James Watson
1,773,132 views • 20:11

Beh, pensavo ci fosse un podio, sono un po' intimorito. (risate) Chris mi ha chiesto di raccontare ancora come abbiamo scoperto la struttura del DNA. E, siccome, ecco, io eseguo i suoi ordini, lo farò. Ma la cosa mi annoia leggermente. (risate) Insomma, voglio dire: ci ho scritto un libro. (risate) Così vi racconterò un po' come avvenne la scoperta e perché ci arrivammo Francis e io. E poi, spero che mi rimarranno almeno cinque minuti per dirvi che cosa mi interessa ora.

Dietro di me vedete una foto di quando avevo 17 anni. Ero all'Università di Chicago, terzo anno, ed ero al terzo anno perché all'Università di Chicago sei ammesso dopo due anni di scuole superiori. Fu divertente andarsene dalle superiori. Ero molto magro e non ero portato per lo sport o cose del genere.

A proposito delle mie origini: mio padre fu allevato per diventare episcopale e repubblicano. Ma dopo un anno di college, diventò ateo e democratico. (risate) Mia madre era cattolica irlandese, ma non prendeva la religione troppo sul serio. Dall'età di 11 anni smisi di andare alla messa della domenica e cominciai a fare birdwatching con mio padre. Così, ancora giovane, cominciai a sentir parlare di Charles Darwin. Ero convinto che lui fosse il grande eroe. Come sapete, oggi capiamo la vita così come esiste attraverso l'evoluzione.

All'università di Chicago scelsi di specializzarmi in zoologia. Pensavo che, se fossi stato abbastanza brillante, sarei riuscito a prendere il dottorato di ricerca in ornitologia alla Cornell University. Intanto, sul giornale di Chicago, c'era la recensione di un libro chiamato "Che cos'è la vita?" del grande fisico Schrodinger. E quella era sicuramente una domanda a cui volevo rispondere. Come sapete, Darwin spiegò la vita dopo che questa era cominciata, ma qual era l'essenza della vita?

Schrodinger diceva che l'essenza della vita è l'informazione presente nei nostri cromosomi, e doveva essere contenuta in una molecola. Non avevo mai pensato alle molecole. Conoscevamo i cromosomi, ma qui si parlava di una molecola, e in qualche modo tutta l'informazione doveva essere presente in una forma digitale. E questa era la grande domanda: come copiare l'informazione?

Questo diceva il libro. E da quel momento, decisi di diventare un genetista, per conoscere i geni e, attraverso di essi, comprendere la vita. Dunque, avevo un mio eroe, che seguivo da lontano. Non era un giocatore di baseball, era Linus Pauling. Feci domanda al California Institute of Technology e fu rifiutata. (risate) Così andai in Indiana che nella genetica era effettivamente valida come il Caltech e, oltretutto, aveva un'ottima squadra di football. In Indiana passai un periodo davvero molto felice. E fu lì che ebbi l'impressione che, come dire, i geni dovessero essere probabilmente il DNA. Così, una volta ottenuto il dottorato, avrei cominciato le ricerche sul DNA.

Andai prima a Copenhagen perché pensavo che sarei potuto diventare un biochimico. Ma scoprii che la biochimica era molto noiosa. Non stava facendo progressi nello spiegare che cosa fossero i geni. Era semplicemente scienza nucleare. Oh, questo è il libro, è breve. Potete leggerlo in un paio d'ore. Poi andai a un convegno in Italia. C'era un relatore che non era previsto nel programma e che parlava di DNA. Era Maurice Wilkins. Aveva studiato da fisico, dopo la guerra si occupò di biofisica, e si interessò al DNA perché al Rockefeller Institute il DNA era stato definito come la possibile molecola dei geni sui cromosomi. La maggior parte degli studiosi pensava che queste molecole fossero le proteine. Ma Wilkins era convinto che il DNA fosse la molecola giusta e mostrò questa foto ai raggi X. Cristallino, in qualche modo. Dunque il DNA aveva la struttura, anche se, probabilmente, essa era dovuta a molecole differenti che portavano differenti insiemi di istruzioni. Dunque c’era qualcosa di universale legato alla molecola di DNA. Cercai di lavorare con lui, ma lui non voleva un altro birdwatcher, così finii a Cambridge, Inghilterra.

Andai a Cambridge perché era il luogo più all'avanguardia nel mondo per la cristallografia ai raggi X. E oggi la cristallografia è una materia studiata nei dipartimenti di chimica. A quei tempi era il dominio dei fisici. E il posto migliore per la cristallografia ai raggi X era al Cavendish Laboratory di Cambridge. Là incontrai Francis Crick. Arrivai là senza conoscerlo. Lui aveva 35 anni. Io 23. E in un giorno, decidemmo che forse avremmo potuto prendere una scorciatoia per trovare la struttura del DNA. Risolvere la questione non in modo rigoroso, ma costruire un modello. Un modello elettronico, costruito sulla base di coordinate di lunghezza, tutto quel genere di cose usate nelle foto a raggi X. Ma chiedetevi: come dovrebbe ripiegarsi la molecola?

