Brilantná vedkyňa pomohla objasniť štruktúru DNA pomocou röntgenovej kryštalografie. Jej prínos bol dlho nedocenený a Nobelovu cenu dostali iní.
Koláž s Rosalind Franklinovou. Zdroj grafiky vľavo: Wikimedia. Autor: Amanda Phingbodhipakkiya. Zdroj DNA vpravo: iStock.com/Svetlana Ievleva
Anglická chemička a špičková odborníčka na röntgenovú kryštalografiu Rosalind Elsie Franklinová (25. júl 1920 – 16. apríl 1958), ktorá prispela k pochopeniu jemných molekulárnych štruktúr DNA (deoxyribonukleovej kyseliny), RNA (ribonukleovej kyseliny), vírusov, uhlia a grafitu, sa narodila presne pred 105 rokmi. Jej snímka známa ako Fotografia 51 pomohla objasniť štruktúru molekuly DNA, po ktorej vedci dlho pátrali, a bola kľúčovým dôkazom, že má podobu dvojitej špirály.
Po jej smrti J. D. Bernal, priekopník v oblasti röntgenovej kryštalografie, poznamenal, že Franklinová zhotovila jedny z najkrajších röntgenových difrakčných fotografií, aké boli kedy urobené.
Dôraz na vzdelanie
Rosalind Franklinová sa narodila 25. júla 1920 v Londýne do dobre situovanej britskej židovskej rodiny. Obaja jej rodičia si zakladali na vzdelaní, ku ktorému viedli aj svojich päť detí. Rosalind vynikala intelektom už ako dieťa a ako 16-ročná vedela, že sa chce venovať vede.
Rodičia ju zapísali na jednu z mála londýnskych základných dievčenských škôl, kde sa vyučovala aj fyzika a chémia. V roku 1938 začala navštevovať Newnham College na Cambridgeskej univerzite, kde študovali i ďalšie významné ženské osobnosti, ako napríklad spisovateľka Sylvia Plathová či astronómka Cecilia Payneová-Gaposchkinová. V roku 1941 získala bakalársky titul v odbore fyzikálna chémia a o štyri roky neskôr zavŕšila štúdium doktorátom.
Od roku 1942 do roku 1946 pôsobila ako asistentka v Britskej asociácii pre výskum využitia uhlia (British Coal Utilization Research Association – BCURA), kde sa venovala výskumu vlastností uhlia.
Pozrite si
Paríž a le labo
Vďaka práci v BCURA a nadobudnutým kontaktom sa v roku 1947 dostala do výskumnej skupiny Jacqua Meringa v Paríži (Laboratoire Central des Services Chimiques de l’Etat, Paris). Práve tu sa pod vedením Meringa zdokonalila v technike röntgenovej kryštalografie.
Röntgenová difrakcia bola po prvýkrát použitá na skúmanie kryštálovej štruktúry obyčajnej kuchynskej soli v roku 1912. Ide o techniku, pri ktorej sa malá vzorka skúmanej kryštalickej látky, umiestnená vnútri fotoaparátu, ožaruje röntgenovým lúčom. Lúče sa difraktujú elektrónmi v rôznych atómoch vzorky a vytvárajú obrazec bodiek na fotografickej platni. Keďže kryštály majú pravidelne opakujúcu sa štruktúru, hustota a umiestnenie bodov vytvorených röntgenovými lúčmi sa dajú matematicky analyzovať, aby sa zistilo usporiadanie atómov kryštálu a veľkosť jeho „jednotkovej bunky“ alebo základnej opakujúcej sa štruktúry. Na analýzu sa dajú použiť dve matematické techniky, a to Fourierova transformácia a Pattersonova funkcia. Každá fotografia vyžaduje stovky výpočtov, ktoré sa až do príchodu počítačovej technológie museli robiť ručne. Röntgenové zariadenia, ktoré boli v tej dobe k dispozícii, boli tiež náročné, často sa prehrievali a pokazili počas dlhých expozícií potrebných na kryštalografiu (niektoré Franklinovej expozície trvali 100 hodín alebo viac!). Výskumníci často museli navrhovať, upravovať a opravovať svoje vlastné zariadenia.
