Een van de grootste ontdekkingen van de 20e eeuw is zonder twijfel de ontrafeling van de DNA structuur.Hierdoor kwam een orgelpunt aan de zoektocht naar de "molecule van het leven".In dit bericht zal men dieper ingaan over de betekenis van deze ontdekking en over de rol hierin gespeeld door James D.Watson. Sinds de verschijning van het werk van Charles Darwin in 1859 :"On the origin of species by means of natural selection." die een ware revolutie betekende in de natuurwetenschappen is het "Darwinisme " niet meer uit de actualiteit geweest.Darwin mag wel beschouwd worden als een geniale wetenschapper maar voor zijn theorie te staven waren toen nog geen gegevens beschikbaar.Kort daarna kwam er verandering met de erfelijkheidsleer van Gregor Mendel maar over de erfelijkheidsentiteiten was er nog niets bekend.Pas later met de verfijning van de microscopische technieken kwam men meer te weten over de chromosomen aanwezig in de celkernen en men vermoedde dat daarin de genen te vinden waren.Over de moleculaire natuur van de genen moest men echter wachten tot de ontrafeling van DNA ,bekend gemaakt in 1953;dus quasi 100 jaar na het werk van Darwin.Een aantal wetenschappers hebben in deze ontdekking een voorname rol gespeeld;men concentreert zich hier op James Dewey Watson als meest representatieve persoon omdat hij door zijn werk en zijn persoonlijkheid een goed voorbeeld is van deze vooruitgang.Verschillende aspecten zullen aan bod komen.
1-JAMES D.WATSON.-ZIJN CURRICULUM VITAE TOT 2008.
a)James D.Watson werd geboren op 6 april 1968 in Chicago (Illinois,USA). Hij gaf reeds op jonge leeftijd blijk van een briljante intelligentie.In 1947 werd hij B.S. in de zoologie (licenciaat) aan de Universiteit van Chicago.Zoals zijn vader was hij een grote vogelwaarnemer (Bird Watcher).
b)Daarna begon hij zijn doctoraat aan de Universiteit van Indiana en verwierf de titel van Ph.D (doctoraat) in de genetica in 1950.Zijn thesis raadgever en voornaamste mentor was Salvator Luria die met Max Delbrück de genetica van de bacterieën bestudeerde.Het doctoraatswerk van James D.Watson handelde over de invloed van X-stralen op de vermenigvuldiging van bacteriële virussen,de fagen.
c)Van 1950 tot 1951 vervolgde hij zijn werk in Kopenhagen bij Herman Kalckar.Tijdens zijn verblijf woonde hij een congres in Italië waar hij Maurice Wilkins leerde kennen.Toen zag hij voor de eerste maal de X-stralen diffractie beelden van DNA,genomen door M.Wilkins en Rosalind Franklin aan het King's College in Londen.Hij besloot dan snel zijn aandacht te vestigen op de studie van de structuur van biologische moleculen,vooral namelijk DNA en proteïnen.
d)Door tussenkomst van S.Luria kon hij zijn werk voortzetten aan het Cavendish Laboratory in Cambridge (U.K) waar hij in 1951 Francis Crick leerde kennen.Tussen deze twee wetenschappers klikte het direct en ze werkten dan samen aan de structuur van DNA.
e)Van 1953 tot 1956 was hij Senior Research Fellow bij Cal Tech in Californië (USA) en vandaar ging hij vlug naar Harvard in Cambridge (USA).
f)In Harvard begon hij al te werken in 1955 waar hij tot 1976 bleef.In deze periode schreef hij zijn belangrijk boek :"Molecular Biology of the Gene." Dit was in 1965.Dit boek lag aan de basis van de stormachtige evolutie van de moleculaire biologie in de 20e eeuw.
g)Tegelijkertijd werd hij in 1968 directeur in Cold Spring Harbor,Long Island (New York,USA) aan het Carnegie Institute Laboratory.Hij werd daar ook voorzitter in 1994 maar bleef tevens ook verbonden aan de Harvard University. In 2007 was hij nog steeds actief in Cold Spring Harbor.
h)Wegens zijn talent als organisator werd hij aangezocht om het U.S.Human Genome Project te starten.Hij heeft dit project geleid van 1988 tot 1992.
In 1968 trouwde hij met Elizabeth Lewis.Zij hadden twee zonen,Rufus Robert en Duncan James.
