James Watson był pionierem w dziedzinie biologii molekularnej, któremu przypisuje się, wraz z Francisem Crickiem i Maurice’em Wilkinsem, odkrycie struktury podwójnej helisy cząsteczki DNA. Za swoją pracę otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny w 1962 roku.

Wczesne życie

James Dewey Watson urodził się w Chicago, w stanie Ill., 6 kwietnia 1928 roku. Uczęszczał do Horace Mann Grammar School, a następnie do South Shore High School. W wieku 15 lat przeniósł się na Uniwersytet Chicagowski w ramach eksperymentalnego programu stypendialnego dla uzdolnionej młodzieży. Życiowe zainteresowanie ptakami doprowadziło go do studiowania biologii, a w 1947 r. uzyskał tytuł licencjata w dziedzinie zoologii. Po przeczytaniu przełomowej książki Erwina Schrodingera „Czym jest życie?”

Po odrzuceniu przez California Institute of Technology i Harvard, Watson zdobył stypendium na studia podyplomowe na University of Indiana. W 1950 roku uzyskał tytuł doktora zoologii za pracę nad wpływem promieniowania rentgenowskiego na replikację wirusów bakteriofagowych. Z Indiany Watson przeniósł się do Kopenhagi, gdzie kontynuował badania nad wirusami jako Merck Fellow of the National Research Council.

Po spotkaniu w Cold Spring Harbor Laboratory w Nowym Jorku, gdzie usłyszał wyniki badań Hershey/Chase, Watson nabrał przekonania, że DNA jest cząsteczką odpowiedzialną za przekazywanie informacji genetycznej. Zafascynowała go myśl, że gdyby zrozumieć strukturę cząsteczki DNA, można by wydedukować, w jaki sposób informacja genetyczna jest przekazywana między komórkami. Jego badania nad wirusami nie interesowały go tak bardzo, jak ta nowa linia dociekań.

Wiosną 1951 roku spotkał Maurice’a Wilkinsa na konferencji w Neapolu. Wilkins prezentował wyniki pierwszych prób wykorzystania dyfrakcji rentgenowskiej do fotografowania cząsteczek DNA. Watson, podekscytowany wynikami Wilkinsa, przeniósł się jesienią do Anglii. Poszedł do pracy w Cavendish Laboratory, gdzie rozpoczął współpracę z Francisem Crickiem.

Wczesne próby

Watson i Crick postanowili zastosować podejście polegające na budowaniu modeli, aby spróbować odkryć strukturę molekularną cząsteczki DNA. Obaj byli przekonani, że zrozumienie geometrii molekularnej będzie kluczowe dla odkrycia, w jaki sposób DNA może przekazywać informację genetyczną z komórki macierzystej do komórki potomnej. Mężczyźni rozumieli, że odkrycie struktury cząsteczki DNA będzie wielkim przełomem w nauce i wiedzieli, że konkurują z innymi naukowcami, takimi jak Linus Pauling, którzy również pracowali nad DNA.

Watson i Crick mieli trudności z pierwszymi próbami zbudowania modelu DNA. Żaden z nich nie miał wykształcenia chemicznego, więc wykorzystali standardowe teksty chemiczne do wycięcia kartonowych modeli konfiguracji wiązań chemicznych. Odwiedzający ich student zwrócił uwagę, że nowe informacje, jeszcze nie poprawione w podręcznikach, pokazały, że Watson używał jednego z kartonowych wiązań chemicznych odwrotnie. Mniej więcej w tym samym czasie Watson uczestniczył w wykładzie Rosalind Franklin w pobliskim Kings College. Najwyraźniej nie zwrócił na to uwagi.

W eseju z 1992 roku Watson napisał:

„Nie powiem, ale źle to usłyszałem. … Źle usłyszałem jej wykład i pomyślałem, że jest w nim (DNA) bardzo mało wody i dlatego powinien mieć bardzo zwartą strukturę … Powiedzieliśmy 'Cóż, są cztery rodzaje zasad. Nie ma mowy, żebyśmy mogli wbić się w regularną sekwencję zasad w centrum w sposób regularny.”

