Maurice Wilkins - Maurice Wilkins

Maurice Wilkins

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Maurice Wilkins com uma das câmeras que desenvolveu especialmente para estudos de difração de raios-X no King's College London
Nascer
Maurice Hugh Frederick Wilkins

( 1916-12-15 )15 de dezembro de 1916
Pongaroa , Nova Zelândia
Faleceu 5 de outubro de 2004 (2004-10-05)(87 anos)
Blackheath, Londres , Inglaterra
Educação King Edward's School, Birmingham
Alma mater University of Cambridge (MA)
University of Birmingham (PhD)
Conhecido por Difração de raios X, DNA
Cônjuge (s) Ruth Wilkins (div.)
Patricia Ann Chidgey
( M.  1959)
Crianças 5
Prêmios
Carreira científica
Campos Biofísica
Física
Instituições King's College London
University of Birmingham
University of California, Berkeley
University of St Andrews
Tese Leis de decaimento de fosforescência e processos eletrônicos em sólidos  (1940)
Orientador de doutorado John Randall

Maurice Hugh Frederick Wilkins CBE FRS (15 de dezembro de 1916 - 5 de outubro de 2004) foi um biofísico britânico nascido na Nova Zelândia e ganhador do Prêmio Nobel, cuja pesquisa abrangeu várias áreas da física e biofísica, contribuindo para a compreensão científica da fosforescência , separação de isótopos , microscopia óptica e Difração de raios-X e para o desenvolvimento de radar . Ele é mais conhecido por seu trabalho no King's College London sobre a estrutura do DNA .

O trabalho de Wilkins com o DNA se divide em duas fases distintas. O primeiro foi em 1948–1950, quando seus estudos iniciais produziram as primeiras imagens nítidas de raios-X de DNA, que ele apresentou em uma conferência em Nápoles em 1951, com a presença de James Watson . Durante a segunda fase, 1951-1952, Wilkins produziu imagens claras em forma de "B" em "X" de esperma de lula, imagens que enviou a James Watson e Francis Crick , fazendo com que Watson escrevesse "Wilkins ... obteve X- extremamente excelente fotografias de difração de raios "[de DNA].

Em 1953, o coordenador do grupo de Wilkins, Sir John Randall, instruiu Raymond Gosling a entregar a Wilkins uma imagem de alta qualidade do DNA da forma "B" ( Foto 51 ), que Raymond Gosling havia feito em 1952, após o que seu supervisor Rosalind Franklin "colocou deixando de lado "quando ela estava saindo do King's College London. Wilkins mostrou a Watson. Essa imagem, junto com o conhecimento de que Linus Pauling havia proposto uma estrutura incorreta de DNA, "mobilizou" Watson e Crick para reiniciar a construção do modelo. Com informações adicionais de relatórios de pesquisa de Wilkins e Franklin, obtidos por meio de Max Perutz , Watson e Crick descreveram corretamente a estrutura de dupla hélice do DNA em 1953.

Wilkins continuou a testar, verificar e fazer correções significativas no modelo de DNA de Watson-Crick e a estudar a estrutura do RNA. Wilkins, Crick e Watson receberam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1962 , "por suas descobertas a respeito da estrutura molecular dos ácidos nucléicos e seu significado para a transferência de informações em material vivo".

Infância e educação

Monumento a Maurice Wilkins, Main Street, Pongaroa, Nova Zelândia

Wilkins nasceu em Pongaroa , Nova Zelândia, onde seu pai, Edgar Henry Wilkins, era médico. Sua família viera de Dublin, onde seus avôs paternos e maternos eram, respectivamente, Diretor da Escola Secundária de Dublin e Chefe de Polícia. Os Wilkins se mudaram para Birmingham , Inglaterra, quando Maurice tinha 6 anos. Mais tarde, ele frequentou o Wylde Green College e depois foi para a King Edward's School, Birmingham de 1929 a 1934.

Wilkins foi para o St John's College, Cambridge, em 1935; ele estudou o Tripos de Ciências Naturais , com especialização em Física, e recebeu um diploma de Bacharel em Artes em 1938. Mark Oliphant , que foi um dos instrutores de Wilkins em St. John's, foi nomeado para a Cadeira de Física da Universidade de Birmingham , e nomeou John Randall para sua equipe. Wilkins se tornou um aluno de doutorado de Randall na Universidade de Birmingham . Em 1945, eles publicaram quatro artigos nos Proceedings of the Royal Society sobre fosforescência e armadilhas de elétrons . Wilkins recebeu um PhD por este trabalho em 1940.

