτομερή μοτίβα περίθλασης. Περισσότερη λεπτομέρεια σήμαινε περισσότερα δεδομένα, τα οποία σήμαιναν ακριβέστερη, αν και πιο δύσκολη ανάλυση. Η μορφή Β, αντίθετα, παρήγαγε μοτίβα πιο θολά και λιγότερο λεπτομερή, αλλά απλούστερα στην ανάλυση. Αρχικά, η Φράνκλιν αντιλαμβανόταν τόσο την Α όσο και τη Β ως ελικοειδή. Σε σημειώσεις για ένα σεμινάριο που έδωσε τον Νοέμβριο του 1951, τις περιέγραψε συλλογικά: «μεγάλη έλικα με πολλές αλυσίδες, φωσφορικά άλατα στο εξωτερικό, φωσφορικοί-φωσφορικοί ενδοηλεκτρικοί δεσμοί, διασπασμένοι από το νερό.

Φωτογραφία: Ένα μοντέλο ενός μορίου DNA εμφανίζεται στο γραφείο του Ινστιτούτου Έρευνας για τον Καρκίνο Sloan-Kettering στη Νέα Υόρκη στις 18 Οκτωβρίου 1962. Η ανακάλυψη της δομής του DNA με τη «στριμμένη σκάλα» πριν από 70 χρόνια άνοιξε έναν κόσμο νέας επιστήμης – και προκάλεσε επίσης διαμάχες σχετικά με το ποιος συνέβαλε σε τι και ποιος δικαιούται τα εύσημα. Σε ένα άρθρο γνώμης που δημοσιεύθηκε την Τρίτη, 25 Απριλίου 2023, στο περιοδικό Nature, δύο ιστορικοί λένε ότι ενώ οι Τζέιμς Γουάτσον και Φράνσις Κρικ βασίστηκαν στην έρευνα της Φράνκλιν και του εργαστηρίου της χωρίς την άδειά τους – η Φράνκλιν ήταν περισσότερο συνεργάτης παρά θύμα. (AP Photo/Anthony Camerano, File)

Μη μπορώντας να επιλύσει τη δομή της μορφής Α, η Φράνκλιν είχε αποφασίσει στα μέσα του 1952 ότι δεν ήταν στην πραγματικότητα ελικοειδής – πείραξε μάλιστα τον Γουίλκινς με μια ειρωνική ανακοίνωση κηδείας για την κρυσταλλική έλικα του DNA6. Δεν ήταν η μόνη που απογοητεύτηκε από τα δεδομένα της μορφής Α: μετά τη δημοσίευση της εργασίας για τη διπλή έλικα , ο Κρικ έγραψε για την ακριβή αλλά πολύπλοκη, πλούσια σε δεδομένα εικόνα της μορφής Α της Φράνκλιν: «Χαίρομαι που δεν την είδα νωρίτερα, καθώς θα με είχε ανησυχήσει σημαντικά».

Όσον αφορά τη μορφή Β, αυτή και όλοι οι άλλοι στο King’s αναγνώρισαν ότι επρόκειτο για κάποιου είδους έλικα. Αλλά για την Φράνκλιν ήταν ένας αντιπερισπασμός. Σε υψηλή υγρασία, τα μόρια του νερού στριμώχνονταν στα άτομα του DNA, δημιουργώντας μια δομή που περιέγραψε ως «διογκωμένη», «διασταλμένη», αταξία. «Ούτως ή άλλως», έγραψε στις σημειώσεις για το σεμινάριό της το 1951, κάτω από αυξημένη υγρασία, «το υλικό τελικά διαλύεται, δηλαδή οι αλυσίδες διαχωρίζονται η μία από την άλλη από το νερό “5». Είδε τη μορφή Β ως ένα τεχνούργημα της υδατοστερεοποίησης, ένα σύμπτωμα της απώλειας της κρυσταλλικής τάξης – εξ ου και «παρακρυσταλλική». Αυτό εξηγεί γιατί, στα τέλη του 1952 και στις αρχές του 1953, απέρριψε το επιχείρημα ότι το DNA ήταν εγγενώς ελικοειδές.

