19 February 2024

The Secret of Life according to Philip Ball.

In this blog I discuss two remarkable statements I encountered in Philip Ball's How Life Works. The first is about Watson and Crick's proposal for the structure of Deoxyribonucleic acid (DNA) and 'the secret of life'. The second is about the ENCODE project. That's enough for today.

Plaque 'DNA The Secret of Life'  [1]
 

Here is the first quote:

"Some consider the discovery of DNA's double helix to be the most important scientific discovery of the twentieth century. It's not clear how a meaningful ranking of that sort could ever truly be made, but the work certainly launched the genetic age." (chapter 2).

In these two remarkable sentences Ball tries to downplay the importance of the discovery of the structure of DNA. Some consider...? At least the five members of the Nobel Prize committee in Sweden awarded the structure of DNA with the 1962 Nobel Prize in Physiology or Medicine. It's not clear how a meaningful ranking of that sort could ever truly be made? Do I understand him right? Is he really suggesting that the structure of Deoxyribonucleic acid (DNA) does not deserve a Nobel Prize? Ball must be the first scientist suggesting such a thing. If it is impossible to compare and rank the discovery of DNA with other discoveries, why bring it up at all? It is an odd way to suggest that rewarding it with a Nobel Prize is completely arbitrary. The work certainly launched the genetic age? This must be the understatement of the century. A quick search for Nobel prizes concerning DNA results in about 20 prizes! [5]. The most well-known are: the genetic code (1968), restriction enzymes (1978), DNA sequencing (1980), recombinant DNA (1980), mobile genetic elements (1983), PCR (1993), split genes (1993), DNA repair (2015), CRISPR/Cas9 (2020).

Ball is certainly right that there is more to life than DNA (see my previous blog). And probably he has good reasons for de-emphasizing the relative importance of DNA in the biochemistry of the cell and in the development of an organism. That is one thing. However, it is quite another thing to retroactively cast doubt on the importance of the discovery of DNA. The Nobel Prize was awarded for the scientific merit of the discovery of the structure of DNA, not for 'discovering the secret of life' [4]

Now 'the secret of life': 

"A lesser-known fabrication, however, is Watson's claim (which he only recently admitted was pure invention) that when he and Crick finally realized what the structure of DNA molecule must be, Crick regaled the occupants of The Eagle pub in Cambridge, the duo's favorite watering hole, with the claim  that they had discovered 'the secret of life'." (chapter 2).

In the eBook version I could not find any source for 'Watson's recently admission', but I found in Francis Crick (1990) What Mad Pursuit,

"I think we realized almost immediately that we had stumbled onto something important. According to Jim, I went into the Eagle, the pub across the road where we lunched every day, and told everyone that we'd discovered the secret of life. Of that I have no recollection." (chapter 6)
which is good evidence that Watson's story is wrong. But, Crick could have forgotten it. Furthermore, in his book The secret of life Howard Markel (2021) refers to this blog: Happy 100th birthday, Francis Crick (1916-2004) which was written by Matthew Cobb:

"Watson’s own description of the discovery of the structure of DNA did not contain any striking new revelations, with one exception. He finally admitted that when he wrote in The Double Helix that Crick strode into the Eagle pub and proclaimed ‘We have discovered the secret of life’, this was not true. Watson said he made it up, for dramatic effect. Crick always denied saying any such thing." June 8, 2016 [2].

In the past I have written many blogs about the extraordinary and surprising properties of DNA and I could add several more. For now, here are a few remarks about the importance of DNA for evolutionary biologists. Firstly, evolution is the modification of DNA. It is rewriting the code. If genes do not change during evolution how can new species originate? How can species adapt? Secondly, if any modification of metabolism –no  matter how useful it may be– is not encoded in DNA, it is lost forever. Metabolism is necessary for life. The laws of chemistry and physics determine 'how life works', but they don't need to be encoded in DNA. Without a carrier of hereditary information there would be nobody contemplating the secret of life [3]. There would be no human beings at all. Whether you like it or not, life on earth is based on DNA.

My second remark is about a few curious statements about ENCODE:

"Just how much of that noncoding DNA really makes a difference is another matter. It's probably not 80 percent - ENCODE member Bradly Bernstein guesses that 30 percent might be a more realistic figure.' (chapter 3).  

That's only a small difference: 80% or 30%! I leave that up to Larry Moran.


