Морис Уилкинс - Maurice Wilkins

Морис Уилкинс

Морис Х.Ф. Уилкинс.jpg
Морис Уилкинс с одной из камер, которые он разработал специально для исследований дифракции рентгеновских лучей в Королевском колледже Лондона.
Родился
Морис Хью Фредерик Уилкинс

( 1916-12-15 )15 декабря 1916 г.
Понгароа , Новая Зеландия
Умер 5 октября 2004 г. (2004-10-05)(87 лет)
Образование Школа короля Эдуарда, Бирмингем
Альма-матер Кембриджский университет (MA)
Университет Бирмингема (PhD)
Известен Рентгеновская дифракция, ДНК
Супруг (а) Рут Уилкинс (див.)
Патрисия Энн Чиджи
( М.  1959)
Дети 5
Награды
Научная карьера
Поля Биофизика
Физика
Учреждения Королевский колледж Лондонского
университета Бирмингема
Калифорнийский университет, Берклиский
университет Сент-Эндрюс
Тезис Законы затухания фосфоресценции и электронные процессы в твердых телах  (1940)
Докторант Джон Рэндалл

Морис Хью Фредерик Уилкинс CBE FRS (15 декабря 1916 - 5 октября 2004) был британским биофизиком из Новой Зеландии и лауреатом Нобелевской премии, чьи исследования охватывали несколько областей физики и биофизики, способствуя научному пониманию фосфоресценции , разделения изотопов , оптической микроскопии и т. Д. Рентгеновская дифракция и развитие радаров . Он наиболее известен своей работой в Королевском колледже Лондона по структуре ДНК .

Работа Уилкинса над ДНК делится на две отдельные фазы. Первый был в 1948–1950 годах, когда его первые исследования дали первые четкие рентгеновские изображения ДНК, которые он представил на конференции в Неаполе в 1951 году, на которой присутствовал Джеймс Уотсон . Во время второй фазы, 1951–52, Уилкинс создал четкие изображения в форме «B» и «X» из сперматозоидов кальмаров, изображения, которые он отправил Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику , в результате чего Уотсон написал: «Уилкинс ... получил чрезвычайно превосходные X- лучевые дифракционные фотографии »[ДНК].

В 1953 году координатор группы Уилкинса сэр Джон Рэндалл поручил Рэймонду Гослингу передать Уилкинсу высококачественное изображение ДНК формы «B» ( фото 51 ), которое Раймонд Гослинг сделал в 1952 году, после чего его руководитель Розалинда Франклин поместила это в сторону ", когда она покидала Королевский колледж в Лондоне. Уилкинс показал его Ватсону. Это изображение, наряду со знанием того, что Линус Полинг предложил неправильную структуру ДНК, «мобилизовало» Уотсона и Крика, чтобы возобновить построение модели. Благодаря дополнительной информации из исследовательских отчетов Уилкинса и Франклина, полученных от Макса Перуца , Уотсон и Крик правильно описали структуру двойной спирали ДНК в 1953 году.

Уилкинс продолжал тестировать, проверять и вносить существенные поправки в модель ДНК Уотсона – Крика, а также изучать структуру РНК. Уилкинс, Крик и Ватсон были удостоены Нобелевской премии 1962 года по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и ее значения для передачи информации в живом материале».

ранняя жизнь и образование

Памятник Морису Уилкинсу, Мейн-стрит, Понгароа, Новая Зеландия

Уилкинс родился в Понгароа , Новая Зеландия, где его отец, Эдгар Генри Уилкинс, был врачом. Его семья была родом из Дублина, где его деды по отцовской и материнской линии были, соответственно, директором средней школы Дублина и начальником полиции. Семья Уилкинсов переехала в Бирмингем , Англия, когда Морису было 6 лет. Позже он учился в колледже Уайлд Грин, а затем с 1929 по 1934 год в школе короля Эдуарда в Бирмингеме .

