Розалинд Элси Франклин – блестящий британский химик, чьи рентгеноструктурные исследования обеспечили ключевой подход к строению дезоксирибонуклеиновой кислоты и количественно подтвердили модель Уотсона - Крика. Также она установила, что молекулы ДНК существуют в более чем одной форме.
Розалинд Франклин: краткая биография, фото
Розалинд родилась в Лондоне 25 июля 1920 г., второй из пяти детей известной англо-еврейской семьи. Ее отец Эллис Франклин был партнером в банке «Кейзер», одном из крупнейших семейных предприятий (другим было издательство «Рутледж и Кеган Пол»). Он и его жена Мюриэль принимали активное участие в благотворительных и других общественных делах. Розалинд Франклин (фото в статье приведено далее) училась в школе Святого Павла для девочек, которая готовила выпускников к будущей карьере, а не только для брака. Ей легко давались математика и естественные науки, а также иностранные языки (в конечном счете она превосходно владела французским, итальянским и немецким). В отличие от многих полиглотов, она была лишена музыкального слуха. Густав Хольст, музыкальный руководитель школы Св. Павла, однажды заметил, что пение Розалинд улучшилось почти до попадания в тон. Семья Франклин часто отдыхала в пеших походах, и туризм остался одним из ее пожизненных увлечений, наравне с зарубежными поездками.
Учеба в Кембридже
По словам ее матери, всю свою жизнь Розалинд точно знала, куда она идет, и в шестнадцать лет она выбрала науку своим предметом. Не захотев еще год готовиться к колледжу, в 1938 г. она оставила школу, чтобы поступить в Ньюнхем, один из двух женских колледжей Кембриджского университета. Ее отец не стал, как некоторые источники утверждают, противостоять ей в этом, хотя он мог бы подобрать ей более традиционный курс. В Кембридже Франклин специализировалась на физической химии. Ее студенческие годы частично пришлись на Вторую мировую войну. Многие преподаватели тогда привлекались к военным исследованиям. Некоторые эмигранты (например, биохимик Макс Перуц) были задержаны как иностранцы. В одном письме Франклин отметила, что «практически весь Кавендиш исчез; биохимия почти полностью читалась немцами и не могла выжить».
Помощь фронту
В 1941 году Розалинд Франклин получила степень бакалавра, стипендию еще на один год работы и грант департамента научных и промышленных исследований. Она провела это время в лаборатории Норриша, известного пионера фотохимии. В 1942 году, когда война еще продолжалась, Франклин должна была решить, следует ли ей заняться традиционными военными работами или проводить изыскания в области, имеющей отношение к потребностям военного времени с перспективой на докторскую степень. Она выбрала последнее и летом начала сотрудничать с недавно организованным Британским угольным научно-исследовательским объединением (BCURA).
Розалинд Франклин: биография ученого
В течение следующих четырех лет Франклин работала над выяснением микроструктуры различных углей и углеродов, чтобы объяснить, почему некоторые из них более проницаемы водой, газами и растворителями, а также как на это влияют нагрев и карбонизация. В своем исследовании она показала, что поры угля на молекулярном уровне имеют тонкие перетяжки, которые увеличиваются при нагреве и изменяются в зависимости от содержания углерода. Они действуют как «молекулярные сита», последовательно блокируя проникновение веществ, в зависимости от молекулярного размера. Розалинд Франклин стала первой, кто идентифицировал и измерил эти микроструктуры. Ее фундаментальный труд позволил классифицировать угли и с высокой степенью точности прогнозировать их эффективность. Сотрудничество Франклин с BCURA обеспечило ей докторскую диссертацию. Она получила докторскую степень в Кембридже в 1945 году и написала пять научных работ.
Переезд во Францию
После войны Розалинд Франклин занялась поиском другого места работы. Она получила должность в парижской лаборатории Жака Меринга. Здесь она научилась анализировать уголь с помощью рентгеноструктурного анализа, а также близко познакомилась с техникой. Ее работы с подробным описанием строения графитизирующих и не графитизирующих углеродов помогли сформировать основу для развития углеродных волокон и новых жаропрочных материалов и принесли ей международную известность среди химиков угля. Она испытывала удовольствие от коллегиальной профессиональной культуры Центральной лаборатории и нашла там много друзей.
Возвращение в Англию
Хотя она была очень счастлива во Франции, в 1949 году Розалинд Франклин начала искать работу на родине. Ее друг Чарльз Колсон, теоретический химик, предложил ей попробовать «рентгенодифракционные методы исследования» больших биологических молекул. В 1950 г. она была удостоена трехлетней стипендии Тернера и Ньюэлла для работы в отделе биофизики Джона Рэндалла в Королевском колледже Лондона. Рэндалл планировал, что Франклин создаст отдел кристаллографии и займется анализом белков. Однако по предложению помощника начальника лаборатории Мориса Уилкинса, Рэндалл попросил ее заняться исследованиями ДНК. Уилкинс только начал работать с рентгеновской дифракцией некоторых необычайно хороших образцов молекул генетического кода. Он ожидал, что они с Франклин будут сотрудничать, но так об этом ей и не сказал.
