03 februari 2012

Wie heeft DNA ontdekt? En wie zouden er allemaal de Nobelprijs gekregen moeten hebben?


Wie heeft DNA ontdekt? En wie zouden er allemaal de Nobelprijs gekregen moeten hebben? Ik heb in mijn vorige blogs de ontdekking van DNA uit het perspectief van de winnaars geschreven: Watson en Crick. Ik gebruikte het boek van Watson The Double Helix (1968) dat 15 jaar na de ontdekking is geschreven. Het was het eerste populaire verslag van de ontdekking van (de structuur van) DNA. Het was me ooit aanbevolen door mijn biologie leraar op de middelbare school. Maar verschillende mensen hebben mij er op gewezen dat dit een zeer eenzijdige visie is op hoe het precies gegaan is. Mede-ontdekker Francis Crick heeft 37 jaar lang gewacht met zijn eigen boek "What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery" (1990). Hij geeft een net iets andere visie op de ontdekking (zie p. 66-67 paperback), maar was toch 'de tweede man', dus enigszins 'belanghebbend'. Maurice Wilkins was ook betrokken bij de opheldering van de DNA structuur, maar werkte niet zo intensief samen met Watson en Crick. In zekere zin was hij een concurrent. Zijn boek verscheen in 2003 met de saaie maar overduidelijke titel The Third Man of The Double Helix.

De controverse gaat over hoeveel informatie Watson en Crick gebruikten van de X-ray fotos van Rosalind Franklin en in hoeverre dat zonder haar medeweten was. Rosalind Franklin was op haar 38e gestorven en heeft zelf geen boek geschreven over haar rol in de hele affaire. Er zijn twee boeken over haar verschenen: Anne Sayre (1975) Rosalind Franklin and DNA en Brenda Maddox (2002) Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA. Sayre zou een feministisch boek geschreven hebben. Maddox zou evenwichtiger zijn. Verder is belangrijk de visie van Aaron Klug (2004), die haar rol zeer gedetailleerd heeft beschreven: 'The Discovery of the DNA Double Helix' (pdf). Dat artikel is zeer waardevol omdat Klug ongepubliceerde manuscripten van Franklin gebruikt. Klug is ook nog op het Web of Stories te vinden met een video van 4 minuten. Aanbevolen.

Erwin Chargaff was niet direct betrokken bij de pogingen van Watson en Crick om een 3D-model van DNA te bouwen, maar onafhankelijk van Watson en Crick hij had in 1951 gepubliceerd dat de bases A en T atlijd in gelijke hoeveelheden in DNA voorkwamen, net als de bases C en G. Het wonderbaarlijke is dat Chargaff wel besefte dat het iets moest betekenen voor de structuur van DNA, maar hij trok niet de conclusie dat de bases in paren voorkwamen. Hij heeft regelmatigheden ontdekt in het voorkomen van bases die nu nog van belang zijn volgens sommige bioinformatici (Donald Forsdyke). Hij schreef een autobiografie Heraclitean Fire: Sketches from a Life Before Nature (1978) (heb ik niet gelezen).

Dan zijn er nog twee bekende wetenschapshistorische werken over de ontdekking van DNA die Francis Crick noemt: Robert Olby (1974) The Path to the Double Helix (herdruk in paperback juni 2012), en Horace Freeland Judson (1979) The Eight Day of Creation (in 1996 verscheen een expanded paperback editie). Beide moet ik nog lezen. Het tweede boek is zeer levendig geschreven (volgens Crick) en beschrijft ook de ontdekking van de genetische code. Maar beide geven een goed en gedetailleerd overzicht over de opkomst van de moleculaire biologie.

