Annons

Genidraget?

I år är det precis ett halvsekel sedan en av 1900-talets viktigaste biologiska upptäckter gjordes.

Cricks och Watsons artikel, som bara var en sida lång, publicerades den 25 april 1953 i en av världens främsta vetenskapliga tidskrifter, Nature, och gav utgångspunkten för den intensiva utveckling som genetiken har genomgått under andra hälften av 1900-talet. Naturligtvis fick de två forskarna ganska snart dela Nobelpriset i fysiologi eller medicin (1962). Senare har en lång rad andra forskare som arbetat i deras efterföljd blivit delaktiga av samma ära. Vad var det då de unga genierna hade åstadkommit? Var de ens genier?

Jakt efter ära

James Watson har givit en mycket personlig version av hur upptäckten av DNA-strukturen gick till. Hans bok The Double Helix - Den dubbla spiralen - som kom 1968 och redan samma år översattes till svenska ger avslöjande inblickar i de vetenskapliga upptäckternas psykologi och sociologi. Watson blandar stort och smått: öppenhjärtiga beskrivningar av professionella besvikelser varvas obekymrat med upplysningar om vilka forskare som inte kommer överens med varandra och vilket intryck författarens attraktiva syster gör på hans manliga kolleger.

Watson sticker aldrig under stol med sin ärelystnad. Han är övertygad om att DNA-molekylens byggnad kan ge nyckeln till ärftlighetens gåta. Nobelpriset hägrar och han bestämmer sig för att bli den förste som presenterar en modell av molekylen. Mot föreskrifterna i sitt stipendium väljer han att arbeta på Lawrence Braggs röntgenkristallografiska laboratorium i Cambridge i stället för hos biokemisterna Herman Kalckar i Köpenhamn eller Torbjörn Caspersson i Stockholm.

Det var ett djärvt beslut. Watson kunde i grund och botten ingenting om röntgenkristallografi då han som 23-årig amerikansk gästforskare kom till Cambridge. I själva verket var han specialist på bakteriofager - oftast kallade fager - ett slags virus som infekterar bakterier. Något år tidigare hade han disputerat på en avhandling om dessa smittämnen. Biologernas intresse för fager motiverades framför allt av att de endast består av arvsmassa som omges av ett proteinskal och därför kan utnyttjas för att utforska arvets biokemiska mekanismer.

I Cambridge träffade Watson samman med Francis Crick, en odisputerad biofysiker som hade sysslat med röntgenkristallografiska undersökningar av proteiner, särskilt blodfärgämnet hemoglobin och ett besläktat ämne i musklerna.

På sätt och vis var Crick inte någon särskilt framgångsrik forskare: han pratade mer än han arbetade, fick fler idéer än han riktigt orkade pröva vetenskapligt och kom ofta i konflikt med laboratoriets vetenskapliga ledare, Nobelpristagaren Sir Lawrence Bragg. För Watson kom emellertid sammanträffandet med Crick utomordentligt lägligt. Crick var lätt att entusiasmera för DNA och visste hur man kan ställa upp matematiska formler för röntgenstrålars spridning i komplexa organiska molekyler.

Konkurrenter och vänner

De två unga männen började samarbeta. De läste allt de kunde komma över om DNA, de pratade DNA över lunchbordet och etablerade kontakt med grupper som sysslade med liknande frågor - främst Maurice Wilkins och Rosalind Franklin, som båda arbetade vid King’s College i London men kom så dåligt överens sinsemellan att de knappast talade med varandra. Watson och Wilkins fick däremot snart tämligen god kontakt. Kanske behövde Wilkins någon annan än sin motsträviga arbetskamrat att diskutera DNA med. Med tiden skulle han komma att dela Nobelpriset med Watson och Crick. Då hade Franklin dött i bröstcancer.

