Venetianer Pál
Két nagy magányos,  akiket elkerült a Nobel-díj
Avery és Franklin

  Általánosan elfogadott közhely, hogy a XX. század, sőt talán minden idők egyik legnagyobb jelentőségű tudományos felfedezése a DNS kettős-spirál szerkezeti modelljének megalkotása, amelyet Watson, Crick és Wilkins 1961-ben megkapott Nobel-díja honorált. Ha közvélemény-kutatást végeznénk a „művelt nagyközönség” (amelyen nálunk a műveletlenek tömegét szokták érteni – Copyright by Szerb Antal) körében arról, hogy miért kapta Watson és Crick a Nobel-díjat (Wilkins szerepét még kevesebben ismerik), akkor a többség nyilván azt mondaná, hogy „a DNS felfedezéséért”, esetleg néhányan azt: „annak felfedezéséért, hogy a DNS az örökítő anyag.” A valóban műveltek azonban tudják, hogy mindkét válasz téves. 
 

Oswald T. Avery
Rosalind Franklin

A DNS-t még a XIX. században fedezte fel Friedrich Miescher, de sem neki, sem a biokémikusok több nemzedékének nem volt fogalma arról, hogy mi lehet az anyag biológiai szerepe. Azt, hogy a DNS az örökítő anyag, 1944-ben fedezte fel Oswald Avery (McLeoddal és McCartyval együtt). Az a szomorú tény, hogy Avery nem kapta meg ezért a Nobel-díjat, szinte minden tudománytörténész szerint a díj több mint százéves történetének legnagyobb mulasztása, méltánytalansága. Éppen ezért lehet érdekes a Természet Világa olvasói számára – noha ezt most semmilyen kerek évforduló nem indokolja – Avery személyiségének és felfedezésének egy kissé bővebb ismertetése.  

Oswald T. Avery 1877-ben született a kanadai Halifaxban, baptista lelkész fiaként. Tízéves volt, amikor a család New Yorkba költözött. Avery már gyermekkorában megtanult kürtön játszani, és zenésznek készült (bár igen jól rajzolt karikatúrákat és tájképeket is festett), így muzsikusi oklevelet kapott a Colgate College-ben. Csak később támadt benne érdeklődés az orvosi pálya iránt. A Columbia Egyetemen szerzett 1904-ben orvosi diplomát, de a zene iránti szerelme (egyetlenként – a tudományon kívül) végig kísérte egész pályáját. Munkatársait olykor  idegesítette, hogy munka közben állandóan fütyörészte Wagner Trisztán és Izoldájának harmadik  felvonásából a pásztorfiú különös, szomorkás dallamát. Diplomája megszerzése után először egy  kisebb magánintézetben dolgozott mikrobiológusként. Innen publikálta első fontosabb dolgozatát  a TBC kórokozójáról, ennek eredményeként hívták meg 1913-ban a Rockefeller Intézetbe (ma  Rockefeller Egyetem), ahol egész pályáját töltötte, 1948-ban történt nyugdíjba vonulásáig.  

E pálya első szakaszában meghatározó élménye volt az első világháborút követő nagy  influenza-világjárvány, amelynek több millió áldozata volt az Egyesült Államokban. Avery hihetetlen erőfeszítéseket tett a kórokozó azonosítására, illetve vakcina kifejlesztésére. Noha  e munka nagyrészt egy később tévesnek bizonyult feltételezésen alapult (hogy a kórokozó a  Pneumococcus baktérium), számos értékes részeredménye alapján Avery általános szakmai  elismerést aratott, megalapozta tudományos tekintélyét, és jelentős szerepe volt a járvány  kontrollálásában, következményeinek enyhítésében. A tudományos munka szerzeteseként élt. Az  intézet közelében lakott, hogy ne kelljen a közlekedéssel időt veszítenie, szinte minden  gyakorlati vonatkozásban gyermekien inkompetens volt (pl. hetekig nem bontotta ki a postáját).  Amikor felkérték, hogy írja meg emlékeit egykori mesteréről, a Nobel-díjas Landsteinerről, ezt  megtagadta, mondván, hogy a személyes vonatkozásoknak semmi köze Landsteiner géniuszához és  tudományos eredményeihez. Egész életében nőtlen maradt, sem baráti, sem szexuális  kapcsolatairól nem tudott senki semmit. Miután egy korai tudományos közleménye tévesnek  bizonyult, hihetetlenül óvatos és skrupulózus lett. Részben ezért van rendkívül kevés  publikációja, részben pedig azért, mert nagyfőnökként is csak olyan közleményhez adta nevét,  amelynek kísérleti munkáját is ő végezte. 