Από τη σκοπιά ενός χημικού, η απόφαση της Φράνκλιν να επικεντρωθεί στην κρυσταλλική μορφή Α ήταν απολύτως λογική, όπως και τα συμπεράσματα που έβγαλε από την ανάλυσή της. Αλλά η εστίασή της στην ξηρότερη μορφή Α αγνόησε την πολύ υγρή πραγματικότητα του εσωτερικού ενός κυττάρου – πράγμα που θα σήμαινε ότι το DNA πήρε την πιο υγρή μορφή Β. Μαζί με την επιμονή της να αναλυθούν πλήρως τα δεδομένα περίθλασης πριν επιχειρηθεί οποιαδήποτε μοντελοποίηση, αυτό θα εμπόδιζε τις προσπάθειες της Φράνκλιν για περισσότερο από ένα χρόνο.

Η σημασία της φωτογραφίας 51

Ακόμη και οι υποστηρικτές της Φράνκλιν συχνά διαιωνίζουν άθελά τους μια καρικατούρα της επιστήμης της – η οποία μπορεί να αναχθεί στο μπεστ σέλερ του Γουάτσον «The Double Helix» του 1968 που διαστρεβλώνει την πραγματικότητα. Η εκδοχή του Γουάτσον για το επόμενο, κρίσιμο στάδιο της ιστορίας επαναλαμβάνεται συχνά για να τονίσει πώς η Φράνκλιν στερήθηκε τη δέουσα αναγνώριση. Άθελά της, αυτό την υπονομεύει.

Σύμφωνα με τον Γουάτσον, στις αρχές του 1953, επισκέφθηκε το King’s και διαπληκτίστηκε με την Φράνκλιν. Ο Γουίλκινς, έγραψε, τον έσωσε από την αντιπαράθεση και στη συνέχεια του έδειξε τη Φωτογραφία 51, μια ιδιαίτερα καθαρή εικόνα της μορφής Β, που είχε ληφθεί 8 μήνες νωρίτερα από τη Φράνκλιν και τον μεταπτυχιακό φοιτητή της Ρέιμοντ Γκόσλινγκ. Η Φράνκλιν είχε αφήσει τη φωτογραφία στην άκρη για να επικεντρωθεί στη μορφή Α. Ετοιμαζόταν να μεταγραφεί στο Birkbeck College, επίσης στο Λονδίνο, και είχε λάβει εντολή να αφήσει πίσω της την εργασία της για το DNA. Ο Γκόσλινγκ εποπτευόταν τώρα από τον Γουίλκινς και είχε δώσει στον Γουίλκινς τη φωτογραφία. (Λέει ότι το έκανε εν γνώσει της Φράνκλιν.) Η εικόνα, ισχυρίστηκε ο Γουάτσον στο βιβλίο του The Double Helix, έδειχνε ότι μια έλικα DNA «πρέπει να υπάρχει» – μόνο μια ελικοειδής δομή θα μπορούσε να παράγει αυτά τα σημάδια.

Η εικόνα περίθλασης ακτίνων Χ των Franklin και Gosling του B DNA, γνωστή ως Φωτογραφία 51.Πηγή: King’s College London Archives/Science Photo Library

