4人のオタクがDNAらせん構造を発見した経緯

以下に抜粋したウォレス・クラウド著の「DNA: 生命のシグナルを呼ぶ」は、1963 年 5 月号のポピュラーサイエンス誌に掲載されたものです。フランシス・クリックとジェームズ・ワトソンは、1953 年 4 月 25 日に初めて DNA の二重らせん構造を説明しました。–Ed_

昨年12月、アメリカの生物学者1人とイギリスの物理学者2人が、10年前の生物学における連鎖反応のきっかけとなった発見に対して、ノーベル賞という形で正式に認められた。

彼らは、科学者たちが一世紀以上にわたって問い続けてきた疑問に答える分子の構造を解明しました。

• 心臓の筋肉はどうやって鼓動するかを「知る」のでしょうか?
• 脳細胞は思考や感情においてどのように役割を果たすかをどのようにして「知る」のでしょうか?
• 体の細胞は、成長の仕方、繁殖の仕方、傷の治癒の仕方、病気と闘う方法をどうやって「知る」のでしょうか?
• 感染性細菌はどのような病気を引き起こすかをどうやって「知る」のでしょうか?
• 自然界の生物のほとんどがそこから生まれた単一の受精卵細胞は、どのようにして植物、動物、人間になるかを「知る」のでしょうか?
• そのような細胞が増殖して人間を形成する場合、その細胞はどのようにして潜在的なアインシュタインやマリリン・モンローを生み出す方法を「知る」のでしょうか?

遺伝子を構成する物質

分子に期待するのは多すぎるように聞こえます。たとえデオキシリボ核酸 (通称 DNA) のような難解な名前の分子であってもです。しかし、遺伝子が DNA でできているというのは科学的事実です。DNA 分子は、すべての生物 (一部のウイルスを除く) の生命活動を指示する基本的な指示を提供します。DNA 分子には、化学コード、つまり生命のコードという形で情報が含まれています。

DNAの構造の発見の影響は、「その潜在的意義において、原子爆弾や水素爆弾よりもはるかに大きな革命」と呼ばれています。ノーベル財団会長のアルネ・ティセリウス教授は、この発見は「生命を改変し、新しい病気を作り出し、心をコントロールし、遺伝に影響を与える方法、さらには、おそらく、ある望ましい方向にさえ影響を与える方法につながるだろう」と述べています。

私はハーバード大学の研究室で、ノーベル賞受賞者トリオのアメリカ人であるジェームズ・D・ワトソン博士にこれらの推測について尋ねた。それは、彼がケンブリッジ大学のフランシス・HC・クリック博士、ロンドン大学キングス・カレッジのモーリス・HF・ウィルキンス博士とともに受賞のためにストックホルムに飛ぶ数週間前のことだった。
DNAの構造の発見は、原子爆弾の開発につながった原子構造の解明と同じくらい重要でした。

34歳の少年のようなノーベル賞受賞者は、まだ25歳（大学に入学したのは15歳、それ以前はラジオの時代にクイズ番組に出演していた）のときにイギリスで受賞研究を行ったが、DNA研究の将来についての大胆な予測を支持することを拒否した。彼は「研究に忙しい平均的な科学者は、1時間から2年先までしか見ていない」と語った。

DNAの構造の発見は、原子爆弾の開発につながった原子構造の解明と同じくらい重要だったと認めつつ、彼はこう付け加えた。「ゆっくりとではあるが、医学に非常に大きな影響を及ぼすだろう。医者は愚かなことをしなくなるだろう。DNAに関する知識で病気が治るわけではないが、新しいアプローチ、つまり病気をどう見るべきかを教えてくれるのだ。」

ワトソン博士は、1953年にイギ​​リスで行われた素晴らしい頭脳労働の時代に、彼と彼の同僚が何を発見したのか、そしてそれをどのように実現したのかを説明しました。

この発見は、技術者ばかりの研究所の仕事ではなく、4人の頭脳の産物だとワトソン氏は語った。ワトソン氏とクリック氏は、ウィルキンス氏が撮影した不可解なX線回折写真を解釈するという理論的な作業を行った。ウィルキンス氏の協力者は、イギリス人女性科学者のロザリンド・フランクリン博士だった。フランクリン博士は1958年に亡くなった。フランクリン博士は「ノーベル賞を分け合うべきだった」とワトソン博士は語った。

糸を拾う

DNA は新しく発見された物質ではありません。1869 年に分離され、1944 年までに遺伝学者はそれが遺伝子の物質、つまり染色体中の遺伝情報の保存場所であると確信しました。そして彼らは「DNA はどのように機能するのか」という疑問を抱き始めました。それがワトソンと彼のノーベル賞受賞者の 2 人が答えた疑問です。
彼らは、DNA が人類が知る「巨大分子」の中で最も複雑なものの 1 つであることを知っていました。

彼らは、DNA が人類が知る「巨大分子」の中で最も複雑なものの 1 つであることを知っていた。DNA は、一定の間隔で側鎖が突き出ている、原子の繰り返しグループから成る長い鎖状の構造をしていると考えられていた。

DNA 分子の形状は重要でした。細胞内では、多くの大きな分子が機械部品のように連携して機能しており、その機械的特性は化学活性と同じくらい重要です。しかし、最も巨大な分子のいくつかを見ることができる電子顕微鏡でさえ、DNA は詳細な情報のない糸としてしか見えません。分子を「見る」方法の 1 つは、大きな分子から小さな分子を作る化学処理によって分子を分解することです。DNA の場合、ピース (6 種類の分子下単位) が特定されていました。次に、ジグソーパズルがどのように組み合わさるかを解明する必要がありました。

記事の続きは、1963 年 5 月号の『ポピュラーサイエンス』でお読みください。