جيمس واتسن عن كيفية اكتشافه للحمض النووي (DNA)

حسناً، اعتقدت بأنه ستوجد منصة، لذلك أنا خائف قليلاً (ضحك) طلب مني كريس أن أروي مجدداً كيف وجدنا بنية الحمض النووي (DNA) وبما أني، كما تعلمون، أتبع أوامره، سأفعل ذلك لكن ذلك يشعرني بالملل قليلاً (ضحك) وكما تعلمون، لقد قمت بكتابة كتاب.. لذلك سأقول شيئاً... (ضحك) سأتحدث قليلاً عن، كما تعلمون، كيف تم الاكتشاف ولماذا أكتشفناه انا وفرانسيس . وبعدها أتمنى أن أحصل على خمسة دقائق على الأقل لأقول ما الذي يجعلني الفت الانتباه الآن

توجد خلفي صورتي وأنا في السابعة عشر من عمري كنت في جامعة شيكاغو في السنة الثالثة وكنت في السنة الثالثة لأن جامعة شيكاغو تسمح لك بالانضمام بعد عامين من الدراسة الثانوية لذلك أنت.. كان التملص من الدراسة الثانوية ممتعاً لأنني كنت صغيراً جداً ولم أكن جيداً في الرياضة أو شيء آخر مثلها

لكن يجب أن أقول أن خلفيتي.. أبي كان قد تربى على أن يكون أسقفياً وجمهورياً لكن بعد سنة واحدة من الدراسة الجامعية، أصبح يهودياً وديمقراطياً. (ضحك) وأمي كانت ايرلندية كاثولوكية و.. لكنها لم تأخذ الدين بجدية كبيرة وفي سن الحادية عشر، توقفت عن الذهاب لقداس الأحد و كنت أذهب مع والدي للمشي ومراقبة الطيور وفي مرحلة مبكرة، سمعت بتشارلز داروين. أعتقد بأنكم تعلمون أنه كان البطل الكبير. وكما تعلمون، أنت تفهم الحياة كما هي الآن عن طريق التطور.

وفي جامعة شيكاغو، كنت أتخصص في علم الحيوان وفكرت أنني قد ينتهي بي المطاف، كما تعلمون، إذا كنت ذكياً بشكل كافٍ، حاصلاً على الكتوراه في علم الطيور من جامعة كورنيل بعد ذلك، في الورقة العلمية من جامعة شيكاغو، كانت توجد نشرة عن كتاب باسم "ما هي الحياة؟" من تأليف الفيزيائي الكبير شرودينجر وكان ذلك بالطبع سؤالاً أردت معرفة الإجابة عنه. كما تعلم، داروين فسر الحياة بعد بدئها، لكن ماذا كانت ماهية الحياة؟

وقال شرودينجر أن ماهية الحياة كانت عبارة عن معلومات موجودة في كروموسوماتنا، ويجب أن تكون موجودة على جزيء. لم أكن قد فكرت بالجزيئات من قبل. تعرفون الكروموسومات، لكن كان هذا جزيئاً، وبطريقة ما، كل المعلومات كانت على الأرجح موجودة على هيئة رقمية ما. وكان هنالك السؤال الكبير عن كيف يتم نسخ المعلومات؟

إذا، كان ذلك هو الكتاب. وبالتالي، من تلك اللحظة، أردت أن أصبح عالم وراثة -- أفهم الجين، ومن خلال ذلك أفهم الحياة. إذاً كان لدي، كما تعلمون، بطلاً بعيداً عني. لم يكن لاعب كرة سلة، كان "لاينس بولينغ". ولذلك قدمت طلباً لكالتيك ورفضوني. (ضحك) وبالتالي ذهبت ل إنديانا، والتي كانت في الحقيقة بجودة كالتيك في علم الوراثة، بالإضافة إلى امتلاكهم لفريق كرة سلة جيد بالفعل. وبالتالي كان لدي في إنديانا حياة سعيدة بعض الشيء. وفي انديانا حصلت على الفكرة بأنه، كما تعلم، الجين هو على الأرجح DNA. بالتالي عندما أحصل على الدكتوراه، يجب أن أذهب لأبحث في ال DNA.

