|
جیمز واتسون
فهرست مندرجات
زندگینامه زیستشناسان
جیمز دیویی واتسون (به انگلیسی: James Dewey Watson) (زادهی ۱۹۲۸ م -) ، جانورشناس، زیستشناس مولکولی٬ زیستفیزیکدان و متخصّص علم ژنتیک آمریکایی است او به همراه فرانسیس کریک و موریس ویلکینز نقشی مهم در کشف ساختار مولکولی دیانای بازی کرد. مادهای که اساس انتقال موروثی و اطلاعات ژنتیکی در موجودات زنده به نسلهای بعدی به شمار میرود. از اینرو، واتسون جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی را در سال ۱۹۶۲ میلادی به همراه دو دانشمند دیگر دریافت کرد.
▲ | زندگینامه |
جیمز واتسون، در ٦ آوریل ۱۹۲۸ میلادی، بهعنوان تنها پسر ژان (میچل) و جیمز دی واتسون، در شیکاگو، بزرگترین شهر ایالت ایلینوی زاده شد. پدرش، یک تاجر از نسل مهاجران دورهی استعماری انگلیس در آمریکا بود که اصالتی بریتانیایی داشت و مادرش از نوادگان مهاجرین اسکاتلندى بود که در اوایل سال ۱۸۴۰ به ایالات متحده مهاجرت کرده بودند. او میگوید:
«پدرم طوری بزرگ شده بود که پیرو کلیسای اسقفی جمهوریخواه شود، اما بعد از سال اول کالج، یک بیدین دمکرات از آب درآمد. مادرم یک کاتولیک ایرلندی بود، که البته دین را خیلی جدی نمیگرفت. با این شرایط، من پس از سن ۱۱ سالگی، دیگر به مراسم عشای ربانی یکشنبهها نرفتم و بهجای آن به همراه پدرم، برای تماشای پرندگان، به پیادهروی میرفتم. در همان زمان با اسم چارلز داروین آشنا شدم.»
واتسون در جنوب شیکاگو بزرگ شد و در مدارس دولتی، از جمله مدرسۀ هوراس مان گرامر (Horace Mann Grammar School) و دبیرستان شور سود (South Shore High School) درس خواند. در سن ۱٢ سالگی، در امتحان رادیوی کودکان و نوجوانان، او یکی از شاگردان با ضریب هوشی بالا شناخته شد و در سن ۱۵ سالگی، با اتمام دوره دبیرستان، موفق به اخذ بورسیه تحصیلى از دانشگاه شیکاگو گردید و در تابستان سال ۱۹۴۳، تحصیل در رشتهی جانورشناسى را آغاز کرد. او که از کودکى ساعتهاى متمادى به تماشاى پرندگان مىنشست، در این دوران به مقولهی ژنتیک علاقهمند شد. او خود میگوید:
- «رشتهی من در دانشگاه شیکاگو جانورشناسی بود. من فکر میکردم سرنوشت من، اگر به اندازه کافی باهوش باشم، شاید این باشد که یک پیاچدی (PhD) از کرنل با گرایش پرندهشناسی بگیرم.
در آن زمان در مجلهی شیکاگو یک مقالهی در مورد کتابی با عنوان «حیات چیست؟» از فیزیکدان بزرگ، شرودینگر، خواندم. البته این پرسشی بود که من میخواستم پاسخش را بهدست بیاورم.
داروین حیات را بعد از آغاز آن توضیح داده بود: «حیات به شکل امروزی آن در اثر تکامل بهوجود آمده است»؛ ولی اینکه ماهیت حیات چیست، هنوز مشخص نشده بود. شرودینگر، عقیده داشت که ماهیت حیات، اطلاعات موجود در کروموزومها است و این اطلاعات توسط مالکولها ذخیره شده است. من پیش از آن، هیچگاه به فکر مالکولها نیفتاده بودم.
کروموزومها از جملهی مالکولها بهشمار میآیند. بنابراین، همه اطلاعات با یک الگوی دیجیتال، بهنحوی نگهداری باید بشود. یک پرسش بزرگ وجود داشت. چگونه این اطلاعات نسخهبرداری میشود؟
خوب، این کتاب راجع به این مسئله بود و از آن زمان به بعد، من تصمیم گرفتم که متخصص ژنتیک بشوم و با شناخت ژنها و از طریق آن ماهیت حیات را درک کنم.