1931-ben kezdte el azt a munkát, amely – 13 évvel később – a korszakalkotó felfedezést  eredményezte. Kiindulópontja Griffithnek az a rejtélyes kísérleti eredménye volt, hogy ha az  Avery által korábban is intenzíven vizsgált Pneumococcus baktériumn egy törzsének főzéssel  inaktivált kivonatát hozzáadta egy másik törzs tenyészetéhez, akkor ebben az akceptor törzsben  megjelent a donor törzs egy jellegzetes tulajdonsága. Noha a jelenség magyarázataként több  lehetséges feltevés is megfogalmazható volt, Avery – munkahipotézisként – úgy vélte, hogy a  főzött kivonat tartalmazta a donor törzs öröklési anyagát (génjeit?), és ennek átvitele okozta  az akceptor törzs változását. Célul tűzte ki tehát, hogy – az akkori biokémia által kínált  technikai lehetőségek és saját óriási gyakorlati tapasztalatainak felhasználásával – a  trutymóból tisztán előállítsa és jellemezze a – feltételezett – öröklési anyagot. E feladat  teljesítésének szentelte a következő 13 évet, közben mindössze egyetlen közleményt publikálva  (ez elképzelhetetlen volna a mai tudományos világban!). 1943-ban már úgy vélte, hogy közel van  a célhoz, ekkor írta testvérének azt a levelet, amely a tudománytörténet egyik legérdekesebb  dokumentuma: „Röviden: az anyag nagyon aktív, és a kémiai analízis adatai nagyon pontosan  megegyeznek a DNS-re várható értékkel (ki gondolta volna?). Ezt az anyagot Pneumococcusban  tudtommal még nem észlelték. Különböző enzimpreparátumok hatását vizsgáltuk meg, és az anyag  aktivitását csak azok az enzimek tették tönkre, amelyek az autentikus DNS-mintákat is  bontották. Ez indirekt bizonyíték ugyan, de nagyon amellett szól, hogy a mi anyagunk DNS.  Izoláltunk olyan tiszta anyagot, amelyből 0,02 mikrogram már aktívan transzformált – ez  százmilliószoros hígítást jelent – mit szólsz, micsoda aktivitás? és teljesen specifikus. Ha  igazunk van – ez persze még nincs bizonyítva –, az azt jelenti, hogy a nukleinsavak nemcsak  szerkezeti anyagok, hanem funkcionálisan is aktívak, amelyek sejtek tulajdonságait és biokémiai  aktivitását determinálják. Így egy ismert kémiai anyaggal megjósolható örökletes változások  idézhetők elő a sejtekben. Ez volna a genetikusok régi álma! Olyan ez a DNS, mintha egy vírus  volna, vagy talán maga a gén. De a mechanizmus most nem is érdekel. Egyszerre csak egy lépést,  és az első lépés a transzformáló anyag kémiai azonosítása. Valaki más majd megoldja a többit.  Természetesen még sok jól dokumentált bizonyíték kell, hogy bárkit is meggyőzzünk arról, hogy a  tiszta DNS fehérjementesen olyan különös biológiai tulajdonságokkal lehet felruházva. Éppen ez  a bizonyíték, amit most próbálunk megszerezni. Szórakoztató dolog szappanbuborékokat fújni, de  jobb, ha az ember maga pukkasztja ki őket, mintha valaki más próbálkozik vele.” 

