Det er et halvt århundrede siden Watson og Crick løb med Nobelprisen,
æren og den evige berømmelse. Men de var ikke alene om at opklare,
hvordan DNA molekylet er skruet sammen.
Hvis DNA molekylet var skabt af en moderne designer, ville ophavsmanden
have heddet Arne Jacobsen. Den spændstige dobbelte spiral er på
én gang enkel, smuk og aldeles uangribelig i sin funktionalitet.
Nu fylder den halvtreds.
Det var i de første kølige måneder af 1953, at amerikaneren James
Watson og hans britiske kollega Francis Crick afdækkede DNA strukturen
og stod fadder til det, der er blevet kaldt den største videnskabelige
opdagelse i de sidste hundrede år. En opdagelse, der lagde grunden
til en revolution. På bare et halvt århundrede har vi kortlagt den
menneskelige arvemasse, lært os at klone og dyrke stamceller. Og
vi er gledet ind i en verden, hvor DNA udgør rygraden og livsnerven
i al biologisk og medicinsk forskning.
Selv med så meget vand i stranden er historien om Watson og Crick
stadig interessant. Den minder ikke bare om, at de to ikke var alene,
men del af et kapløb, den giver også et indblik i forskningens natur
og indre mekanik. Fortæller, at vejen til nye opdagelser er alt
andet end snorlige, beregnelig og styret af stringent logik. Og
illustrerer, hvordan alle kneb bliver brugt, fordi det gælder om
at komme først.
Gennembruddet kom ikke ud af den blå luft. Tiden var i høj grad
moden. Den samlede viden på området havde vokset sig tilstrækkelig
fyldig til at man kunne sætte ind med det endelige ryk. Allerede
i slutningen af 1800-tallet havde en tysk biokemiker opdaget, at
cellekerner indeholdt nogle karakteristiske lange kæder bestående
af sukkermolekyler, fosforsyre og kvælstofholdige baser. Senere
kom det for en dag, at sukkermolekylerne kunne være enten ribose
eller deoxyribose, og at de lange kæder fandtes i to former; nemlig
RNA (Ribo Nucleic Acid) og DNA (Deoxyribo Nucleic Acid). Et afgørende
spring fremad kom i 1943, hvor amerikaneren Oswald Avery med en
række eksperimenter beviste, at det er DNA molekylet, som bærer
på organismens genetiske information. Han foreslog endda at DNA
måske ligefrem i sig selv var det eftersøgte gen. Og i slutningen
af 40’erne havde denne opfattelse bredt sig på parnasset.
Så lød startskuddet. Datidens førende kemiker, Linus Pauling fra
California Institute of Technology, havde netop vist at visse proteiner
har en spiralsnoet, såkaldt helikal, struktur, og med denne succes
i bagagen kastede han sig helt naturligt over det næste »store«
molekyle på scenen.
Samtidig, i England, havde den højt respekterede biofysiker J.T.
Randall fra Kings College i London besluttet at gå ind i arbejdet
med at opklare DNA strukturen. Randall ansatte den unge Rosalind
Franklin, som ganske vist var kvinde, men en meget lovende kemiker,
til jobbet. Han hentede hende hjem til England fra et succesfuldt
ophold i Paris og udstyrede hende med en ph.d. studerende som assistent.
Franklin gik som en selvfølge ud fra at de to var de eneste i gruppen,
der arbejder på projektet, men fandt hurtigt ud af at det forholdt
sig anderledes. Randalls mangeårige medarbejder, Maurice Wilkins,
havde allerede en tid gået og rodet med DNA og han forsøgte nu at
etablere et samarbejde med Franklin. Manden der var kendt som lidt
af en charmør prøvede med såvel venlig samtale, som små komplimenter
og chokolade. Uden held.
Rosalind Franklin, der havde pænt høje tanker om sit eget værd,
anså Wilkins for en middelmådig begavelse og en nærmest inkompetent
forsker, og hun nægtede at have noget med ham at gøre. Forholdet
udviklede sig hurtigt til et indædt uvenskab, der skulle vise sig
at få konsekvenser. Rosalind Franklins strategi var klar. Hun ville
løse DNA strukturen med røntgenkrystallografi, en teknik, hvor man
bombarderer krystaller af sit materiale med røntgenstråler. Strålingen
reflekteres og på fotografisk film kan man optage nogle mønstre,
som kan bruges til at beregne de enkelte molekylers struktur. Franklin
havde alle forudsætninger. Fra Randall fik hun udleveret verdens
på den tid bedste præparation af DNA, en ifølge Wilkins »snotlignende«
gelé i en syltetøjskrukke. Geleen, som var fremstillet af en schweizisk
forsker var meget ren og viste sig at danne eksemplariske krystaller.