فذهبت في البداية الى كوبنهاجن لأنني فكرت بأنني، حسناً، قد أصبح عالماً في الكيمياء الحيوية. لكنني اكتشفت بأن الكيمياء الحيوية كنت مملة جداً. لم تكن تتجه بأي شكل باتجاه القول بما هو الجين. كانت مجرد علم النواة. وهذا هو الكتاب، كتاب صغير. تستطيع أن تقرأه بما يقارب الساعتين. و.. لكن بعدها ذهبت لحضور لقاء علمي في ايطاليا. وكان هناك متحدثاً غير متوقع ولم يكن ببرنامج المتحدثين، وتحدث عن ال DNA. وكان ذلك موريس ولكنز. كان مدرباً كفيزيائي، وبعد الحرب أراد أن يتجه الى الفيزياء الحيوية، واختار ال DNA لأنه كان قد تم تحديد ال DNA في معهد روكفلر لاحتمال أن يكون الجزيء المحتوي على الجينات على الكروموسومات. اعتقد معظم الناس أن البروتينات كانت هي المسؤولة. لكن ويلكينز، كما تعلمون، اعتقد أن ال DNA كان المرشح الأفضل، وقام بعرض هذه الصورة المأخوذة بأشعة X. شكل بلوري ما. إذا ال DNA كان له هذه البنية، مع أنها أتت على الأرجح من عدة جزيئات تحمل مجموعات مختلفة من التعليمات. إذاً كان هنالك شيء عام عن جزيء ال DNA. لذا أردت العمل معه، لكنه لم يرد مراقب عصافير سابق، وانتهى بي المطاف في جامعة كيمبردج في انجلترا.

إذا ذهبت لكيمبردج، لأنها كانت فعلاً أفضل مكان في العالم حينها للتصوير البلوري بأشعة X. والتصوير البلوري بأشعة X هو الآن موضوع في، كما تعلمون، أقسام الكيمياء. أعني، في ذلك الزمن كان ضمن مجال علماء الفيزياء. إذا كان أفضل مكان للتصوير البلوري بأشعة X في مختبر كافنديش في كمبردج. وهناك التقيت بفرانسيس كريك. ذهبت هنالك دون أن أعرفه. كان في سن ال 35. وأنا في سن ال 23. وخلال يوم، قررنا أننا قد نستطيع اتباع طريق مختصرة لنعرف بنية ال DNA. لا أن نجد ذلك، كما تعلمون، بأسلوب فائق الدقة، لكن ببناء مجسم. مجسم كهربائي، باستخدام بعض احداثيات ال.. كما تعلمون، الطول، كل تلك الأشياء من صور أشعة X. لكن فقط بالسؤال ما هو الجزيء -- كيف يجب أن يلتف.

وسبب القيام بذلك، في وسط هذه الصورة، يوجد لاينس باولينغ. قبل 6 أشهر تقريباً من اقتراحه لبنية ألفا الحلزونية للبروتينات. وبفعله لذلك، كان قد نفى الرجل الذي يقف على اليمين، السير لورنس براغ، الذي كان أستاذ مختبر كافندش. هذه الصورة التقطت بعد بضعة سنوات، عندما كان لدى براغ سبباً ليبتسم. لم يكن يبتسم بالطبع عندما وصلت أنا هناك، لأنه كان قد أهين نوعاً ما بتوصل باولينغ لألفا الحلزونية، والجماعة في كمبردج يخفقون لأنهم لم يكونوا كيميائيين. وبالطبع لم نكن لا أنا ولا كريك كيميائيين، لذا حاولنا بناء مجسم. ولقد عرف هو.. فرانسيس عرف ولكنز. لذا قال ولكنز بأنه يعتقد بأنه حلزوني. تخطيط أشعة X، فكر بأنه يشبه الشكل اللولبي.