Уилкинс поступил в колледж Святого Иоанна в Кембридже в 1935 году; он изучал естественных наук Трипос , специализирующихся в области физики и получил степень бакалавра искусств степень в 1938 году Марк Олифант , который был одним из инструкторов Уилкинса в Сент - Джонсе, был назначен на кафедру физики в Университете Бирмингема , и назначил в свой штат Джона Рэндалла . Уилкинс стал аспирантом Рэндалла в Бирмингемском университете . В 1945 году они опубликовали четыре статьи в Proceedings of the Royal Society о фосфоресценции и электронных ловушках. За эту работу Уилкинс получил докторскую степень в 1940 году.

Карьера и исследования

Послевоенные годы: 1945–1950 гг.

Во время Второй мировой войны Wilkins разработаны более совершенные радары экраны в Бирмингеме, затем работал по разделению изотопов на Манхэттенского проекта в Университете Калифорнии, Беркли в годы 1944-45.

Тем временем Рэндалл был назначен на кафедру физики в Сент-Эндрюсском университете . В 1945 году он назначил Уилкинса ассистентом лектора на своем факультете в Университете Сент-Эндрюс. Рэндалл вел переговоры с Советом по медицинским исследованиям (MRC) о создании лаборатории для применения экспериментальных методов физики к проблемам биологии. Сочетание этих дисциплин в качестве биофизики было новой идеей. MRC сказал Рэндаллу, что это нужно сделать в другом университете. В 1946 году Рэндалл был назначен профессором физики Уитстона, отвечая за весь физический факультет Королевского колледжа в Лондоне, получив финансирование для создания подразделения биофизики. Он привел с собой Уилкинса в качестве помощника директора подразделения. Они назначили группу ученых, обученных как физическим, так и биологическим наукам. «Философия управления» заключалась в том, чтобы исследовать использование многих методов параллельно, чтобы найти, что выглядело многообещающим, а затем сосредоточить внимание на них. Уилкинс, как ученый с самым разноплановым опытом в области физики и помощник директора подразделения, имел общий надзор за различными проектами, помимо непосредственного участия в своих личных исследовательских проектах, которые включали новые типы оптической микроскопии. Королевский колледж получил финансирование на строительство совершенно новых физико-технических факультетов, где хранилища под передним двором колледжа на уровне Стрэнда были разрушены бомбами во время войны. Отдел биофизики, еще несколько групп экспериментальной физики и теоретическая группа начали переезжать в первые месяцы 1952 года. Лаборатории были официально открыты лордом Черуэллом 27 июня. В статье Уилкинса для журнала Nature оба факультета описаны в соответствии с его руководящей ролью и престижем в колледже в целом.

ДНК - первая фаза

В Королевском колледже Уилкинс занимался, среди прочего, работой по дифракции рентгеновских лучей на сперматозоидах и ДНК барана, которые были получены из тимуса теленка швейцарским ученым Рудольфом Синьером . ДНК из лаборатории Сигнера оказалась гораздо более неповрежденной, чем ранее выделенная ДНК. Уилкинс обнаружил, что можно производить тонкие нити из этого концентрированного раствора ДНК, содержащего высокоупорядоченные массивы ДНК, подходящие для получения картин дифракции рентгеновских лучей. Используя тщательно подобранную группу этих нитей ДНК и поддерживая их гидратацию, Уилкинс и аспирант Рэймонд Гослинг получили рентгеновские снимки ДНК, которые показали, что длинная и тонкая молекула ДНК в образце от Сигнера имела правильную кристаллическую структуру. в этих темах. Позже Гослинг сказал: «Когда ... я впервые увидел все эти дискретные дифракционные пятна ... появившиеся на пленке в проявочной чашке, было поистине эвричным моментом ... мы поняли, что если ДНК была генным материалом, то мы только что показали что гены могли кристаллизоваться! " Эта первая работа по дифракции рентгеновских лучей в Королевском колледже была сделана в мае или июне 1950 года. Это была одна из рентгеновских дифракционных фотографий, сделанных в 1950 году и показанная на встрече в Неаполе годом позже, которая пробудила интерес Джеймса Уотсона к ДНК, вызывающей он написал: «Я внезапно увлекся химией… Я начал задаваться вопросом, смогу ли я присоединиться к Уилкинсу в работе над ДНК». В то время Уилкинс также познакомил Фрэнсиса Крика с важностью ДНК. Крик посоветовал ему поработать с белками, сказав Уилкинсу, что «вам следует найти себе хороший белок». Уилкинс знал, что надлежащие эксперименты с нитями очищенной ДНК потребуют лучшего рентгеновского оборудования. Уилкинс заказал новую рентгеновскую трубку и новую микрокамеру. Он также предложил Рэндаллу, чтобы Розалинд Франклин, которая вскоре должна была быть назначена, была переведена с работы над белковыми растворами, чтобы присоединиться к усилиям по ДНК.

