Introduzione: La donna dietro il doppio Helix

Poche scoperte nella biologia moderna hanno rimodellato la nostra comprensione della vita come profonda struttura del doppio elisir del DNA. La storia della sua scoperta è spesso raccontata attraverso la lente di James Watson e Francis Crick, i giovani scienziati che hanno costruito il modello iconico all'Università di Cambridge nel 1953.

Vita e istruzione

Rosalind Elsie Franklin nacque il 25 luglio 1920 a Notting Hill, Londra, in una famiglia ebraica ben consolidata. Suo padre, Ellis Franklin, era un banchiere che in seguito divenne un compagno di ricerca all’Università di Londra; sua madre, Muriel Waley Franklin, proveniva da una famiglia di intellettuali e filantropi.

Franklin frequenta la St Paul’s Girls’ School di Londra, una delle poche istituzioni che ha fornito una formazione scientifica rigorosa per le giovani donne. Lì eccelleva in chimica, fisica e latino, e ha sviluppato un amore per la precisione e l’ordine. Nel 1938, entra nel Newnham College di Cambridge, per studiare le Scienze Naturali Tripos. Si laurea nel 1941, ma Cambridge non ha assegnato i diplomi completi alle donne in quel momento; in seguito avrebbe ricevuto una posizione titolareafficile.

Ricerca precoce sul carbone e sul carbonio

Norrish assegna a Franklin di studiare la chimica fisica del carbone, un argomento apparentemente banale che si rivelerà sorprendentemente fruttuoso. Ha indagato la struttura microporosa di diversi tipi di carbone e come essi adsorbiti gas. Il suo lavoro ha portato ad un PhD di Cambridge nel 1945 e ha prodotto diversi documenti che migliorano l'efficienza delle maschere di gas durante la seconda guerra mondiale.

Mastering X-Ray Crystallography a Parigi

Nel 1947 si trasferisce a Parigi per lavorare al Laboratoire Central des Services Chimiques de l’État, dove si unì al gruppo di Jacques Méring. Qui apprese la cristallografia a raggi X, una tecnica che utilizza la diffrazione dei raggi X attraverso materiali cristallini per determinare le strutture atomiche. Franklin eccelleva rapidamente.

Franklin amava il suo tempo in Francia, prosperò nell'ambiente collaborativo e meno gerarchico del laboratorio francese, dove i suoi colleghi rispettavano l'intelletto e il suo perfezionismo. Ha pubblicato diversi documenti in riviste francesi e si è fatta fluente nella lingua. Quando è tornata in Inghilterra, ha portato con la sua non solo competenza tecnica, ma anche un forte senso di indipendenza professionale.

Ricerca al King’s College di Londra: Il progetto del DNA inizia

Nel 1950, Franklin fu offerto un'associazione di ricerca triennale al King's College London nel laboratorio del professor John Randall. La posizione era parte di un più ampio sforzo per capire la struttura del DNA, che era già noto per trasportare informazioni genetiche, ma la cui forma tridimensionale rimase sconosciuta. Randall assegnava a Franklin di migliorare l'attrezzatura di diffrazione a raggi X e per ottenere immagini chiare di fibre di DNA.

Randall scrisse una lettera a Wilkins dicendo che Franklin sarebbe stato il suo assistente, ma non lo comunicò mai a Franklin. Quando Wilkins tornò, assunse che Franklin fosse un supporto tecnico, mentre Franklin credeva che fosse un ricercatore indipendente con lo stesso status. Questo disallineamento mise il palco per una rivalità professionale amara. Franklin, abituato al sistema francese egualitario, trovò l'atmosfera al re soffocante.

Le due forme di DNA e fotografia 51

Nonostante le tensioni personali, Franklin fece rapidi progressi. In pochi mesi aveva costruito una telecamera a raggi X ad alta risoluzione e prodotto modelli di diffrazione molto più puliti di qualsiasi altro prodotto prima. Identificò due forme distinte di DNA: la forma A, che apparve in condizioni più rigide e cristalline, e la forma "B", che emerse in condizioni più idratate e fibrose. Franklin registrò metodicamente le condizioni che rese ogni forma e cominciò a calcolare le dimensioni.

Nel maggio 1952, Franklin e il suo studente laureato Raymond Gosling catturarono un'immagine della forma B che sarebbe diventata leggendaria: Fotografo 51. Il modello di diffrazione mostrava una chiara disposizione a forma di X di macchie, la firma classica di una struttura elicoidale. Franklin e Gosling hanno passato mesi a analizzare i dati.

La condivisione non autorizzata dei dati

All’inizio del 1953, l’amministrazione del King College decise di spostare Franklin al Birkbeck College, terminando efficacemente il suo lavoro sul DNA. Prima di partire, Wilkins senza la conoscenza o il permesso di Franklin mostrava la fotografia 51 a James Watson durante una visita al King’s. Watson scrisse poi che dopo aver visto l’immagine, le sue misure di apertura e la sua “pulsa cominciarono a correre”.