Rosalind Franklinová v Paríži. Zdroj: Wikimedia Commons/CSHL
Prácu v Meringovom tíme, kde panovala priateľská a otvorená atmosféra, si Rosalind užívala. Počas svojich rokov v Paríži nadviazala mnohé priateľstvá. V intelektuálnom prostredí, v ktorom boli ženy rešpektované a vítané, nadobudla zdravé sebavedomie. Vďaka svojim publikáciám a prezentáciám na konferenciách si tiež začala budovať reputáciu ako odborníčka vo svojom odbore.
King’s College a výskum DNA
Franklinová dosiahla v Paríži veľkú zručnosť v kryštalografickej technike. Aj preto ju do svojho tímu na King’s College v Londýne prizval profesor biofyziky John T. Randall. Jej schopnosti mali pomôcť pri skúmaní štruktúry DNA. Na tejto úlohe už v tom čase pracoval zástupca riaditeľa oddelenia biofyziky Maurice Wilkins, ktorý získal neobvykle čistú vzorku DNA od Rudolfa Signera. Bol to práve Wilkins, kto navrhol prizvať Rosalind Franklinovú do tímu.
Randall súhlasil a v novembri 1950 napísal Franklinovej list, v ktorom uviedol, že ona a doktorand Raymond Gosling budú jedinými zamestnancami, ktorí budú vykonávať kryštalografické štúdie DNA. V roku 1951 sa tak Rosalind vracia do Londýna.
Franklinová na základe listu predpokladala, že röntgenová difrakčná analýza DNA bude výlučne jej projektom. Wilkins si zasa myslel, že sa ako expertka na kryštalografiu pripojí k voľne organizovanému výskumnému tímu v biofyzikálnom laboratóriu a vraj sa k nej správal ako k asistentke. Medzi oboma vedcami to začalo, pochopiteľne, škrípať. Wilkinsove návrhy na spoluprácu Franklinová vnímala ako zásah do svojej práce.
Podľa súčasníkov a blízkych bola Rosalind milá, štedrá a zábavná, ale aj úprimná, priama a nebála sa konfrontácie, čo mnohých mužských kolegov zrejme pohoršovalo a poburovalo. Prostredie King’s College v Londýne v tom čase ženám veľmi neprialo. V porovnaní s otvorenou atmosférou parížskeho le labo išlo o skostnatenú inštitúciu, v ktorej kraľovali muži. Rosalind bola teda ako žena a vedkyňa izolovaná a osamotená a bola vylúčená z vedeckých debát svojich kolegov.
Rosalind Franklinová v roku 1955. Zdroj: Wikimedia Commons
Kľúčová Fotografia 51
V roku 1952 zhotovila Rosalind Franklinová dovtedy najlepšiu röntgenovú fotografiu molekuly DNA v takzvanom B tvare, ktorá vstúpila do dejín ako Fotografia 51. „Tento záber je považovaný za kameň mudrcov molekulárnej biológie, kľúč k tajomstvu života (nehovoriac o Nobelovej cene),“ píšu v článku pre Nature v roku 2023 Matthew Cobb a Nathaniel Comfort.
V nekrológu Rosalind Franklinovej ju írsky fyzik J. D. Bernal, priekopník v oblasti röntgenovej kryštalografie, opísal ako „jednu z najkrajších röntgenových fotografií látky, aká bola kedy zhotovená“.
Fotografia 51 sa však dostala do rúk ďalšieho vedca, ktorým bol ambiciózny 25-ročný Američan James Watson. Ten pôsobil ako asistent o niečo staršieho Francisa Cricka v Cavendishovom laboratóriu Cambridgeskej univerzity, kde sa snažili rozlúsknuť hádanku okolo štruktúry DNA. Podľa zdrojov dal Raymond Gosling fotografiu Mauricovi Wilkinsovi, ktorý ju ukázal Watsonovi. Urobil tak bez vedomia a zvolenia Rosalind Franklinovej.
Watson a Crick sa dostali aj k správe s jej výpočtami. Na základe získaných údajov a kľúčovej fotografie začali zhotovovať model DNA, na ktorom už dlhšie pracovali. Začiatkom marca ho dokončili.