Nos, a buborékot nem pukkasztotta ki senki. Averyék dolgozata a kor egyik vezető folyóiratában  jelent meg 1944-ben, Avery személyes tekintélye kikezdhetetlen volt, az eredményeket senki sem  vitatta, vagy cáfolta. Mégsem lett szenzáció, nem vált közismert és elfogadott ténnyé, hogy az  öröklési anyag a DNS. Miért? A kor molekuláris biológusainak (akkoriban még nem nevezték így  magukat) gondolkodását döntően befolyásolta a fizikus Schrödinger, aki szerint „a gén  aperiodikus kristály”. A DNS-ről pedig úgy tudták, hogy annak szerkezete monoton ismétlődő  (azaz periodikus) és így nem lehet információhordozó és átadó szerepe. Avery eredményének  magyarázatául tehát vagy azt tételezték fel, hogy a tulajdonságátvivő preparátumban jelenlévő  minimális mennyiségű (kevesebb, mint 0,02 %) fehérje felel az effektusért, vagy azt, hogy nincs  is öröklési anyagátvitel, a DNS-preparátum csak előhívja az akceptor törzs rejtett  tulajdonságát. Avery 1948-ban nyugdíjba vonult és csendes szemlélődésben művelte kertjét  1955-ben bekövetkező haláláig. Ezalatt azonban fokozatosan kiderült, hogy a DNS mégsem monoton  módon ismétlődő elemekből áll, és 1952-ben Hershey (Nobel-díj, 1969) híres kísérlete egészen  más módon (bár kvantitatíve Averyénél jóval kevésbé meggyőzően) bizonyította a DNS öröklési  anyag voltát. Ma már tudjuk, hogy Averyt javasolták is Nobel-díjra, de a bizottság  állásfoglalása szerint: „Ezek az eredmények nyilvánvalóan alapvető fontosságúak, de a bizottság  kívánatosnak tartotta, hogy várjon, amíg többet tudunk meg a problémáról.” Posztumusz Nobel-díj  pedig nincs. Nyilván ugyanez a magyarázata annak, hogy Rosalind Elsie Franklin, aki 1958-ban, 38 éves  korában hunyt el petefészekrákban, nem részesülhetett az 1961-ben a DNS szerkezet megfejtésért  kiosztott Nobel-díjban, noha azt senki sem vitatja, hogy a kettős spirál modelljének alapjául  szolgáló alapvető kísérleti bizonyítékok (röntgendiffrakciós felvételek) tőle származnak.  Munkásságának utóélete viharosnak mondható. A vihar Watson híres-hírhedt önéletrajzi  bestsellerével, az 1968-ban megjelent „Kettős spirál”-al kezdődött, amelyben az elhunyt  Franklinról meglehetősen tiszteletlenül-tapintatlanul ír (például megemlíti, hogy egyszer kis híján felpofozta őt – mármint Franklin Watsont). Ez válthatta ki az ellenreakciót, Anne Sayre  feminista könyvét, amelyben Franklint a hímsovinizmus üldözött áldozataként mutatja be, sőt  lényegében megvádolja Watsont és Cricket azzal, hogy ellopták az egyedüli igazi felfedező,  Franklin eredményeit. Ez a szemlélet bizonyos fokig áthatja a jelenleg több amerikai színházban  sikerrel játszott „Az 51-es számú felvétel” című Anna Ziegler által írt (egyébként kitűnő)  darabot, amelynek Franklin a hőse, aki itt nemcsak nőként, hanem zsidóként is diszkrimináció  áldozata. 2003-ban megjelent egy abszolút tárgyilagos kiváló életrajz is Franklinról, Brenda  Maddox tollából. (A könyv címe „A DNS Sötét Hölgye”, célzás a Shakespeare-szonettek titokzatos  Sötét Hölgyére. A forrás azonban nem közvetlenül Shakespeare, hanem Wilkins, aki egy Crickhez  1953 márciusában intézett levelében azt írja: „örömhír, hogy a mi Sötét Hölgyünk egy hét múlva  itt hagy bennünket.”) 
 