De Nobelprijs
De Nobelprijs voor de ontdekking van DNA werd in 1962 gegund aan Watson, Crick en Wilkins. Drie personen is het maximum en de prijs mag niet aan overleden personen gegeven worden. Dus Rosalind Franklin kwam toen niet in aanmerking want ze was 4 jaar eerder overleden. Zwak was de argumentatie van het Nobel commité dat niemand haar had voorgedragen! Dan doe je dat toch zelf! Misschien ook tegen de regels? Anyway, ze was al overleden. Volgens Crick hadden er twee prijzen uitgereikt kunnen worden (in 1958) in verschillende gebieden zodat Franklin er ook bij was. Chargaff lijkt me niet in aanmerking komen want die deed (voor zover ik weet!) niet aan model building. Als je Chargaff ook in de prijs zou laten delen, dan zouden er nog wel een paar wetenschappers in aanmerking komen, zoals Jerry Donohue, die Watson en Crick wees op een cruciale fout in de configuratie van de bases in de chemie handboeken. En moet je dan ook niet de directe bazen van Watson, Crick, Wilkins en Franklin die het hele onderzoek mogelijk hebben gemaakt, mee laten delen in de prijs?

Met dank aan: Martin, Arno Wouters, Nand Braam voor de discussies (laat ik dat in ieder geval doen nu ze nog leven! Helaas is drie het maximum :-)



Vorige blogs over DNA:

8 opmerkingen:

Arno Wouters zei

Gert, dank voor deze evenwichtige uiteenzetting!

Graag maak ik van de gelegenheid gebruik om mijn opvatting dat The Double Helix geen betrouwbare historische bron is nader toe te lichten. Vooropgesteld: ik heb dit niet van mezelf. Ik ben geen wetenschapshistoricus, maar ik kom er af en toe een tegen en ben gefascineerd door hun denkwijze die vaak een voor mij nieuw licht op allerlei kwesties werpt.

Voor een goede bespreking van de problemen die biografieën opleveren voor het begrijpen van hoe wetenschap in z'n werk gaat leze men:

Mott T. Greene "Writing Scientific Biography" Journal of the History of Biology (2007) 40:727–759.

De conclusie van dat artikel; "biography, however useful, exerts a powerfully distorting influence on the image of how most science gets done"

Een gewone autobiografie is al hoogst problematisch, enerzijds door menselijke beperkingen (ons geheugen is slecht en past zich gemakkelijk aan sociale druk en later opgedane kennis, we zijn geneigd onszelf beter voor te stellen dan we zijn, we hebben de neiging om als het onszelf betreft succes aan eigen karakter en feilen aan de omstandigheden te wijten en de omgekeerde neiging als het anderen betreft etc.), anderzijds door de beperkingen van het genre (er moet een lijn in het verhaal zitten, het moet interessant zijn etc.).

The Double Helix is extra problematisch omdat het niet bedoeld is als historisch verslag maar als mythisch verhaal. Het wil de de wereld ervan overtuigen dat de sleutel tot het begrijpen van het leven gelegen is in de nieuwe moleculaire genetica (het DNA als het boek des levens - de knipoog naar de bijbel is niet onopzettelijk, noch Watson's knipoog, noch de mijne in een vorige commentaar!)

Zie het boek van Brenda Maddox en het stuk over The Double Helix in Josee van Dijcks Imagenation (p. 38-45).

Mythische verhalen hebben een bepaalde structuur: er is een held die al vroeg in zijn jeugd een taak of doel voor zichzelf ontdekt, allerlei obstakels tegenkomt op weg naar dit einddoel (bij voorkeur door een schurk op z'n weg gelegd) maar uiteindelijk triomfeert.

Watson probeert de geschiedenis in dat frame te passen. Dat doet hij door een slimme keuze van personages, gebeurtenissen en herinneringen en zo nodig door de waarheid geweld aan te doen.

De keus van de helden was vast geen probleem. Tenminste één obstakel zal moeite echter opgeleverd hebben: Wilkins. Verhaal-technisch gezien zou Wilkins een tegenstander moeten zijn, maar het is niet zo gemakkelijk je mede-Nobelprijswinner als tegenstander af te schilderen.