Λόγω της αφήγησης του Γουάτσον, οι άνθρωποι έχουν κάνει φετίχ τη Φωτογραφία 51. Έχει γίνει το έμβλημα τόσο του επιτεύγματος της Φράνκλιν όσο και της κακομεταχείρισής της.
Αλλά η αφήγηση του Γουάτσον περιέχει μια παράλογη υπόθεση. Υπονοεί ότι η Φράνκλιν, η έμπειρη χημικός, δεν μπορούσε να κατανοήσει τα δικά της δεδομένα, ενώ εκείνος, ένας αρχάριος κρυσταλλογράφος, τα αντιλήφθηκε αμέσως. Επιπλέον, όλοι, ακόμη και ο Γουάτσον, γνώριζαν ότι ήταν αδύνατο να εξαχθεί οποιαδήποτε ακριβής δομή από μία και μόνο φωτογραφία – άλλες δομές θα μπορούσαν να έχουν δημιουργήσει το ίδιο μοτίβο περίθλασης. Χωρίς προσεκτικές μετρήσεις – τις οποίες ο Γουάτσον επέμεινε ότι δεν έκανε – το μόνο που αποκάλυψε η εικόνα ήταν ότι η μορφή Β ήταν πιθανότατα κάποιο είδος έλικας, πράγμα που κανείς δεν αμφισβητούσε. Επιπλέον, διάφορες σειρές αποδείξεων – συμπεριλαμβανομένης της ίδιας της Διπλής Έλικας – δείχνουν ότι έπαιξε ελάχιστο, αν έπαιξε καθόλου, ρόλο στην προσέγγιση της σωστής δομής από τον Γουάτσον και τον Κρικ μεταξύ Ιανουαρίου και Μαρτίου 1953. Στην πραγματικότητα, ήταν άλλα δεδομένα από την Φράνκλιν και τον Γουίλκινς που αποδείχθηκαν κρίσιμα, και ακόμη και τότε, αυτό που πραγματικά συνέβη ήταν λιγότερο κακόβουλο από ό,τι θεωρείται ευρέως.

Ο Γουάτσον όντως ταρακουνήθηκε βλέποντας τη φωτογραφία – εξαιτίας του πότε την είδε. Λίγες ημέρες πριν, η ομάδα του Κέιμπριτζ είχε λάβει ένα χειρόγραφο από τον αμερικανό χημικό Λάινους Πόλινγκ, στο οποίο ισχυριζόταν ότι είχε λύσει τη δομή του DNA. Αν και ο Πόλινγκ είχε κάνει κάποια στοιχειώδη λάθη, ο Lawrence Bragg, επικεφαλής του εργαστηρίου Cavendish, ο οποίος είχε μακροχρόνια αντιπαλότητα με τον Πόλινγκ, είχε ενθαρρύνει τους Γουάτσον και Κρικ να συνεχίσουν την κατασκευή του μοντέλου τους. Ο Γουάτσον είχε περάσει από το King’s για να επιδείξει την γκάφα του Πόλινγκ και ο Γουίλκινς του είχε δείξει τη φωτογραφία. Η διαμόρφωση εκείνης της στιγμής στην κορύφωση του The Double Helix ήταν ένα λογοτεχνικό μέσο: μια κλασική ευρηματική στιγμή, εύκολα κατανοητή από τους απλούς αναγνώστες.

Από το 1951, ο Γουίλκινς είχε ενημερώσει τους Γουάτσον και Κρικ για τις εργασίες του σχετικά με τη μορφή Β, ιδίως για την πεποίθησή του ότι η δομή περιείχε μία ή περισσότερες έλικες, που επαναλαμβάνονταν κάθε 34 Ώνγκστρεμ, και θα μπορούσε να πει ότι μέσα σε κάθε επανάληψη υπήρχαν πιθανώς 10 στοιχεία. Λίγο αφότου ο Γουάτσον είδε τη Φωτογραφία 51, ο προϊστάμενος του Κρικ, Max Perutz, τους παρέδωσε μια ανεπίσημη έκθεση για τη δραστηριότητα της μονάδας King’s MRC, η οποία του είχε δοθεί στο πλαίσιο μιας επίσημης επίσκεψης στη μονάδα τον Δεκέμβριο του 1952. Αυτή περιελάμβανε μια σελίδα από τη Φράνκλιν, στην οποία περιέγραφε το έργο της. Σε μια επιστολή του 1969 στο Science, αν και ο Perutz δήλωσε ότι λυπόταν που μοιράστηκε την έκθεση χωρίς να συμβουλευτεί πρώτα την ομάδα του King, δεν ήταν εμπιστευτική.