E la ragione per chiederselo, al centro della foto, è Linus Pauling. Circa sei mesi prima, propose la struttura alfa elicoidale per le proteine. E facendo questo, bandì l’uomo sulla destra, Sir Lawrence Bragg, professore al Cavendish. Questa è una foto di molti anni dopo, quando Bragg aveva buone ragioni per sorridere. Certamente non rideva quando io arrivai là, perché si sentiva umiliato dall’elica di Pauling, e dal fallimento dei ricercatori di Cambridge, che non erano chimici. E certamente né Crick né io eravamo chimici, così cercammo di costruire un modello. E Francis conosceva Wilkins. Wilkins disse che ciò a cui aveva pensato era un'elica. Pensava che il diagramma a raggi X si potesse paragonare all'elica.

Così costruimmo un modello a tre elementi intrecciati. Vennero su i ricercatori di Londra . Wilkins e questo collaboratore, o possibile collaboratore, Rosalind Franklin, vennero lì e si misero a ridere davanti al nostro modello. Dissero che era scarso, ed era così. Così ci dissero di non costruire più modelli: eravamo degli incompetenti. (risate) Così non costruimmo più modelli, e Francis continuò a lavorare sulle proteine. Io, fondamentalmente, non feci più niente, a parte leggere. Sapete, fondamentalmente, leggere è buona cosa: ti porta a conoscere i fatti. E continuammo a dire a quelli di Londra che Linus Pauling stava per dedicarsi al DNA. Se il DNA era così importante, Linus l'avrebbe saputo. Avrebbe costruito un modello e noi saremmo stati battuti sul tempo.

In realtà, aveva scritto a quelli di Londra, chiedendo se poteva vedere la loro foto a raggi X. E loro ebbero la saggezza di dire di no. Così, Pauling non la vide. Ma ce n’erano in letteratura. Per la verità, Linus non le prendeva così tanto in considerazione. Ma circa 15 mesi dopo che io andai a Cambridge cominciò ad arrivare una voce dal figlio di Linus Pauling, che era a Cambridge, e diceva che il padre stava ora lavorando sul DNA. Così, un giorno entrò un uomo, disse che si chiamava Peter Pauling, e mi diede una copia dei manoscritti di suo padre. Ero preoccupato perché temevo che saremmo stati battuti sul tempo. Non ho niente da fare, nessuna qualifica. (risate)

E c'era quel pezzo di carta, e Linus proponeva una struttura intrecciata a tre. Lessi il documento, ed... era pessimo. (risate) Questo era, come dire, inaspettato, dal più illustre... (risate) La struttura era tenuta assieme da legami idrogeno in mezzo a gruppi fosfato. Ecco, se il picco di PH delle cellule è circa 7, quei legami idrogeno non possono esistere. Ci precipitammo al Dipartimento di chimica dicendo: "Può aver ragione Pauling?" Alex Hust rispose: "No". E ne fummo felici. (risate)

Eravamo ancora in gioco, ma temevamo che qualcuno al Caltech avrebbe detto a Linus che aveva torto. Così Bragg disse: "Costruite modelli". Un mese dopo aver avuto il manoscritto di Pauling lo portai a Londra e lo mostrai ai ricercatori. Dissi che Linus aveva torto, che noi eravamo ancora in gara e che avrebbero dovuto cominciar subito a costruire modelli. Ma Wilkins disse no, Rosalind Franklin se ne sarebbe andata fra due mesi, e lui avrebbe cominciato con i modelli dopo la partenza di lei. Così tornai a Cambridge con quelle notizie, e Bragg disse: "Costruite modelli". Certamente, io volevo costruire modelli. Questa è una foto di Rosalind. In un certo senso, lei era un chimico, ma aveva molto da imparare, non sapeva niente di chimica organica o chimica dei quanti. Lei era una cristallografa.

E credo che uno dei motivi per cui non volesse costruire modelli era che lei non era un chimico, mentre Pauling sì. Così io e Crick cominciammo a costruire modelli, io avevo studiato un po' di chimica, ma non abbastanza. Trovammo la risposta il 28 febbraio 1953. E fu grazie a una regola che io considero molto valida: mai essere la persona più brillante in una stanza, e noi non lo eravamo. Noi non eravamo i migliori chimici presenti. Entrai e mostrai loro un appaiamento che avevo fatto, e Jerry Donahue, che era un chimico, disse che era sbagliato. Disse che gli atomi di idrogeno erano nel posto sbagliato. Io li avevo disposti così com’era indicato nei libri. Lui disse che così era sbagliato.