A Franklin által készitett röntgendiffrakciós kép a DNS-ről

Franklin jómódú, jelentős közéleti szerepet játszó család (egyik nagybátyja volt az első zsidó  brit kormánytag) lányaként született 1920-ban, Londonban. Kiváló eredménnyel szerzett kémiai  doktorátust Cambridge-ben 1945-ben, majd évekig Franciaországban dolgozott a röntgendiffrakciós  szerkezetvizsgálat specialistájaként. 1951-ben tért vissza Angliába és csatlakozott a King’s  College-ben a Randall által vezetett intézethez. Itt kezdődött konfliktusa Wilkinssel, aki  Franklint alárendeltjeként kezelte, míg ő nem ismerte el Wilkins vezető szerepét. Ezt, a  tudomány világában meglehetősen gyakori, tipikus viszályhelyzetet súlyosbította a két szereplő  ellentétes személyisége, Wilkins extrémül félénk zárkózottsága és Franklin kemény öntudatossága  (például nem tűrte, hogy bárki Rosalindnak, vagy pláne Rosynak szólítsa, ragaszkodott a „doktor  Franklin”-hoz).  

Ha Avery a tudomány szerzetese, akkor Franklin a tudomány apácája volt, semmiféle szerelmi  kapcsolatáról nem tudnak az életrajzírók, egyetlen kikapcsolódása a – magányos – túrázás és  sziklamászás volt. Noha Ziegler darabjában szerepeltet egy doktoranduszt, akivel Franklinnak  valamilyen románca lett volna, de ez fikció. Nyilván az is csak a szerző leleménye, hogy amikor  1956-ban diagnosztizálták hősénél a kétoldali petefészekrákot, akkor a két tumort elnevezte  volna Watsonnak és Cricknek. Ez annál is valószínűtlenebb, mert a felfedezés és a halála között  eltelt 5 év alatt soha egyetlen szóval nem bírálta vagy támadta Watsont és Cricket.  Mi is volt tehát Franklin szerepe? Ő készítette a legtökéletesebb röntgendiffrakciós képeket a  DNS-ről, és azokat – a kor technikai színvonalának megfelelően – korrektül értelmezte. Formális  kooperáció nem volt közte és Watsonék között, bár tapasztalatokat cseréltek és vitatkoztak.  Legszebb röntgenképét (ama bizonyos „51-es számú felvétel”-t) nem adta át nekik, de az sem  igaz, hogy ellopták volna. A felvételt – Wilkins írásos és nyilvános jelentésének részeként –  megkapta Perutz (Watson és Crick főnöke), aki azt megmutatta munkatársainak. Ez a felvétel volt  a legfontosabb kiinduló pontja a kettős-spirál-modell kidolgozásának, amely a spirális  szerkezetet bizonyította is, de a kétláncú, bázispárosodással kapcsolt modell nem következett  belőle, sőt azt Franklin kezdetben el is utasította. 1953 márciusában ugyan már meggyőzte őt a  modell valószínű helyességéről a tény, hogy az milyen tökéletesen egybevágott a kísérleti  adatokkal, de még mindig korainak tartotta a közlést, mert nem látta azt bizonyítottnak (az  egyértelmű bizonyításra valóban várni kellett 20 évet). A modellt tehát egyáltalán nem érezte a  magáénak. A közlésre beküldés után – mint Wilkins megkönnyebbülten regisztrálta – el is hagyta  a King’s College-t és a DNS-kutatást. Hátralévő éveiben a Birkbeck College-ben dolgozott a  röntgendiffrakciós szerkezetkutatás korszakos egyéniségének, John Bernalnak az intézetében,  kiváló szakmai és emberi együttműködésben azzal az Aaron Kluggal, aki később (1982) szintén  Nobel-díjas lett.

Méltánytalanul kerülte-e el a Nobel-díj Franklint? Nyilván nem, hiszen 1961-ben, amikor – sok  vélemény szerint indokolatlanul korán, mivel a szerkezet helyessége még nem nyert bizonyítást –  Watson, Crick és Wilkins megkapták a díját, Franklin már 3 éve halott volt. Azon viszont el  lehet gondolkodni, hogy, ha megéri, akkor nyilván ő lett volna a harmadik díjazott és nem  Wilkins (háromnál több személy között nem osztható meg a díj). 


Természet Világa, 142. évfolyam, 8. szám, 2011. augusztus http://www.termeszetvilaga.hu/ http://www.chemonet.hu/TermVil/