24 Feb: edits in the text and Note 5 about Nobel prizes added.

 

Notes

  1. Secret of Life Plaque at The Eagle Inn (Cambridge): it really exists! 
  2. I still can't trace the exact location of 'Watson's admission'. Ball did not give a source.
  3. So, what Watson and Crick ultimately discovered was the (nearly) universal language of life on earth, the language of DNA, which is evidence for common descent of all life. 
  4. If the discovery of the structure of DNA is not the most important scientific discovery of the twentieth century, then it's no big deal that Rosalind Franklin did not receive the Nobel Prize for her contribution. See also: What Rosalind Franklin truly contributed to the discovery of DNA’s structure. [22 Feb 2024
  5. All Nobel Prizes in Physiology or MedicineAll Nobel Prizes in Chemistry. [24 Feb 2024] Post 1953 Nobel Prizes concerning DNA (the list depends on how precisely the criteria are defined):
    • 1957 nucleotide coenzymes
    • 1959 DNA and RNA synthesis
    • 1968 genetic code
    • 1972 ribonuclease
    • 1978 restriction enzymes
    • 1980 DNA sequencing
    • 1980 recombinant DNA
    • 1983 mobile genetic elements
    • 1989 catalytic RNA
    • 1993 PCR
    • 1993 split genes
    • 1995 genetic control of development *)
    • 2006 transcription
    • 2006 RNA interference
    • 2009 telomeres
    • 2015 DNA repair
    • 2020 CRISPR/Cas9
    • 2022 paleogenomics
    *) This one is mentioned by Ball, chapter 8.
     
Plaque at The Eagle (Google streetview)

The Eagle, Cambridge (Google streetview)

King's College London
(1) Franklin-Wilkins Building

 

(2) Franklin and Photo 51



(3) Wilkins. Clearly a helix

(4) The Double Helix

 

The Francis Crick Institute, London

 

(pictures Google streetview)

12 February 2024

What's wrong with a DNA-centric view? Philip Ball (2024) How Life works

Philip Ball: How Life Works

In his new book How life works science writer Philip Ball makes fun of the gene-centric and DNA-centric view of biology. The figure below illustrates this view. First, there is DNA, then complex stuff happens, and then ... there is life. What's wrong with that view?

The popular view of how genes create living things
according to Philip Ball

According to Ball understanding genes will not enable us to understand life. Genes are not alive, cells and organisms are alive. Genes were never alive. If there is anything like a language of life, it will not be found in the genome. The genome as a "blueprint" for the creation of an organism is a favourite but misleading metaphor. There is no 'book of life'. DNA is no 'instruction book'. In biology every explanation starts with DNA. But according to Ball, it is trying to understand literature with a dictionary. (In my opinion, you can't learn a language without learning the words first! And that is what biologists are doing!). The complete sequence of the human genome did not produce insight in what life is. It is more complicated than that. DNA doesn't solve all the problems of biology. DNA doesn't tell us how cells work. The cell is not a machine. The cell is not a computer. No computer today works as cells do. The problem is we put genes at the start and bodies at the end. Genes are not a sufficient explanation of the organism. DNA is not the Master. DNA is the servant. That is Ball's new view of biology. In short.

My reaction is: There are good reasons to start with DNA. Crick's so-called Central Dogma of molecular biology (the illustration is in Balls' book) starts with DNA for a good reason. The information flows from DNA to RNA to proteins. The defining property of the central dogma is: directionality. The information flows from DNA to proteins, not from proteins to DNA. Crick's central dogma starts with DNA because that is how information flows. There isn't a process in the cell that creates DNA. DNA isn't the endpoint. So, necessarily DNA must be the starting point.

Secondly, Darwin had a very speculative and wrong theory about heredity. We now know that DNA is the carrier of heredity. Not proteins. DNA is by far the most important substance that is transmitted from parents to children. It explains why children are similar to their parents. Delete DNA from the egg cell and forget about the baby. The complete DNA sequence of a species defines the species. It is the difference between us and chimpanzees. Humans produce humans, chimps produce chimps because of different genomes. All this is not denied by Ball, but he isn't impressed by this kind of biological knowledge.

