Maurice Wilkins - Maurice Wilkins

Maurice Wilkins

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Maurice Wilkins avec l'une des caméras qu'il a développées spécialement pour les études de diffraction des rayons X au King's College de Londres
Née
Maurice Hugh Frederick Wilkins

( 1916-12-15 )15 décembre 1916
Pongaroa , Nouvelle-Zélande
Décédés 5 octobre 2004 (2004-10-05)(87 ans)
Blackheath, Londres , Angleterre
Éducation École King Edward, Birmingham
mère nourricière Université de Cambridge (MA)
Université de Birmingham (PhD)
Connu pour Diffraction des rayons X, ADN
Conjoint(s) Ruth Wilkins (div.)
Patricia Ann Chidgey
( M.  1959)
Enfants 5
Récompenses
Carrière scientifique
Des champs Biophysique
Physique
Établissements King's College London
University of Birmingham
University of California, Berkeley
University of St Andrews
Thèse Lois de décroissance de la phosphorescence et processus électroniques dans les solides  (1940)
Conseiller de doctorat John Randall

Maurice Hugh Frederick Wilkins CBE FRS (15 décembre 1916 - 5 octobre 2004) était un biophysicien britannique né en Nouvelle-Zélande et lauréat du prix Nobel dont les recherches couvraient de multiples domaines de la physique et de la biophysique, contribuant à la compréhension scientifique de la phosphorescence , la séparation isotopique , la microscopie optique et diffraction des rayons X , et au développement du radar . Il est surtout connu pour ses travaux au King's College de Londres sur la structure de l' ADN .

Les travaux de Wilkins sur l'ADN se divisent en deux phases distinctes. La première a eu lieu en 1948-1950, lorsque ses premières études ont produit les premières images radiographiques claires de l'ADN, qu'il a présentées lors d'une conférence à Naples en 1951 à laquelle assistait James Watson . Au cours de la deuxième phase, 1951-1952, Wilkins a produit des images claires en forme de "B" "X" à partir de sperme de calmar, images qu'il a envoyées à James Watson et Francis Crick , ce qui a amené Watson à écrire "Wilkins... a obtenu un X- extrêmement excellent. photographies de diffraction des rayons" [de l'ADN].

En 1953, le coordinateur du groupe de Wilkins, Sir John Randall, a demandé à Raymond Gosling de remettre à Wilkins une image de haute qualité de l'ADN de forme "B" ( Photo 51 ), que Raymond Gosling avait réalisée en 1952, après quoi son superviseur Rosalind Franklin "a mis de côté" alors qu'elle quittait le King's College de Londres. Wilkins l'a montré à Watson. Cette image, ainsi que la connaissance que Linus Pauling avait proposé une structure incorrecte de l'ADN, "mobilisa" Watson et Crick pour redémarrer la construction de modèles. Avec des informations supplémentaires provenant des rapports de recherche de Wilkins et Franklin, obtenus via Max Perutz , Watson et Crick ont ​​correctement décrit la structure en double hélice de l'ADN en 1953.

Wilkins a continué à tester, vérifier et apporter des corrections importantes au modèle d'ADN Watson-Crick et à étudier la structure de l'ARN. Wilkins, Crick et Watson ont reçu le prix Nobel 1962 de physiologie ou de médecine , « pour leurs découvertes concernant la structure moléculaire des acides nucléiques et son importance pour le transfert d'informations dans la matière vivante ».

Première vie et éducation

Monument à Maurice Wilkins, Main Street, Pongaroa, Nouvelle-Zélande

Wilkins est né à Pongaroa , en Nouvelle-Zélande, où son père, Edgar Henry Wilkins, était médecin. Sa famille était originaire de Dublin, où ses grands-pères paternel et maternel étaient respectivement directeur du lycée de Dublin et chef de la police. Les Wilkins ont déménagé à Birmingham , en Angleterre, lorsque Maurice avait 6 ans. Plus tard, il a fréquenté le Wylde Green College, puis est allé à la King Edward's School de Birmingham de 1929 à 1934.

Wilkins est allé à St John's College, Cambridge en 1935; il a étudié les sciences naturelles Tripos , spécialisé en physique, et a obtenu un baccalauréat ès arts en 1938. Mark Oliphant , qui était l'un des instructeurs de Wilkins à St. John's, avait été nommé à la chaire de physique à l' Université de Birmingham , et avait nommé John Randall à son personnel. Wilkins est devenu un doctorant de Randall à l' Université de Birmingham . En 1945, ils ont publié quatre articles dans les Actes de la Royal Society sur la phosphorescence et les pièges à électrons . Wilkins a obtenu un doctorat pour ce travail en 1940.

