Ο James Watson στο Πανεπιστήμιο Πατρών ~ Σύντομη ερευνητική πορεία

Ενας από τους θεμελιωτές της μοριακής βιολογίας και «πατέρας» της διπλής έλικας του DΝΑ πρόκειται να τιμηθεί από το Πανεπιστήμιο της Πάτρας. Σύντομη αναδρομή σε μια λαμπρή ερευνητική πορεία.

Η ανακάλυψη της δομής της του DΝΑ, του μορίου της κληρονομικότητας, από τους James Watson και Francis Crick το 1953 είναι από τις λίγες ανακαλύψεις που άλλαξαν εκ βάθρων μια επιστήμη, αφού συνέβαλε ουσιαστικά στη θεμελίωση της μοριακής βιολογίας. Θεωρείται εξάλλου από τις μεγαλύτερες και σημαντικότερες ανακαλύψεις του περασμένου αιώνα. Για τον λόγο αυτόν αξίζει μια σύντομη ιστορική αναφορά στο μείζον αυτό ιστορικό γεγονός, ο πρωταγωνιστής του οποίου πρόκειται να τιμηθεί τον Απρίλιο από το Πανεπιστήμιο Πατρών...


Οι Watson και Crick προέρχονταν από δύο διαφορετικές σχολές ερευνητικής σκέψης: ο πρώτος από τη λεγόμενη ομάδα των φάγων, έχοντας ως θέμα της διδακτορικής διατριβής του την επίδραση των ακτίνων Χ στην ανάπτυξη των βακτηριοφάγων, υπό την επίβλεψη επιφανών επιστημόνων, όπως οι Luria και Delbruck· ο δεύτερος είχε παιδεία φυσικού, αρχίζοντας την ερευνητική του δραστηριότητα στο Λονδίνο με θέμα το ιξώδες του νερού υπό πίεση και σε υψηλή θερμοκρασία, και μετά τον πόλεμο στράφηκε προς τη βιολογία, κυρίως στο εργαστήριο Cavendish του Κέιμπριτζ, με διευθυντή τον επιφανή επίσης ερευνητή Ρerutz.


Ο παράγων... Χ

Οι Luria και Delbruck, πιστεύοντας ότι η φαντασία της ευρωπαϊκής επιστήμης ήταν μεγαλύτερη από την αμερικανική, αποφάσισαν να στείλουν τον προικισμένο νέο ερευνητή, τον Watson, για μεταδιδακτορική έρευνα στην Ευρώπη προκειμένου να ασχοληθεί με τη βιοχημεία των νουκλεϊνικών οξέων. Ο Watson, έπειτα από αναποτελεσματικές περιπλανήσεις στην Κοπεγχάγη, συνάντησε τον Wilkins στη Νάπολι, σε ένα σεμινάριο για τα μακρομόρια, στο οποίο συμμετείχε τυχαία, και ενθουσιάστηκε για την παρουσίασή του σχετικά με την περίθλαση των ακτίνων Χ από τις ίνες του DΝΑ. Η παρουσίαση εκείνη αποτέλεσε μια μορφή αποκάλυψης για τον Watson, ο οποίος άκουγε για πρώτη φορά ότι το DΝΑ μπορούσε να μελετηθεί όχι μόνο βιοχημικά, αλλά και μέσα από την περίθλαση των ακτίνων Χ. Ετσι, ο Watson αποφάσισε να παρατείνει την παραμονή του στην Ευρώπη και μέσω του Luria, ο οποίος επικοινώνησε με τον Ρerutz- ο Watson βρέθηκε στο εργαστήριο Cavendish, στο οποίο εργαζόταν και ο Crick. Οι δυο τους όταν πρωτοσυναντήθηκαν είχαν διαφορετικό ερευνητικό έργο, άσχετο με το DΝΑ, το οποίο ωστόσο δεν τους εμπόδισε να αρχίσουν στενή συνεργασία με ατέλειωτες συζητήσεις και με στόχο τον προσδιορισμό της δομής του DΝΑ. Ο Crick γνώριζε την κρυσταλλογραφία και ο Watson τη βακτηριακή γενετική, γνώσεις που αλληλοσυμπληρώνονταν για τον κεντρικό στόχο τους. Παράλληλα, όμως, έπρεπε να αφιερώνουν πολύ χρόνο ο μεν Crick για την προετοιμασία της διδακτορικής διατριβής του, ο δε Watson για την κρυστάλλωση της μυοσφαιρίνης που αφορούσε το πρόγραμμα για το οποίο είχε προσληφθεί στο Cavendish. Κανένας τους βέβαια δεν είχε τη δυνατότητα να προσδιορίσει από μόνος του τα φάσματα περίθλασης των ινών του DΝΑ.

Για τις απαραίτητες αυτές πληροφορίες έπρεπε να αρκεστούν στις δημοσιεύσεις κυρίως του Wilkins για τη μελέτη ινών DΝΑ με ακτίνες Χ, που ήταν φυσικός, όπως και ο Crick. Στο εργαστήριο του Wilkins είχε ήδη ενταχθεί η φυσικοχημικός Rozalind Franklin, με την ομάδα αυτή να βρίσκεται σε πλεονεκτική θέση από εκείνη των Watson και Crick, οι οποίοι όμως έγιναν κοινωνοί των σχετικών πληροφοριών τόσο από φιλικές συζητήσεις με τους Wilkins και Franklin όσο και μέσω του Ρerutz που τους τις είχε δώσει, παίρνοντάς τες από την εμπιστευτική έκθεση του προϊσταμένου του Wilkins προς το ΜRC.

