James Watson war ein Pionier der Molekularbiologie, der zusammen mit Francis Crick und Maurice Wilkins für die Entdeckung der Doppelhelixstruktur des DNA-Moleküls verantwortlich gemacht wird. Für ihre Arbeit erhielt das Trio 1962 den Nobelpreis für Medizin.

Frühes Leben

James Dewey Watson wurde am 6. April 1928 in Chicago, Illinois, geboren. Er besuchte die Horace Mann Grammar School und anschließend die South Shore High School. Im Alter von 15 Jahren wechselte er im Rahmen eines experimentellen Stipendienprogramms für begabte Jugendliche an die Universität von Chicago. Sein lebenslanges Interesse an Vögeln führte ihn zum Studium der Biologie, das er 1947 mit dem Bachelor of Science in Zoologie abschloss. Er wechselte zur Genetik, kurz nachdem er Erwin Schrödingers bahnbrechendes Buch „Was ist Leben?“

Nachdem er vom California Institute of Technology und Harvard abgelehnt worden war, erhielt Watson ein Stipendium für ein Aufbaustudium an der Universität von Indiana. 1950 erhielt er seinen Doktortitel in Zoologie für seine Arbeit über die Auswirkungen von Röntgenstrahlung auf die Replikation von Bakteriophagen-Viren. Von Indiana zog Watson nach Kopenhagen, wo er seine Virusforschung als Merck Fellow des National Research Council fortsetzte.

Nachdem er an einem Treffen am Cold Spring Harbor Laboratory in New York teilgenommen hatte, wo er die Ergebnisse der Hershey/Chase-Forschung hörte, war Watson überzeugt, dass die DNA das Molekül war, das für die Übertragung der genetischen Information verantwortlich war. Er war fasziniert von dem Gedanken, dass, wenn man die Struktur des DNA-Moleküls verstehen würde, es möglich wäre, abzuleiten, wie die genetische Information zwischen Zellen weitergegeben wird. Seine Virusforschung interessierte ihn nicht so sehr wie dieser neue Forschungszweig.

Im Frühjahr 1951 traf er Maurice Wilkins auf einer Konferenz in Neapel. Wilkins zeigte die Ergebnisse der ersten Versuche, DNA-Moleküle mittels Röntgenbeugung zu fotografieren. Watson, begeistert von Wilkins‘ Ergebnissen, zog im Herbst nach England. Er ging an das Cavendish Laboratory, wo er begann, mit Francis Crick zusammenzuarbeiten.

Frühe Versuche

Watson und Crick beschlossen, mit einem modellbildenden Ansatz zu versuchen, die molekulare Struktur des DNA-Moleküls zu erkennen. Beide waren davon überzeugt, dass das Verständnis der molekularen Geometrie von zentraler Bedeutung sein würde, um herauszufinden, wie die DNA genetische Informationen von Eltern- auf Tochterzellen übertragen konnte. Die Männer wussten, dass die Entdeckung der Struktur des DNA-Moleküls ein großer wissenschaftlicher Durchbruch sein würde, und sie wussten, dass sie in Konkurrenz zu anderen Wissenschaftlern wie Linus Pauling standen, die ebenfalls an der DNA arbeiteten.

Watson und Crick hatten Schwierigkeiten mit ihren ersten Versuchen, ein DNA-Modell zu bauen. Keiner der beiden hatte einen Abschluss in Chemie, also benutzten sie Standard-Chemietexte, um Pappmodelle von chemischen Bindungskonfigurationen auszuschneiden. Ein Gaststudent wies darauf hin, dass neue Informationen, die in den Lehrbüchern noch nicht korrigiert waren, zeigten, dass Watson eine seiner chemischen Bindungen aus Pappe verkehrt herum einsetzte. Etwa zu dieser Zeit besuchte Watson eine Vorlesung von Rosalind Franklin am nahe gelegenen Kings College. Offenbar hatte er nicht genau aufgepasst.