W wyniku błędu Watsona pierwsza próba zbudowania modelu DNA przez mężczyzn zakończyła się niepowodzeniem. Watson i Crick zbudowali trójpasmową helisę, w której zasady azotowe znajdowały się na zewnątrz struktury. Kiedy zaprezentowali ten model kolegom, Franklin skrytykowała go w ostrych słowach. Wyniki jej badań wyraźnie wskazywały na istnienie dwóch form DNA, przy czym bardziej wilgotna forma B była tym, co Watson i Crick próbowali modelować, ale oni próbowali zbudować strukturę bez wilgoci, której obecność wykazała. Zwróciła uwagę, że gdy jej badania zostały zastosowane prawidłowo, zasady azotowe należały do wnętrza struktury molekularnej. Dyrektor laboratorium Cavendisha, zażenowany tą publiczną porażką, nakazał Watsonowi i Crickowi porzucić wysiłki w budowaniu modelu. Obaj mężczyźni oficjalnie zajęli się innymi badaniami, ale prywatnie nadal myśleli o problemie DNA.

Wilkins, który pracował w Kings College z Franklin, miał z nią pewne konflikty osobowościowe. Franklin była tak nieszczęśliwa w Kings, że postanowiła przenieść swoje badania gdzie indziej. Nie jest jasne, w jaki sposób Wilkins wszedł w posiadanie jednego z jej najlepszych zdjęć rentgenowskich cząsteczki DNA; być może dała mu je nawet, gdy sprzątała swoje biuro. Jest jednak jasne, że wyniósł to zdjęcie z laboratorium bez zgody Franklin i pokazał je swojemu przyjacielowi, Watsonowi, w Cavendish. W „The Double Helix” Watson napisał:

„Gdy tylko zobaczyłem zdjęcie, otworzyły mi się usta, a puls zaczął bić szybciej. Wzór był niewiarygodnie prostszy niż te uzyskane wcześniej („A Form”). Co więcej, czarny krzyż odbić, który dominował na obrazie, mógł powstać jedynie w wyniku struktury helikalnej.”

Przydatne informacje

Watson i Crick wykorzystali nowe informacje do skonstruowania nowego modelu dwuniciowej helisy z zasadami azotowymi sparowanymi A do T i C do G w centrum. Ta para zasad natychmiast zasugerowała Crickowi, że jedna strona cząsteczki może służyć jako szablon do dokładnej replikacji sekwencji DNA w celu przekazania informacji genetycznej podczas reprodukcji komórki. Ten drugi, udany model został ujawniony w lutym 1951 roku. W kwietniu 1953 roku opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Nature, co doprowadziło do wręczenia Nagrody Nobla w 1962 roku.

Nagroda Nobla została podzielona między Watsona, Cricka i Wilkinsa. Zasady Nagrody Nobla stanowią, że musi ona zostać przyznana nie więcej niż trzem żyjącym naukowcom. Franklin zmarła na raka jajnika w 1958 roku. Wilkins wspomniał o niej mimochodem.

Watson pracował z wieloma innymi naukowcami przez całe lata 50. Jego geniusz polega na zdolności do koordynowania pracy różnych osób i łączenia ich wyników w nowe wnioski. W 1952 r. wykorzystał promieniowanie rentgenowskie z wirującą anodą do zademonstrowania spiralnej budowy wirusa mozaiki tytoniowej. W latach 1953-1955 pracował z naukowcami z California Institute of Technology nad stworzeniem wiarygodnego modelu struktury RNA. W latach 1955-1956 ponownie pracował z Crickiem nad odkryciem zasad budowy wirusów. W 1956 r. przeniósł się na Harvard, gdzie pracował nad syntezą RNA i białek.