Carreira e pesquisa

Anos pós-guerra: 1945-1950

Durante a Segunda Guerra Mundial, Wilkins desenvolveu telas de radar aprimoradas em Birmingham, depois trabalhou na separação de isótopos no Projeto Manhattan da Universidade da Califórnia, Berkeley, durante os anos de 1944 a 1945.

Enquanto isso, Randall foi nomeado para a cadeira de física da Universidade de St Andrews . Em 1945, ele nomeou Wilkins como professor assistente em seu departamento na Universidade de St Andrews. Randall estava negociando com o Conselho de Pesquisa Médica (MRC) para montar um laboratório para aplicar os métodos experimentais da física aos problemas da biologia. A combinação dessas disciplinas como biofísica foi uma ideia nova. O MRC disse a Randall que isso deveria ser feito em outra universidade. Em 1946, Randall foi nomeado Professor de Física de Wheatstone, encarregado de todo o departamento de Física do King's College, em Londres, com o financiamento para estabelecer uma Unidade de Biofísica. Ele trouxe Wilkins com ele como Diretor Assistente da unidade. Eles nomearam uma equipe de cientistas treinados em ciências físicas e biológicas. A "filosofia de gestão" era explorar o uso de muitas técnicas em paralelo, para descobrir quais pareciam promissoras e, em seguida, focar nelas. Wilkins, como o cientista com a mais diversa experiência em física e Diretor Assistente da unidade, tinha a supervisão geral dos diversos projetos, além de envolvimento direto em seus projetos de pesquisa pessoal que incluíam novos tipos de microscopia óptica. O King's College recebeu financiamento para construir Departamentos de Física e Engenharia completamente novos, onde os cofres sob o pátio do Strand Level College foram destruídos por bombas durante a guerra. A Unidade de Biofísica, vários outros grupos de física experimental e o grupo teórico começaram a se mover, durante os primeiros meses de 1952. Os laboratórios foram inaugurados formalmente por Lord Cherwell em 27 de junho. O artigo de Wilkins para a Nature descreveu os dois departamentos, de acordo com seu papel de liderança e prestígio dentro da faculdade em geral.

DNA - Fase Um

No King's College, Wilkins realizou, entre outras coisas, trabalho de difração de raios-X em espermatozóides de carneiro e DNA obtidos do timo de bezerros pelo cientista suíço Rudolf Signer . O DNA do laboratório de Signer estava muito mais intacto do que o DNA que havia sido isolado anteriormente. Wilkins descobriu que era possível produzir fios finos a partir dessa solução concentrada de DNA que continha matrizes altamente ordenadas de DNA adequadas para a produção de padrões de difração de raios-X. Usando um grupo cuidadosamente agrupado desses fios de DNA e mantendo-os hidratados, Wilkins e um estudante graduado Raymond Gosling obtiveram fotografias de raios-X de DNA que mostraram que a longa e fina molécula de DNA na amostra de Signer tinha uma estrutura regular semelhante a um cristal nesses tópicos. Gosling disse mais tarde "Quando ... eu vi pela primeira vez todos aqueles pontos de difração discretos ... emergindo no filme no prato revelador foi um momento verdadeiramente eureka ... percebemos que se o DNA fosse o material do gene, então tínhamos acabado de mostrar que os genes podem se cristalizar! " Este trabalho inicial de difração de raios-X no King's College foi feito em maio ou junho de 1950. Foi uma das fotografias de difração de raios-X tiradas em 1950, mostrada em uma reunião em Nápoles um ano depois, que despertou o interesse de James Watson em causar DNA ele escreveu "de repente eu estava animado com a química ... comecei a me perguntar se seria possível para mim me juntar a Wilkins no trabalho com o DNA". Naquela época, Wilkins também apresentou a Francis Crick a importância do DNA. Crick o aconselhou a trabalhar com proteínas dizendo a Wilkins "o que você deve fazer é encontrar uma boa proteína". Wilkins sabia que experimentos adequados com os fios de DNA purificado exigiriam um equipamento de raios-X melhor. Wilkins encomendou um novo tubo de raios X e uma nova microcâmera. Ele também sugeriu a Randall que a prestes a ser nomeada Rosalind Franklin deveria ser transferida do trabalho em soluções de proteínas para se juntar ao esforço do DNA.