لذا قمنا ببناء مجسم بثلاثة أشرطة. جائت الجماعة من لندن. ويلكنز ومعاونته، أو معاونته المحتملة، روزاليند فرانكلين، جاءا وضحكا نوعاً ما من مجسمنا. قالوا بأنه كان رديء، وكان كذلك. لذلك قيل لنا بأن لا نبني مجسمات أخرى؛ لأننا غير مؤهلين. (ضحك) لذلك لم نقم ببناء أي مجسمات، وأكمل فرانسيس نوعاً ما عمله على البروتينات. وببساطة، لم أفعل شيئاً. و -- عدا القراءة. وتعلمون، في الأساس، القراءة شيء جيد؛ تحصلون على حقائق. واستمرينا بالقول للجماعة في لندن بأن لاينس باولينغ سينتقل ليبدأ البحث في ال DNA. إذا كان ال DNA بتلك الأهمية، فسيعلم لاينس ذلك. سيقوم ببناء مجسم، وبعدها سنحقق سبقاً صحفياً.

وفي الحقيقة، قام بمراسلة الجماعة في لندن: هل بإمكانه رؤية صورة أشعة X الخاصة بهم؟ وكان لديهم من الحكمة ما يكفي ليقولوا "لا". لذلك لم يحصل عليها. لكن كان يوجد عدد منها في النشرات العلمية. في الحقيقة، لاينس لم يبحث عنها بدقة. لكن بعد حوالي، آه، 15 شهراً من وصولي لكمبردج، بدأت إشاعة بالظهور من ابن لاينس باولينغ، الذي كان في كمبردج، قال بأن أباه كان يعمل حالياً على جزيء ال DNA. وإذاً، في يوم ما جاء بيتر وقال بأنه بيتر باولينغ، وأعطاني نسخة من مخطوطات والده. ويا للهول، كنت خائفاً لأنني فكرت، كما تعلمون، بأننا قد نحقق سبقاً صحفياً. لم يكن لدي شيء لفعله، ليس لدي مؤهلات لشيء. (ضحك)

وإذا، ها هي الورقة العلمية، يقترح فيها بنية بثلاثة أشرطة. وقرأتها، وكانت مجرد -- كانت هراءاً. (ضحك) وكان هذا، تعلمون، غير متوقع ممن هو على مستوى العالم... (ضحك) -- وإذاً، كانت مرتبطة مع بعضها البعض بروابط هيدروجينية بين مجموعات الفوسفات. حسناً، إذا كان أعلى مستوى حموضة في الخلايا هو 7، لم يكن لتلك الروابط الهيدروجينية أن تكون موجودة. ذهبنا مسرعين لقسم الكيمياء وقلنا، "هل يمكن أن يكون باولينغ على حق؟" فقال اليكس هست: "لا". لذا كنا فرحين. (ضحك)

وتعلمون، كنا لا نزال في اللعبة، لكننا كنا خائفين بأن يقول أحدهم من كالتيك للاينس بأنه مخطئ. لذلك قال براغ: "ابنوا مجسمات." وبعد شهر من حصولنا على مخطوطات باولينغ.. يجب أن أقول بأني أخذت المخطوطة إلى لندن، وعرضتها على الجماعة. إذاً، قلت بأن لاينس كان مخطئاً وبأننا مازلنا في اللعبة وبأنه عليهم البدء ببناء مجسمات فوراً. لكن ولكنز قال: "لا"، روزاليند فرانكلين كانت ستغادر خلال شهرين، وبعد أن تغادر سيبدأ ببناء مجسمات. وإذاً عدت إلى كمبردج بتلك الأخبار، وقال براغ: "ابنوا مجسمات." حسناً، بالطبع أردت بناء مجسمات. وهذه صورة لروزاليند. كانت فعلاً، كما تعلمون، كانت من ناحية عالمة كيمياء، لكن كان قد تم تدريبها ... لم تكن تعرف أي من الكيمياء العضوية أو الكيمياء الكمّية. كانت خبيرة في التصوير البلوري.

وأظن بأن جزءاً من سبب عدم رغبتها في بناء مجسمات كان عدم كونها عالمة كيمياء بينما كان باولينغ عالم كيمياء. وبالتالي، قمت أنا وكريك، كما تعلمون، بالبدء ببناء مجسمات، وقمت بتعلم القليل من الكيمياء، لكن ليس بالقدر الكافي. إذاً، حصلنا على الإجابة في 28 من شباط عام 1953. وكان ذلك بسبب قاعدة، والتي هي بالنسبة لي قاعدة جيدة جداً: لا تكن مطلقاً أذكى شخص في الغرفة، ولم نكن كذلك. لم نكن أفضل كيميائيين في الغرفة. دخلت هناك وعرضت عليهم اقتراناً كنت قد قمت به، وكان جيري دونو -- عالم كيمياء -- قال بأنه خاطئ. حصلت على ذرات الهيدروجين في المكان الخاطئ. كنت قد وضعتهم كما كان وصفهم في الكتب. قال هو بأنهم في المكان الخاطئ.