2- DE STRUCTUUR VAN DNA.
In october 1951 ging James D.Watson naar het Clare College in Cambridge (U.K) en begon te werken in het Cavendish Laboratory,het departement fysica van de Universiteit van Cambridge.Hij deelde daar een bureel met Francis Crick.Zij hadden beiden gemeenschappelijke wetenschappelijke belangstelling en startten een samenwerking om de structuur van DNA te ontrafelen. Op het einde van 1951 begon een reeks informele uitwisselingen met Maurice Wilkins van het King's college in Londen.Sommige resultaten van Rosalind Franklin werden hem medegedeeld zonder dat zij dit wist en zonder haar toestemming.Er ontstond een betwisting met Franklin rond de visie van de ruimtelijke structuur van DNA.Watson en Crick moesten echter erkennen dat Franklin gelijk had en gebruikten haar gegevens in hun uiteindelijke visie over de helix structuur zonder haar toestemming.In hun werk hebben Watson en Crick wel twee maal geluk gehad.De eerste keer toen ze kennis namen in 1952 van het werk van Erwin Chargaff.Deze laatste had aangetoond dat in DNA de verhouding guanine (G)/cytosine (C) en adenine (A)/thymine (T) steeds gelijk was aan 1 maw dat voor iedere cytosine steeds een guanine was en voor iedere adenosine steeds een thymine (C,G,A en T zijn de pyrimidine en purine basen van de nucleotiden in DNA). Dit neemt niet weg dat de totale hoeveelheden G/C en A/T kunnen verschillen naar gelang de oorsprong van DNA.De chemicus Jerry Donohue verklaarde de de correcte chemische kenmerken van de vier basen zodat Watson en Crick hiermee rekening konden houden.De tweede gelukstreffer was het feit dat Linus Pauling,die veruit de grootste chemicus van deze periode was en die ook sterk geïnteresseeerd was in het vinden van een verklaring voor de structuur van DNA,voor politieke redenen van de USA naar Engeland niet mocht gaan en zo de X-stralen diffractie beelden van King's College (Londen) niet kon zien totdat ze in 1953 gepubliceerd werden.Watson en Crick gingen verder met de bouw van modellen volgens de "Pauling traditie".Uiteindelijk lukte het hen de dubbele helix structuur van DNA te ontrafelen en in 1953 in Nature te publiceren.
3-DE NOBEL PRIJS VOOR FYSIOLOGIE EN GENEESKUNDE IN 1962.
Na de publicatie van de structuur van de dubbele helix van DNA in het tijdschrift Nature op 25 april 1953 ontvingen J.D.Watson,F.Crick en M.Wilkins de Nobel prijs voor fysiologie en geneeskunde in 1962.(James Watson was toen pas 34 jaar oud !!!) Ze kregen de prijs voor hun "Onderzoek van de structuur van de nucleïne zuren." ("For their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids-DNA en RNA- and its significance for information transfer in living material.").In talrijke kringen vond men dat Rosalind Franklin,die in 1958 stierf op 37 jaar en zo niet tot de laureaten kon behoren alhoewel ze daartoe in aanmerking kwam,zeker de titel verdiende. De toekenning van de Nobel prijs was zeker gerechtvaardigd,alhoewel, zonder de enkele gelukstreffers van Watson en Crick,anderen de klus zeker zouden geklaard hebben.Men moet in het leven ook soms geluk hebben !!! Bij nadere beschouwing waren echter: i-de realisatie dat de dubbele helix structuur van DNA de sleutel was voor de verdubbeling van DNA (transcriptie) en zo de mogelijkheid van overdracht van de ene generatie op de andere leverde;de sleutel van de erfelijkheid waar men sinds lange jaren op zoek was. ii-de identificatie van een code van drie letters in DNA (bv.CAG of ACT enz..)die leidt tot de vorming van proteïnen (translatie) en zo aan de basis ligt van quasi de hele moleculaire biologie.Ieder trio is een stempel voor een bepaald aminozuur ,van doorslaggevende betekenis. Redenen genoeg om de prijs aan deze laureaten toe te kennen.In het nummer van 25 april 1953 van het tijdschrift Nature hebben Watson en Crick dit als volgt verwoord:
-"IT HAS NOT ESCAPED OUR NOTICE THAT THE SPECIFIC PAIRING WE HAVE POSTULATED IMMEDIATELY SUGGESTS A POSSIBLE COPYING MECHANISM FOR THE GENETIC MATERIAL."