Er was nog een probleem: moleculaire biologie is op het eerst gezicht geen geweldig materiaal voor een heldenverhaal: de resultaten zijn spectaculair maar het handwerk is doodsaai en lijkt in niets op de avonturen die mythische helden beleven. Oops, wat nu?

Hé wacht eens, als ik van de nood nu eens een deugd maak en de saaiheid in het verhaal inzet als het kwaad dat door een avontuurlijke vernieuwende held, met een enigszins dubieuze moraal (helden zijn zelden morele rolmodellen!) bestreden wordt. Eureka!

Maar nu de schurk nog. Wilkins kan dat niet zijn. Wie hebben we nog meer? Franklin? Tja, moeilijk hoor om een vrouw als saai af te schilderen, zeker zo'n aantrekkelijke en vastberaden vrouw als zij. Een vrouw in de wetenschap zou eerder geschikt zijn voor de rol van avonturier dan van saaie schurk. Hm. Aan de andere kant, ze is al dood, dus ze kan er niet tegen protesteren als ik haar en haar werk veel saaier afschilder dan het geval was. Das wel een voordeel. Hm. Bovendien zou Franklin as schurk het probleem dat ik met Wilkins heb oplossen, die kan ik dan namelijk op laten treden als tegenstander tegen wil en dank: hij wil wel samenwerken maar de schurk verhindert dat. Geniaal!!!! Doe ik!

Zie daar de plot die Watson vanaf de eerste bladzij van het eerste hoofdstuk schetst.

gert korthof zei

Arno, dus: Watson was niet alleen een geniaal wetenschapper, maar ook nog een geniaal fictie auteur! Dubbel geniaal? Komt die analyse van Jose Van Dijck?

Arno, je kunt toch verschillende biografieen naast elkaar leggen en zo de eenzijdigheden neutraliseren en een meer evenwichtiger beeld krijgen?
Een autobiografie geeft veel meer inzicht in wat er werkelijk gebeurt dan een droog artikel in wetenschappelijk tijdschrift vooral tegenwoordig zijn de artikelen uitermate technisch en zonder anecdotes.

"Het wil de de wereld ervan overtuigen dat de sleutel tot het begrijpen van het leven gelegen is in de nieuwe moleculaire genetica" Daar heeft Watson ook grotendeels gelijk! Uiteraard.

Josee van Dijcks Imagenation ken ik niet, zij is Associate Professor of Literature, dus geen deskundige op het gebied van genetica. Maar als de analyse van het plot van Watson van haar is dan is dat leuk gedaan.

Overigens, heb je meer belangstelling voor filosofische, wetenschapshistorische vragen dan voor vragen als: waarom DNA in elkaar zit zoals het is? (experimentele zaken).
Zelf vind ik het veel interessanter waarom DNA in de evolutie de winnaar is geworden temidden van vele concurrerende moleculen, dan waarom Watson en Crick de winnaars zijn geworden temidden van andere concurrenten.

Arno Wouters zei

"Komt die analyse van José van Dijck?"

Min of meer


"Arno, je kunt toch verschillende biografieen naast elkaar leggen en zo de eenzijdigheden neutraliseren en een meer evenwichtiger beeld krijgen?"

Daar ben ik niet zo zeker van, zeker niet als het gaat om autobiografieën, biografieën geschreven door betrokkenen, en biografieën met een boodschap.

Als je de evangeliën van Mattheus, Marcus en Lucas naast elkaar legt, heb je dan een historisch correct verslag van het leven van Jezus?

Als je de verschillende versie van Genesis naast elkaar legt (inplaats van achter elkaar zoals in de Bijbel), krijg je dan een historisch correct verslag van de schepping?

Het gaat niet alleen om eenzijdigheden. Doordat alle betrokkenen aan dezelfde culturele invloeden onderhevig zijn, doordat zij zekere belangen delen, door de interactie tussen de verschillende schrijvers en door de constraints van het genre treden allerlei systematische verstoringen op die niet te neutraliseren zijn door meerdere biografieën naast elkaar te leggen.