К лету 1950 года Рэндалл договорился о трехлетней исследовательской стипендии для финансирования работы Розалинды Франклин в его лаборатории. Франклин задержалась с окончанием работы в Париже. В конце 1950 года Рэндалл написал Франклин, чтобы сообщить ей, что вместо того, чтобы работать над белком, она должна воспользоваться предварительной работой Уилкинса и что ей следует провести рентгеновские исследования волокон ДНК, сделанных из образцов ДНК Сигнера.

ДНК, второй этап 1951–52

В начале 1951 года наконец прибыл Франклин. Уилкинс был в отпуске и пропустил первую встречу, на которой его заменили Рэймонд Гослинг вместе с Алексом Стоуксом , который, как и Крик, решал базовую математику, которая делает возможной общую теорию дифракции рентгеновских лучей спиральными структурами. В течение нескольких месяцев в лаборатории не проводилось никаких работ с ДНК; новая рентгеновская трубка стояла неиспользованной, ожидая Франклина. Франклин получила ДНК от Сигнер, Гослинг стала ее аспирантом, и она ожидала, что работа по дифракции рентгеновских лучей ДНК будет ее проектом. Уилкинс вернулся в лабораторию, с другой стороны, ожидая, что Франклин будет его сотрудником и что они будут вместе работать над проектом ДНК, который он начал. Путаница в отношении ролей Франклина и Уилкинса в отношении работы с ДНК (которая позже переросла в значительную напряженность между ними) явно приписывается Рэндаллу. В своем письме о назначении он сказал Франклину: «Что касается экспериментального рентгеновского исследования [ДНК], то на данный момент будут только вы и Гослинг». Однако Рэндалл так и не сообщил Уилкинсу о своем решении передать Франклину исключительную ответственность за исследование ДНК, и Уилкинс узнал о письме только спустя годы после смерти Франклина. Позже он написал: «Мое мнение очень ясно: Рэндалл был очень неправ, когда писал Розалинд, что мы со Стоуксом хотели прекратить нашу работу над ДНК, не посоветовавшись с нами. После того, как Раймонд [Гослинг] и я получили чистый кристаллический X -Рисунок лучей Я очень хотел продолжить эту работу ... Пытаться понять, «что на самом деле произошло», когда очень замечательный ученый [Рэндалл] моделирует себя по образцу Наполеона, нелегко ... [но письмо] было очень разрушительным для нее и мне ".

К ноябрю 1951 года Уилкинс получил доказательства того, что ДНК в клетках, а также очищенная ДНК имеют спиральную структуру. Алекс Стоукс решил основную математику теории спиральной дифракции и подумал, что данные Уилкинса по дифракции рентгеновских лучей указывают на спиральную структуру в ДНК. Уилкинс встретился с Уотсоном и Криком и рассказал им о своих результатах. Эта информация от Уилкинса, наряду с дополнительной информацией, полученной Ватсоном, когда он услышал, как Франклин рассказала о своих исследованиях во время исследовательской встречи в Королевском колледже, стимулировала Уотсона и Крика к созданию их первой молекулярной модели ДНК, модели с фосфатным остовом в центре. После просмотра модели предложенной конструкции Франклин сказал Ватсону и Крику, что это неверно. Франклин основывал это на двух наблюдениях. Во-первых, эксперименты Дж. М. Гулланда показали, что группы оснований CO и NH 2 нельзя титровать , и поэтому они, вероятно, недоступны. Во-вторых, кристаллографические данные показали, что структурные единицы ДНК постепенно разделялись добавлением воды, что приводило к образованию геля, а затем раствора. Франклин считал, что простейшим объяснением этого является то, что гидрофильная часть молекулы находится снаружи. Крик пытался убедить Уилкинса продолжить дополнительное молекулярное моделирование, но Уилкинс не воспользовался этим подходом.