4-" A PASSION FOR DNA;GENES,GENOMES AND SOCIETY." J.D.WATSON, OXFORD UNIV.PRESS,2000.
In 1953 hebben twee jonge ,onbekende wetenschappers een wereldwijde wetenschappelijke revolutie veroorzaakt.In hun studie van DNA en hun zoektocht naar aanwijzingen voor de natuur van de genen hebben James Watson en Francis Crick de moleculaire samenstelling en de structuur van DNA afgeleid - twee ketens gedraaid in een dubbele helix vorm -en dus onmiddelijk gerealiseerd dat deze structuur een mechanisme suggereerde hoe de genen konden worden gecopieerd en overgedragen worden van de ene generatie op de andere.Hun waarnemingen hebben buitengewone gevolgen gehad.zoals: a-de ontdekking van een genetische code ,gemeenschappelijk aan alle levende organismen en het besef dat deze code kon worden vertaald in proteïnen. b-de mogelijkheid het genetisch patrimonium van een organisme te wijzigen. c-de herkenning dat ziekten,zoals kanker,ontstaan als er iets mis gaat met de genen. d-de stichting van een biotechnologische industrie en de manier om planten en dieren te klonen. e-de start van het catalogeren van de menselijke genen. f-een zicht op een nieuw type geneeskunde die DNA gebruikt voor therapeutische doeleinden. Midden in de beroering ontstaan door de publicatie van de dubbele helix structuur ,bleef de stichter ervan ,J.D.Watson,onvermoeibaar.Hij is de voornaamste architect en een visionair van de nieuwe biologie,een winnaar van de Nobel prijs op 34 jaar en de schrijver van best-sellers zoals :" The Dubble Helix-A personal account of the discovery of the structure of DNA."(1968) Hij had het gezag,de flair en de moed om een vroege en vooraanstaande rol te spelen als commentator van de vooruitgang van de wetenschap van DNA en van zijn implicaties voor de maatschappij.In kleine en grote essays en in voordrachten overal ter wereld berichtte hij vanaf de front-linie over deze wetenschappelijke revolutie.Zijn geschriften waren onverbloemd en sprankelend van geest.Hij formuleerde onomwonden en ronduit zelf-assertief zijn mening ; dit leidde soms tot weerstand of misverstand.Als de publieke bezorgdheid omtrent genetisch gemodificeerde voeding groeit,is hier de heilzame herinnering aan een eerdere periode van de angt van DNA die leidde tot een inperking van potentieel lonend onderzoek dat enkel gewettigd zou zijn als er sterke evidentie bestaat voor mogelijke schade zeker op zijn plaats.In zijn commentaar over de "oorlog tegen kanker" in de zestiger jaren,waarschuwt hij dat efficiente aanmoediging van onderzoek met publiek geld,zoals het huidig onderzoek van AIDS vaccins,de moed vereist beloftevolle maar riskante nieuwe gedachten te steunen en alles weg te snoeien dat niet tot het beste behoort. Als eerste directeur van het Human Genome Project erkent hij het kwade van de eugenetica maar pleit heftig voor de noodzaak de potentiële misbruiken van de genetische data af te wegen tegenover de overgrote voordelen van een rationeel onderzoek van de wortels van de ziektes.
(Dit is een vrij vertaalde versie van de introductie van zijn boek:"A passion for DNA".Dit werk is vol van duidelijke standpunten over de hierboven vermelde onderwerpen.) Het is ook aangewezen hier de woorden van James Watson te citeren:
-"A potential key to the secret of life was impossible to push out of my mind.It was certainly better to imagine myself becoming famous than maturing into a stifled (verstikt) academic who never risked a thought." (!!)
N.B-Andere belangrijke werken van J.Watson zijn na 1960 verschenen:
-The molecular biology of the gene (1965). -The molecular biology of the cell (1983).
Deze werken werden standaard boeken voor de studie en de boefening van de moleculaire biologie tot nu in de 21e eeuw en kenden herhaaldelijke nieuwe en aangepaste edities.
5-GENETIC JUBILEE-2003.(50e Verjaardag van de dubbele helix structuur van DNA)/Scientific American april 2003,p.67.
