O úloze teoretiků v experimentálních vědách

23. 2. 2011 / Boris Cvek

Ve fyzice je to známo už dávno. A. Einstein ve svých čtyřech článcích v Annalen der Physik z roku 1905 (editorem časopisu byl tehdy Max Planck) neučinil také žádné měření a "pouze" interpretoval měření jiných, např. vysvětlil tzv. fotoefekt, za což dostal později Nobelovu cenu v oboru fyziky. Podobně Max von Laue pouze spojil pozorování z oboru krystalografie a z oboru zkoumání tehdy mystického záření, jež objevil W. C. Roentgen, a navrhl svým asistentům, aby vyzkoušeli, zda toto záření nebude difraktovat na krystalu. Laueho čistě teoretická úvaha se ukázala býti pravdivou, díky čemuž byla vysvětlena povaha tajemného záření "X" (elektromagnetické záření s velmi malou vlnovou délkou, difraktujícího na mřížkách s velmi malými štěrbinami, jako jsou např. krystaly) a zároveň molekulární struktura krystalů. Dodnes je difrakce rentgenových paprsků na krystalové mřížce hlavní metodou pro zjišťování struktury látek, včetně biologických vzorků jako jsou proteiny, nukleové kyseliny nebo viry (struktura viru HIV byla určena právě takto). A zde bych se chtěl napojit na příběh objevu struktury DNA, jak se ukazuje z nově objevené korespondence Francise Cricka (The lost correspondence of Francis Crick, Nature 30. září 2010).

Crick tuto svou korespondenci považoval dlouho za ztracenou a vinil z této ztráty svou příliš aktivní sekretářku. Nakonec se ale ukázalo, že Crickovy dopisy byly v rámci společného nepořádku pohlceny korespondencí Sydneyho Brennera, s nímž Crick sdílel kancelář v Cambridge mezi lety 1956-1977. Že v této společné kanceláři mezi oběma génii (Brenner, který dodnes žije, je považován za jednu z nejvlivnějších a nejnápaditějších osobností moderní biologie) docházelo běžně ke zmatkům v korespondenci, je zřejmé z Crickova dopisu W. Szybalskému z roku 1961: "Promiňte mi, že jsem nereagoval na Váš dopis z 15. prosince, ale přišel ve Vánoční čas a byl odložen mezi papíry Sydneyho Brennera." Mezi nově objevenými dopisy Francise Cricka lze najít i jeho korespondenci s Mauricem Wilkinsem odkrývající podrobnosti o fascinujícím objevu struktury DNA, ale také např. prosbu o radu ze strany časopisu Nature, koho vybrat za nového editora, nebo dotaz ze strany R. W. Burchfielda, editora Oxford English Dictionary, na význam slova "kodon".

Francis Crick byl původně fyzik a ve svém doktorandské studiu se zaměřil na měření viskozity vody za vysokých teplot. Později označil tuto problematiku za "nejtupější problém, jaký si lze představit". V roce 1949 (ve svých 33 letech), kdy přišel do Cavendish Laboratory v Cambridge, neměl ještě Ph.D. a rozhodl se býti čistým teoretikem. Cavendish Laboratory byla tehdy vedena Sirem Lawrencem Braggem, který získal Nobelovu cenu již ve svých 25 letech za práce o rentgenové difrakci (Braggův zákon). Jeho cílem bylo překonat jiného nobelistu, Linuse Paulinga z CalTechu, autora základní knihy moderní chemie The Nature of the Chemical Bond, člověka, který již předběhl Braggovu laboratoř v odhalování struktury základních biologických molekul, totiž proteinů. Na řadě měla být deoxyribonukleová kyselina (DNA). V roce 1951 do Cavendish Laboratory za tím účelem dorazil i biolog James Watson, neboť dospěl k přesvědčení, že právě rentgenová difrakce je tou nejvhodnější metodou, jak zjistit strukturu DNA. Crick dal téhož roku k Vánocům Watsonovi Paulingovu knihu o chemické vazbě (chtělo by se říci s Richardem Feynmanem, že pro velké muže vědy, řešící opravdu klíčové problémy, fyzika, chemie a biologie jedno jsou). V Británii ovšem existovala ještě jedna laboratoř, experimentálněji zaměřená (Crick a Watson nedělali žádné experimenty, pouze teoretizovali a vycházeli z experimentů jiných lidí), kterou vedl John Randall pod hlavičkou King's College v Londýně. Zde od roku 1950 pracoval Maurice Wilkins na reálných pokusech s rentgenovou difrakcí na vzorcích DNA. Spolu se studentem Goslingem se mu podařilo získat do té doby nejlepší snímky DNA, jež sdílel a diskutoval se svým přítelem Crickem. Mezi Braggovou a Randallovou laboratoří však bylo přirozené napětí a soutěživost, což zesílilo po Randallově odklonu od Wilkinse a příklonu k mladé ambiciózní biofyzičce jménem Rosalind Franklin, jež byla určena k tomu, aby se práci na objevu struktury DNA věnovala sama bez Wilkinse (v tom duchu přebrala Wilkinsovi i studenta Goslinga). Franklinová věnovala výzkumu struktury DNA spoustu experimentální práce a pořídila známou "fotografii 51", jež má své samostatné heslo na Wikipedii. Tato fotografie se dostala přes Wilkinse k teoretikům Crickovi a Watsonovi, kteří z ní a z dříve známých skutečností "vyčetli" dnes platný model DNA (a ihned publikovali svůj objev v Nature, model však byl potvrzen až mnohem později mnohem náročnější experimentální prací Wilkinse). Samotná Franklinová a její student Gosling odmítli výklad Cricka a Watsona a napsali slavné pohřební oznámení pro jejich ideu.

Nobelovu cenu v oboru fyziologie a medicíny nakonec (za velkého lobbingu Braggova) dostali Crick, Watson a Wilkins. Franklinová se bohužel toho dne nedožila, neboť umřela na agresivní rakovinu vaječníků ve svých 37 letech (1958). Zdá se velmi pravděpodobné, že kdyby se dožila toho dne, mezi oceněnými by byla také (možná místo Watsona?).

Francis Crick v roce 1958 zformuloval "centrální dogma molekulární biologie" (transkripce, translace), věnoval se výzkumu genetického kódu a v roce 1977 opustil společnou kancelář, již sdílel se Sydney Brennerem, a přesunul se do Salk Institute v San Diegu, kde se až do konce života (2004) věnoval teoretickému výzkumu vědomí (napsal mj. populární knihu o vědomí, přeloženou do češtiny pod názvem Věda hledá duši).

Zrcadlo české vědy
Vytisknout

Obsah vydání | Středa 23.2. 2011