Πράγματι, μια επιστολή που ανακάλυψε το Nature από μια ερευνήτρια του King’s, την Pauline Cowan, που γράφτηκε στον Κρικ τον Ιανουάριο του 1953, προσκαλεί τον Κρικ σε μια ομιλία των Φράνκλιν και Γκόσλινκ, οι οποίοι, συνεχίζει η Cowan, «λένε ότι είναι κυρίως για ένα μη κρυσταλλογραφικό κοινό και ότι ο Perutz γνωρίζει ήδη περισσότερα γι’ αυτό απ’ ό,τι είναι πιθανό να περάσουν, οπότε μπορεί να μην το θεωρείς άξιο να έρθεις». Έτσι, η Φράνκλιν φαίνεται να υπέθεσε ότι ο Perutz θα μοιραζόταν τις γνώσεις του με τον Κρικ στο πλαίσιο της συνήθους άτυπης επιστημονικής ανταλλαγής.

Στη συνεισφορά της στην έκθεση του MRC, η Φράνκλιν είχε επιβεβαιώσει το αποτέλεσμα των 34 Å για τη μορφή Β. Ανέφερε επίσης ότι το μοναδιαίο κύτταρο (η επαναλαμβανόμενη μονάδα του κρυστάλλου) του DNA ήταν τεράστιο- περιείχε μεγαλύτερο αριθμό ατόμων από οποιοδήποτε άλλο μοναδιαίο κύτταρο σε οποιαδήποτε άλλη γνωστή μοριακή δομή. Η Φράνκλιν πρόσθεσε επίσης ορισμένα βασικά κρυσταλλογραφικά δεδομένα για τη μορφή Α, υποδεικνύοντας ότι είχε συμμετρία “C2”, η οποία με τη σειρά της σήμαινε ότι το μόριο είχε ζυγό αριθμό κλώνων σακχάρου-φωσφορικού άλατος που έτρεχαν προς αντίθετες κατευθύνσεις.

Σημειώσεις του Κρικ για μια διάλεξη σχετικά με την ιστορία της διπλής έλικας, που δόθηκε σε ιστορικούς της επιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης τον Μάιο του 1961, μαζί με επίσημες και ανεπίσημες παρατηρήσεις που έκανε καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του, αποκαλύπτουν ότι, σε αντίθεση με τη Φωτογραφία 51, η έκθεση αυτή ήταν πραγματικά σημαντική για την επιβεβαίωση της δομής που τελικά απέκτησαν οι Γουάτσον και Κρικ.

Τελικά, όμως, ούτε η Φωτογραφία 51 ούτε η έκθεση του MRC «έδωσαν» στον Γουάτσοκ και τον Κρικ τη διπλή έλικα. Αυτό που τους έδωσε ήταν έξι εβδομάδες που αργότερα περιέγραψαν ως «δοκιμή και σφάλμα» – κάνοντας χημικούς υπολογισμούς και παίζοντας με μοντέλα από χαρτόνι. (Ο Γουάτσον το κατέστησε αυτό σαφές στο The Double Helix- ο Κρικ το έκανε σε μια σειρά συνεντεύξεων με τον ιστορικό Ρόμπερτ Όλμπι στα τέλη της δεκαετίας του 1960 και στις αρχές της δεκαετίας του 1970).
Τα δεδομένα της Φράνκλιν και οι πολλές συζητήσεις των Γουάτσον και Κρικ με τον Γουίλκινς είχαν παράσχει πληροφορίες-κλειδιά: οι φωσφορικές ομάδες βρίσκονταν στο εξωτερικό του μορίου, υπήρχε μια επανάληψη κάθε 34 Å, ίσως υπήρχαν δέκα βάσεις ανά επανάληψη και ένας ζυγός αριθμός κλώνων που έτρεχαν προς αντίθετες κατευθύνσεις (η συνέπεια της συμμετρίας C2). Ωστόσο, σύμφωνα με τις δικές τους αναφορές, το ζευγάρι αγνόησε κάθε ένα από αυτά τα γεγονότα σε κάποιο σημείο κατά τη διάρκεια αυτών των έξι εβδομάδων. Μόλις κατέληξαν σε ένα εννοιολογικό μοντέλο της δομής, η έκθεση της MRC παρείχε έναν πολύτιμο έλεγχο των παραδοχών τους.