Hun annekterede syltetøjskrukken og Wilkins måtte fortsætte for
sig selv med noget ringere materiale. I sit indledende arbejde opdagede
Franklin noget vigtigt. DNA krystallerne kunne alt efter luftens
relative fugtighed danne en våd eller en tør form, som gav helt
forskellige røntgenmønstre. Det stod klart for Franklin, at de forskere,
som hidtil havde forsøgt sig, havde set på en blanding af de to
former uden at vide det.
Mens den interne rivalisering kører lystigt i London er der noget,
der rører på sig ude i det idylliske Cambridge. På Cavendish Laboratory
havde den frafaldne fysiker, Francis Crick længe gået og interesseret
sig for biologiske substanser, og han havde nu fundet sammen med
den kun 23-årige besøgende biolog James Watson. Crick forstod sig
på atomer, molekyler og røntgenkrystallografi, og Watson kendte
til genetik. Det umiddelbart umage, men effektive par, gik en helt
anden vej end Rosalind Franklin.
I stedet for at eksperimentere lod de sig inspirere af Linus Pauling,
som havde brugt kendskabet til kemiens regler og et sæt byggeklodser
til at komme frem til sin helikale proteinstruktur. Også Cambridge
duoen ville ræsonnere sig frem til en løsning. Watson bestilte et
sæt atomlignende klodser fra universitetets værksted og begyndte
at bygge modeller. I månedsvis tænkte og diskuterede han og Crick,
mens de satte fosforatomer og baser sammen til forskellige strukturer
og forkastede den ene efter den anden som umulig.
Dét, samtlige konkurrerende på dette tidspunkt vidste, var, at
DNA bestod af en sekvens af fire forskellige baser, adenin, guanin,
thymin og cytocin. Samt at baserne sad på en lang streng af sukker-fosfat
molekyler. Derudover virkede det rimeligt at antage, at den overordnede
struktur var en eller anden form for spiral. Dels fordi Pauling
havde påvist, at det helikale gav stabilitet til store biologiske
molekyler, dels fordi foreløbige røntgen-data kunne tydes i den
retning. Men hvilken type spiral?
Kombattanterne stødte hurtigt sammen. I efteråret ’51 tog Watson
til London for at høre folkene på Kings College tale om deres foreløbige
resultater, og med dem i hånden konstruerede han og Crick over den
næste uge et konkret bud. En tredobbelt spiral - trippel helix -
hvor rygraden med fosfat og sukkermolekyler befandt sig i midten
med baserne strittende ud til alle sider. Stolt inviterede de London-folkene
ud til et eftersyn. Og fik straks smæk over fingrene, da Franklin
- som jo var rigtig kemiker - påpegede, at deres konstruktion ikke
havde en chance for at holde sammen i den fysiske virkelighed. Det
var pinligt, og lederen af Cavendish, Sir Lawrence Bragg, gav sine
drenge ordre til at lægge DNA arbejdet på hylden. Rosalind Franklin
tog hjem med et smil på læben. Hun anså Watson og Cricks fremgangsmåde
for uprofessionel og gav i det hele taget ikke meget for tankeeksperimenter.
Hendes egen videnskabelige stil var at holde sig til vel tilrettelagte
eksperimenter og stringent analyse. At arbejde sig møjsommeligt
fremad fra det ene delresultat til det næste, fremfor at foretage
intuitive badutspring.
Der var altså klare personlige modsætninger mellem Franklin og
parret fra Cavendish. Og det lykkedes efterfølgende de to vindere
at forholde sig særdeles nedladende til taberen. I sin bog fra 1968
The Double Helix forvandler Watson således den begavede og fagligt
respekterede Rosalind til »Rosy«. En hidsig laboratorie-tante, som
både var en smule latterlig og - værst af alt - ufiks at se på.