Kým Franklinová zakladala svoje predpoklady na výpočtoch, Watson a Crick skôr improvizovali. Postupovali intuitívne a analyticky, opierajúc sa aj o výsledky Franklinovej. A uspeli. Dňa 25. apríla v roku 1953 publikovali James Watson a Francis Crick v časopise Nature vedeckú štúdiu, ktorá sa týkala pravotočivej dvojzávitnice DNA. Dostali sa do cieľa rýchlejšie ako Franklinová, ktorá k rovnakému záveru dospela tiež, len o pár mesiacov neskôr.
Scientist Stories: James Watson, The Double Helix. Zdroj: Youtube/Axial
Watson a dvojitá špirála
Objav špirálovej štruktúry DNA v roku 1953 vyniesol Watsonovi, Crickovi a Wilkinsovi v roku 1962 Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu. Watson a Crick nikdy patrične nevyzdvihli význam výskumu Rosalind Franklinovej pre prelomové zistenie, a to i napriek tomu, že mali s Rosalind dobré vzťahy. Jej zásluhy tak zostali nedocenené celé desaťročia.
Prispel k tomu aj Watsonov kontroverzný bestseller The Double Helix z roku 1968. Watson v ňom o Rosalind píše ako o Rosy, pričom z biografií Franklinovej vyplýva, že toto meno považovala za urážlivé. Navyše sa Watson znevažujúco vyjadruje i o jej odbornosti či vzhľade. Kriticky sa ku knihe vyjadrili aj Crick a Wilkins, ktorí boli proti jej uverejneniu. Crick s Watsonom po vydaní knihy roky neprehovoril.
Treba povedať, že Watson je tak trocha enfant terrible vedeckého sveta a mnohé z jeho výrokov týkajúcich sa farby pleti a inteligencie či antisemitizmu sú dôkazom toho, že aj geniálny vedec sa môže poriadne mýliť.
Docenená až po smrti
V roku 1953 odišla Rosalind Franklinová z King´s College do tímu J. D. Bernala do Birkbeck College v Londýne, kde pôsobila až do svojej smrti v roku 1958. Zamerala sa na výskum RNA vírusov, ako sú vírus detskej obrny či vírus tabakovej mozaiky.
Biochemik Aaron Klug, jej kolega z tých čias, v roku 1982 vyzdvihol jej prínos, keď mu bola udelená Nobelova cena za chémiu. V rozhovore uviedol: „Vykonala základnú experimentálnu prácu, ktorá poskytla Watsonovi a Crickovi kľúčové informácie. O niektorých vedela, o iných nie. Bola veľmi cieľavedomá, ale nemala žiadneho spolupracovníka. S Wilkinsom nevychádzala dobre.“ Vo svojej prednáške napísal: „Bola to Rosalind Franklinová, ktorá mi ukázala, ako riešiť veľké a zložité problémy. Keby jej život nebol ukončený tragicky, mohla na tomto mieste stáť ešte predo mnou ona.“
Príbeh Rosalind Franklinovej je symbolický pre mnohé ženy, ktorých zásluhy na vedeckých objavoch si privlastnili mužskí spolupracovníci (napr. Jocelyn Bell Burnellová objavila pulzary, Nobelovu cenu za fyziku však dostal jej šéf Anthony Hewish), ale aj pre ženy, ktoré zostali v tieni svojich partnerov, či už v oblasti vedy, alebo umenia (napríklad sochárka Camile Claudelová, ktorej dielo zostalo v tieni Augusta Rodina). Zostáva len veriť, že keby Rosalind Franklinová nepodľahla v roku 1958 vo veku len 37 rokov rakovine vaječníkov, získala by Nobelovu cenu po boku Watsona a Cricka. V tom čase by tak bola 13. laureátkou Nobelovej ceny (do roku 1962 získalo Nobelovu cenu 12 žien).
Zdroj: National Library of Medicine (1, 2, 3), Newnham College, Nature Education, Nature, Max-Planck-Gesellschaft, rosalindfranklin.edu, Youtube
(zh)
