らせん、らせん階段、または蛇: 50 年前、ワトソンとクリックが DNA を発見

ヒトゲノムの解読、親子鑑定、癌などの多くの病気の理解 – これらはいずれも、ジェームズ ワトソンとフランシス クリックの天才がなければ不可能でした。 1950 年代初頭、二人は実際にケンブリッジのキャベンディッシュ研究所で細菌ウイルスとタンパク質分子の構造を研究していました。デオキシリボ核酸 (DNA) の構造をいじることは、彼らの専門的な趣味でした。彼らは、糖、塩基、リン酸分子を含む DNA の構成要素のモデルを作成し、それを使用して、すべての条件に従って安定した分子を構築しようとしました。化学の法則。

ロンドンのキングス・カレッジでのモーリス・ウィルキンスとロザリンド・フランクリンの研究は、彼らにいくつかの手がかりを与えました。 2人の生物物理学者はX線を使用してDNAの画像を撮影した。ワトソンとクリックは、黒い点の規則的なパターンを持つ画像を熱心に研究しましたが、フランクリンの知識はありませんでした。これは、DNA が規則的に構造化された分子であるに違いないことを示しました。

何度かの失敗を経て、研究コンビは最終的に説得力のある構造を設計することに成功した。糖分子の2本の鎖を巻きひげのように互いに絡ませ、それらの間に螺旋階段のように2本の基部からそれぞれの階段を構築した。 2つの塩基は糖鎖にしっかりと接続されていましたが、分子の力によってのみ互いに​​引き付けられました。ジッパーの先端が塩基に対応することに匹敵します。

ワトソンとクリックがすぐに気づいたように、この構造のハイライトは塩基の配置にありました。 DNAにはグアニン、シトシン、アデニン、チミンという4つの塩基があります。各段階では、グアニンとシトシン、またはアデニンとチミンのいずれか一方のみが向かい合っています。塩基が結合した 2 本の糖鎖は、元のイメージと同様に動作し、ネガティブになります。一方の鎖の構造がわかっていれば、そこからもう一方の鎖を推測することができます。若い研究者らはすでに、1953年に専門誌「ネイチャー」に発表した論文の中で、このメカニズムを利用して遺伝子分子を複製できると述べている。この遺伝物質の再生産は生殖と進化の基礎です。

しかし、世紀の発見は 1953 年にはほとんど波紋を呼びませんでした。この研究について報じたのは英国の新聞『ニュース・クロニクル』1紙だけだった。科学史家のロバート・オルビー氏はこれには驚かない。当時、DNAが遺伝分子であり、したがって生殖中に特性が確実に伝達されるということは確実であるとは考えられていなかった、と彼は「Nature」誌のDNA構造50周年に関するトピックで書いている。さらに、ワトソンとクリックは、この構造に関する多くの実験的証拠を提供できませんでした。

彼女と他の研究者は、出版から数年後に初めてこれを発見しました。彼らは、DNA鎖上の塩基の配列が生命の暗号であり、そこに細胞タンパク質、そして最終的には生物体全体の構造の設計図が書かれていることを学びました。研究者たちは、1950 年代の終わりに、生命の書でこれらの文字を読むことを学びました。 1962 年、ワトソン、クリック、ウィルキンスはノーベル医学賞を受賞しました。フランクリンさんは4年前に卵巣がんで亡くなっていた。

私たちの祖先の理解、遺伝子検査、医薬品の製造など、DNA 構造は研究や社会にあらゆる影響を及ぼしますが、DNA 分子自体にはまだ多くの秘密が残っていることが忘れられがちです。研究者は、非常に長い DNA 分子が細胞内で起こることをどのように制御できるのか詳しく理解していません。 DNA 分子は細胞内でしっかりと絡み合い、押し詰められているため、結局のところ、地球から太陽まで伸びる DNA 鎖は人体に適合する必要があります。 「生命の本は閉じられ、封印され、しまい込まれている」とネイチャー編集者のフィリップ・ボールは書いている。

マルセル・フォーク