إذاً في اليوم التالي، كما تعلمون، بعد أن فكرت: "حسناً، قد يكون على حق." إذاً قمت بتغيير الأماكن، وبعدها وجدنا اقتران القواعد, وقال فرانسس على الفور بأن السلاسل تسير في اتجاه ثابت. وكنا نعلم بأننا على حق. لذا كانت قليلاً، كما تعلمون، حصل كل ذلك في ساعتين تقريباً. من لا شيء لشيء. وكنا نعلم بأنه شيء كبير، لأنه، كما تعلمون، إذا وضعت A بمحاذاة T و G بمحاذاة C، تحصل على عملية نسخ. لذلك شاهدنا كيف تحمل المعلومات الوراثية. إنه ترتيب القواعد الأربعة. إذاً إنها في أحسن تقدير نوع ما من المعلومات الرقمية. ويتم النسخ ابتدائاً من فصل الأشرطة. لذا، كما تعلمون، اذا لم تكن الأمور على هذا النحو، قد تصدقه أيضاً، لأنك لا تملك أي مخطط آخر. (ضحك)

لكن هذه ليست الطريقة التي يفكر بها معظم العلماء. معظم العلماء بلداء حقاً. قالوا، لن نفكر به إلا بعد أن نعلم أنه صحيح. لكن، كما تعلمون، حسنأً، إنه على الأقل صحيح بنسبة 95 بالمئة أو 99 بالمئة. إذاً فكروا به. في الخمس سنوات التالية، كان يوجد حوالي 5 مراجع لعملنا في مجلة Nature... لا شيء. إذاً كنا قد تركنا بمفردنا، وفي محاولة لانجاز القسم الأخير من الثلاثية: كيف تقوم.. ماذا تفعل هذه المعلومات الوراثية؟ كان من الواضح أنها قد قدمت المعلومات لجزيء ال RNA ، وبعدها كيف تنتقل من ال RNA إلى البروتينات؟ ولثلاثة سنوات كنا فقط -- حاولت أن أجد بنية ال RNA. لم يكن قد أعطى... لم تكن قد أعطت صور جيدة بأشعة X. كنت بالتأكيد غير سعيد؛ فتاة لم تتزوجني. كان فعلاً، كما تعلمون، وقتاً سيئاً نوعاً ما. (ضحك)

لذا كان هنالك صورة لفرانسيس معي قبل أن ألتقي بالفتاة، لذا مازلت أبدو سعيداً. (ضحك) وهذا ما قمنا به عندما لم نعرف إلى أين نتقدم: قمنا بإنشاء نادٍ وأسميناه نادي ربطة عنق ال DNA. جورج غامو، فيزيائي رائع أيضاً، قام بتصميم الربطة. كان واحداً من الأعضاء. وكان السؤال: كيف تنتقل من الشيفرة بأربعة أحرف إلى شيفرة البروتينات ذات ال 20 حرف؟ كان فينمان عضواً، وتيلر، وأصدقاء لغامو. لكن هذه كانت الوحيدة ... لا، كنا قد تصورنا مرتين فقط. وفي كلا المناسبتين، كما تعلمون، كان أحدنا قد نسي ربطة العنق. يوجد فرانسس في أعلى اليمين، و أليكس ريتش... الطبيب الذي تحول إلى مختص في الصور البلورية.. إلى جانبي. تم التقاط هذه في كيمبردج في شهر أيلول عام 1955. وأنا أبتسم، مجبراً نوعاً ما، على ما أظن، لأن الفتاة التي حصلت عليها، يا للهول، كانت قد رحلت. (ضحك)