Ter gelegenheid van de 50e verjaardag van de dubbele helix structuur van DNA heeft J.Watson in een interview voor Scientific American van april 2003 zich openhartig en onomwonden uitgedrukt over tal van onderwerpen.Hier zijn enkele citaten uit de volledige versie die men kan vinden in zijn laatste boek "DNA-The secret of life."(2003):
-"Back in 1953,all we wanted to do was find out how DNA provided the information and what the cellular machinery was for making proteïns.That's really all;we didn't think about gene therapy."
-"I was born curious....If you wanted an explanation for life,it it had to be about the molecular basis for life.I never thought there was a spiritual basis for life."
S.A.-There has always been controversy about Wilkins showing you Franklin's crystallography images without her permission,giving you and Crick an important clue to DNA 's structure.In retrospect ,would it have been more appropriate for the Nobel committee to have given the prize to her,along with you and Crick,rather than to Wilkins ?
-"I think not.Wilkins gave us the crystalline photograph of the A form and she gave us the B form.So you could have said that in an ideal ,perfect society they would have gotten the chemistry prize ,and Crick and I would have gotten the biology prize.That would have been a nice way to honor the four of us.But no one thought that way."
i)Dit is een zinloze discussie want Rosalind Franklin kon de prijs niet krijgen want ze was overleden in 1957. ii)Het is zeker dat er een vlek is op het blazoen van James Watson,zeker na de publicatie van "The Dubble Helix : A personal account of the discovery of the structure of DNA." in 1968.Dat hij niet volledig correct handelde met Rosalind Franklin mag niet overdreven worden.Hij heeft de verhouding tussen hen later recht gezet en uit brieven van Rosalind Franklin en James Watson,bewaard in de archieven van het Cold Spring Harbor Laboratory blijkt dat de relatie niet zo gespannen was.Zij schrijft naar J.Watson in vriendelijke termen zoals "Dear Jim" en "Best wishes,yours,Rosalind."
S.A-You have the reputation for being outspoken,and you got criticized for it.Do you have any regrets about things you have said?
-"Occasionally.I think there is something in me of the same weakness that is so apparent in John Mc Enroe.I can't sit while people are saying nonsense in a meeting without saying it's nonsense !." (zie ook hierover § 6)
-"We have changed everything.We have never tried to respect the past,we have tried to improve it.And I think any desire to stop people from improving things would be against the human spirit."
6-DE "BLUNDER VAN JAMES WATSON"-2007.
In een artikel voor Sunday Times Magazine van 14 oktober 2007 vindt men een uitspraak van James Watson in zijn onverbloemd en ronduit stijl die voor grote commotie gezorgd heeft.Deze uitspraak was dat hij "intrinsiek hopeloos en somber was omtrent de vooruitzichten en verwachtingen van Afrika omdat al onze sociale politieken gebaseerd zijn op het feit dat de intelligentie van de afrikanen gelijk is aan de onze terwijl alles wijst dat het niet het geval is". Dit werd door vele mensen aanzien als een pure racistische uitspraak.De reactie was zo fel dat James Watson geweigerd werd als spreker op diverse plaatsen en dat hij zichzelf genoodzaakt vond zijn ontslag te geven als directeur van zijn laboratorium in Cold Spring Harbor (New York).J.Watson reageerde heftig op deze reakties en schreef als volgt:
-"I cannot understand how I could have said what I am quoted as having said.I can certainly understand why people ,reading those words,have reacted in the ways they have.To all those who have drawn the inference from my words that Africa,as a continent,is somehow genetically inferior,I can only apologize unreservedly.That is not what I meant.More importantly from my point of view,there is no scientific basis for such a belief."
In The Independent van 19 oktober 2007 voegde hij hieraan toe :
-"We do not yet adequately understand the way in which the different environmen,ts in the world have selected over time the genes which determine our capacity to do different things.The overwhelming desire of society today is to assume that equal powers of reason are a universal heritage of humanity."
-"This is not a discussion about superiority or inferiority,it is about seeking to understand differences,about why some of us are great musicians and others great engineers."
De snelle reactie van J.Watson was adekwaat maar,spijtig genoeg,het kwaad was al geschied.De toekomst zal wel wijzen op de inherente hoge kwaliteiten en visie van J.Watson en met de tijd zijn "misstap" wellicht vergeven.
Informatie over James D.Watson is te vinden op: http://www.answers.com/topics/james-watson