Così il giorno dopo pensai: "Beh, forse ha ragione". Così cambiai le posizioni, e in questo modo trovammo l'accoppiamento delle basi, E Francis disse subito che le catene correvano in senso assoluto. Sapevamo che avevamo ragione. Fu divertente, perché accadde tutto nel giro di due ore. Dal nulla, nacque tutto. E sapevamo che era una grossa scoperta perché, se mettete A vicino a T e G vicino a C, ottenete un meccanismo di copiatura. Così era possibile vedere come si trasferiva l'informazione genetica. Si tratta dell'ordine delle quattro basi azotate. In un certo senso, si tratta di informazione digitale. E la si può copiare separando l'intreccio. Se non funzionasse così, dovreste comunque crederci, perché non ci sarebbero altri schemi per spiegare il fenomeno. (risate)

Ma questo non è come pensa la maggior parte degli scienziati. La maggioranza è davvero abbastanza ottusa. Dissero che non ci avrebbero pensato finché non fossero stati certi che era così. Ma noi eravamo convinti che fosse tutto corretto al 95%, o al 99%. Pensateci. Nei cinque anni successivi ci furono non più di cinque riferimenti del nostro lavoro su Nature, praticamente nessuna. Fummo lasciati soli, e cercammo di ultimare il trio: come - che cosa fa questa informazione genetica? Era piuttosto evidente che l'informazione veniva trasferita a una molecola di RNA, ma come veniva tradotto l'RNA in proteine? Per circa tre anni cercammo - cercai - di trovare la struttura dell'RNA. Nessun risultato. Nessuna foto a raggi X accettabile. Ero decisamente infelice. Una ragazza rifiutò di sposarmi. Come dire: era un po' un periodo pessimo. (risate)

Questa è una foto di Francis e me prima di conoscere la ragazza, quindi sembro ancora felice. (risate) Quando non sapevamo più come muoverci, abbiamo fatto questo: come procedere: abbiamo formato un club chiamato RNA Tie Club. George Gamow, un grande fisico, disegnò la cravatta. Era uno dei menbri del club. La domanda era: A partre dal codice a 4 lettere dell'RNA come arrivare al codice a 20 lettere delle proteine? Feynman era membro, e anche Teller, e amici di Gamow. Ma è stata l'unica... no, ci hanno fotografati solo due volte. E in entrambe le occasioni, uno dei due aveva dimenticato la cravatta. Francis è in alto a destra, e Alex Rich, il medico divenuto cristallografo, è vicino a me. Fu scattata a Cambridge nel settembre del 1955. Sto sorridendo, un sorriso un po' forzato, credo, perché la mia ragazza mi aveva lasciato. (risate)

Non mi sentii felice fino al 1960, perché fu allora che scoprimmo che c'erano fondamentalmente 3 forme di RNA. E scoprimmo, fondamentalmente, che il DNA contiene le informazioni per l'RNA. E che l'RNA contiene le informazioni per la sintesi delle proteine. E questo permise a Marshall Nirenberg di prendere l'RNA, sintetico e metterlo in un sistema che sintetizzava le proteine. Creò la poli-phenylalanina. Fu la prima volta che deciframmo il codice genetico, e lo deciframmo completamente nel 1966. Ecco, questo era quello che Chris mi ha chiesto di raccontarvi. Che cosa successe da allora? Beh, devo tornare indietro. Quando scoprimmo la struttura del DNA, tenni la prima conferenza al Cold Spring Harbor. Il fisico Leo Szilard mi guardò e disse: "Vuoi brevettare questo?" Lui conosceva le leggi sui brevetti e sapeva che non avremmo potuto farlo, perché era impossibile: non c'era utilità. (risate)

E così il DNA non divenne una molecola utile, e gli avvocati non entrarono in gioco fino al 1973, 20 anni dopo, quando Boyer e Cohen a San Francisco e Stanford presentarono il loro metodo del DNA ricombinante, Stanford brevettò quel metodo e ci fece un sacco di soldi. Alla fine brevettarono qualcosa che potesse produrre qualcosa di utile. In seguito, impararono a leggere le lettere del codice genetico. Poi scoppiò il boom dell'industria delle biotecnologie. Ma eravamo ancora lontani dal rispondere alla domanda che in qualche modo dominò la mia giovinezza, che è questa: come conciliare natura e cultura?