Neem bijvoorbeeld het boek van Sayre. Die laat zich geheel meevoeren door Watsons mythe maar maakt een held van de schurk. Als je The Double Helix en het boek van Watson naast elkaar legt heb je twee versies van eenzelfde mythe, geen verslag van wat er werkelijk gebeurde.

Sociaal-psychologisch onderzoek van onder andere Elizabeth Loftus toont aan dat mensen hun herinneringen op elkaar afstemmen. Daardoor zal Crick zich net als Watson 'herinneren' dat hij op een bepaalde dag met Watson in de kroeg zat en er na de binnenkomst van Franklin een stilte viel, ook als die gebeurtenis nooit plaats gevonden heeft.

Alle betrokkenen delen bovendien een beeld van hoe wetenschap geschiedt waaraan hun herinneringen zich aanpassen.

Bedenk ook dat evenwichtiger niet altijd juister is.

"Een autobiografie geeft veel meer inzicht in wat er werkelijk gebeurt dan een droog artikel in wetenschappelijk tijdschrift"

Dat is nu precies wat ik betwijfel. Natuurlijk schetst een goede autobiografie een veel levendiger beeld dan een droog artikel en daardoor lijkt het meer inzicht te geven, maar dat is nu juist zo misleidend.

Arno Wouters zei

"Josee van Dijcks Imagenation ken ik niet, zij is Associate Professor of Literature, dus geen deskundige op het gebied van genetica." (nadruk van mij)

Dus?????

Martin zei

Gert, tot nu toe heb je niet echt besproken wat Franklin eigenlijk gedaan heeft. Om dat in iets beter perspectief te zetten:

Zie http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray_crystallography, waar ook een opname van een enzym kristal is te zien. Het is geen gewone foto, maar een opname in "k-space", de puntjes die je ziet geven richtingen (!) in het kristal aan waarin x-ray reflecties optreden. Aan zo'n foto kun je de symmetrie van het kristal zien. Het verschil tussen Crick en Pauling is dat Crick die informatie dus wél had. Het feit dat Pauling dat soort opnamen niet had is relevant; hij wist heus wel dat x-ray opnamen nodig waren, maar was blijkbaar niet in staat ze te (laten) produceren. Dat geeft de rol van Franklin weer. Het dominerende belang van experimentele technieken mag ook in de biologie niet onderschat worden. Dat soort technieken wordt in de populaire boekjes vaak achterwege gelaten, wat een sterk vervormd beeld van de wetenschap oplevert - zie maar wat je hier en daar op het WWW aantreft.

gert korthof zei

Martin, ik denk dat je grotendeels gelijk hebt. Maar met de aantekening "The reason a decisive argument could not be made from the previous X-ray data alone was partly that the X-ray photos didn't contain enough information and also because one had to assume a tentative model and then test it against the rather sparse data. (...) The double-helical structure of DNA was thus finally confirmed only in the early 1980s." (Crick, p. 73 What Mad Pursuit).
Dus wat Watson & Crick publiceerden in 1953 was een plausibel DNA model. De X-ray data gaven toen nog geen zekerheid. Overigens lag dat niet aan onkunde van Francis Crick zelf, want die was en is een fysicus (die zich aan biologische problemen waagde). Ook de zuiverheid van de DNA-preparaten werd in de loop der jaren verbeterd o.a. door kortere stukken DNA te synthetiseren (van een gespecificeerde base samenstelling).

gert korthof zei

Arno, is Josee van Dijcks ook een deskundige op het gebied van de genetica?

gert korthof zei

Arno, ik ben onder de indruk van de openhartigheid waarmee Francis Crick ook al zijn fouten beschrijft in What Mad Pursuit. Hij doet niet aan zelfverheerlijking. Hij analyseert zijn eigen fouten om er van te leren. En dat wij er van kunnen leren.