Уотсон что открыл в биологии

Открытие ДНК Уотсоном и Криком

Вклад в науку Фрэнсиса Крика и Джеймса Уотсона

Открыли ли Уотсон и Крик подлинную структуру ДНК?

28 февраля 1953 года, четверг. В заведении «Игл Паб» в Кембридже наплыв посетителей, туристов и местных — как раз обеденное время. Вдруг распахивается дверь, и внутрь вбегают два молодых человека. Они подходят к бару и громко заказывают напитки. «У нас праздник, — говорит тот, что повыше. — Мы открыли секрет жизни!»

Совершив невероятный научный подвиг, Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон разгадали структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты, более известной по сокращению ДНК. В этом им помогали коллеги Розалинд Франклин и Морис Уилкинс. ДНК присутствует в миллиардах клеток, составляющих наше тело. Это химическое соединение, которое является носителем генетической информации и содержит «инструкции» по построению организма.

Молекула ДНК похожа на лестницу. В ступеньках лестницы, подобно буквам алфавита, закодирована информация. Эти длинные цепочки образуют инструкции, так же как из букв собираются слова. Каждая такая инструкция (участок спирали ДНК) называется геном. Один ген может означать «цвет глаз — синий», другой — «цвет волос — каштановый». Набор генов разный у всех людей, кроме близнецов.

Благодаря открытиям Крика, Уотсона и других ученых мы научились лечить многие болезни, вызванные ошибками в генах. Мы можем отыскать преступника по оставленным им следам ДНК. Открытие ДНК заложило основы проекта «Человеческий геном», который исследует генные наборы разных людей. Так мы узнаем, какие части молекулы ДНК отвечают за те или иные свойства организма.

Гонка за ДНК

Разгадав структуру молекулы ДНК, Крик и Уотсон обошли другого известного исследователя, Лайнуса Полинга. За несколько недель до их триумфа Полинг ошибочно объявил о своей победе.

Источник

Нобелевские лауреаты: Джеймс Уотсон

Лекция Уотсона в ИБХ РАН

Как книга лауреата по физике заставила сменить орнитологию на генетику, как в современном мире можно расплачиваться за право иметь собственное мнение и как молодой человек получил Ту Самую Премию, рассказывает очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Вот и добрались мы до одной из самых известных Нобелевских премий. Впрочем, про одного из лауреатов, Мориса Уилкинсона, мы уже написали – так получилось, а вот к следующему герою я приступаю с трепетом и нерешительностью.

Во-первых, среди всех лауреатов Нобелевской премии по известности во всем мире, как научной, так и околонаучной, с ним сравнится, пожалуй, разве что Эйнштейн.

Во-вторых, он еще, к счастью, жив (57 лет после получения своей премии, хотя сейчас это не рекорд).

В-третьих, он сам прекрасно рассказывает свою биографию – и в лекциях, и в книжках, и тут я ему не конкурент.

А в-четвертых, мы знакомы. И это было не просто интервью или лекция (так случилось, что и я слушал лекции и научный доклад своего героя, и он вместе с супругой слушали мою лекцию). Мы неделю провели в одном месте, ужинали за одним столом, общались – и это тоже накладывает свой отпечаток: ведь в любой истории о любом ученом все равно нужно личное отношение к человеку. Иногда безусловно положительное (как, например, к Вудворду), иногда – отрицательное (как к Ленарду), иногда – противоречивое (как к Габеру). А тут – сначала с детства ты слышал о нем как о легенде, а потом неделю общаешься на равных – просто потому, что в формате Гордоновской конференции иного не предусмотрено. И тут все называли его Джим. В общем, воспринимайте этут статью как «штрихи к портрету» или даже «штрихи к пути» к Нобелевской премии, полученной в 34 года, и встречайте: Джеймс Уотсон.