Η σημασία των μοντέλων

Παρά τις λίγες σχετικές πληροφορίες που είχαν, αξιοποιώντας ταυτόχρονα και άλλα δημοσιευμένα ευρήματα, όπως του Ρauling σχετικά με την ύπαρξη «μοτίβων» στις πρωτεΐνες, ο οποίος αποφάσισε να ασχοληθεί και με τη δομή του DΝΑ αλλά ανεπιτυχώς, οι Watson και Crick άρχισαν να δοκιμάζουν διάφορα δομικά μοντέλα με διπλή και τριπλή έλικα, στα οποία οι βάσεις βρίσκονταν στο εξωτερικό του μορίου· τα μοντέλα αυτά ήταν όμως λανθασμένα. Στη συνέχεια ο Watson επηρεασμένος από μια σχετική εργασία κατασκεύασε ένα πρώτο μοντέλο με διπλή έλικα στο οποίο οι βάσεις ζευγάρωναν με όμοιές τους, π.χ. η αδενίνη με την αδενίνη, αλλά και αυτό κατέρρευσε. Τότε ο Watson είχε την ιδέα να ζευγαρώσει μεταξύ τους διαφορετικές βάσεις, την αδενίνη με τη θυμίνη και τη γουανίνη με την κυτοσίνη, μοντέλο που εξηγούσε και τη γνωστή ήδη πληροφορία ύπαρξης ίσων συγκεντρώσεων στο DΝΑ των βάσεων αδενίνης και θυμίνης, καθώς και γουανίνης και κυτοσίνης.

Οι Watson και Crick έγραψαν αμέσως ένα άρθρο για το μοντέλο της διπλής έλικας, το οποίο δημοσιεύθηκε στις 15.4.1953 στο εγκυρότατο επιστημονικό περιοδικό «Νature». Στις 30.5.1953 δημοσίευσαν στο ίδιο περιοδικό άλλο άρθρο παρουσιάζοντας τις γενετικές συνέπειες της διπλής έλικας του DΝΑ, εξηγώντας την αναπαραγωγή του και τη συνακόλουθη αυτοαναπαραγωγική ιδιότητα των γονιδίων. Είχαν γράψει επίσης ότι «η ακριβής διαδοχή των βάσεων αποτελεί τον κώδικα που μεταφέρει τη γενετική πληροφορία», στην αποκρυπτογράφηση του οποίου συνέβαλε ουσιαστικά ο Crick μετά τον χωρισμό τους· χωρίς να σημαίνει ότι είχαν σαφή αντίληψη της ύπαρξης γενετικού κώδικα - όπως αναφέρει ο Μorange στο βιβλίο του «Η ιστορία της μοριακής βιολογίας».

Το μοντέλο της διπλής έλικας έγινε σύντομα αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα, αν και ουσιαστικά αποδείχθηκε τη δεκαετία του 1980. Ωστόσο από την αρχή πολλοί επισκέπτονταν το Cavendish για να θαυμάσουν το μοντέλο αυτό που έμοιαζε με έργο τέχνης. Η επιτυχία αυτή προήλθε και από την ανυπομονησία του Watson σε σχέση με την ομάδα Wilkins και Franklin, η οποία προχωρούσε με αργούς ρυθμούς, όπως επίσης και από την οξυδέρκειά του να αποφύγει την παγίδα της βιοχημικής προσέγγισης του DΝΑ.

Οι Watson και Crick προσδιόρισαν τη δομή του DΝΑ χωρίς να κάνουν οι ίδιοι ούτε ένα πείραμα, εισάγοντας ένα νέο ύφος στη βιολογική έρευνα, σύμφωνα με το οποίο οι συζητήσεις και η αξιοποίηση πληροφοριών μπορεί να έχουν ενίοτε μεγαλύτερη σημασία από τις πειραματικές παρατηρήσεις. Σημειώνεται επίσης ότι στην αρχή της έρευνάς τους δεν ήταν καν σίγουροι για τον ρόλο του DΝΑ στην κληρονομικότητα· όπως επίσης ότι τα κρυσταλλογραφικά δεδομένα της Franklin έπαιξαν σημαντικότατο ρόλο στην ανακάλυψη της διπλής έλικας - ήταν όμως άτυχη καθώς πέθανε από καρκίνο λίγα χρόνια μετά τη μεγαλειώδη εκείνη ανακάλυψη και δεν της απονεμήθηκε το βραβείο Νομπέλ, όπως έγινε με τους Watson, Crick και Wilkins το 1962.

Η συμβολή λοιπόν του Watson στη σημαντικότατη εκείνη ανακάλυψη που άλλαξε την ερευνητική πορεία στις βιολογικές επιστήμες, και όχι μόνο, ήταν καταλυτική. Η μεγαλειώδης εκείνη επιτυχία δεν πρέπει να επισκιαστεί από ορισμένες δηλώσεις του Watson πριν από λίγα χρόνια που αφορούν κυρίως τα τεστ νοημοσύνης τα οποία δείχνουν ότι υπάρχει μια μικρή διαφορά στα επίπεδα νοημοσύνης μεταξύ Αφρικανών και Ευρωπαίων. Δεν πρόκειται όμως για μια διαφορά γενετικής βάσης, αλλά εξηγείται λόγω των υποβαθμισμένων περιβαλλοντικών- παιδαγωγικοεκπαιδευτικών συνθηκών στα γκέτο των μαύρων· όλα αυτά είναι γνωστά στους γενετιστές. Γι΄ αυτό δεν πρέπει να σκιαστεί η μεγαλειώδης ανακάλυψή του μετατρέποντας τον Watson σε «κατηγορούμενο», διότι είναι αυτός που εν τέλει δάμασε το DΝΑ και γι΄ αυτό αξίζει να τιμηθεί.

Το Βήμα