No verão de 1950, Randall havia conseguido uma bolsa de pesquisa de três anos que financiaria Rosalind Franklin em seu laboratório. Franklin demorou a terminar seu trabalho em Paris. No final de 1950, Randall escreveu a Franklin para informá-la que, em vez de trabalhar com proteínas, ela deveria tirar proveito do trabalho preliminar de Wilkins e fazer estudos de raios-X de fibras de DNA feitas de amostras de DNA de Signer.

DNA Fase dois 1951–52

No início de 1951, Franklin finalmente chegou. Wilkins estava de férias e faltou a uma reunião inicial na qual Raymond Gosling o substituiu junto com Alex Stokes , que, como Crick, resolveria a matemática básica que tornaria possível uma teoria geral de como as estruturas helicoidais difratam os raios-X. Nenhum trabalho foi feito em DNA no laboratório por vários meses; o novo tubo de raios-X não foi usado, esperando por Franklin. Franklin acabou com o DNA do Signer, Gosling se tornou seu aluno de doutorado e ela tinha a expectativa de que o trabalho de difração de raios-X de DNA fosse seu projeto. Wilkins voltou ao laboratório esperando, por outro lado, que Franklin fosse seu colaborador e que eles trabalhassem juntos no projeto de DNA que ele havia iniciado. A confusão sobre os papéis de Franklin e Wilkins em relação ao esforço do DNA (que mais tarde se desenvolveu em considerável tensão entre eles) é claramente atribuível a Randall. Em sua carta de nomeação, ele disse a Franklin "no que diz respeito ao esforço experimental de raios-X [em DNA], no momento haverá apenas você e Gosling". No entanto, Randall nunca informou Wilkins de sua decisão de dar a Franklin a responsabilidade exclusiva pelo esforço de DNA e Wilkins só soube da carta anos após a morte de Franklin. Mais tarde, ele escreveu "Minha opinião é muito clara: que Randall estava muito errado em ter escrito para Rosalind dizendo a ela que Stokes e eu desejávamos parar nosso trabalho com DNA, sem nos consultar. Depois de Raymond [Gosling] e eu obtivemos um X cristalino claro padrão de raio Eu estava muito ansioso para continuar esse trabalho ... Tentar entender 'o que realmente aconteceu' quando um cientista muito admirável [Randall] se modelou em Napoleão não é fácil ... [mas a carta] foi muito prejudicial para ela e para mim ".

Em novembro de 1951, Wilkins tinha evidências de que o DNA nas células, assim como o DNA purificado, tinha uma estrutura helicoidal. Alex Stokes havia resolvido a matemática básica da teoria da difração helicoidal e pensou que os dados de difração de raios X de Wilkins indicavam uma estrutura helicoidal no DNA. Wilkins se encontrou com Watson e Crick e contou-lhes sobre seus resultados. Esta informação de Wilkins, junto com informações adicionais obtidas por Watson quando ouviu Franklin falar sobre sua pesquisa durante uma reunião de pesquisa do King's College, estimulou Watson e Crick a criar seu primeiro modelo molecular de DNA, um modelo com estruturas de fosfato no centro. Ao ver o modelo da estrutura proposta, Franklin disse a Watson e Crick que estava errado. Franklin baseou isso em duas observações. Em primeiro lugar, os experimentos de JM Gulland mostraram que os grupos CO- e NH 2 das bases não podiam ser titulados e, portanto, eram provavelmente inacessíveis. Em segundo lugar, as evidências cristalográficas mostraram que as unidades estruturais do DNA foram progressivamente separadas pela adição de água, levando à formação de um gel e, em seguida, de uma solução. Franklin acreditava que a explicação mais simples para isso era que a parte hidrofílica da molécula estava do lado de fora. Crick tentou fazer com que Wilkins continuasse com esforços adicionais de modelagem molecular, mas Wilkins não adotou essa abordagem.