I think, we should not underestimate the enormous progress in scientific understanding of life, heredity and evolution. If we have a look at the history of biology since Aristotle, we can certainly claim that we finally know what Mendelian genes are, finally we know what chromosomes are made of, finally we can link genes and chromosomes and explain Mendelian laws in molecular and chromosomal terms, finally we know that species are characterized by the number of chromosomes, equally that males and females differ in their chromosomes, finally we understand sex in chromosomal terms, finally we know that genes, not proteins, are the material basis of heredity, finally we know the chemical structure of DNA (Watson & Crick), finally we know precisely how genes code for proteins (the genetic code), finally we know the complete sequence of the genetic material in an individual (the genome), finally we know in biochemical detail what mutations are, finally we know that mutations are necessary for natural selection and evolution. We can now explain many genetic diseases. We can even correct some of them. These are powerful scientific explanations previous generations of scientists only dreamed of. This is a tremendous scientific progress fully comparable to what Newton and Einstein did for the physical sciences. Ball seems to forget all this.

In chapter 2 Ball points out that despite all our new knowledge of genes and genomes, biologists still don't understand life. But hold on, which of the natural sciences could claim complete understanding of the field they study? Furthermore, is it really true that progress in molecular biology is slowing down? Or has come to a standstill? Is there really a crisis?

12 Feb 1809
What about evolution?

"I must stress there is nothing in this new view that conflicts with the neo-Darwinian idea that evolution shapes us and all other organisms and that it depends on the genetic transmission of information between parent and offspring. However, in this new view genes are not selfish and authoritarian dictators. They don't possess any real agency at all, for they can accomplish nothing alone." (Prologue) .

No real agency? Accomplish nothing alone? Viruses like SARS-CoV-2 know that very well. They absolutely need the help of the human host. They can accomplish nothing alone.  Without the help of humans SARS-CoV-2 could not have caused a pandemic.


Note. In a next blog I will continue writing about How Life Works

See Wikipedia about Philip Ball: Ball holds a degree in chemistry from Oxford and a doctorate in physics from Bristol University.

31 January 2024

Zonnepanelen installeren met Eigen Huis, Solar Concept, Longi Solar, Enphase.

Opbrengst zonnepanelen in de winter


9 jan 2024 opbrengst: 3,5 kWh (HomeWizard) (1)

Sinds 20 november 2023 hebben wij zonnepanelen. Op 9 januari 2024 was het 's nachts -5°C en overdag rond het vriespunt, maar de hele dag zon. Dat leverde in totaal 3,5 kWh op! Niet slecht. Op de grafiek zie je een ochtend piek (Zuid-Oost panelen achterkant) en een kleinere middag piek (Noord-West panelen voorkant) en daartussen een klein dalletje. De hele dag zon is ideaal om het verschil te zien tussen de ZO en NW panelen. Op half-bewolkte dagen is er teveel variatie om een keurige dubbele piek te zien. Ik had verwacht dat rond ongeveer 15 uur een diep dal zou zijn, want dan staat de zon het meest ongunstig voor beide kanten van het dak. Maar dat lijkt dus erg mee te vallen. Beide kanten van het dak krijgen dan nog redelijk wat zonlicht. Eigenlijk heb je dus de hele dag opbrengst.

Hoe erg is sneeuw op de panelen?

Op 15 januari lag er een dun laagje sneeuw op de panelen. Wonder boven wonder produceren ze nog steeds 2-3 Wh. Dat kan oplopen tot 26Wh (cumulatief). Sneeuw is een ideale omstandigheid om te testen wat het effect van zo'n dun laagje sneeuw is op de opbrengst. Ik heb 1 paneel sneeuwvrij gemaakt. Ik kan daar makkelijk bij vanuit de dakkapel. De andere twee zijn de controle. Uit het Enphase diagram blijkt dat 1 paneel van de drie  63 Wh en en de twee naastliggende besneeuwde panelen 25-26 Wh produceren. Een verschil van ruim 2x zoveel!

15 januari 2024: 1 paneel sneeuwvrij gemaakt

Opbrengst panelen volgens ENPHASE: 25, 26 en 63 Wh.
standaard kompas oriëntatie (als google luchtfoto)

Bovendien blijkt het sneeuwvrije paneel precies te corresponderen met het 63Wh paneel in het Enphase diagram (zie screenshot hierboven). Het diagram komt dus exact overeen met de werkelijkheid. Wat dit betreft is het dus een goede applicatie. Leuk om te weten bij storingen. Alternatieve methodes om te controleren of het diagram exact correspondeert met de werkelijkheid zoals een kleed over 1 paneel te leggen zijn een stuk lastiger. Sneeuw maakt een elegant experiment mogelijk. De verklaring is dat panelen in principe individueel herkenbaar zijn doordat ze ieder hun eigen omvormer hebben.  

