Hetven éve jelent meg a tanulmány, ami alapjaiban változtatta meg a tudományt

Az angliai kocsmák alighanem rengeteg fontos bejelentésnek adtak már otthont az évszázadok során, de kevés nagyobb horderejű volt annál, mint amikor 1953. február 28-án a brit Francis Crick és az amerikai James Watson besétáltak a Cambridge-i Eagle-be, és bejelentették, hogy „felfedezték az élet titkát”. Ez a kijelentés elsőre túlzónak tűnik (és lehet, hogy valójában el sem hangzott), a két kutató azonban nem mást fedezett fel, mint

a DNS kettőshélix-szerkezetét, amely alapjaiban változtatta meg a tudományt és az orvoslást, és amiért később Nobel-díjat is kaptak.

A felfedezésüket éppen hetven éve, 1953. április 25-én mutatták be a Nature szaklapban, ennek alkalmából idézzük most fel, hogy pontosan mit fedeztek fel, mit lehetett tudni ekkoriban a DNS-ről, mekkora volt a felfedezés jelentősége, miért romlott meg később Crick és Watson kapcsolata, és mi köze volt az egészhez a végül méltatlanul elfeledett Rosalind Franklinnek.

Miből lesz a DNS

A legtöbben nyilván kitalálták már, de a biztonság kedvéért rögtön érdemes leszögezni, hogy Crick és Watson nem magát a DNS-t azonosították 1953-ban, azt ugyanis már jóval korábban, 1869-ben megtette egy Friedrich Miescher nevű svájci kémikus. Miescher eredetileg a fehérvérsejtekben található fehérjéket akarta izolálni és leírni, amihez egyébként egy helyi sebészeti klinikáról kért el használt, gennyes kötszereket. A terv az volt, hogy ezekből szűri ki a fehérvérsejteket, menet közben azonban egy olyan anyagra talált rá a sejtmagban, melynek jóval magasabb volt a foszfortartalma a fehérjékénél, és a fehérjebomlással szemben is rezisztens volt.

Mieschernek így hamar egyértelművé vált, hogy valami újat fedezett fel, és azt is érezte, hogy ez elég fontos is lehet, mert akkoriban arról írt, hogy a fehérjékhez hasonlóan a nukleinnek nevezett molekula is külön kategóriát fog majd alkotni. 1878-ban a német Albrecht Kossel sikeresen izolálta a nukleinsavat, majd egy évvel később az öt fő nukleobázist is, a területen pedig a következő évtizedekben is folyamatosan érkeztek az újabb felfedezések.

Az orosz Phoebus Levine például azonosította a DNS összetevőit, és arra is rájött, hogy ezek milyen sorrendben kapcsolódnak össze, a brit Alexander Todd pedig még közelebb került a DNS-molekula felépítésének leírásához. Az osztrák Erwin Chargaff később bizonyította, hogy a DNS (és az RNS) szerkezeti egységei, a nukleotidok nem mindig ugyanabban a sorrendben követik egymást. Emellett 1950-ben arra is rájött, hogy ha a szerkezet nem is egyezik, a DNS-eknek vannak azonos tulajdonságaik – azt, hogy adeninből és timinből, illetve guaninból és citozinből mindig ugyanannyi van bennük, ma Chargaff-szabályként ismerjük.

Versenyfutás a szerkezetért

Chargaff idejében azt még nem lehetett megmagyarázni, hogy ennek mi az oka, és miért kapcsolódik az adenin a timinhez, a guanin pedig a citozinhez, az ötvenes évek elején azonban jelentősen felgyorsultak az események. Ekkoriban a DNS-sel foglalkozó kutatók már géneknek nevezték a genetika legkisebb egységét, azt azonban nem tudták, hogy egy génnek milyen az összetétele és a struktúrája, vagy hogy hogyan öröklődik hibátlanul generációról generációra. Oswald Avery ugyan 1944-ben megmutatta, hogy a pneumococcus baktériumban a DNS tárolja az örökítőanyagot, sok kutató azonban mégis úgy gondolta, hogy a DNS szerkezete túl egyszerű ahhoz, hogy összetett létformák genetikai adatait tárolja magában.

Crick és Watson azt már a karrierjük elején felismerték, hogy a molekuláris biológia központi problémája az, hogy senki nem tudja, hogy néz ki egy gén, e tudás nélkül ugyanis lehetetlen megérteni az öröklődést és a reprodukciót. Így nem volt meglepő, hogy első, 1951-es találkozásuk után másfél éven át erre az egyetlen problémára fókuszáltak, ahhoz azonban a leleményességük mellett egy jó nagy adag szerencse is kellett, hogy végül éppen ők jártak sikerrel. Az ötvenes évek tájékán ugyanis nem Crick és Watson voltak az egyetlenek, akik a DNS-szerkezetét próbálták meg leírni,

a versenytársaik munkájának pedig talán a korábbi felfedezéseknél is nagyobb szerepe volt abban, hogy 1953-ban le tudták írni a kettőshélix-szerkezetet.