No início de 1952, Wilkins começou uma série de experimentos com esperma sépia que foram muito encorajadores. "Eu ... obtive padrões muito mais claros do que no ano anterior ... quando conheci [Sir William Lawrence] Bragg por acaso, mostrei a ele o padrão [que] ofereceu claramente uma forte evidência de uma estrutura helicoidal para o DNA. ..os padrões nítidos de espermatozóides eram muito inspiradores, e tinham o interesse especial de que os espermatozoides eram objetos vivos reais e não apenas DNA purificado extraído por químicos de material vivo ". Wilkins estava particularmente interessado em saber se amostras vivas produziriam padrões de difração de raios-X significativos - seus resultados mostraram que sim.

Durante 1952, Franklin também se recusou a participar dos esforços de modelagem molecular e continuou a trabalhar na análise detalhada passo a passo de seus dados de difração de raios-X ( síntese de Patterson ). Na primavera de 1952, Franklin recebeu permissão de Randall para pedir a transferência de sua bolsa de estudos para que pudesse deixar o King's College e trabalhar no laboratório de John Bernal no Birkbeck College , também em Londres. Franklin permaneceu no King's College até meados de março de 1953.

Linus Pauling publicou uma proposta de estrutura de DNA, mas incorreta, cometendo o mesmo erro básico que Watson e Crick cometeram um ano antes. Alguns dos que trabalhavam com DNA no Reino Unido temiam que Pauling resolvesse rapidamente a estrutura do DNA assim que reconhecesse seu erro e colocasse a espinha dorsal das cadeias de nucleotídeos do lado de fora de um modelo de DNA. Depois de março de 1952, Franklin concentrou-se nos dados de raios-X para a forma A do DNA menos hidratado, enquanto Wilkins tentava trabalhar na forma B hidratada. Wilkins era deficiente porque Franklin tinha todo o DNA bom. Wilkins obteve novas amostras de DNA, mas não eram tão boas quanto a amostra original que ele havia obtido em 1950 e que Franklin continuava a usar. A maioria de seus novos resultados foram para amostras biológicas como células de esperma, que também sugeriram uma estrutura helicoidal para o DNA. Em julho de 1952, Franklin relatou a ele e a Stokes que seus resultados mais recentes a fizeram duvidar da natureza helicoidal da forma A.

No início de 1953, Watson visitou King's College e Wilkins mostrou a ele uma imagem de alta qualidade do padrão de difração de raios-X da forma B, agora identificado como fotografia 51 , que Franklin havia produzido em março de 1952. Wilkins havia mostrado esta imagem produzida por Franklin sem notificar ou recebendo autorização do investigador principal que produziu a imagem. Sabendo que Pauling estava trabalhando com DNA e havia enviado um modelo de DNA para publicação, Watson e Crick montaram mais um esforço concentrado para deduzir a estrutura do DNA. Por meio de Max Perutz , seu supervisor de tese, Crick obteve acesso a um relatório de progresso do King's College que incluía informações úteis de Franklin sobre as características do DNA que ela deduzira de seus dados de difração de raios-X. Watson e Crick publicaram sua proposta de estrutura de dupla hélice de DNA em um artigo na revista Nature em abril de 1953. Nesse artigo, Watson e Crick reconheceram que foram "estimulados pelos resultados e ideias não publicados" de Wilkins e Franklin.

O primeiro artigo de Watson-Crick apareceu na Nature em 25 de abril de 1953. Os membros dos laboratórios de Cambridge e King's College concordaram em relatar seu trabalho entrelaçado em três artigos com paginação contínua na Nature .

Sir Lawrence Bragg, o diretor do Laboratório Cavendish , onde Watson e Crick trabalharam, deu uma palestra no Guy's Hospital Medical School em Londres na quinta-feira, 14 de maio de 1953, que resultou em um artigo de Ritchie Calder no News Chronicle of London, na sexta-feira, 15 Maio de 1953, intitulado "Por que você é. Segredo mais próximo da vida". A notícia chegou aos leitores do The New York Times no dia seguinte; Victor K. McElheny, ao pesquisar sua biografia de Watson, Watson e DNA: Fazendo uma Revolução Científica , encontrou um recorte de um artigo de seis parágrafos do New York Times escrito em Londres e datado de 16 de maio de 1953 com o título "Forma de 'Unidade de Vida 'na célula é verificada. " O artigo saiu em uma edição anterior e foi então puxado para abrir espaço para notícias consideradas mais importantes. (O New York Times posteriormente publicou um artigo mais longo em 12 de junho de 1953). O jornal de graduação da Universidade de Cambridge, Varsity, também publicou seu próprio pequeno artigo sobre a descoberta no sábado, 30 de maio de 1953. O anúncio original de Bragg em uma conferência da Solvay sobre proteínas na Bélgica em 8 de abril de 1953 não foi divulgado pela imprensa.

