Student World

Před několika dny, 5. října 2004, zemřel britský přírodovědec Maurice Wilkins, jeden ze slavné trojice vědců, kteří obdrželi Nobelovu cenu za stanovení struktury nukleových kyselin.

Na konci července letošního roku zaskočila vědecký svět zpráva o úmrtí Francise Cricka (viz nekrolog na Scienceworldu http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/BF97192BCA3D9903C1256EE7003246C5?OpenDocument&cast=1). Dnes ze slavné trojky objevitelů, Watson, Crick a Wilkins, kteří v roce 1962 obdrželi Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu, zůstal pouze James Watson. Watson uvedl: „Byl to Wilkins, kdo nám poskytl nesmírně cenné snímky, na jejichž základě jsme stanovili model struktury DNA.“

Maurice Hugh Frederic Wilkins se 15. 12. 1916 narodil v irské rodině na Novém Zélandě. Jeho otec byl lékařem ve školské zdravotnické službě. Krátce po jeho narození se rodina přestěhovala do Anglie. Školu navštěvoval v Birminghamu a fyziku studoval na univerzitě v Cambridge. Krátce před vypuknutím druhé světové války odešel talentovaný fyzik Maurice Wilkins do Spojených států. Působil na univerzitě v Berkeley a později se zúčastnil prací na „Projektu Manhattan“, tajném projektu konstrukce první atomové bomby. Po válce, když se vrátil do Velké Británie, se stal docentem fyziky na univerzitě ve skotském městě St. Andrews (http://www.st-andrews.ac.uk), kde se zabýval zvláště problémy biofyziky. Od roku 1946 pracoval současně na Královské College (http://www.kcl.ac.uk) v Londýně.

Zpočátku se Wilkins zabýval ryze fyzikálními problémy. Zajímala ho luminiscence tuhých látek, zkoumal termální stabilitu pomalých elektronů ve fosforu. Ve válečných letech se zabýval separací izotopů uranu. Po válce se zcela soustředil na otázky biofyziky. V Cavendishově laboratoři pracoval na vývoji reflexních mikroskopů, aby mohl ultrafialové mikrospektrofotometrie použít ke zkoumání nukleových kyselin. Vedle toho zkoumal purin a pyridin ve virech tabákové mozaiky a v nukleových kyselinách.

Svůj životní objev učinil v Cavendishově laboratoři (http://www.phy.cam.ac.uk), když jej oslovili Brit Crick a Američan Waton, kteří se rozhodli rozluštit tajemství struktury deoxyribonukleové kyseliny (DNA). Wilkins měl značné zkušenosti s optickými přístroji, s rentgenovou strukturální analýzou, která byla vyvinuta právě v Cavendishově laboratoři. Šéfem tohoto pracoviště, kde působili např. J. J. Thompson či E. Rutherford, byl v té době Lawrence Bragg. Ten obdržel Nobelovu cenu za fyziku v roce 1915, již ve svých pětadvaceti letech (společně se svým otcem Williamem Braggem), a to za výzkum struktury krystalů pomocí rentgenových paprsků. Ačkoli difrakci paprsků X na krystalech objevili Max von Laue, Walter Friedrich a Paul Knipping, byl to tehdy mladý Lawrence Bragg, kdo pochopil, jak by jí šlo vědecky využít. Odraz prostřednictvím „Braggových rovin“, resp. vrstev atomů, jež dokáží ohýbat rentgenové paprsky pod konkrétními úhly, které závisí na odstupu mezi vrstvami, Braggům umožnil vypočítat přesné uspořádání sodíkových a chloridových atomů v krystalu soli. Tím prokázali, že paprsek rentgenového záření procházející krystalickou látkou poskytuje obrazce, z nichž lze určit trojrozměrnou strukturu této látky. Nikdo, dokonce ani otec a syn Brraggovi, nemohl tehdy ještě tušit, že tato čistě fyzikální metoda na začátku 50. let povede k jednomu z největších objevů v biologii a medicíně.

Wilkins zkoumal strukturu molekul právě metodou rentgenové strukturální analýzy. V týmu, který utvořil společně s Crickem, Watsonem a Franklinovou, bylo jeho úlohou obstarat kvalitní krystaly DNA a pořídit difrakční snímky, které vznikají ohybem rentgenových paprsků právě při jejich průchody krystaly DNA, zatímco Crick a Watson prováděli vyhodnocování dat. Analýza fotografií, jak se ukázalo, byla obtížná, neboť molekula zkoumané kyseliny má sice elegantní, ale složitou strukturu. Z toho důvodu bylo nezbytné připravit krystaly DNA co nejčistší. Wilkins při této práci spolupracoval s Rosalind Franklinovou (často se tvrdí, že to byla právě Franklinová, která poprvé načrtla správnou strukturu DNA; Nobelovy ceny se bohužel nedočkala, neboť zemřela v roce 1958 na leukémii). Přes určité tápání dospěla nakonec trojice vědců k závěru, že molekula DNA má tvar dvojité závitnice ze dvou paralelně umístěných řetězců, mezi nimiž jsou příčky z dusíkatých bází látek: adeninu, tyminu, cytozinu a guaninu.
Výsledek svého bádání nakonec popsali Watson a Crick v krátkém, ale o to slavnějším článku ve vědeckém časopise Nature (23. dubna 1953).

Po obdržení Nobelovy ceny za fyziologii a medicínu v roce 1962 působil profesor Wilkins dále na Královském společnosti, kde se zabýval biofyzikou a molekulární biologií. Přednášel na řadě světových univerzit. Známé jsou jeho iniciativy v kampani za nukleární ozbrojení (The Campaign for Nuclear Disarmament, CND). V letech 1969-1991 působil jako prezident britské Society for Social Responsibility in Science.

Maurice Wilkins provádí rentgenovou strukturální analýzu (1953)

James Watson a Francis Crick představují model DNA (1953)

Rosalind Franklinová, spolupracovnice Maurice Wilkinse

Více informací:
Internet:
Nobelova cena – Medicine 1962
http://www.nobel.se/medicine/laureates/1962/index.html

Základní literatura:
Wilkins, Maurice: The Third Man of the Double Helix: The Autobiography of Maurice Wilkins (Oxford University Press, Oxford, 2003)
Watson, J. D.: The Double Helix (Atheneum, New York, 1968)

Poznámka Pavel Houser: V tomto článku jsou vztahy mezi čtveřicí vědců popsány jako bezkonfliktní, existují však i opačné vzpomínky pamětníků. Franklinová měla např. pověst značně problémové osoby, které s ostatními nebyla ochotna spolupracovat, tajila své výsledky, odmítala respektovat i Wilkinse, který byl tehdy jejím nadřízeným atd. Možná se tyto skutečnosti tolik nepřipomínají pro její následný smutný osud…

autor Jan Kapoun