بنابراین، من برای پذیرش در کلتک درخواست دادم، اما آنها درخواست من را رد کردند. بنابراین، من به ایندیانا رفتم، که در واقع، در زمینهی ژنتیک بهخوبی کلتک بهحساب میآمد. من دوران خیلی شادی را در ایندیانا داشتم و در ایندیانا بود که ایده اینکه دیانای حامل ژنها است، به ذهن من خطور کرد. در نتیجه، هنگامی که من پیاچدی را بهدست آوردم، تصمیم گرفتم به دنبال دیانای بروم.»
واتسون، پس از پایان دوره لیسانس براى شرکت در دوره فوقلیسانس و نهایتاً دکتراى جانورشناسى به دانشگاه ایندیانا رفت و مطالعات گستردهاى در زمینهی علم ژنتیک انجام داد و در این راه از راهنماییهاى دو استاد برجسته ژنتیک، «اچ. جى. مولر» و «تى. ام. سونبورن» بهرهمند شد.
وی رساله دکتراى خود را با موضوع تأثیر پرتو ایکس بر روند تکثیر باکترىها زیرنظر «اس. اى. لوریا» استاد ایتالیاییتبار دانشکده باکترىشناسى و میکروبیولوژیست برجسته تهیه و تنظیم کرد و در سال ۱۹۵۰ پس از دفاع از آن موفق به اخذ مدرک دکترا با نمره ممتاز شد و بلافاصله دوره فوق دکتراى خود را در بخش تحقیقات ملى دانشگاه کپنهاگ آغاز کرد. او مدتى را در خدمت «هرمان کلکر» بیوشیمیست معروف مشغول شد و یک سالی را نیز به همکارى با میکروبیولوژیست مشهور «اولد مالوئه» گذراند. واتسون، در این دوره مطالعاتش را بر روى تغییرات دیانای ذرات ویروسهاى عفونی متمرکز کرد.
در بهار سال ۱۹۵۱، او به همراه «کلکر» به پایگاه جانورشناسى ناپل عزیمت کرد و طى حضورش در یکى از سمپوزیومهاى علمى با «موریس ویلکینز» دیدار کرد و براى نخستینبار موضوع الگوى انکسار اشعه ایکس در بلور دیانای توجه او را جلب کرد و تحت تأثیر آن، موضوع اصلى تحقیقات خود را بر موضوع ساختار شیمیایی اسیدهاى نوکلئیک و پروتئینها متمرکز کرد و در همین راستا آزمایشگاه مجهز دانشگاه کاوندیش را بهعنوان مرکز تحقیقات علمى خود برگزید. واتسون میگوید:
- «در ابتدا به کپنهاگ رفتم چون فکر میکردم میتوانم بیوشیمیست بشوم. ولی متوجه شدم که بیوشیمی برایم خیلی خستهکننده و ملالآور است. در ضمن، بیوشیمی کمکی برای توضیح کارکرد ژنها نمیکرد. بیوشیمی دانش ملکولی محض بود.»
حرکت نخستین بهسوی کشف ساختار دیانای را پروفسور موریس ویلکینز آغاز کرد. او مطالعات اولیه را برای استفاده از اشعه ایکس در تعیین شکل مولکول دیانای انجام داد در سال ۱۹۵۰ میلادی، او که در کالج سلطنتی لندن مشغول تحقیق بود، با اشعه ایکس از دیانای چند عکس گرفت و آن را در کنفرانسی علمی در ناپل ارائه داد. این عکسها نشان میداد که دیانای مولکولی طویل، نازک و با ساختاری بلوری است. البته برای اینکه بتوان از تفرق اشعه ایکس به شکل مولکول رسید، لازم بود محاسبات ریاضی انجام شود. به هر حال، این عکسها بود که توجه واتسون را جلب کرد و او را به کمبریج آورد.
- «بعد من به یک همایش در ایتالیا رفتم و در آنجا یک سخنران که در برنامه اسمی از او نبود، بهطور غیرمنتظره راجع به دیانای سخنرانی کرد.