Carrière et recherche

Années d'après-guerre : 1945-1950

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Wilkins a développé des écrans radar améliorés à Birmingham, puis a travaillé sur la séparation des isotopes au projet Manhattan de l' Université de Californie à Berkeley au cours des années 1944-1945.

Pendant ce temps, Randall avait été nommé à la chaire de physique à l' Université de St Andrews . En 1945, il nomma Wilkins maître de conférences adjoint dans son département à l'Université de St Andrews. Randall négociait avec le Medical Research Council (MRC) pour créer un laboratoire afin d'appliquer les méthodes expérimentales de la physique à des problèmes de biologie. La combinaison de ces disciplines en tant que biophysique était une idée nouvelle. Le MRC a dit à Randall que cela devait être fait dans une autre université. En 1946, Randall a été nommé professeur de physique à Wheatstone, responsable de l'ensemble du département de physique au King's College de Londres, avec le financement nécessaire pour créer une unité de biophysique. Il a amené Wilkins avec lui en tant que directeur adjoint de l'unité. Ils ont nommé une équipe de scientifiques formés à la fois dans les sciences physiques et biologiques. La « philosophie de gestion » consistait à explorer l'utilisation de nombreuses techniques en parallèle, à trouver celles qui semblaient prometteuses, puis à se concentrer sur celles-ci. Wilkins, en tant que scientifique avec l'expérience la plus diversifiée de la physique et directeur adjoint de l'unité, avait une supervision générale des projets variés en plus de la participation directe à ses projets de recherche personnels qui comprenaient de nouveaux types de microscopie optique. Le King's College a reçu des fonds pour construire de tout nouveaux départements de physique et d'ingénierie où les voûtes situées sous le parvis du Strand Level College avaient été détruites par les bombes pendant la guerre. L'Unité de biophysique, plusieurs autres groupes de physique expérimentale et le groupe théorique ont commencé à s'installer au cours des premiers mois de 1952. Les laboratoires ont été officiellement ouverts par Lord Cherwell le 27 juin. L'article de Wilkins pour Nature décrivait les deux départements, conformément à son rôle de leader et à son prestige au sein du collège en général.

ADN – Phase 1

Au King's College, Wilkins a poursuivi, entre autres, des travaux de diffraction des rayons X sur du sperme de bélier et de l'ADN qui avaient été obtenus à partir du thymus de veau par le scientifique suisse Rudolf Signer . L'ADN du laboratoire de Signer était beaucoup plus intact que l'ADN qui avait été isolé auparavant. Wilkins a découvert qu'il était possible de produire des fils minces à partir de cette solution d'ADN concentrée qui contenait des matrices d'ADN hautement ordonnées adaptées à la production de diagrammes de diffraction des rayons X. En utilisant un groupe soigneusement regroupé de ces fils d'ADN et en les gardant hydratés, Wilkins et un étudiant diplômé Raymond Gosling ont obtenu des photographies aux rayons X de l'ADN qui ont montré que la longue et fine molécule d'ADN de l'échantillon de Signer avait une structure cristalline régulière. dans ces fils. Gosling a déclaré plus tard : « Quand… j'ai vu pour la première fois tous ces points de diffraction discrets… émerger sur le film dans la boîte de développement était un véritable moment eurêka… nous avons réalisé que si l'ADN était le matériel génétique, alors nous venions de montrer que les gènes pourraient se cristalliser!" Ce premier travail de diffraction des rayons X au King's College a été effectué en mai ou juin 1950. C'est l'une des photographies de diffraction des rayons X prises en 1950, montrée lors d'une réunion à Naples un an plus tard, qui a suscité l' intérêt de James Watson pour l'ADN causant lui d'écrire "soudain, j'étais enthousiasmé par la chimie.....j'ai commencé à me demander s'il serait possible pour moi de rejoindre Wilkins pour travailler sur l'ADN". À cette époque, Wilkins a également présenté à Francis Crick l'importance de l'ADN. Crick lui a conseillé de travailler sur les protéines en disant à Wilkins "ce que vous devez faire, c'est vous trouver une bonne protéine". Wilkins savait que des expériences appropriées sur les fils d'ADN purifié nécessiteraient un meilleur équipement à rayons X. Wilkins a commandé un nouveau tube à rayons X et une nouvelle microcaméra. Il a également suggéré à Randall que Rosalind Franklin, qui sera bientôt nommée, devrait être réaffectée du travail sur les solutions de protéines pour rejoindre l'effort sur l'ADN.