Снимок ДНК
Исследованиями дезоксирибонуклеиновой кислоты занималась только она и аспирант Раймонд Гослинг. Ее отношения с Уилкинсом страдали от недопонимания (и, возможно, от неудовлетворенности Франклин коллегиальной культурой университета). Работая с Гослингом, Розалинд получала все более отчетливые рентгеновские фотографии ДНК и быстро обнаружила, что влажная и сухая формы давали совершенно различные снимки. Влажная форма показывала спиральную структуру, с внешней стороны которой находились фосфаты рибозной цепи. Ее математический анализ дифракций в сухом виде, однако, не выявил такого строения, и она потратила больше года, пытаясь урегулировать разногласия. К началу 1953 г. она пришла к выводу, что обе формы имели две спирали.
Забывчивые лауреаты
Между тем в Кавендишской лаборатории в Кембридже Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон работали над теоретической моделью ДНК. Не пребывая в тесном общении с Франклин, в январе 1953 г. они почерпнули важные выводы о структуре дезоксирибонуклеиновой кислоты по одному из рентгеновских снимков, который им показал Уилкинс, а также из резюме ее неопубликованных статей, поданных в Совет по медицинским исследованиям. Уотсон и Крик не сказали ей, что видели ее материалы, и не признали ее участие в их работе при публикации своего известного сообщения в апреле. Позже Крик признался, что весной 1953 года Франклин была в двух шагах от осознания правильной структуры ДНК.
Исследование вирусов
К тому времени Франклин договорилась о передаче ее стипендии лаборатории кристаллографии Бернала в Беркбек-колледже, где она обратила свое внимание на структуру вирусов растений (в частности, табачной мозаики). Розалинд сделала их точные рентгеновские снимки, работая с группой ученых, в число которых входил будущий лауреат Нобелевской премии Аарон Клуг. Ее анализ дифрактограмм показал, среди прочего, что генетический материал (РНК) вируса был встроен в его внутреннюю защитную белковую оболочку. Эта работа включала сотрудничество со многими исследователями, особенно в США. Франклин совершила две продолжительные поездки в 1954 и 1956 годах и создала сеть контактов по всей стране, в том числе с Робли Уильямсом, Барри Коммонером и Уэнделлом Стэнли. Ее опыт в этой области был признан Королевским Институтом в 1956 году, когда его директор попросил ее построить масштабные модели палочковидных и сферических вирусов для Всемирной научной выставки 1958 года в Брюсселе.
Болезнь, кончина и наследие
Осенью 1956-го Франклин был поставлен диагноз - рак яичника. В течение следующих 18 месяцев она перенесла операции и подвергалась другим методам лечения. У нее было несколько периодов ремиссии, во время которых она продолжала работать в своей лаборатории и искала финансирование для своей исследовательской группы. Розалинд Франклин, Забытая Леди ДНК, умерла в Лондоне 16 апреля 1958 года.
На протяжении всей своей 16-летней карьеры она опубликовала 19 научных статей об угле и углероде, 5 на тему ДНК и 21 о вирусах. В последние годы она получала множество приглашений выступить на конференциях по всему миру. Вполне вероятно, что работа над вирусами могла, наконец, принести заслуженную награду и профессиональное признание Розалинд Франклин, болезнь и смерть которой воспрепятствовали этому.
Роль в открытии структуры ДНК
Научные заслуги Франклин как в угольной химии, так и в исследовании структуры вирусов были значительными. Ее современники признавали это при ее жизни и после ее смерти. Но наиболее пристальное внимание общественности вызвала ее роль в открытии структуры ДНК. Крик, Уотсон и Уилкинс разделили Нобелевскую премию 1962 г. по физиологии и медицине за работы по строению дезоксирибонуклеиновой кислоты. Тогда никто не вспомнил о Розалинд.
Ее работы по ДНК, возможно, так бы и остались незамеченными, если бы Уотсон не высмеял ее в своих мемуарах 1968 г., опубликованных под названием «Двойная спираль». Там он представил «интересные факты» о Розалинд Франклин, изображенной под именем Роузи. Он описал ее как грубую, наглую женщину – «синий чулок», которая ревниво охраняла свои данные от коллег, даже если она не могла интерпретировать их. Его книга оказалась очень популярной, хотя многие, изображенные в ней, в том числе Крик, Уилкинс и Лайнус Полинг, возмутились такой трактовкой, как и большинство рецензентов.
В 1975 году подруга Розалинд Энн Сейр опубликовала биографию, содержащую гневные опровержения высказываний Уотсона, и роль Франклин в открытии структуры ДНК стала более известна. Множество статей и документальных фильмов пытались определить степень ее участия в «гонке за двойной спиралью», часто изображая ее как феминистку-мученицу, обделенную Нобелевской премией женоненавистниками-коллегами и ее ранней смертью. Впрочем, ее второй биограф Бренда Мэддокс отметила, что это тоже карикатура, которая несправедливо скрывает саму Розалинд Франклин, вклад в науку выдающегося ученого-химика и ее блестящую научную карьеру.