В начале 1952 года Уилкинс начал серию экспериментов со спермой сепии, которые были очень обнадеживающими. "Я ... получил гораздо более четкие закономерности, чем в прошлом году ... когда я случайно встретил [сэра Уильяма Лоуренса] Брэгга , я показал ему образец, [который] очень ясно дал веские доказательства спиральной структуры ДНК ... ... резкие образцы сперматозоидов очень вдохновляли и вызывали особый интерес, поскольку сперма была реальными живыми объектами, а не просто очищенной ДНК, извлеченной химиками из живого материала ». Уилкинса особенно интересовало, будут ли живые образцы давать значимые картины дифракции рентгеновских лучей - его результаты показали, что да.

В течение 1952 года Франклин также отказалась участвовать в молекулярном моделировании и продолжала работать над пошаговым подробным анализом своих данных дифракции рентгеновских лучей ( синтез Паттерсона ). К весне 1952 года Франклин получила разрешение от Рэндалла просить о переводе ее стипендии, чтобы она могла покинуть Королевский колледж и работать в лаборатории Джона Бернала в Биркбек-колледже , также в Лондоне. Франклин оставался в Королевском колледже до середины марта 1953 года.

Линус Полинг опубликовал предложенную, но неверную структуру ДНК, допустив ту же основную ошибку, что и Уотсон и Крик годом ранее. Некоторые из тех, кто работал над ДНК в Соединенном Королевстве, опасались, что Полинг быстро решит структуру ДНК, как только он осознает свою ошибку и поместит основы нуклеотидных цепей на внешнюю сторону модели ДНК. После марта 1952 года Франклин сосредоточился на рентгеновских данных для A-формы менее гидратированной ДНК, в то время как Уилкинс попытался работать с гидратированной B-формой. Уилкинс был инвалидом, потому что у Франклина была хорошая ДНК. Уилкинс получил новые образцы ДНК, но они были не так хороши, как исходный образец, который он получил в 1950 году и который Франклин продолжал использовать. Большинство его новых результатов касалось биологических образцов, таких как сперматозоиды, которые также предполагали спиральную структуру ДНК. В июле 1952 года Франклин сообщила ему и Стоуксу, что ее новейшие результаты заставили ее усомниться в спиральной природе A-формы.

В начале 1953 года Уотсон посетил Королевский колледж, и Уилкинс показал ему высококачественное изображение картины дифракции рентгеновских лучей B-формы, теперь идентифицированное как фотография 51 , которую Франклин сделал в марте 1952 года. Уилкинс показал это изображение, полученное Франклином, без уведомления. или получение разрешения от главного исследователя, создавшего изображение. Зная, что Полинг работает над ДНК и представил модель ДНК для публикации, Уотсон и Крик предприняли еще одну концентрированную попытку определить структуру ДНК. Через Макса Перуца , своего научного руководителя, Крик получил доступ к отчету о проделанной работе из Королевского колледжа, который включал полезную информацию от Франклина об особенностях ДНК, которые она вывела из своих данных дифракции рентгеновских лучей. Уотсон и Крик опубликовали предложенную ими двойную спиральную структуру ДНК в статье в журнале Nature в апреле 1953 года. В этой статье Уотсон и Крик признали, что их «стимулировали ... неопубликованные результаты и идеи» Уилкинса и Франклина.

Первая статья Уотсона-Крика появилась в Nature 25 апреля 1953 года. Члены лабораторий Кембриджского и Кингс-колледжа согласились сообщить о своей взаимосвязанной работе в трех статьях с непрерывной нумерацией страниц в Nature .