À l'été 1950, Randall avait organisé une bourse de recherche de trois ans qui financerait Rosalind Franklin dans son laboratoire. Franklin a été retardé dans la finition de son travail à Paris. À la fin de 1950, Randall écrivit à Franklin pour l'informer que plutôt que de travailler sur les protéines, elle devrait profiter des travaux préliminaires de Wilkins et qu'elle devrait faire des études aux rayons X des fibres d'ADN fabriquées à partir des échantillons d'ADN de Signer.

Phase deux de l'ADN 1951-1952

Au début de 1951, Franklin arriva enfin. Wilkins était parti en vacances et a raté une première réunion au cours de laquelle Raymond Gosling le remplaçait avec Alex Stokes , qui, comme Crick, résoudrait les mathématiques de base permettant une théorie générale de la façon dont les structures hélicoïdales diffractent les rayons X. Aucun travail n'avait été fait sur l'ADN en laboratoire depuis plusieurs mois ; le nouveau tube à rayons X restait inutilisé, attendant Franklin. Franklin s'est retrouvé avec l'ADN de Signer, Gosling est devenue son doctorante et elle s'attendait à ce que le travail de diffraction des rayons X de l'ADN soit son projet. Wilkins est retourné au laboratoire en espérant, d'autre part, que Franklin serait son collaborateur et qu'ils travailleraient ensemble sur le projet ADN qu'il avait commencé. La confusion sur les rôles de Franklin et Wilkins en ce qui concerne l'effort d'ADN (qui s'est ensuite développé en une tension considérable entre eux) est clairement attribuable à Randall. Dans sa lettre de nomination, il a dit à Franklin "en ce qui concerne l'effort expérimental de rayons X [sur l'ADN], il n'y aura pour le moment que vous-même et Gosling". Cependant, Randall n'a jamais informé Wilkins de sa décision de confier à Franklin la responsabilité exclusive de l'effort d'ADN et Wilkins n'a appris la lettre que des années après la mort de Franklin. Il écrira plus tard « Mon opinion est très claire : que Randall avait très tort d'avoir écrit à Rosalind pour lui dire que Stokes et moi souhaitions arrêter notre travail sur l'ADN, sans nous consulter. Après Raymond [Gosling] et moi avons obtenu un X cristallin clair -motif de rayons J'étais très impatient de continuer ce travail... Essayer de comprendre "ce qui s'est réellement passé" lorsqu'un scientifique très admirable [Randall] se modèle sur Napoléon n'est pas facile... [mais la lettre] lui a été très dommageable et à moi".

En novembre 1951, Wilkins avait la preuve que l'ADN dans les cellules ainsi que l'ADN purifié avaient une structure hélicoïdale. Alex Stokes avait résolu les mathématiques de base de la théorie de la diffraction hélicoïdale et pensait que les données de diffraction des rayons X de Wilkins indiquaient une structure hélicoïdale dans l'ADN. Wilkins a rencontré Watson et Crick et leur a parlé de ses résultats. Ces informations de Wilkins, ainsi que des informations supplémentaires obtenues par Watson lorsqu'il a entendu Franklin parler de ses recherches lors d'une réunion de recherche au King's College, ont stimulé Watson et Crick à créer leur premier modèle moléculaire d'ADN, un modèle avec les épines dorsales de phosphate au centre. En voyant le modèle de la structure proposée, Franklin a dit à Watson et Crick que c'était faux. Franklin a basé cela sur deux observations. Premièrement, les expériences de JM Gulland ont montré que les groupes CO et NH 2 des bases ne pouvaient pas être titrés et étaient donc probablement inaccessibles. Deuxièmement, des preuves cristallographiques ont montré que les unités structurelles de l'ADN étaient progressivement séparées par l'ajout d'eau, conduisant à la formation d'un gel puis d'une solution. Franklin pensait que l'explication la plus simple était que la partie hydrophile de la molécule se trouve à l'extérieur. Crick a essayé d'amener Wilkins à poursuivre ses efforts de modélisation moléculaire, mais Wilkins n'a pas adopté cette approche.