Diagram met opbrengst per paneel. 1 Feb 24 10:00 uur
Links: 6 panelen schaduw: 6x9Wh.
Rechts: drie panelen ochtendzon: 62+69+67Wh
(Enphase webapplicatie in browser)

 


Installatie

 
veiligheidsnet

Op 20 nov 23 zijn 9 zonnepanelen via Collectieve inkoop zonnepanelen EIGEN HUIS en geïnstalleerd door SOLAR CONCEPT. Eigen Huis deed de voorbereidende fase, de aanbieding, de specificatie en het contract online. Het zijn LONGI SOLAR 430W panelen en 1 ENPHASE omvormer/optimizer per paneel. Drie panelen op de achterkant (ZO) en 6 aan de voorkant (NW) van het huis. Het wordt aanbevolen als de panelen op twee dakdelen liggen om per paneel een omvormer te installeren. Daardoor wordt het project uiteraard duurder.

LONGI 430W Solarpanel
 

Enphase omvormer

Twee installateurs stonden om 7 uur voor de deur. Het was toen nog donker. Het weer: af en toe lichte buitjes en af en toe zon. Om 9:45 waren ze klaar met leggen van 9 panelen. 


 

een zware klus!


De elektricien kwam pas tegen 9 uur. Het bleek dat hij uit België moest komen en hij had bovendien in de file gestaan. De installateurs wilden al vertrekken toen de elektricien nog niet klaar was. Ze vroegen mij om te tekenen voor het leggen van de panelen. Maar de panelen werkten toen nog niet. Heb toch maar getekend want ze hadden immers de panelen gelegd. De installateurs vertrokken om 10 uur. In 3 uur tijd hebben ze 9 panelen gelegd.

De elektricien had als taak de zonnepanelen en de omvormers aan te sluiten op de slimme meter in de meterkast. Zie schema hieronder (heb ik van het internet geplukt):

dit schema lijkt op onze situatie:
extra groepenkastje op zolder
wasmachine en zonnepanelen op dezelfde kabel
naar de meterkast

Evaluatie

Solar Concept heeft werkende zonnepanelen opgeleverd. Het zijn best zware panelen om die het dak op te tillen: 20 kg per stuk! Ik doe het ze niet na. Jammer dat ze het rode dakpannengruis op de panelen niet verwijderd hebben (zat aan hun handschoenen en kniebeschermers). 

borgkabel, handschoenen en kniebeschermers
(personeel steunt dus op de panelen)

Als je toch op het dak zit is dat het ideale moment om ze even schoon te maken, zou ik zeggen. Nieuwe panelen behoren schoon te zijn. Op 10 dec zat het vuil nog steeds op de panelen. Het regent er niet zo maar van af. En het heeft heel wat geregend gedurende de 3 weken na installatie. Ook hebben ze op het dak in de motregen de bedrading in 'een soort stopcontact' (zie foto) gemonteerd. Vocht in een 'stopcontact': is dat professioneel? Al met al: ik had wat meer respect voor onze dure zonnepanelen verwacht. Het is tenslotte voor ons een eenmalige grote investering waar we de komende 10 jaar mee moeten doen. Voor hen is het een routine klus.

Enphase kastje in de meterkast

Helemaal links is de nieuwe 'PV stop' in de groepenkast ingevoegd.


Nieuw groepenkastje op zolder
(naast bestaand stopcontact)


boven: 1 kabel naar het dak (zonnepanelen)
+ 1 kabel naar stopcontact er naast.
beneden: 1 kabel naar beneden


De elektricien heeft uiteindelijk een werkend systeem opgeleverd, maar was uitzonderlijk slecht in communicatie. Hij was erg gestrest, legde totaal niet uit wat, hoe en waarom hij iets deed. Hij duldde geen pottenkijkers, je kon maar beter uit de buurt blijven, reageerde geïrriteerd wanneer je een vraag stelde! Dus totaal niet klantvriendelijk. Bovendien was het onhandig dat hij later begon dan de panelenleggers want die moesten een kabel van de panelen door een gat in het dak steken, en dat kon kennelijk pas wanneer de elektricien van binnenuit een gat had geboord op de juiste plek. Dus de panelenjongens moesten op hem wachten. Conclusie: Solar Concept aub geen Belg inhuren voor klussen boven de rivieren! Zeker niet zo'n klantonvriendelijke als deze.