او موریس ولکینز بود. او یک فیزیکدان بود و بعد از جنگ به بیوفیزیک روی آورده بود و دیانای را بهعنوان زمینهی کاری انتخاب کرده بود. چون دیانای در موسسه راکفلر بهعنوان محتملترین ملکول حامل ژن در کروموزومها بهحساب میآمد.
بیشتر افراد فکر میکردند که پروتئینها این نقش را داشته باشند، اما ولکینز عقیده داشت که دیانای بالاترین شانس را داشته باشد. و او این عکس اشعه ایکس را در آنجا نمایش داد. یک حالت بلورین. پس ملکول دیانای علیرغم اینکه شاید هر کدام آنها دستورالعملهای مختلفی را حمل کنند، دارای ساختار منظم است. پس این مالکول باید دارای خصوصیت عمومی باشد.
من تمایل داشتم که برای او کار کنم، اما او تمایلی به کار با یک پرندهشناس سابق را نداشت.
در نتیجه، من کمبریج انگلیس را انتخاب کردم. من به کمبریج رفتم. چون آنجا در واقع، بهترین محل در دنیا برای بلورنگاری با اشعهی ایکس بود. بلورنگاری با اشعهی ایکس به تازهگی در رشتهی شیمی مطرح شده بود. منظورم این است که در آن روزها بلورنگاری جزئی از رشتهی فیزیک بهحساب میآمد. بهترین محل برای بلورنگاری با اشعهی ایکس آزمایشگاه کاوندیش در کمبریج بود.»
اندکى بعد واتسون با «فرانسیس کریک» آشنا شد که او نیز علاقهی شدیدى به کشف ساختار دیانای داشت (ویلکینز که با فرانسیس کریک دوست بود، او را نیز متوجه اهمیت دیانای کرده بود). بدین ترتیب، همکارى این دو آغاز شد و پس از چندى براساس شواهد تجربی و همچنین آزمایشهاى متعدد براى مطالعه ساختار زنجیرهاى پلىنوکلئوتیدها توانستند ساختار اولیه دیانای را بیابند که بهعنوان گام نخستین موفقیتآمیز نبود. اما تلاش دوم این دو دانشمند که بیش از پیش بر شواهد تجربی استوار بود توانست نظر دانشمندان معاصر را بهخود جلب کند که خبر از ساختار مارپیچى دیانای مىداد.
- «در آزمایشگاه کاوندیش در کمبریج بود که من با فرانسیس کریک آشنا شدم. هنگامی که به آنجا رفتم، او ٣۵ سال داشت و من ٢٣ ساله بودم. به هر حال، تنها بعد از یک روز ما تصمیم گرفتیم که شاید بتوانیم برخلاف روشهای سخت معمول، یک راه میانبُر برای کشف ساختار دیانای پیدا کنیم و آن روش مُدلسازی بود. یک مُدل مولکلی با استفاده از یافتههای تصاویر حاصل از پرتونگاری اشعهی ایکس بسازیم. ولی مسئله این بود که چه مولکولی و این مُدل به چه شکلی باید ساخته شود؟»
جمیز واتسون و فرانسیس کریک بهجای آنکه براساس آزمایش تجربی کار کنند، تصمیم گرفتند با بررسی نتایج تحقیقات دیگران و محاسبات خودشان مُدلی را پیشنهاد دهند که آنرا با مقوا و سیم بازسازی کرده بودند.
لینوس پاولینگ در سمت چپ عکس دیده میشود و در سمت راست، سر لورنس براگ، پروفسور کاوندیش ایستاده است
در همان زمان، شیمیدانی بهنام لینوس پائولینگ، در کالیفرنیا با استفاده از تفرق اشعه ایکس سعی کرده بود ساختار دیانای را آشکار نماید، اما بهزودی روشن شد که ساختار پیشنهادی او اشتباه است. واتسون و کریک که پائولینگ را به جواب نزدیک میدیدند، به کار خود سرعت دادند تا راز حیات را زودتر از او کشف کنند.
- «دلیل انجام این کار، لینوس پاولینگ - در وسط این عکس - است. در حدود شش ماه قبل از آن، او مارپیچ الفا را برای پروتئینها پیشنهاد داده بود. با این کار او، مردی را که در سمت راست ایستاده، سر لورنس براگ، که پروفسور کاوندیش بود، از دور خارج کرد. این عکس مربوط به چندین سال بعد است که براگ دلیلی برای چنین خندیدن داشت.