Vado avanti. Sono già fuori tempo. Questo è Michael Wigler, un matematico molto molto intelligente diventato fisico. Ha sviluppato una tecnica che ci permetterà essenzialmente di esaminare pezzi di DNA e, eventualmente, milioni di punti lungo di esso. C'è un chip tradizionale lì dentro. Poi ce n'è uno fatto da una fotolitografia di un'azienda di Madison chiamata NimbleGen, che è più all'avanguardia della Affymetrix. Noi usiamo le sue tecniche. E ciò che si può fare è una specie di confronto tra i DNA di individui normali. Lì c'è il cancro, e potete vedere in cima che il DNA di cellule con tumori maligni presenta inserimenti o eliminazioni. Dunque il DNA è davvero danneggiato in caso di cancro, mentre se avete una possibilità di sopravvivere, non lo è così tanto. Crediamo che questa tecnica condurrà a ciò che noi chiamiamo "biopsia del DNA". Prima di cominciare una cura contro il cancro, bisognarebbe considerare seriamente questa tecnica, per conoscere il proprio nemico. E' solo uno sguardo parziale, ma credo che in futuro sarà molto, molto utile.

Così cominciammo a lavorare sul tumore al seno: ci sono molti finanziamenti per quello, non governativi. E attualmente ho una specie di interesse acquisito: Voglio lavorare sul tumore alla prostata. Oggi non si viene curati a meno che non sia pericoloso. Ma Wigler, prima di osservare le cellule tumorali, osservò quelle sane, e fece una scoperta molto curiosa. Tutti noi abbiamo 10 posizioni nel nostro genoma dove abbiamo perso un gene o ne abbiamo guadagnato un altro. Quindi siamo, come dire, tutti un po' imperfetti. E la questione è che se noi siamo qui, vuol dire che queste piccole sottrazioni o aggiunte non sono così negative. Ma se queste cancellazioni o amplificazioni fossero nel gene sbagliato, potremmo ammalarci.

La prima malattia a cui Wigler si interessò fu l'autismo. E la ragione per cui studiammo l'autismo era che avevamo i soldi per farlo. Osservare un individuo richiede 3000 dollari. Il genitore di un bambino con la sindrome di Asperger, l'autismo ad alto funzionamento, si rivolse a un'azienda tradizionale: niente di fatto. Non era possibile con la genetica convenzionale, ma solo attraverso la scansione cominciammo a scoprire i geni dell'autismo. E come potete vedere qui, ce ne sono tanti. Tanti bambini autistici, lo sono perché hanno perso un pezzo consistente di DNA. Parlo di un pezzo consistente a livello molecolare. Abbiamo esaminato un bambino autistico a cui mancavano 5 milioni di basi da uno dei suoi cromosomi. Non abbiamo ancora esaminato i genitori, ma loro probabilmente non hanno questa mancanza, se no non sarebbero diventati genitori. Oggi le nostre ricerche sull'autismo sono appena agli inizi. Abbiamo 3 milioni di dollari. Penso che ne serviranno dai 10 ai 20 prima di riuscire a aiutare i genitori che hanno avuto un figlio autistico, o che pensano di poter avere un figlio autistico, ed essere in grado di riconoscere questa differenza. Dunque questa tecnica dovrebbe probabilmente riguardare tutti. E' un modo meraviglioso per scoprire i geni.

E infine, concluderò dicendo che abbiamo esaminato 20 persone malate di schizofrenia. Pensavamo che ce ne sarebbero volute diverse centinaia prima di capirci qualcosa. Ma come vedete, sette persone su 20 hanno avuto un cambiamento molto consistente. E ancora, nei controlli ce ne sono 3. Qual è il significato dei controlli? Erano pazzi anche loro, e non lo sapevamo? O erano normali? Direi che erano normali. Noi crediamo che esistano geni che predispongano alla schizofrenia e se questo è ciò che predispone, allora c'è solo un sub-segmento della popolazione esposto al rischio di schizofrenia.

Ad ora non abbiamo una reale prova di questo, ma credo di poter fare un'ipotesi: è probabile che, se siete mancini, siete propensi alla schizofrenia. Il 30 per cento delle persone schizofreniche è mancino, e la schizofrenia ha una genetica molto strana: il 60 per cento delle persone è geneticamente mancino, ma solo la metà lo mostra. Non ho tempo per approfondire. Ora, alcune persone che pensano di essere destre sono geneticamente mancine. Ok, sto dicendo che, se state pensando: "Oh, non ho il gene del mancino, quindi i miei figli non saranno a rischio di schizofrenia". Potrebbero esserlo, invece. (risate)

Questo per me è un periodo eccitante. Dobbiamo riuscire a trovare il gene per il disturbo bipolare: c'è una relazione. E se avessimo abbastanza soldi, troveremmo tutte le risposte l'anno prossimo. Vi ringrazio.