W 1968 r. Watson opublikował „The Double Helix”, nieco sensacyjną relację z odkrycia DNA. W książce Watson użył obraźliwych komentarzy i zaciekłych osobistych opisów wielu osób zaangażowanych w odkrycie, zwłaszcza Franklina. Z tego powodu wydawnictwo Harvard Press odmówiło wydrukowania tej książki. Została ona jednak wydana komercyjnie i odniosła wielki sukces. W późniejszym wydaniu Watson usprawiedliwiał swoje traktowanie Franklin, twierdząc, że nie zdawał sobie sprawy z presji, z jaką borykała się kobieta prowadząca badania naukowe w latach 50. Największe wsparcie finansowe Watson uzyskał dzięki opublikowaniu dwóch podręczników – „Molecular Biology of the Gene” (1965) oraz „Molecular Biology of the Cell and Recombinant DNA” (aktualizacja 2002), które nadal są w druku. W 2007 r. opublikował autobiografię „Avoid Boring People, Lessons from a Life in Science.”

Późniejsza praca & Kontrowersje

W 1968 r. Watson został dyrektorem Cold Spring Harbor Laboratory. W tym czasie instytucja borykała się z problemami finansowymi, ale Watson okazał się bardzo dobry w pozyskiwaniu funduszy na badania. Pod jego kierownictwem Cold Spring stało się jedną z wiodących na świecie instytucji zajmujących się badaniami w dziedzinie biologii molekularnej.

W 1990 roku Watson został mianowany przez Narodowy Instytut Zdrowia szefem Human Genome Project. Wykorzystał swój talent do zbierania funduszy, aby pilotować projekt do 1992 roku. Zrezygnował z tego stanowiska z powodu konfliktu dotyczącego opatentowania informacji genetycznej. Watson wierzył, że jakiekolwiek komercyjne patenty tylko utrudniłyby czyste badania prowadzone przez naukowców pracujących nad projektem.

Jego kadencja w Cold Harbor zakończyła się nagle. 14 października 2007 roku, w drodze na konferencję w Londynie, został zapytany o wydarzenia na świecie. Odpowiedział, mówiąc, że był „z natury ponury o perspektywach Afryki … wszystkie nasze polityki społecznej opierają się na fakcie, że ich inteligencja jest taka sama jak nasza – podczas gdy badania mówi, że nie bardzo.” Kontynuował myśl, że postęp Afryki został zahamowany przez gorszy materiał genetyczny. Publiczne oburzenie z powodu tych uwag skłoniło Cold Spring do zażądania jego rezygnacji. Watson później przeprosił i odwołał swoje wypowiedzi mówiąc: „Nie ma żadnych naukowych podstaw dla takiego przekonania.” W swojej mowie rezygnacyjnej, Watson wyraził wizję, że „ostateczne zwycięstwo (nad rakiem i chorobami psychicznymi) jest w zasięgu naszej ręki.”

Mimo tej publicznej porażki, Watson nadal cieszy się składaniem kontrowersyjnych oświadczeń nawet dzisiaj. Na spotkaniu zorganizowanym w Seattle przez Allen Institute for Brain Science we wrześniu 2013 roku, Watson ponownie wzbudził kontrowersje, gdy ogłosił, że jego zdaniem wzrost liczby zdiagnozowanych zaburzeń dziedzicznych może być spowodowany tym, że rodzice mają dzieci w późniejszym wieku.

„Im jesteś starszy, tym większa szansa, że będziesz nosicielem tych (wadliwych genów)” – powiedział Watson, wyrażając również swój pogląd, że materiał genetyczny powinien być pobierany od osób nie starszych niż 15 lat w celu późniejszej produkcji dzieci poprzez zapłodnienie in-vitro. Jego zdaniem zmniejszy to szanse na to, że rodzice będą mieli „spaprane” życie przez narodziny dziecka z zaburzeniami fizycznymi lub psychicznymi.