Как Розалинд Франклин пропустила спираль в своей знаменитой фотографии ДНК? Она её не пропустила

Новый анализ опровергает утверждение Джеймса Уотсона о том, что он первым осознал значение фотографии 51

«В тот момент, когда я увидел снимок, моя челюсть отвисла, а пульс участился». Так писал Джеймс Уотсон в книге «Двойная спираль» — своих противоречивых воспоминаниях о том, как они с Фрэнсисом Криком расшифровали структуру ДНК в 1953 году. Изображение, известное теперь как фотография 51, показывало изящный симметричный узор из пятен, образованных рентгеновскими лучами, рассеянными на нитях ДНК, — отпечаток спиральной структуры молекулы. Розалинд Франклин, специалист по рентгеновской кристаллографии в Королевском колледже Лондона, получила этот снимок весной 1952 года. Но книга Уотсона 1968 года, среди прочих пренебрежительных выпадов и сексистских формулировок в адрес Франклин, подразумевала, что озарение принадлежало только ему.

Популярные изложения до сих пор регулярно предполагают, что Франклин не осознала значения этого снимка. У неё никогда не было возможности оспорить пренебрежительное повествование Уотсона: она умерла от рака в 1958 году, за десять лет до выхода его мемуаров, ставших бестселлером. Но новый анализ её записей о другом рентгеновском снимке, сделанном всего несколькими днями ранее с использованием того же образца ДНК, предлагает твёрдое опровержение. Историк науки Алистер Спонсел из Института истории науки и кристаллограф Брайан Саттон из Королевского колледжа Лондона утверждают, что Франклин знала: более ранний снимок выявил спираль — то самое озарение, которое Уотсон приписал себе, — и именно поэтому она сделала вторую, более совершенную версию, фотографию 51.

Пренебрежительное утверждение Уотсона укоренилось отчасти потому, что лабораторные записи Франклин, обычно подробные и тщательные, почти ничего не говорят о фотографии 51. Но в статье, опубликованной сегодня в Journal of the History of Biology, Спонсел и Саттон обращают внимание на более ранний снимок, фотографию 49, показывая, что она сделала обширные записи о нём, несмотря на косметический дефект. Она распознала, что он указывает на спиральную структуру, и использовала его, чтобы впервые вычислить длину каждого витка спирали — 34 ангстрема — и число оснований «на виток спирали (если это спираль)».

Неудивительно, что Франклин мало записала о фотографии 51, утверждают Спонсел и Саттон. Она не видела необходимости повторяться. Франклин «точно знает, что перед ней», — говорит Бетти Смоковитис, историк науки из Университета Флориды и соредактор Journal of the History of Biology.

Другие исследователи истории ДНК согласны. «Это сильное опровержение утверждений, подразумевающих, что Франклин не знала, что у неё было, или что Уотсон увидел нечто такое, чего не увидели она и её студент Рэймонд Гослинг», — говорит Натаниэль Комфорт, историк науки, работающий над биографией Уотсона. Смоковитис формулирует резче: анализ Спонсела и Саттона «добавляет справедливости — вот что он добавляет».

Новая работа не оспаривает достижение Уотсона и Крика. Их модель ДНК, поспешно опубликованная в краткой статье в Nature после того, как Уотсон мельком увидел фотографию 51, вышла далеко за пределы понимания Франклин. Две нити, идущие в противоположных направлениях, и застёгнутое, как молния, расположение комплементарных пар оснований объясняли, как молекула может нести генетическую информацию и копироваться при каждом делении клетки. «То, что это была спираль, знаете ли, не было самой захватывающей стороной этой структуры», — говорит Сорайя де Чадаревян, историк науки из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Действительно, к 1952 году другие исследователи, пытавшиеся осмыслить молекулу, также подозревали, что она спиральная.

Но молчание Франклин в записях о снимке, который Уотсон сделает знаменитым, не давало покоя Саттону и Спонселу. «Мы пытаемся объяснить мотивы Франклин в реальном времени — почему она сделала, а затем, казалось бы, проигнорировала фотографию 51, — говорит Спонсел. — Мы хотели понять события с её точки зрения».

Ответы нашлись в её лабораторных журналах, хранящихся в Кембриджском университете, и в её фотографическом оборудовании в Королевском колледже Лондона. Они с Гослингом использовали простое латунное устройство размером чуть больше кулака, в котором держались небольшие кусочки рентгеновской плёнки, а напротив небольшого отверстия в передней части этой «камеры» закреплялось тонкое волокно, вытянутое из раствора ДНК. Они направляли тонкий пучок рентгеновских лучей в это отверстие на часы или дни, чтобы получить каждое изображение.

Фотография 49 запечатлела самый чёткий дифракционный узор, но была дефектной. Узор оказался смещённым от центра и обрезанным с одного края. Крепление плёнки внутри камеры сместилось, поняли Спонсел и Саттон.

Дефектный снимок был достаточно хорош, чтобы выявить ключевые детали спирали для Франклин. Но она не считала его достаточно хорошим для публикации. Поэтому в течение нескольких часов она задалась целью переделать его с тем же образцом ДНК. «Она была экспериментальным перфекционистом, — говорит Элспет Гарман, кристаллограф из Оксфордского университета, писавшая о Франклин. — Именно так я бы и поступила, если бы у меня был крупный результат».

Результатом стал снимок публикационного качества, о котором она не сочла нужным комментировать в лабораторном журнале. «Тот факт, что это было демонстрационное изображение, для публикации, должен положить конец утверждениям, будто фотография 51 содержала магические данные, неизвестные, невиданные и невообразимые ранее, — говорит Комфорт. — Фотография 51 была намеренно сделана, чтобы лучше проиллюстрировать явление, которое они с Гослингом уже распознали и измерили».

Тем не менее сдержанность Франклин в отношении этого снимка помогла поддержать миф о том, что она не поняла своих собственных данных, — как и тот факт, что она не сразу продолжила работу над ним. «Люди спрашивали нас: „Почему она не бросила всё и не опубликовала фотографию 51 в тот момент, когда сделала её?“» — говорит Спонсел.

Причина, по их словам, в том, что Франклин пыталась понять различные формы молекулы, прежде чем публиковать. Для фотографий 49 и 51 она использовала богатую водой «мокрую» версию, которая давала лишь простой дифракционный узор. Но затем она переключила внимание на кристаллическую форму молекулы, которая давала гораздо более детальные узоры, но, как выяснилось, существует только в лаборатории. Саттон говорит, что понимает, почему она потратила на это месяцы, замечая: «Я кристаллограф, поэтому хочу снимки, богатые данными. Я не могу много сделать с фотографией, на которой всего шесть пятен».

Прошло почти год, прежде чем она возобновила разгадывание структуры мокрой ДНК. Но к тому времени Уотсон и Крик, опираясь отчасти на данные Франклин, были заняты построением металлической модели из шариков и палочек, которая вскоре должна была раскрыть полную форму и функцию молекулы. Они шли к своей публикации 1953 года, Нобелевской премии и, для Уотсона, возможности рассказать историю по-своему.