وقتی که من برای کار به آنجا رفتم، او مطمیناً نمیخندید؛ چون با تصاحب مارپیچ الفا توسط پاولینگ مورد تحقیر قرار گرفته بود. افراد کمبریج به این دلیل که شیمیدان نبودند، در این زمینه شکست میخوردند. بدون شک، فرانسیس و من، نیز هیچکدام شیمیدان نبودیم. از اینرو، ما سعی کردیم که از راه مُدلسازی به نتیجه برسیم.
آنها موریس ویلکینز و همکارانش را از کالج سلطنتی لندن دعوت کردند تا مدل پیشنهادی خود را از مولکول دیانای به آنها نشان دهند. روزالیند فرانکلین با دیدن مُدل خندید و آن را غیرممکن دانست. این موضوع اسباب شرمساری تیم کمبریج را فراهم آورد و به واتسون و کریک گفته شد کار روی دیانای را متوقف کنند.
- در آن زمان، فرانسیس با ویلکینز آشنا بود. ویلکینز معتقد بود که مالکول باید به شکل مارپیچ باشد. به نظر او، عکس اشعهی ایکس با یک مارپیچ تظابق پیدا میکرد. در نهایت ما یک مُدل سه رشتهای ساختیم. افراد لندن به دیدن مُدل ما آمدند. ویلکینز و همکارش یا همکار احتمالیش، روزالیند فرانکلین، به آنجا آمدند و به نوعی به مُدل ما خندیدند. آنها میگفتند که مُدل شما بیریخت است. البته درست میگفتند.
در نتیجه به ما گفته شد که دیگر مُدلسازی نکنیم. ما لیاقت این کار را نداشتیم و ما دیگر مُدلی نساختیم؛ و فرانسیس به کارش روی پروتئینها ادامه داد؛ و من بهطور کلی کاری انجام نمیدادم، البته به غیر از مطالعه کردن. ...»
واتسون و کریک، سراغ سر ویلیام لورنس براگ، که جوانترین برنده جایزه نوبل و رییس آزمایشگاه کاوندیش بود، رفتند و موافقت او را برای کار روی دیانای جلب کردند.
- «ما همچنین به گروه لندن تذکر میدادیم که لینوس پاولینگ، قصد دارد به سمت دیانای حرکت کند. اگر دیانای اهمیت دارد، پاولینگ این را خواهد فهمید. او مُدل را خواهد ساخت و روی دست ما خواهد زد. در حقیقت او به گروه لندن نامه نوشته بود که آیا امکان دارد که تصاویر اشعهی ایکس آنها را ببیند؟ البته آنها فهم آن را داشتند که به او جواب رد بدهند. بنابراین، او این تصاویر را در اختیار نداشت. البته تصاویری قبلاً منتشر شده بود. اما لینوس پاولینگ، آنها را به دقت بررسی نکرده بود.
در حدود ۱۵ ماه پس از آنکه من به کمبریج رفتم، در کمبریج شایعهای توسط پسر لینوس پاولینگ که، در آن زمان در کمبریج بهسر میبرد، منتشر شد که پدرش هماکنون مشغول کار روی دیانای است.
روزی پیتر پیش ما آمد و گفت من پیتر پاولینگ هستم و کپی مقالهای که از پدرش دریافت کرده بود را به من داد. در آن موقع، من حسابی ترسیدم چون تصور میکردم که ما رودست خورده باشیم. من هیچ کاری برای انجام دادن و صلاحیت انجام هیچ کاری را نداشتم.
به هر حال، در این مقاله، یک مُدل سه رشتهای پیشنهاد داده بود. من آن را خواندم. در واقع چرند بود و این اشتباه، از بزرگترین شیمیدان دنیا غیرمنتظره بود. مُدل او توسط پیوندهای هیدروژنی بین گروههای فسفات شکل گرفته بود. خوب، اگر بیشینهی PH درون سلول در حدود هفت باشد، آن پیوندهای هیدروژنی نمیتوانستند تشکیل شوند.
ما با عجله به گروه شیمی رفتیم و به آنها گفتیم که آیا پاولینگ میتواند درست گفته باشد؟ وقتی الکس هاوست جواب منفی داد، ما بسیار خوشحال شدیم. من همچنان در بازی بودیم اما خیلی ترس داشتیم که کسی در کلتک به او خواهد گفت که در اشتباه است. در نتیجه براگ دوباره به ما اجازه داد که مُدلسازی کنیم.