ولذلك لم أفرح فعلاً مرة ثانية حتى سنة 1960، لأنه بعدها اكتشفنا، كما تعلمون، بأنه توجد ثلاثة أشكال لل RNA. وكنا قد علمنا، أساساً، بأن ال DNA يوفر المعلومات لل RNA وال RNA يوفر المعلومات للبروتين. وذلك جعل مارشال نايرنبرغ، كما تعلمون، بأن يأخذ ال RNA، RNA المصنّع، ويضعه في نظام ليصنع بروتين. صنع فينل الانين متعدد، فينل الانين متعدد. إذا ذلك كان الاقتحام الأول للشيفرة الوراثية، وكان قد تم اكتشافه كله سنة 1966. إذاً هناك، ذلك هو ما أرادني كريس أن أفعل، كان... إذاً مالذي حدث منذ ذلك الحين؟ حسناً، في ذلك الوقت.. يجب أن أعود إلى الوراء. عندما اكتشفنا بنية ال DNA، ألقيت حديثي الأول في كولد سبرنغ هاربر. الفيزيائي، ليو سيزلرد، نظر إلي وقال: "هل ستسجل براءة اختراع لهذا؟" و.. لكنه كان يعلم بقانون براءة الاختراع، وبأننا لم نستطع تسجيل ذلك، لأنك لم تستطع ذلك. فإنه غير مفيد. (ضحك)

ولذلك لا يصبح ال DNA جزيئاً مهماً. ولم يدخل المحامون في المعادلة لغاية 1973، بعد 20 سنة، عندما جاء بوير وكوهن في سان فرانسيسكو وستانفورد بطريقتهم في تهجين ال DNA، وسجلت ستانفورد براءة الاختراع وجنت الكثير من الأموال. على الأقل قاموا بتسجيل براءة اختراع لشيء والذي، كما تعلمون، قد يقوم بأشياء مفيدة. وبعدها، تعلموا كيفية قراءة الأحرف في الشيفرة. وبعدها، جاء الانفجار، لقد حصلنا ،كما تعلمون، على صناعة في التكنولوجيا الحيوية. و.. لكنا كنا ما نزال بعيدين مسافة طويلة عن، كما تعلمون، إجابة سؤال كان قد سيطرعلى طفولتي نوعاً ما، وهو: ما هو تأثير كل من البيئة والوراثة؟

ولذا سأكمل حديثي. لقد بدأ الوقت بالنفاد، لكن هذا هو ميكل وغلر، عالم رياضيات ذكي جداً جداً والذي تحول إلى الفيزياء. وقام بتطوير طريقة والتي ستجعلنا نشاهد عينة DNA وفي النهاية، مليون بقعة في موازاتها. توجد شريحة هناك، شريحة تقليدية. ثم توجد واحدة تصنع بواسطة الليثوغرافيا الضوئية من قبل شركة في ماديسن تدعى نمبلجين، والتي تسبق أفيمتركس بكثير. ونحن نستخدم تقنيتهم. والذي تستطيع القيام به هو مقارنة ال DNA من خلايا طبيعية مقابل أخرى سرطانية. وتستطيع رؤية في الأعلى أن السرطانات السيئة تظهر إدخالات أو حذوفات. إذاً، ال DNA حقاً متغيّر بطريقة سيئة، بينما لو لديك الفرصة للنجاة، لن يكون ال DNA متغيراً كثيراً. لذا نعتقد بأن هذا سيقودنا في نهاية المطاف إلى ما نسميه ب "خزعات ال DNA." قبل أن يتم علاجك من السرطان، يجب عليك حقاً النظر إلى هذه التقنية، وأن تنظر إلى وجه العدو. هي ليست... إنها نظرة جزئية فقط، لكنها... أعتقد بانها ستكون مفيدة جداً جداً.

وبالتالي، بدأنا بسرطان الثدي لأنه توجد أموال كثيرة لدعمه، لا توجد أموال من الحكومة. والآن لدي مصالح شخصية نوعاً ما: أريد أن أفعل ذلك لسرطان البروستات. إذا، كما تعلمون، لا تتلقون العلاج إذا لم يكن خطراً. لكن وغلر، بالإضافة إلى النظر في الخلايا السرطانية، نظر إلى الخلايا الطبيعية، وقام بطرح ملاحظة مفاجئة نوعاً ما. والتي هي: كل منا يملك ما يقارب العشرة أماكن في مادته الوراثية كسبنا فيها مورثاً أو فقدنا آخر. إذاً نحن جميعاً غير مثاليين نوعاً ما. والسؤال هو، حسناً، وبما أننا جميعاً هنا، كما تعلمون، قد لا يكون هذا الفقد والكسب سيء جداً. لكن إذا حدثت هذه الحذوفات أو التضخمات في المورث الخاطئ، قد نشعر بالمرض.