Mindez rögtön egyértelművé is válik, ha gyorsan végigmegyünk a két másik kutatócsoport eredményein. Az egyiket a német származású amerikai kémikus, Linus Pauling vezette, aki 1951-ben fedezte fel a fehérjék alfa-hélix szerkezetét, és ő állt elő azzal a fehérjékre is kiterjesztett, csavart modellel is, amelyet végül Crick és Watson is használtak. A másik, Maurice Wilkins vezette brit csoportnak pedig tagja volt az a Rosalind Franklin, aki 1952-ben elkészítette a történetben kulcsszerepet játszó, 51-es felvétel néven ismert röntgendiffrakciós felvételt.

Ebből a kettőből természetesen utóbbi volt a fontosabb, főként azért, mert a felvétel bizonyította, hogy a molekula külsején található kettős hélixről van szó, amelynek két szála antiparallel, azaz ellentétes lefutású. Másrészt pedig mert Crick és Watson úgy jutottak hozzá Wilkinsen keresztül a felvételhez, hogy Franklin erről nem tudott, és bár az ide kattintva elérhető, hetven éve megjelent tanulmányban név szerint is említik őt, a későbbiekben többször felmerült, hogy a felvétel fontosságához képest nem ismerték el eléggé a munkáját. Maga Franklin egyébként nem neheztelt rájuk emiatt, később mindkettejükkel összebarátkozott, sőt, Cricknél még élt is, mielőtt 1958 tavaszán meghalt a kiújuló rákbetegsége miatt.

A 20. század legnagyobb felfedezése

Pauling végül kis híján így is megelőzte Cricket és Watsont, ő 1953 februárjában állt elő a maga elméletével a saját korábbi felfedezése és William Astbury korábbi röntgendiffrakciós felvételei alapján, de a háromláncos hélixszerkezettel és annak pontos felépítésével is mellélőtt. Watson viszont több kudarcos kísérlet után megtalálta azt a szerkezetet, amely minden ismert szabálynak és bizonyítéknak megfelelt, és bár a mindössze egyoldalas, illusztrációval is ellátott tanulmány fontossága csak az ötvenes évek végére lett világos a tudományos diskurzusban, mára egyértelműen a 20. század egyik legmeghatározóbb tanulmányának számít.

Crick egyébként saját bevallása szerint azonnal tudta, hogy rendkívül fontos felfedezést tettek, később azonban megkérdőjelezte Watson visszaemlékezését az Eagle-be való besétálásról – annyi biztos, hogy a feleségével megosztotta, hogy komoly áttörést értek el, majd évekkel később megtudta tőle, hogy a nő egy szavát sem hitte el, mert állandóan ilyeneket mondott. Crick azt is kifogásolta, ahogy Watson leírta kettejük együttműködését az 1968-as, The Double Helix című könyvében, miután azonban nem tudta megakadályozni annak a kiadását, megbékélt vele, és azt mondta, ha valakire, akkor inkább Watsonra vet rossz fényt a dolog.

Crick, Watson és a brit kutatócsoportot vezető Wilkins a felfedezésért 1962-ben megosztva kapták meg a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat. Ekkoriban még nem volt szabály a posztumusz díjak ellen, ám Watson hiába javasolta, hogy Wilkinset és az ekkor már halott Franklint inkább kémiai Nobelre jelöljék, ez nem történt meg, így a DNS szerkezetének felfedezésében kulcsszerepet játszó nő nem kapta meg az elismerést.

A 2004-ben meghalt Francis Crick később a molekuláris biológia centrális dogmáját is leírta, és további elévülhetetlen érdemeket szerzett a terület felvirágoztatásában. A ma is élő James Watson pedig egyebek mellett a Humángenom-projektet is vezette, a kétezres években viszont egy rasszista megnyilvánulásával derékba törte a karrierjét, és bár azóta nagyrészt visszavonulva éli az életét, így is volt több olyan verbális ámokfutása, amellyel tovább rombolta a reputációját. Az ugyanakkor így is egyértelmű, hogy az általa és Crick által elért eredmények hatásai máig érezhetőek, többek közt emiatt sikerült tavaly teljesen feltérképezni az emberi génállományt.