Джеймс Дьюи Уотсон

Родился 6 апреля 1928 года, Чикаго, Иллинойс, США

Нобелевская премия 1962 года (1/3 премии, совместно с Фрэнсисом Криком и Морисом Уилкинсоном). Формулировка Нобелевского комитета: «За открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах (for their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material)».

Джеймс Уотсон – единственный сын бизнесмена Джеймса Уотсона и его супруги, Джин Митчелл. При этом если предки отца происходили из «колониальных эмигрантов из Британии», то еще родители матери жили в Соединенном королевстве: дед по матери, Лахлин Митчелл, был портным в Глазго (Шотландия, если кто не помнит), а бабушка, Лиззи Глисон, была дочкой эмигрантов из Ирландии. В общем, атомная смесь. К тому же отец передал сыну бунтарский для 1930-х годов нрав: он бежал из католической религии, в которой был воспитан, и воспитал соответственно Джима-младшего. Еще один важный вклад отца в характер и привычки Джеймса: каждую пятницу он водил его в библиотеку, Джим брал там две-три книги и проглатывал их за семь дней. А еще отец показал ему, как это здорово – часами наблюдать за птицами. И юный Уотсон решил стать орнитологом.

«Не как все» Уотсон стал уже в 15 лет, когда поступил в Чикагский университет. Тогда только ультралиберальная политика вуза позволила начать учиться раньше положенного. Процитируем одну книгу нашего героя, в которой университет описывается, как «замечательное академическое учреждение, в котором ему прививали способность критически мыслить и не страдать от дураков, которые мешали поиску истины». А называть эту книгу пока не будем, потерпите немного.

Уотсон должен был бы стать орнитологом, как Джеймс Бонд (в те годы – один из самых известных орнитологов мира, давший имя главному герою Яна Флеминга, тоже страстного охотника наблюдать за птицами). Но для души, ищущей славы и нового, этого явно было мало. И наверняка подспудно Уотсон искал что-то иное.

«Что-то иное» дал ему великий физик, размышлявший о природе жизни. Уотсону попалась книга Эрвина Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?» – и он решил уйти в фундаментальные науки о живом и заняться генетикой. После получения в 1947 году степени бакалавра зоологии Уотсон переходит в Индианский университет в Блумингтоне.

…Биографии многих лауреатов Нобелевской премии можно рассматривать по канонам волшебной сказки, расписанным Владимиром Проппом. Среди 7 основных персонажей, описываемых в «Морфологии волшебной сказки», есть волшебный помощник (он же иногда мудрый наставник) главного героя. Если прочитать все написанные биографии нашего проекта, то наверняка можно заметить, что в большинстве случаев у лауреата Нобелевской премии бывает один (или несколько) наставников из этой же когорты – действующих или будущих лауреатов.

С Уотсоном случилась та же история: он начал работать у Сальвадора Лурии. К нему мы еще вернемся, когда доберемся до 1969 года: тогда и наставник Уотсона получит свою Нобелевку – «За открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов». Собственно говоря, вирусами уже в то время Лурия и занимался, а точнее – бактериофагами. Тогда, в начале 1948 года, в группе Дельбрюка – Лурии («Фаговая группа») все понимали, что наука уже потихонечку нащупывает физическую природу гена. Но вот где она? ДНК считали «глупым тетрануклеотидом», хотя данные за то, что генетическая информация содержится именно в нуклеиновых кислотах, уже были. Или в белках?

Источник

Американский биолог Джеймс Уотсон: биография, личная жизнь, вклад в науку. Двойная спираль ДНК

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.

Источник

Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик

Фото Все

Видео Все

70 нескучных лет в науке. Джеймс Уотсон

Уотсон и Крик — биография

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.

Фото: Уотсон и Крик

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 становится 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 работоы.

Уотсон и Крик

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 становится 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 центром по изучению молекулярной биологии. С 1988 по 1992 год Уотсон активно участвует в ряде проектов по изучению генома человека.

Крик после мирового признания становится 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 становится 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.

Источник