یک ماه بعد از انتشار مقالهای لینوس پاولینگ، من مقاله را با خود به لندن بردم و به آنها نشان دادم و گفتم، که لینوس در اشتباه است و ما همچنان فرصت داریم. آنها باید به سرعت شروع به ساختن مُدل بکنند؛ ولی ویلکینز گفت فعلاً نه. روزالیند فرانکلین تا دو ماه دیگر از اینجا خواهد رفت و پس از رفتن او ما مُدلسازی را شروع خواهیم کرد. با این خبر، من به کمبریج برگشتم و براگ دستور ساختن مُدل را داد.»
تقزیبا پنج هفته بعد، سر لورنس براگ، در کنفرانسی علمی در بلژیک کشف ساختار دیانای را اعلام کرد، اما این موضوع انعکاسی در رسانهها پیدا نکرد. هفده روز بعد کریک و واتسون مقاله خود را در نشریه معتبر نیچر منتشر کردند. مقالهای که در اصل نامهای کوتاه بود و آن را مهمترین نوشته علمی دوران معاصر میدانند. در آن شماره، دو مقاله دیگر هم منتشر شد که کار ویلکینز و فرانکلین بودند. اما این دو مقاله به اندازه مطلب واتسون و کریک مورد توجه قرار نگرفتند، چون برخلاف آن، مدلی را برای مولکول دیانای پیشنهاد نکرده بودند.
به این ترتیب، جمیز واتسون و فرانسیس کریک، پاسخ خود را به یکی از بنیادیترین پرسشهای زیستشناسی منتشر کردند. آنها درباره ساختار مادهای شیمیایی بهنام دئوکسیریبونوکلئیک اسید - یا همان دیانای - توضیح دادند و اینکه موجودات زنده چگونه خود را بازسازی میکنند. بهطور خلاصه، بیان داشتند که این مولکول از دو رشته مارپیچ تشکیل شده است که دور یکدیگر پیچ خوردهاند. آنها، در سال ۱۹۵٣، شکل دو رشتهای دیانای را کشف کردند.
واتسون بهطور همزمان بر روى ساختار تىاموى (TMV) با بهرهگیرى از تکنیکهاى شکست (انکسار) اشعهی ایکس آزمایشات متعددى انجام داد با این هدف که آیا ساختار شیمیایی آنها نیز صورتى مارپیچى دارد یا خیر که در ژوئن ۱۹۵۲ پس از تحقیقات بسیار عاقبت مشخص شد که ویروس نیز ساختارى مارپیچى دارد.
واتسون از سال ۱۹۵۳ به مدت ۲ سال در انستیتو تکنولوژى دانشگاه کالیفرنیا بهعنوان مسئول تحقیقات بیولوژى دانشکده مشغول به کار شد و در کنار «الکساندر ویچ» تحقیقات مبسوطى را در زمینهی آرانای به انجام رساندند. او سپس به «کاوندیش» بازگشت و در خلال یک سال حضورش، مقالات علمى متعددى را در زمینه اصول عمومى ساختار ویروس منتشر کرد.
اوایل سال ۱۹۵٦ بود که واتسون بهعنوان عضو هیات علمى دانشکده زیستشناسى دانشگاه هاروارد برگزیده شد و طى سه سال موفق شد به مقام استادى در این دانشگاه نائل آید. او در این دوران تمام هم و غم خود را بر یافتن نقش آرانای در سنتز پروتئین صرف کرد. همچنین، او در دورهی فعالیت خود بهعنوان استاد در هاروارد، در اعتراضات سیاسی گوناگونی شرکت کرد.
او که در خلال سالهای ۱۹۵٦ تا ۱۹۷۶ در دپارتمان زیستشناسی دانشگاه هاروارد به تحقیق و تدریس پرداخت، یکی از کسانی است که کمک بسیار زیادی به راه اندازی پروژه معروف ژنوم انسان کرده است، این پروژه، که طرح نقشهبرداری و تعیین توالی کل ژنوم انسان است، یکی از بزرگترین پروژههای ژنتیکی تاریخ بهشمار میرود.