Förhållandet mellan forskarna i Cambridge och London präglades av en blandning av konkurrens och vänskap som inte är ovanlig i vetenskapliga sammanhang. Båda grupperna höll på sitt, båda ville komma först, men båda var också beroende av att utbyta idéer med varandra. Samarbetet var dock långt ifrån självklart, och när Crick med sedvanlig entusiasm presenterade en uppenbart galen modell av DNA-molekylen, visade Franklin öppet sitt förakt.

Crick tog hårt vid sig. Han sårades inte minst av att kritiseras av en kvinna och höll helt på att tappa intresset för DNA. När den berömde proteinkemisten Linus Pauling i USA publicerade en annan - likaledes felaktig - DNA-modell gladdes emellertid de båda engelska grupperna gemensamt åt hans fadäs. Intresset väcktes på nytt: nu gällde det att sätta fart och se till att komma först.

Pauling och Franklin hade var och en på sitt sätt givit förutsättningarna för Watsons och Cricks triumf. Pauling hade gjort detaljerade studier av de kemiska bindningarna i organiska molekyler. Han visste precis hur de olika atomerna i de organiska föreningarna satt i förhållande till varandra och älskade att konstruera tredimensionella modeller av dessa komplicerade ämnen. Sina resultat hade han publicerat i standardverket The Nature of the Chemical Bond som de båda unga Cambridgeforskarna girigt kastade sig över.

Franklin var överlägsen alla andra när det gällde att göra röntgenkristallografiska undersökningar av DNA-molekylen. Hennes bilder gav Watson och Crick den information de behövde för att få en uppfattning om DNA-molekylens övergripande struktur. De kunde räkna ut att denna molekyl var spiralformad - något som Franklin själv förnekade - och skaffa sig en uppfattning om hur tät spiralen var. Återstod bara att dra slutsatserna av den information som dessa andra forskare hade samlat in.

Byggde på andras resultat

Watson och Crick började bygga tredimensionella modeller som byggde på Paulings biokemiska data och Franklins röntgenkristallografiska undersökningar. Arbetet påminde om när teknikglada pojkar bygger meccano: bit fogades till bit, skruvar drogs åt, vinklar anpassades. Den ena modellen efter den andra prövades, oftast med resultatet att något inte stämde.

Till slut gav de båda Cambridgeforskarnas snickrande med molekylmodeller ändå utdelning. Sedan de vridit och vänt på sina spiraler lyckades de hitta en modell som stämde med alla kända data. Då hade de efter mycket tvekan vänt baserna inåt i stället för utåt och kommit fram till att DNA-molekylen bestod av två - inte som de först tänkte sig tre - spiralvridna kedjor som hölls löst samman av s k vätebindningar. Adenin på den ena kedjan motsvarades alltid av tymin på den motsatta, cytosin motsvarades alltid av guanin.

Då Watson skruvade samman den slutgiltiga modellen höll sig Crick på avstånd. När han var färdig kontrollerade Crick hans konstruktion och konstaterade att allt passade. Det var dags att gå hem och äta middag med Cricks franska hustru Odile, som lagade betydligt bättre mat än den som serverades på de traditionella engelska studentrestaurangerna i närheten. Varken Watson eller Crick tvivlade på att de hade gjort en av århundradets viktigaste vetenskapliga upptäckter. De visste också att deras konkurrenter var dem hälarna. Rapporten till Nature skrevs i flygande fläng.

Förstod DNAs betydelse

Watsons och Cricks experiment - om man över huvud taget kan tala om experiment - bestod alltså enbart i att konstruera modeller utifrån undersökningar som gjorts av andra. Kan man då tala om vetenskaplig parasitism? Den österrikisk-amerikanske biokemisten Erwin Chargaff uppfattade det nog på det sättet. Han hade gjort den viktiga iakttagelsen att adenin och tymin, respektive guanin och cytosin, alltid förekom i proportionen 1:1, medan de andra basernas proportioner i förhållande till varandra kunde variera litet hur som helst.