Επομένως, δεν επρόκειτο για μια περίπτωση που έκλεψαν τα δεδομένα της ομάδας του King και στη συνέχεια, τα δεδομένα αυτά τους έδωσαν τη δομή του DNA. Αντιθέτως, έλυσαν τη δομή μέσω της δικής τους επαναληπτικής προσέγγισης και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τα δεδομένα του King – χωρίς άδεια – για να την επιβεβαιώσουν.

Τι έκανε πραγματικά η Φρανκλιν

Η Φρανκλιν συνέβαλε με διάφορες βασικές γνώσεις στην ανακάλυψη της διπλής έλικας. Διέκρινε σαφώς τις μορφές Α και Β, επιλύοντας ένα πρόβλημα που είχε προκαλέσει σύγχυση στους προηγούμενους ερευνητές. (Τα πειράματα περίθλασης ακτίνων Χ στη δεκαετία του 1930 είχαν χρησιμοποιήσει κατά λάθος ένα μείγμα των μορφών Α και Β του DNA, δίνοντας θολά μοτίβα που ήταν αδύνατο να διαχωριστούν πλήρως). Οι μετρήσεις της έδειξαν ότι το μοναδιαίο κύτταρο του DNA ήταν τεράστιο- προσδιόρισε επίσης τη συμμετρία C2 που παρουσίαζε αυτό το μοναδιαίο κύτταρο.

Η συμμετρία C2 ήταν ένας από τους 230 τύπους κρυσταλλογραφικών τρισδιάστατων «ομάδων χώρου» που είχαν καθιερωθεί μέχρι το τέλος του δέκατου ένατου αιώνα. Η Φρανκλιν δεν κατάφερε να εκτιμήσει τη σημασία της όχι επειδή ήταν αμβλύνους, αλλά επειδή δεν ήταν εξοικειωμένη με αυτήν. Σύμφωνα με τον συνάδελφό της Aaron Klug, η Φράνκλιν είπε αργότερα ότι «θα μπορούσε να κλωτσήσει τον εαυτό της» επειδή δεν αντιλήφθηκε τις δομικές επιπτώσεις. Ο Κρικ αντιλήφθηκε τις συνέπειες επειδή έτυχε να έχει μελετήσει εντατικά τη συμμετρία C2. Αλλά ακόμη και ο ίδιος δεν χρησιμοποίησε τον προσδιορισμό της συμμετρίας αυτής από τη Φράνκλιν κατά την κατασκευή του μοντέλου- μάλλον, παρείχε μια ισχυρή επιβεβαίωση όταν το μοντέλο τους ολοκληρώθηκε.

Η Φράνκλιν κατανόησε επίσης, ανεξάρτητα, μία από τις θεμελιώδεις ιδέες της δομής: πώς, κατ’ αρχήν, το DNA θα μπορούσε να προσδιορίσει τις πρωτεΐνες. Τον Φεβρουάριο του 1953, εργαζόταν σκληρά για να ολοκληρώσει τις αναλύσεις της για το DNA πριν φύγει από το King’s. Η μορφή Α εξακολουθούσε να αντιστέκεται στις προσπάθειές της να την ερμηνεύσει, οπότε είχε στραφεί στην πολύ απλούστερη, σαφώς ελικοειδή μορφή Β. Οι σημειώσεις της αποκαλύπτουν ότι στα τέλη Φεβρουαρίου είχε αποδεχθεί ότι η μορφή Α ήταν επίσης πιθανώς ελικοειδής, με δύο κλώνους, και είχε συνειδητοποιήσει ότι η σειρά των βάσεων σε έναν δεδομένο κλώνο δεν είχε καμία επίδραση στη συνολική δομή. Αυτό σήμαινε ότι οποιαδήποτε αλληλουχία βάσεων ήταν δυνατή. Όπως σημείωσε, “μια άπειρη ποικιλία αλληλουχιών νουκλεοτιδίων θα ήταν δυνατή για να εξηγήσει τη βιολογική ιδιαιτερότητα του DNA “14. Η ιδέα αυτή, την οποία ο Γουάτσον και ο Κρικ κατανόησαν περίπου την ίδια εποχή, είχε προταθεί για πρώτη φορά το 1947 από τον χημικό John Masson Gulland στο University College Nottingham, Ηνωμένο Βασίλειο (σημερινό Πανεπιστήμιο του Nottingham).