پروژه ژنوم انسان که در واقع تعیین توالی بازهای ۲۰ تا ۲۵ هزار ژن بدن انسان است، رسماً از سال ۱۹۸۸ میلادی و به مدیریت جیمز واتسون آغاز شد. اما، چهار سال بعد، واتسون به دلیل اختلاف با رئیسش از این پروژه کنار رفت.
او در طول عمر علمى خود، افزون بر جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی که در سال ۱۹٦۲ میلادی، به همراه فرانسیس کریک و موریس ویلکینز دریافت کرد، افتخارات بسیارى را از آن خود کرد که از جمله مىتوان به دریافت مدال کاپلی، در سال ۱۹۹۳، جایزهای که هرساله توسط انجمن سلطنتی لندن بهخاطر دستاوردهای برجسته در علم اعطا میشود، و نشان ملی علوم زیستی، از سوی رئیس جمهور ایالات متحده آمریکا، در سال ۱۹۹۷، اشاره کرد.
دکتر واتسون، از سال ۲۰۰۷ با مشکلات مالی و کاهش درآمد مواجه شد و بههمین خاطر نمیتوانست هزینهی بعضی از کارهای تحقیقاتی خود را تامین کند، در نتیجه، سال ۲۰۱۴ تصمیم گرفت تا مدال نوبل خود را برای فروش به مناقصه بگذارد. مدال نوبل وی به قیمت ۴،۱ میلیون دلار به فروش رسید؛ اما خریدار بلافاصله مدال را به او بازگرداند.
جمیز واتسون، در سال ۱۹٦۸ میلادی، با الیزابت واتسون ازدواج کرد.
▲ | پژوهشها و آثار |
در ميان يافتههاى علمى زيستشناسى، به کمتر يافتهاى میتوان برخورد که به اندازهى يافتهى جيمز واتسون و فرانسيس کريک، يعنى کشف ساختمان سه بعدى دیانای معروف باشد. اين کشف نتيجهى کار پژوهشى آنان به تنهايی نبود، بلکه حاصل همانديشى و کنار هم چيدن يافتههاى پژوهشگران ديگرى بود که به باور برخى از دانشمندان، نقش آنان در روشن شدن ساختمان سه بعدى دیانای، از واستون و کريک پررنگتر بود.
مارپیچ مضاعف (The Double Helix)، کتابی که در سال ۱۹٦۸ میلادی، جیمز واتسون بهعنوان روایتی شخصی از ماجرای کشف ساختار دیانای نوشت و یکی از پرفروشترین کتابهای علمی شد، اعتراض بسیاری، از جمله کریک و ویلکینز را برانگیخت. آنها معتقد بودند که واتسون تصویری مخدوش از یک فرآیند علمی ارائه کرده و غیر از خودش، از همه تصویری منفی نشان داده است.
تا پیش از چاپ این کتاب تقریبا کسی روزالیند فرانکلین را نمیشناخت، اما به گفته ویلکینز، واتسون فرانکلین را از همه منفیتر تصویر کرده بود: زنی غیرقابل تحمل که همه از او میترسیدند.
با وجود این، واتسون به روشی هوشمندانه ماجرای پر کشش پیدا کردن ساختار دیانای را بیان کرده است. این کتاب با عنوان «مارپیچ مضاعف»، در ایران توسط مصطفی مفيدی به فارسی برگردان شده و در سال ۱٣٦٨ خورشیدی، توسط انتشارات علمی و فرهنگی به چاپ رسیده است.
بعدها بیبیسی فیلم داستانی «داستان حیات» (Life history) را بر اساس کتاب مارپیچ مضاعف، جیمز واتسون تولید کرد. این فیلم هم بسیار جذاب است.
[▲] يادداشتها
[▲] پيوستها
...
[▲] پینوشتها
...
[▲] جُستارهای وابسته
□
□
□
[▲] سرچشمهها
□
□
□
□
[▲] پيوند به بیرون
□ [۱ ٢ ٣ ۴ ۵ ٦ ٧ ٨ ٩ ۱٠ ۱۱ ۱٢ ۱٣ ۱۴ ۱۵ ۱٦ ۱٧ ۱٨ ۱۹ ٢٠]
ردهها: │ زندگینامه │ زیستشناسان