»Jeg spekulerede et øjeblik på, hvordan hun mon så ud, hvis hun
tog brillerne af og gjorde noget ud af sit hår,« skriver han om
sin reaktion på deres første møde. I en tid, hvor man endnu ustraffet
kunne lufte den slags.
Efter fiaskoen i Cambridge kører Franklin frem som en kampvogn.
Hun laver krystaller af sin DNA gelé og eksponerer sine røntgenbilleder
længere og længere tid for at få mere detaljerede mønstre at arbejde
med. I foråret 1952 opnår hun et særligt billede. Fotografi 51 kalder
hun det i sin laboratoriejournal. Det var skabt med den våde form
af DNA og viser et stort og tydeligt X-formet kryds. Franklin skænker
ikke fotografiet alverden opmærksomhed, men sætter det til side
og koncentrerer sig om at lave billeder af den tørre form. De giver
mere komplekse mønstre, som hun mener er bedre egnede til at beregne
molekylestrukturen fra.
Sammen med sin lydige studerende giver hun sig i kast med en større
matematisk analyse af udmålte røntgenmønstre, men da de afslutter
analysens første del i november ’52 kan de stadig ikke rigtig se
DNA strukturen for sig. Imidlertid passer de »tørre« billeder ikke
med en spiralstruktur og Rosalind forkaster foreløbig ideen om en
sådan. Lidt senere sker der noget. Laboratoriechefen Randall får
besøg af the Biophysics Committee og beder samtlige sine forskere
skrive en rapport om, hvor deres arbejde befinder sig. Det gør både
Franklin og rivalen Wilkins.
Desværre - skulle det vise sig - er et af komiteens medlemmer forskeren
Max Perutz, som til daglig holder til på Cavendish. Perutz, der
af eftertiden har fået på puklen for sit lille nummer, viser sin
kopi af Kings College rapporten til Crick, som med sin erfaring
i at læse røntgenmønstre indser, at Franklin er på vildspor. Han
kan se, at det, hun tolker som bevis for en ikke-helikal struktur,
er mønstre, der opstår, fordi den tørre DNA krøller sig op om sig
selv. Watson og Crick, som trods forbud igen bygger med klodser,
føler sig pludselig ovenpå og tror de har tiden for sig. Indtil
de rammes af et grimt chok idet gamle Linus Pauling melder sig på
banen. Paulings søn Peter kommer forbi Cavendish og fortæller, at
han netop har fået et brev fra sin far, som mener at have løst strukturen
for DNA. Alt synes tabt og parret går i sort.
Men så ankommer Paulings manuskript og bliver vist frem af sønnen.
»Det er en besynderlig øvelse at læse en artikel skrevet af en stor
forsker, som fuldstændig har misforstået...,« skriver Watson senere
om læsningen. Manuskriptet bliver en slags vendepunkt i historien,
da det også finder vej til Rosalind Franklin. Hun kan med et halvt
øje se, at Pauling ikke har læst grundigt nok på litteraturen og
at han har baseret sit forslag på nogle tynde røntgendata fra en
blanding af vådt og tørt DNA. Paulings bud ligner Watson og Cricks
umulige trippel helix fra året før. Watson diskuterer under et besøg
i London resultaterne med Franklin, og kan på et tidspunkt ikke
holde sig fra at kritisere den ærekære kvinde for selv at have forkastet
muligheden af en helikal DNA struktur.
Franklin bliver rasende. I sin bog beskriver Watson scenen som
lidt af en komedie. Dér står de to i laboratoriet, da »Rosy« pludselig
kommer imod ham som en furie med mord i øjnene. For at forhindre
hende i ligefrem at slå løs på ham snapper Watson hurtigt Paulings
manuskript og haster ned ad gangen, hvor han støder ind i ingen
andre end Maurice Wilkins.
De to udveksler ubehageligheder om Franklin og føler sig inderligt
forbundne. Watson klager over, at der ikke er gode røntgendata til
rådighed, hvorefter der sker noget afgørende. Og fuldstændig uhørt.