Pós-1953

Após a série inicial de publicações de 1953 sobre a estrutura de dupla hélice do DNA, Wilkins continuou a pesquisa como líder de uma equipe que realizou uma série de experimentos meticulosos para estabelecer o modelo helicoidal como válido entre diferentes espécies biológicas, bem como em sistemas vivos, para estabelecer a universalidade da estrutura de dupla hélice. Ele se tornou vice-diretor da Unidade de Biofísica MRC em King's em 1955, e sucedeu Randall como diretor da unidade de 1970 a 1972.

Prêmios e honras

Uma placa comemorativa de Maurice Wilkins e sua descoberta, abaixo do monumento, Pongaroa, Nova Zelândia

Wilkins foi eleito membro da Royal Society (FRS) em 1959 e membro da EMBO em 1964.

Em 1960 ele foi presenteado com a American Public Health Association 's Albert Lasker Award , e em 1962 foi feito a um Comandante da Ordem do Império Britânico. Também em 1962 ele compartilhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina com Watson e Crick pela descoberta da estrutura do DNA.

De 1969 a 1991, Wilkins foi o presidente fundador da Sociedade Britânica de Responsabilidade Social na Ciência .

Em 2000, o King's College London abriu o Edifício Franklin-Wilkins em homenagem ao trabalho do Dr. Franklin e do Professor Wilkins na faculdade.

O texto na escultura de DNA (doada por James Watson) do lado de fora do Thirkill Court do Clare College , em Cambridge, Inglaterra, é

a) na base:

i) "Essas fitas se desfazem durante a reprodução celular. Os genes são codificados na sequência de bases."
ii) "O modelo de dupla hélice foi apoiado pelo trabalho de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins."

b) nas hélices:

i) "A estrutura do DNA foi descoberta em 1953 por Francis Crick e James Watson enquanto Watson vivia aqui em Clare."
ii) “A molécula de DNA possui duas fitas helicoidais que estão ligadas por pares de bases Adenina - Timina ou Guanina - Citosina”.

Lançado em 2002 como o Centro de Biodiscovery Molecular da Universidade de Auckland , em 2006 foi renomeado como Centro Maurice Wilkins.

Vida pessoal

Wilkins foi casado duas vezes. Sua primeira esposa, Ruth, era uma estudante de arte que ele conheceu enquanto estava em Berkeley. O casamento deles terminou em divórcio, e Ruth deu à luz seu filho com Wilkins após o divórcio. Wilkins se casou com sua segunda esposa Patricia Ann Chidgey em 1959. Eles tiveram quatro filhos, Sarah, George, Emily e William. Sua viúva Patricia e os filhos de seu casamento sobreviveram a ele.

Nos anos anteriores à Segunda Guerra Mundial, ele foi um ativista anti-guerra, juntando-se ao Cambridge Scientists Anti-War Group . Ele ingressou no Partido Comunista , até a invasão da Polônia pelo Exército Soviético em setembro de 1939. Documentos do serviço de segurança do Reino Unido, anteriormente classificados, revelam que Wilkins ficou sob suspeita de vazar segredos atômicos. Os arquivos, divulgados em agosto de 2010, indicam que a vigilância de Wilkins terminou em 1953. "Depois da guerra, me perguntei o que faria, pois fiquei muito enojado com o lançamento de duas bombas em centros civis no Japão", disse ele à rádio britânica Encounter. programa em 1999.

Wilkins publicou sua autobiografia, O terceiro homem da dupla hélice , em 2003.

Referências

Livros com Maurice Wilkins

  • James D. Watson, The Annotated and Illustrated Double Helix , editado por Alexander Gann e Jan Witkowski (2012) Simon & Schuster, ISBN  978-1-4767-1549-0 .

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