In einem Aufsatz schrieb Watson 1992:

„Ich will nicht sagen, aber ich habe sie falsch gehört. … Ich hatte sie falsch gehört und dachte, es sei sehr wenig Wasser in ihr (der DNA) und deshalb sollte sie eine sehr kompakte Struktur sein … Wir sagten ‚Nun, es gibt vier Arten von Basen. Es gibt keine Möglichkeit, eine regelmäßige Abfolge von Basen in der Mitte zu platzieren.‘

Aufgrund von Watsons Fehler war der erste Versuch der Männer, ein DNA-Modell zu bauen, ein bemerkenswerter Misserfolg. Watson und Crick bauten eine dreisträngige Helix mit den Stickstoffbasen an der Außenseite der Struktur. Als sie das Modell den Kollegen vorstellten, übte Franklin scharfe Kritik. Ihre Forschungsergebnisse hatten eindeutig gezeigt, dass es zwei Formen der DNA gab, die feuchtere B-Form war eindeutig das, was Watson und Crick zu modellieren versuchten, aber sie versuchten, die Struktur ohne die Feuchtigkeit zu bauen, die sie gezeigt hatte. Sie wies darauf hin, dass bei korrekter Anwendung ihrer Forschung die Stickstoffbasen auf die Innenseite der Molekülstruktur gehörten. Peinlich berührt von diesem öffentlichen Misserfolg, forderte der Direktor des Cavendish-Labors Watson und Crick auf, ihre Bemühungen um den Modellbau aufzugeben. Beide Männer wandten sich offiziell anderen Forschungen zu, dachten aber privat weiter über das DNA-Problem nach.

Wilkins, der mit Franklin am Kings College arbeitete, hatte einige persönliche Konflikte mit ihr. Franklin war so unglücklich am Kings, dass sie sich entschlossen hatte, ihre Forschung woanders hin zu verlegen. Es ist unklar, wie Wilkins in den Besitz einer ihrer besten Röntgenaufnahmen des DNA-Moleküls kam; vielleicht hat sie sie ihm sogar gegeben, als sie ihr Büro aufräumte. Klar ist jedoch, dass er das Bild ohne Franklins Erlaubnis aus dem Labor entfernte und es seinem Freund Watson in Cavendish zeigte. In „The Double Helix“ schrieb Watson:

„In dem Moment, als ich das Bild sah, fiel mir der Mund offen und mein Puls begann zu rasen. Das Muster war unglaublich einfacher als die zuvor erhaltenen („A Form“). Außerdem konnte das schwarze Kreuz aus Reflexionen, das das Bild dominierte, nur von einer helikalen Struktur herrühren.“

Nützliche Informationen

Watson und Crick nutzten die neuen Informationen, um ein neues Doppelstrang-Helix-Modell zu konstruieren, bei dem die Stickstoffbasen in der Mitte von A nach T und C nach G gepaart waren. Diese Basenpaarung legte Crick sofort nahe, dass eine Seite des Moleküls als Vorlage für die exakte Replikation von DNA-Sequenzen dienen könnte, um die genetische Information während der Zellreproduktion weiterzugeben. Dieses zweite, erfolgreiche Modell wurde im Februar 1951 vorgestellt. Im April 1953 veröffentlichten sie ihre Erkenntnisse in der Zeitschrift Nature, was zur Verleihung des Nobelpreises im Jahr 1962 führte.

Den Nobelpreis teilten sich Watson, Crick und Wilkins. Die Regeln des Nobelpreises besagen, dass er an nicht mehr als drei lebende Wissenschaftler vergeben werden darf. Franklin war 1958 an Eierstockkrebs gestorben. Wilkins erwähnte sie nur am Rande.

Watson arbeitete in den 1950er Jahren mit vielen anderen zusammen. Sein Genie scheint seine Fähigkeit zu sein, die Arbeit verschiedener Personen zu koordinieren und deren Ergebnisse zu neuen Schlussfolgerungen zu kombinieren. 1952 nutzte er eine Röntgenrotationsanode, um den spiralförmigen Aufbau des Tabakmosaikvirus zu demonstrieren. Von 1953 bis 1955 arbeitete er mit Wissenschaftlern am California Institute of Technology zusammen, um ein plausibles Modell der RNA-Struktur zu erstellen. Von 1955 bis 1956 arbeitete er erneut mit Crick an der Entdeckung von Prinzipien der Viruskonstruktion. Im Jahr 1956 wechselte er nach Harvard, wo er an der RNA- und Proteinsynthese arbeitete.