Сэр Лоуренс Брэгг, директор Кавендишской лаборатории , где работали Уотсон и Крик, в четверг, 14 мая 1953 года , выступил с докладом в Медицинской школе больницы Гая в Лондоне, результатом которого стала статья Ричи Колдера в лондонской News Chronicle в пятницу 15. Май 1953 года, озаглавленный «Почему ты. Ближе к секрету жизни». Новости достигли читателей The New York Times на следующий день; Виктор К. МакЭлхени, исследуя свою биографию «Уотсон, Ватсон и ДНК: совершая научную революцию» , обнаружил вырезку из статьи в New York Times из шести абзацев, написанной из Лондона и датированной 16 мая 1953 года с заголовком «Форма жизни». 'в ячейке сканируется ". Статья вышла в раннем выпуске, а затем была удалена, чтобы освободить место для новостей, которые считались более важными. ( Впоследствии 12 июня 1953 г. в New York Times была опубликована более длинная статья). В субботу, 30 мая 1953 года, студенческая газета Кембриджского университета Varsity также опубликовала свою короткую статью об открытии. Первоначальное заявление Брэгга на конференции Solvay по белкам в Бельгии 8 апреля 1953 года осталось незамеченным в прессе.

После 1953 г.

После первоначальной серии публикаций 1953 года о структуре двойной спирали ДНК Уилкинс продолжил исследования в качестве лидера группы, которая выполнила ряд тщательных экспериментов, чтобы установить, что спиральная модель пригодна для различных биологических видов, а также для живых систем. установить универсальность структуры двойной спирали. Он стал заместителем директора отделения биофизики MRC в King's в 1955 году и сменил Рэндалла на посту директора с 1970 по 1972 год.

Награды и награды

Мемориальная доска, посвященная Морису Уилкинсу и его открытию, под памятником, Понгароа, Новая Зеландия.

Уилкинс был избран членом Королевского общества (FRS) в 1959 году и членом EMBO в 1964 году.

В 1960 году он был представлен с Американской ассоциации общественного здравоохранения «s Альберт Ласкер премии , а в 1962 году он стал командором ордена Британской империи. Также в 1962 году он разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Уотсоном и Криком за открытие структуры ДНК.

С 1969 по 1991 год Уилкинс был президентом-основателем Британского общества социальной ответственности в науке .

В 2000 году Королевский колледж Лондона открыл здание Франклина-Уилкинса в честь работы доктора Франклина и профессора Уилкинса в колледже.

Формулировка на скульптуре ДНК (подаренной Джеймсом Ватсоном) возле здания Thirkill Court в Клэр-колледже , Кембридж, Англия:

а) на базе:

i) «Эти нити расплетаются во время размножения клеток. Гены кодируются в последовательности оснований».
ii) «Модель двойной спирали была поддержана работами Розалинды Франклин и Мориса Уилкинса».

б) по спиралям:

i) «Структура ДНК была открыта в 1953 году Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном, когда Уотсон жил здесь, в Клэр».
ii) «Молекула ДНК имеет две спиральные нити, которые связаны парами оснований аденин - тимин или гуанин - цитозин».

Основанный в 2002 году как Центр молекулярных открытий при Оклендском университете , в 2006 году он был переименован в Центр Мориса Уилкинса.

Личная жизнь

Уилкинс был дважды женат. Его первая жена, Рут, была студенткой факультета искусств, с которой он познакомился во время учебы в Беркли. Их брак закончился разводом, и Рут родила сына от Уилкинса после их развода. Уилкинс женился на своей второй жене Патриции Энн Чиджи в 1959 году. У них было четверо детей: Сара, Джордж, Эмили и Уильям. Его вдова Патрисия и дети от их брака пережили его.

В годы перед Второй мировой войной он был антивоенным активистом, присоединившись к Антивоенной группе ученых Кембриджа . Он вступил в Коммунистическую партию до вторжения Советской Армии в Польшу в сентябре 1939 года. Ранее засекреченные документы службы безопасности Великобритании показывают, что Уилкинса подозревали в разглашении атомных секретов. Файлы, опубликованные в августе 2010 года, указывают на то, что наблюдение за Уилкинсом прекратилось к 1953 году. «После войны я задумался, что я буду делать, так как мне было очень противно сбросить две бомбы на гражданские центры в Японии», - сказал он британскому радио Encounter программа 1999 г.

Уилкинс опубликовал свою автобиографию «Третий человек двойной спирали» в 2003 году.

использованная литература

Книги с участием Мориса Уилкинса

  • Джеймс Д. Уотсон, Двойная спираль с комментариями и иллюстрациями , под редакцией Александра Ганна и Яна Витковски (2012) Саймон и Шустер, ISBN  978-1-4767-1549-0 .

внешние ссылки