Il lavoro analitico di Franklin

Nel frattempo, Franklin ha continuato la sua analisi in modo indipendente. Ha preparato un rapporto dettagliato dei suoi risultati, che ha presentato al MRC. In esso, ha dichiarato che il DNA era un elica con due o tre fili, che i gruppi fosfati erano all'esterno, e che il numero di coppie base per turno potrebbe essere determinato dai dati diffrazione.

Pubblicazione e Premio Nobel

Nell’aprile del 1953, tre documenti sulla struttura del DNA apparvero in realtà nella rivista Nature. Watson e Crick’s papers sul modello a doppia elica fu pubblicato per la prima volta (9 aprile), seguita da due documenti il 25 aprile: uno di Wilkins, Stokes, e Wilson che forniva supporto sperimentale, e uno di Franklin e Gosling dettaglia i loro dati X-ray.

Nel 1962, il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina è stato assegnato a Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins. Rosalind Franklin era morto di cancro ovarico nel 1958 all'età di 37 anni. Il Comitato Nobel non premia i premi postumo, quindi la maggior parte non poteva essere considerata. Inoltre, anche se avesse vissuto, non è certo che avrebbe premiato i dati sperimentali.

Più tardi Carriera al Birkbeck College: Contributi alla Virologia

Dopo aver lasciato il King’s College nel 1953, Franklin si trasferì al Birkbeck College, dove fondò il suo laboratorio di cristallografia a raggi X. Ha rivolto la sua attenzione ai virus dell’RNA, un campo poi nella sua infanzia. Il suo soggetto principale era il virus del mosaico del tabacco (TMV), un virus vegetale che serviva come modello per la comprensione dell’assemblaggio virale.

Il lavoro di Franklin su TMV è stato innovativo, ha dimostrato che gli stessi principi cristallici utilizzati per risolvere il DNA potrebbero essere applicati a assemblee macromolecolari più grandi e complesse. Ha pubblicato 17 documenti sui virus durante gli ultimi cinque anni della sua vita, ciascuno caratterizzato da dettagli sperimentali meticolosi e da un'attenta interpretazione.

Malattia e Anni Finali

Nel 1956, Franklin fu diagnosticata un cancro ovarico, subì interventi chirurgici e chemioterapia sperimentale, ma la malattia continuò a progredire. Durante tutta la sua malattia, mantenne un programma di ricerca attivo, spesso lavorando dal suo letto d'ospedale.

L'etica della condivisione dei dati e della discriminazione di genere

La condivisione non autorizzata della fotografia 51 senza il consenso di Franklin è una chiara violazione delle norme di ricerca. L’uso di Watson e Crick dei suoi dati senza una corretta attribuzione, insieme alla loro demissiva rappresentazione di Franklin nel memoriale di Watson Il doppio Helix (1968), ha contribuito a decenni di attività di studio.

Questi problemi non sono semplicemente storici, continuano a risuonare nella scienza moderna, dove il credito alla scoperta è spesso distribuito in modo irregolare, e dove i contributi delle donne e dei ricercatori di minoranza possono ancora essere trascurati.

Legacy e riconoscimento moderno

Per decenni dopo la sua morte, il ruolo di Rosalind Franklin nella scoperta del DNA fu o emarginato o ignorato. La memoria di Watson la ritrasse come uno scienziato aggressivo, non cooperativo e tecnicamente competente ma non ispirato, una caricatura che gli storici femministi della scienza, come Anne Sayre nella sua biografia del 1975 Rosalind Franklin e DNA sperimentale brillante

Oggi, Franklin è riconosciuto come un contributore pari alla scoperta del doppio elisir. Numerose istituzioni hanno nominato edifici, premi e cattedrali dopo di lei. La Royal Society ha istituito il Rosalind Franklin Award nel 2003 per sostenere le donne in scienza, tecnologia, ingegneria e matematica. L'Agenzia spaziale europea ha nominato il suo rover ExoMars Rosalind Franklin è diventato il valore sperimentale di Philadelphia.

Lezioni chiave della Carriera di Franklin

  • Materia di precisione. L'attenta misurazione dei parametri elicoidici di Franklin ha dato a Watson e Crick i dati numerici necessari per costruire il loro modello.
  • Il credito scientifico non è sempre equo. Non ha mai ricevuto il Premio Nobel, ma il suo lavoro è ora insegnato come fondamento al fianco del modello.
  • Risilienza di fronte all'esclusione. Dopo essere stata costretta a lasciare il progetto del DNA, ha puntato alla virologia e ha dato contributi altrettanto importanti.
  • Gli standard etici nella condivisione dei dati[] L'uso non autorizzato dei suoi dati sottolinea l'importanza del consenso e della corretta attribuzione nella scienza collaborativa.

Per ulteriori informazioni, vedere il ]]Profilo della natura su Rosalind Franklin, l'archivio Re del Collegio dei suoi documenti[[, e la ]Esposizione della Biblioteca Nazionale di Medicina online.

Conclusioni

I contributi di Rosalind Franklin alla scoperta del doppio elisir del DNA non erano solo di supporto; erano fondativi. Le sue immagini di diffrazione a raggi X, in particolare la fotografia 51, e i suoi calcoli analitici hanno fornito la base empirica per il modello che ha trasformato la biologia.