Im Jahr 1968 veröffentlichte Watson „The Double Helix“, eine etwas sensationslüsterne Darstellung der DNA-Entdeckung. In dem Buch verwendete Watson abfällige Kommentare und bissige persönliche Beschreibungen vieler Personen, die an der Entdeckung beteiligt waren, insbesondere von Franklin. Aus diesem Grund weigerte sich die Harvard Press, das Buch zu drucken. Es wurde jedoch kommerziell veröffentlicht und war ein großer Erfolg. In einer späteren Ausgabe entschuldigte Watson seine Behandlung Franklins damit, dass er sich des Drucks nicht bewusst gewesen sei, dem sie als Frau, die in den 1950er Jahren wissenschaftliche Forschung betrieb, ausgesetzt war. Die größte finanzielle Unterstützung erhielt Watson durch die Veröffentlichung zweier Lehrbücher – „Molecular Biology of the Gene“ (1965) und „Molecular Biology of the Cell and Recombinant DNA“ (aktualisiert 2002), die immer noch im Druck sind. Im Jahr 2007 veröffentlichte er eine Autobiographie, „Avoid Boring People, Lessons from a Life in Science“

Spätere Arbeiten & Kontroversen

Im Jahr 1968 wurde Watson Direktor des Cold Spring Harbor Laboratory. Zu dieser Zeit kämpfte die Institution mit finanziellen Problemen, aber Watson erwies sich als sehr gut darin, Gelder für die Forschung zu beschaffen. Unter Watsons Führung wurde Cold Spring zu einer der weltweit führenden Institutionen für die Forschung in der Molekularbiologie.

Im Jahr 1990 wurde Watson vom National Institute of Health zum Leiter des Human Genome Project ernannt. Er nutzte seinen Fundraising-Scharfsinn, um das Projekt bis 1992 durchzuziehen. Er trat wegen eines Konflikts über die Patentierung genetischer Informationen zurück. Watson war der Meinung, dass kommerzielle Patente die reine Forschung der am Projekt beteiligten Wissenschaftler nur behindern würden.

Seine Amtszeit in Cold Harbor endete abrupt. Am 14. Oktober 2007 wurde er auf dem Weg zu einer Konferenz in London zum Weltgeschehen befragt. Er antwortete, er sei „von Natur aus düster, was die Aussichten für Afrika angeht … all unsere Sozialpolitik basiert auf der Tatsache, dass ihre Intelligenz die gleiche ist wie unsere – während die Tests sagen, dass das nicht stimmt.“ Er fuhr fort mit der Idee, dass Afrikas Fortschritt durch minderwertiges genetisches Material behindert wurde. Der öffentliche Aufschrei über diese Äußerungen veranlasste Cold Spring, seinen Rücktritt zu fordern. Watson entschuldigte sich später und zog seine Aussagen zurück: „Es gibt keine wissenschaftliche Grundlage für einen solchen Glauben.“ In seiner Rücktrittsrede äußerte Watson seine Vision, dass „der endgültige Sieg (über Krebs und Geisteskrankheiten) in greifbarer Nähe liegt“

Trotz dieses öffentlichen Rückschlags macht Watson auch heute noch gerne kontroverse Aussagen. Auf einer Tagung des Allen Institute for Brain Science in Seattle im September 2013 sorgte Watson erneut für Kontroversen, als er seine Überzeugung verkündete, dass die Zunahme diagnostizierter Erbkrankheiten darauf zurückzuführen sein könnte, dass Eltern ihre Kinder später im Leben bekommen.

„Je älter man ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass man diese (defekten Gene) in sich trägt“, sagte Watson und äußerte auch seine Idee, dass genetisches Material von Menschen, die nicht älter als 15 Jahre sind, gesammelt werden sollte, um später per In-vitro-Fertilisation Kinder zu zeugen. Er glaubt, dass dies die Chancen verringern wird, dass Eltern ihr Leben durch die Geburt eines Kindes mit körperlichen oder geistigen Störungen „durcheinander bringen“.