Men Chargaff lyckades aldrig komma på hur DNA-molekylen är uppbyggd och kunde aldrig acceptera att han hade blivit föregången av de båda valparna från Cambridge. Andra - exempelvis Pauling - konstaterade bara att några andra hade kommit före och arbetade vidare med andra saker som intresserade honom. Han hade för all del ingen anledning att klaga. Hans beskrivning av proteinernas byggnad gav honom Nobelpriset i kemi år 1954. Nio år senare belönades han dessutom med fredspriset.

De båda Cambridgeforskarna var medvetna om sitt beroende av andra. I sin memoarbok What Mad Pursuit (ungefär: En sådan galenskap) skriver Crick att hans egen och Watsons bedrift egentligen var ganska blygsam. De gick bara vidare på väl upparbetade vägar. Det märkvärdiga var inte deras eget arbete utan den kemiska substans de hade valt att studera. DNA är inte vilken molekyl som helst utan den materia som bär den ärftliga informationen.

En del av Watsons och Cricks storhet bestod i att de insåg detta. Det var nämligen inte självklart. Vid mitten av 1900-talet var det många som trodde att ärftlighetens gåta skulle lösas genom undersökningar av proteiner.

Genteknik är grunden

Tio år senare hade forskarna knäckt den genetiska koden. Budskapet till cellen kodas av de fyra baserna adenin, cytosin, guanin och tymin, vanligen förkortade A, C, G, T. Varje kombination av tre sådana baser - en triplett - motsvarar en viss aminosyra i de proteiner som bygger upp cellerna och styr ämnesomsättningen i denna. Ett arvsanlag kan grovt definieras som den svit baser som motsvarar ett sådant protein.

Snart kunde biokemisterna också reda ut hur informationen från arvsanlagen, som ligger i cellkärnan, förmedlas till cellplasman där sammansättningen av proteiner äger rum och hur det går till när arvsanlagen kopieras, något som sker t ex då en cell delar sig och ger upphov till två dotterceller. Forskarna lärde sig att klippa och klistra på väl definierade ställen i arvsmassan. Det blev möjligt att kartlägga budskapet i generna och föra samman arvsanlag från olika organismer. Vägen till den moderna gentekniken - med alla de etiska frågor som har följt i dess spår - låg öppen.

Watsons och Cricks beskrivning av DNA-molekylen fick större konsekvenser än de flesta kunde ana. All modern biologisk grundforskning bygger mer eller mindre direkt på genteknik. Det gäller allt ifrån att klarlägga släktskapen mellan olika organismer och studera evolutionens lagar till att ta fram nya mediciner som ger hopp om bot för cancer och andra folksjukdomar.

Framgångarna lockade till genetiska tolkningar av sjukdomar och karaktärsegenskaper, som tidigare hade förklarats på annat sätt. Inte minst i populärdebatten blev det genetiska tänkandet förenklat och överdrivet. Molekylärgenetiken satte inte bara sin prägel på biologin, den fick konsekvenser för hela samhället.

Gå egna vägar

Antingen Watson och Crick var geniala eller inte är deras historia en sedelärande berättelse med adress till alla forskningspolitiker. Vem hade kunnat ana att 1900-talets kanske viktigaste biologiska upptäckt skulle göras av två forskare där den ene var specialist på ett slags virus som infekterar bakterier medan den andre hade sysslat med röntgenstrålars spridning i kristaller av komplexa organiska ämnen.

Grundforskning är oförutsägbar - ett förhållande som alltid har bekymrat dem som försökt "lägga ut bredband" mellan kunskap, produktion och ekonomisk tillväxt. Vetenskapliga genombrott kan inte kommenderas fram. De uppstår då forskare får - eller tar sig - tillfälle att syssla med något som fascinerar dem. När Watson begav sig till Cambridge var han på rymmen från de uppgifter som hans anslagsgivare hade bestämt att han skulle ägna sig åt. Det är nog karakteristiskt. Problemet är bara att alla okynniga forskare inte är geniala - de flesta är tvärtom tämligen slätstrukna.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
11 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Lägg till kommentar