Wat de elektricien heeft gedaan met de groepenkast en waarom hij dat deed is onduidelijk. Groep 7 is nu 'leeg' en vervangen door een nieuwe stop die wasmachine en panelen combineert (?).  Dus: hij installeert een nieuwe stop en maakt een bestaande overbodig. Waarom? Of wij nog iets met die oude groep 7 kunnen is mij onduidelijk ondanks herhaalde vragen. Spraakverwarring. Nadat hij op de slimme meter had laten zien dat er teruggeleverd werd (- teken) vroeg hij om handtekening. Mijn vrouw kreeg Solar Concept cadeau met o.a. kleine powerbank, en Solar Concept sokken! Eerlijk gezegd had ik liever dat medewerkers een klantvriendelijkheidstraining hadden gekregen. De elektricien vertrok om 12:15. De hele klus is dus een ochtend werk.
 

een cadeautje van Solar Concept

We hadden enige weken voor de feitelijke installatie een zgn. 'schouwer' van Solar Concept over de vloer gehad. Hij deed een 'inspectie'. Legde uit wat de mogelijkheden waren, hoe de installatie, bekabeling, apparatuur uitgevoerd zou worden. Maar de installateurs hebben het anders gedaan dan de schouwer had gezegd:

  • de elektriciteitskabel van de panelen op de voorkant van het huis zijn niet binnenshuis, maar over dak onder de dakpannen gelegd naar de achterkant. Dat is eenvoudiger legden ze uit. (dus heb ik voor niets hoek op zolder leeggemaakt)
  • de elektricien heeft de beschikbare groep 7 niet gebruikt, maar vervangen door nieuwe groep in de meterkast. Waarom?
  • het is niet duidelijk of ze nu wel of niet een kabel door het luchtcirculatie systeem gelegd hebben die in de kruipruimte uit zou moeten komen en naar de meterkast zou moeten gaan. Mogelijk was er een obstakel in de pijp.
  • aan de achterkant van het huis was helemaal geen steiger of ladder nodig. De mannen hebben via een borgkabel aan hun middel de panelen op het dak aan de achterkant van het huis gelegd.
  • dus de schouwer en de installateurs hebben verschillende opvattingen over hoe de opdracht uitgevoerd moet worden.

Eigen Huis: zonder Eigen Huis hadden we nu geen zonnepanelen gehad. Ze waren  goed in de voorbereidende fase, en deden een aantrekkelijk aanbod (de nieuwste 430W panelen voor de prijs van 410W). Op 7 oktober waren we akkoord met de offerte en was de aanbetaling gedaan. Dus een wachttijd van zo'n 6 weken. Op 24 dec stuurden ze een mailtje dat onze installatie werkt. Dat hadden ze van de installateur Solar Concept vernomen. Ze waren niet langs geweest, hadden niet gemaild of gebeld. Eigen Huis had ons automatisch een tweede lidmaatschap gegeven terwijl we al lid waren. In januari ontvingen we het leden blad dubbel ondanks ons eerder telefoontje dat we geen dubbel lidmaatschap hoefden.

Eigen Huis had aanbevolen om het aantal panelen af te stemmen op het jaarlijks energieverbruik. Achteraf snap ik dat. Omdat er plaats voor was op het dak had ik er drie extra besteld. Maar ik heb nu al momenten dat ik op meer stroom produceer dan ik direct kan gebruiken. En dus teruglever. Maar per jaar consumeer ik meer dan ik produceer. Als ik het goed begrijp wordt alles wat ik teruglever in mindering gebracht op wat ik verbruik op jaarbasis. Dat heet saldering heb ik begrepen.

Tenslotte dit: van een bedrijf dat zonnepanelen legt verwacht ik dat ze voorop lopen met elektrische bedrijfswagens. Zeker wanneer er flinke winsten gemaakt worden zoals in de eerste helft 2023. En niet komen voorrijden in een fossiel aangedreven bedrijfswagen met motorpech.

Conclusie

Ik heb het jarenlang uitgesteld omdat ons dak niet op het zuiden ligt. Nu zie ik dat ook panelen op het ZO en NW de hele dag zon kunnen hebben. Bovendien verraste het me dat de panelen zelfs in de winter een aardige opbrengst kunnen hebben. Het leukste is natuurlijk dat je zelf stroom opwekt, en rechtstreeks je auto op kunt laden en kunt inductiekoken. Rijden en koken op eigen zonnestroom! Ongeacht saldering [2].


Noten

  1. De Enphase opbrengst van de panelen is gedefinieerd in de Homewizard app onder 'Meters'.
  2. Op 13 feb 2024 besloot de eerste kamer dat de salderingsregeling niet afgebouwd zou worden. (bron 1, bron 2)