Den tjenstvillige Wilkins går uden tilladelse i Rosalind Franklins
journal og finder fotografi nr. 51 frem til sin nye kammerat. Watson
skriver senere:
»Jeg tabte underkæben og min puls gik op i samme øjeblik jeg så
det fotografi. Mønsteret var ubegribeligt meget enklere end dem,
det hidtil var lykkedes at få frem. Og hvad mere var; det sorte
kryds, som dominerede billedet kunne udelukkende stamme fra en helikal
struktur.« I toget hjem til Cambridge skitserer Watson billedet
på bagsiden af en avis og viser det straks til Crick. Han bemærker
noget vigtigt. Nemlig at der er total symmetri i det sorte kryds,
hvilket betyder, at DNA krystallen har den samme form, hvad enten
den vender op eller ned. Det må betyde, at spiralens to strenge
drejer i modsatte retninger.
Watson tager den nye indsigt ad notam og slider i det med sine
modeller. Han vender hele tiden sukker-fosfat rygraden indad og
lader baserne stritte ud på ydersiden, fordi det forekommer ham,
at de skal være frie til at reagere med proteiner og andre molekyler
i den levende celle. Det lyder logisk, men passer dårligt. Da Crick
tilfældigt falder forbi, foreslår han at sætte rygraden i midten
og baserne imellem dem. Det ville da være for let, replicerer den
efterhånden udmattede Watson, hvortil hans partner blot svarer:
»Hvorfor gør du det så ikke?« Nu er Rosalind Franklin også på sporet.
Den 10. februar noterer hun i sin laboratoriejournal om den våde
DNA form, at der er bevis for en to-strenget helix. Desværre kan
»Rosy« ikke se det samme som Cambridge-drengene. Da hun sidst i
februar analyserer fotografi nr. 51 beregner hun molekylets diameter
korrekt og konkluderer, at der er tale om en to-strenget spiral
med rygraden udad. Men hun skriver også, hvordan det piner hende
ikke at kunne se de to strenges indbyrdes forhold og forbindelse.
Franklin foretager simpelthen aldrig det induktive spring, der får
brikkerne til at falde på plads.
Fem dage senere - en lørdag morgen - ankom James Watson til Cavendish
som han plejede, og tog fat på at sætte sine byggeklodser sammen.
Han prøvede igen og igen med den idé, at de indadvendte baser skulle
sidde over for hinanden i par som lignede hinanden mest muligt ,
men kunne ikke få skidtet til at hænge sammen på den måde. Pludselig
blev han klar over, at det gav mening at parre to forskellige baser.
Hvis adenin sad over for thymin og guanin over for cytocin, kunne
de forbindes med to brintbindinger hen over spiralens kløft. På
denne måde faldt byggeklodserne helt naturligt ind i hinanden og
modellen passede med tidligere observationer, som sagde, at forholdet
mellem henholdsvis A og T samt G og C altid var én til én. Den passede
også som fod i hose med Cricks antagelse om, at de to sukkerkæder
måtte løbe parallelt, men vende i hver sin retning. Som to slanger,
der mødes hoved mod hoved og snor sig ind i hinanden.
Den dag var der drinks til frokosten i Eagle Pub, hvor Crick beskedent
fortalte alle de tilstedeværende, at han og makkeren havde »afdækket
livets hemmelighed«. Hemmeligheden kunne læses af alle sort på hvidt
den 25. april 1953 i Nature. En lille uanselig, men skelsættende
artikel med titlen A structure for Deoxyribose Nucleic Acid.
Ville Rosalind Franklin have løst strukturen, hvis hun havde haft
mere tid til sine beregninger? Måske. Ville Watson og Crick have
fejlet, hvis Wilkins ikke havde vist dem hendes fotografi nr. 51?
Det står hen i det uvisse. Det står imidlertid fast, at drengene
havde vundet. Deres teoretiske model bliver i løbet af de næste
par år bekræftet af eksperimentelt arbejde, og lidt senere er den
genetiske kode knækket. Parret fra Cavendish er uhjælpeligt verdensberømte
og i 1962 modtager de Nobelprisen i medicin.
I dag løfter man lige et øjenbryn, når man hører, at de modtog
den sammen med Maurice Wilkins, og at ingen af de tre nævnte så
meget som nævner Rosalind Franklin i deres takketale. Men hun var
også død af kræft i 1958 og kunne ikke gøre ophævelser.
Brenda Maddox: Rosalind Franklin. The Dark Lady of DNA. HarperCollins
$29.95.
James Watson: The Double Helix; Mass Market Paper Back. Out of
print.
Offentliggjort i Weekendavisen 3 januar 2003. Gengivet efter aftale.
|