Η Φράνκλιν δεν είχε αντιληφθεί το συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων – ότι η Α μπορεί να συνδεθεί μόνο με την Τ και η C μόνο με την G, με κάθε ζεύγος βάσεων να σχηματίζει μια πανομοιότυπη δομή στο μόριο. Στην πραγµατικότητα, δεν εργαζόταν µε τις σωστές µορφές των βάσεων, οπότε δεν θα µπορούσε να φτιάξει ένα ικανοποιητικό µοντέλο αν προσπαθούσε (το ίδιο ίσχυε και για τους Γουάτσον και Κρικ µέχρι την τελευταία φάση της εργασίας τους). Ούτε είχε συνειδητοποιήσει ότι τα δεδομένα της υπονοούσαν ότι οι δύο αλυσίδες ήταν προσανατολισμένες προς διαφορετικές κατευθύνσεις – ή ότι η μορφή Β, που βρίσκεται σε υψηλά επίπεδα υγρασίας, πρέπει να είναι η βιολογικά λειτουργική μορφή. (Η μορφή Α συναντάται μόνο υπό εργαστηριακές συνθήκες.) Δεν είχε χρόνο να κάνει αυτά τα τελικά άλματα, επειδή ο Γουάτσον και ο Κρικ την πρόλαβαν στην απάντηση.

Η Φράνκλιν δεν τα κατάφερε, εν μέρει επειδή δούλευε μόνη της, χωρίς κάποιον ομότιμο με τον οποίο να ανταλλάσσει ιδέες. Ήταν επίσης αποκλεισμένη από τον κόσμο των ανεπίσημων ανταλλαγών στον οποίο ήταν βυθισμένοι οι Γουάτσον και Κρικ. Παρόλο που ορισμένοι εκείνη την εποχή – κυρίως οι ερευνητές του King’s και μια μικρή ομάδα από αυτό που ο Γουάτσον αποκάλεσε «μικροβιοχημικούς του Cambridge» – δεν ήταν ευχαριστημένοι με τη χρήση των δεδομένων της ομάδας του King’s από τον Γουάτσον και τον Κρικ, οι επικεφαλής επιστήμονες στο Cavendish – Perutz, Bragg, John Kendrew – το θεωρούσαν απολύτως φυσιολογικό. Και δεν υπάρχει καμία απόδειξη ότι η Φράνκλιν πίστευε διαφορετικά.

Αναγνώριση της αλήθειας

Αφού ο Γουάτσον και ο Κρικ διάβασαν την έκθεση του MRC, δεν μπορούσαν να την ξεχάσουν. Θα μπορούσαν όμως -και θα έπρεπε- να ζητήσουν άδεια χρήσης των δεδομένων και να καταστήσουν σαφές τι ακριβώς είχαν κάνει, πρώτα στους Φράνκλιν και Γουίλκινς και στη συνέχεια στον υπόλοιπο κόσμο, στις δημοσιεύσεις τους.

Τον Απρίλιο του 1953, το Nature δημοσίευσε τρεις διαδοχικές εργασίες για τη δομή του DNA, από τους Γουάτσον και Κρικ, από τον Γουίλκινς και τους συνεργάτες του και από τους Φράνκλιν και Γκόσλινκ. Οι Γουάτσον και Κρικ δήλωσαν ότι είχαν «παρακινηθεί από τη γνώση της γενικής φύσης των αδημοσίευτων πειραματικών αποτελεσμάτων και ιδεών» των Γουίλκινς και Φράνκλιν. Επέμειναν, ωστόσο, ότι «δεν γνώριζαν τις λεπτομέρειες», υποστηρίζοντας ότι η δομή «στηρίζεται κυρίως, αν και όχι εξ ολοκλήρου, σε δημοσιευμένα πειραματικά δεδομένα και στερεοχημικά επιχειρήματα». Η αλήθεια αυτών των δηλώσεων εξαρτάται από εξαιρετικά φιλανθρωπικές ερμηνείες των όρων «λεπτομέρειες» και «κυρίως, αν και όχι εξ ολοκλήρου».