إذاً كان أول مرض يبحث فيه هو التوحد. والسبب وراء بحثنا في التوحد هو امتلاكنا للمال لفعل ذلك. البحث في الشخص الواحد يكلف 3000 دولار تقريباً. ووالد الطفل المصاب بمرض أسبرجرز، التوحد ذو الذكاء العالي، قام بإرسال عينات لشركة تقليدية؛ لم يقوموا بها. لم يقوموا بها باستخدام الوراثة التقليدية. لكن بالمسح فقط بدأنا بالعثور على مورثات للتوحد. وتستطيعون أن تروا هنا، بأنه يوجد الكثير منها. إذاً الكثير من الأطفال المصابين بالتوحد هم متوحدون فقط لأنهم فقدوا قطعة كبيرة من ال DNA . أعني قطعة كبيرة على المستوى الجزيئي. لقد فحصنا طفلاً متوحداً، لديه حوالي خمسة ملايين قاعدة مفقودة من إحدى كروموسوماته. لم نفحص الأبوين بعد، لكن الأبوين على الأرجح ليس لديهم هذا الفقد، وإلا لما كانا أبوين. الآن، إذاً، دراستنا على التوحد بدأت للتو. لقد حصلنا على ثلاثة ملايين. أظن بأنها ستكلف 10 إلى 20 مليون على الأقل قبل أن تكون في وضع يسمح لك بمساعدة الآباء الذين لديهم طفل متوحد، أو يظنون بأنهم قد يكون لديهم طفل متوحد، وهل نستطيع أن نحدد الفرق؟ لذا يجب أن تفحص هذه التقنية ذاتها كل... إنها طريقة رائعة لإيجاد المورثات.

إذاً، سأختم بقول: أننا قد فحصنا 20 شخصاً مصابون بالفصام. وأعتقدنا بأننا بحاجة لفحص عدة مئات قبل أن نحصل على صورة عن الوضع. لكن كما ترون، يوجد 7 من أصل 20 كان لديهم تغير، والذي كان كبيراً جداً. ومع ذلك، في مجموعة المقارنة كان يوجد ثلاثة. إذاً ما هو معنى مجموعة المقارنة؟ هل كانوا مجانين أيضاً، ولكن لم نعلم بذلك؟ أو، كما تعلمون، كانوا طبيعيين؟ سأخمن بأنهم طبيعيون. وما نعتقده بالفصام هو وجود مورثات للعرضة، وكون هذا الجين يزيد العرضة... وبعدها يوجد فقط قطعة ثانوية من السكان والتي هي قابلة لأن تصاب بالفصام.

الآن، لا يوجد لدينا فعلاً أي دليل عليه، لكن أظن، لإعطائكم فرضية، أفضل تخمين هو أنك إذا كنت تكتب باليسار، فأنت معرض للإصابة بالفصام. 30 بالمئة من المصابين بالفصام يكتبون بيسراهم. ولدى الفصام نمط وراثي مضحك، وهو أن 60 بالمئة من الناس يكتبون بيسراهم على المستوى الجيني، لكن نصفها فقط ظهرت. ليس لدي الوقت لأقول. الآن، بعض الناس ممن يعتقدون بأنهم يكتبون بيمناهم هم يساريون وراثياً. حسناً. أنا فقط أقول ذلك، إذا كنت تعتقد، أنا لا أحمل مورث الكتابة باليد اليسرى لذا أولادي، كما تعلمون، لن يكونوا عرضة لخطر الإصابة بالفصام. قد تكون كذلك. حسناً؟ (ضحك)

لذا بالنسبة لي، إنه وقت مثير على نحو غير عادي. سوف نكون قادرين على إيجاد الجين المسؤول عن الأمراض ثنائية القطب؛ يوجد رابط. وإذا توفر لدي المال الكافي، سنجدها كلها في هذه السنة. أشكركم.