Σε μια πλήρη περιγραφή της δομής σε μια εργασία που υποβλήθηκε τον Αύγουστο του 1953 και δημοσιεύθηκε το 1954, οι Κρικ και Γουάτσον προσπάθησαν να αποκαταστήσουν την αλήθεια. Αναγνώρισαν ότι, χωρίς τα δεδοµένα της Φράνκλιν, «η διατύπωση της δοµής µας θα ήταν πολύ απίθανη, αν όχι αδύνατη», και αναφέρθηκαν σιωπηρά στην έκθεση του MRC ως «προκαταρκτική έκθεση», στην οποία οι Φράνκλιν και Γουίλκινς είχαν «ανεξάρτητα προτείνει ότι η βασική δοµή της παρακρυσταλλικής µορφής [Β] είναι ελικοειδής και περιέχει δύο διαπλεκόµενες αλυσίδες». Σημείωσαν επίσης ότι οι ερευνητές του King’s «προτείνουν ότι η σπονδυλική στήλη των φωσφορικών σακχάρων σχηματίζει το εξωτερικό της έλικας και ότι κάθε αλυσίδα επαναλαμβάνεται μετά από μία περιστροφή στα 34 Å».

Αυτή η σαφής αναγνώριση τόσο της φύσης όσο και της πηγής των πληροφοριών που χρησιμοποίησαν οι Γουάτσον και Κρικ έχει παραβλεφθεί σε προηγούμενες αναφορές για την ανακάλυψη της δομής του DNA. Εκτός του ότι δείχνει το δίδυμο του Κέιμπριτζ να προσπαθεί τελικά να κάνει το σωστό, ενισχύει την άποψή μας ότι η Φράνκλιν ήταν ισότιμο μέλος σε μια ομάδα τεσσάρων επιστημόνων που εργάζονταν πάνω στη δομή του DNA. Αναγνωρίστηκε από τους συναδέλφους της ως τέτοια, αν και η αναγνώριση αυτή ήταν καθυστερημένη και υποτιμημένη. Όλα αυτά συμβάλλουν στην εξήγηση ενός από τα μόνιμα αινίγματα της υπόθεσης – γιατί ούτε η Φράνκλιν ούτε ο Γουίλκινς αμφισβήτησαν ποτέ τον τρόπο με τον οποίο είχε ανακαλυφθεί η δομή. Γνώριζαν την απάντηση, επειδή ανέμεναν ότι ο Perutz θα μοιραζόταν τη γνώση του και επειδή είχαν διαβάσει το άρθρο των Γουάτσον και Κρικ του 1954.

Τάιμ άουτ

Τρεις εβδομάδες μετά τη δημοσίευση των τριών εγγράφων για το DNA στο Nature, ο Μπραγκ έδωσε διάλεξη για την ανακάλυψη στην Ιατρική Σχολή του νοσοκομείου Guy’s στο Λονδίνο, η οποία αναφέρθηκε στην πρώτη σελίδα της βρετανικής εφημερίδας News Chronicle. Αυτό τράβηξε την προσοχή της Τζόαν Μπρους, δημοσιογράφου από το Λονδίνο που εργαζόταν για το Time. Παρόλο που το άρθρο δεν έχει δημοσιευθεί ποτέ – ούτε έχει περιγραφεί από ιστορικούς, μέχρι σήμερα – είναι αξιοσημείωτο για την πρωτότυπη άποψή του σχετικά με την ανακάλυψη της διπλής έλικας.

Η Μπρους παρουσίασε το έργο ως έργο «δύο ομάδων»: η μία, αποτελούμενη από τον Γουίλκινς και την Φράνκλιν, συγκέντρωνε πειραματικά στοιχεία με τη χρήση ανάλυσης ακτίνων Χ- «η άλλη» αποτελούμενη από τον Γουάτσον και τον Κρικ, εργαζόταν πάνω στη θεωρία. Σε κάποιο βαθμό, έγραψε η Μπρους, οι ομάδες εργάζονταν ανεξάρτητα, αν και «συνδέονταν μεταξύ τους, επιβεβαιώνοντας η μία την εργασία της άλλης από καιρό σε καιρό, ή παλεύοντας πάνω σε ένα κοινό πρόβλημα».

Για παράδειγμα, ο Γουάτσον και ο Κρικ είχαν «αρχίσει να εργάζονται πάνω στη θεωρία της διπλής έλικας ως αποτέλεσμα των ακτίνων Χ του Γουίλκινς».
Αντίθετα, έγραψε, η Φράνκλιν «έλεγχε το μοντέλο του Κάβεντις με τις δικές της ακτίνες Χ, χωρίς πάντα να επιβεβαιώνει τη δομική θεωρία του Κάβεντις». Δεν διέφυγε της προσοχής ότι και τα δύο παραδείγματα καθιστούν τη Φράνκλιν σε θέση ισχύος, κάθε άλλο παρά ομότιμη με τους Γουίλκινς, Κρικ και Γουάτσον.

Δυστυχώς, ο Μπρους δεν ήταν τόσο ισχυρή στην επιστήμη. Το άρθρο της έφτασε αρκετά μακριά ώστε το Time να στείλει έναν φωτογράφο του Cambridge, τον Anthony Barrington Brown, να τραβήξει πορτρέτα του Γουάτσον και του Κρικ, και ο Watson να πει στους φίλους του να το προσέχουν.

Αλλά δεν εμφανίστηκε ποτέ, ίσως επειδή η Φράνκλιν είπε στην Μπρους ότι χρειαζόταν πολλή δουλειά για να αποκατασταθεί η επιστήμη. Η άποψη της Μπρους για την ανακάλυψη θάφτηκε, και οι συναρπαστικές εικόνες του Barrington Brown εξαφανίστηκαν μέχρι που ο Γουάτσον ανέστησε τις καλύτερες από αυτές 15 χρόνια αργότερα, για το The Double Helix.

Είναι δελεαστικό να σκεφτεί κανείς πώς θα θυμόταν ο κόσμος την ιστορία της διπλής έλικας αν είχε δημοσιευτεί το άρθρο της Μπρους, κατάλληλα επιστημονικά διορθωμένο. Από την αρχή, η Φράνκλιν θα παρουσιαζόταν ως ισότιμο μέλος ενός κουαρτέτου που έλυσε τη διπλή έλικα, το μισό της ομάδας που διατύπωσε το επιστημονικό ερώτημα, έκανε σημαντικά πρώτα βήματα προς τη λύση, παρείχε κρίσιμα δεδομένα και επαλήθευσε το αποτέλεσμα. Πράγματι, μία από τις πρώτες δημόσιες παρουσιάσεις της διπλής έλικας, στο Royal Society Conversazione τον Ιούνιο του 1953, υπογράφηκε από τους συγγραφείς και των τριών άρθρων του Nature. Σε αυτή την πρώιμη ενσάρκωση, η ανακάλυψη της δομής του DNA δεν θεωρήθηκε ως αγώνας δρόμου που κέρδισαν οι Γουάτσον και Κρικ, αλλά ως αποτέλεσμα μιας κοινής προσπάθειας.

Σύμφωνα με τον δημοσιογράφο Horace Freeland Judson και τη βιογράφο της Φράνκλιν, Brenda Maddox, η Φράνκλιν έχει αναχθεί σε «αδικημένη ηρωίδα» της διπλής έλικας. Αξίζει να τη θυμόμαστε όχι ως θύμα της διπλής έλικας, αλλά ως ισότιμη συνεισφέρουσα στη λύση της δομής.

Πηγή: ieidiseis.gr