Au début de 1952, Wilkins commença une série d'expériences sur le sperme sépia qui furent très encourageantes. "J'ai… des schémas beaucoup plus clairs que l'année précédente… quand j'ai rencontré [Sir William Lawrence] Bragg par hasard, je lui ai montré le schéma [qui] offrait très clairement des preuves solides d'une structure hélicoïdale pour l'ADN… ..les modèles de spermatozoïdes pointus étaient très inspirants et avaient l'intérêt particulier que les spermatozoïdes étaient de véritables objets vivants et pas seulement de l'ADN purifié extrait par des chimistes à partir de matériaux vivants". Wilkins était particulièrement intéressé à savoir si des échantillons vivants produiraient des schémas de diffraction des rayons X significatifs - ses résultats ont montré qu'ils le pouvaient.

En 1952, Franklin a également refusé de participer aux efforts de modélisation moléculaire et a continué à travailler sur une analyse détaillée étape par étape de ses données de diffraction des rayons X ( synthèse de Patterson ). Au printemps 1952, Franklin avait reçu de Randall la permission de demander à transférer sa bourse afin qu'elle puisse quitter le King's College et travailler dans le laboratoire de John Bernal au Birkbeck College , également à Londres. Franklin resta au King's College jusqu'à la mi-mars 1953.

Linus Pauling avait publié une structure d'ADN proposée mais incorrecte, faisant la même erreur de base que Watson et Crick avaient commise un an plus tôt. Certains de ceux qui travaillaient sur l'ADN au Royaume-Uni craignaient que Pauling ne résolve rapidement la structure de l'ADN une fois qu'il aurait reconnu son erreur et placé les épines dorsales des chaînes nucléotidiques à l'extérieur d'un modèle d'ADN. Après mars 1952, Franklin s'est concentré sur les données de rayons X pour la forme A de l'ADN moins hydraté tandis que Wilkins a essayé de travailler sur la forme B hydratée. Wilkins était handicapé parce que Franklin avait tout le bon ADN. Wilkins a obtenu de nouveaux échantillons d'ADN, mais ce n'était pas aussi bon que l'échantillon original qu'il avait obtenu en 1950 et que Franklin a continué à utiliser. La plupart de ses nouveaux résultats concernaient des échantillons biologiques tels que des spermatozoïdes, ce qui suggérait également une structure hélicoïdale pour l'ADN. En juillet 1952, Franklin lui rapporta, ainsi qu'à Stokes, que ses derniers résultats la faisaient douter de la nature hélicoïdale de la forme A.

Au début de 1953, Watson visita le King's College et Wilkins lui montra une image de haute qualité du diagramme de diffraction des rayons X de forme B, maintenant identifié comme la photographie 51 , que Franklin avait produit en mars 1952. Wilkins avait montré cette image produite par Franklin sans en informer ou en recevant l'autorisation du chercheur principal qui a produit l'image. Sachant que Pauling travaillait sur l'ADN et avait soumis un modèle d'ADN pour publication, Watson et Crick ont ​​fait un effort supplémentaire pour déduire la structure de l'ADN. Grâce à Max Perutz , son directeur de thèse, Crick a eu accès à un rapport d'étape du King's College qui comprenait des informations utiles de Franklin sur les caractéristiques de l'ADN qu'elle avait déduites de ses données de diffraction des rayons X. Watson et Crick ont ​​publié leur proposition de structure en double hélice d'ADN dans un article de la revue Nature en avril 1953. Dans cet article, Watson et Crick ont ​​reconnu qu'ils avaient été "stimulés par... les résultats et les idées non publiés" de Wilkins et Franklin.

Le premier article de Watson-Crick est paru dans Nature le 25 avril 1953. Les membres des laboratoires de Cambridge et du King's College ont convenu de rendre compte de leurs travaux imbriqués dans trois articles à pagination continue dans Nature .

Sir Lawrence Bragg, directeur du Laboratoire Cavendish , où travaillaient Watson et Crick, a donné une conférence à la Guy's Hospital Medical School de Londres le jeudi 14 mai 1953 qui a donné lieu à un article de Ritchie Calder dans le News Chronicle de Londres, le vendredi 15 Mai 1953, intitulé "Pourquoi vous êtes-vous. Plus proche du secret de la vie." La nouvelle parvint aux lecteurs du New York Times le lendemain ; Victor K. McElheny, en recherchant sa biographie de Watson, Watson and DNA: Making a Scientific Revolution , a trouvé une coupure d'un article de six paragraphes du New York Times écrit de Londres et daté du 16 mai 1953 avec le titre "Form of 'Life Unit ' dans Cell Is Scanned." L'article a été publié dans une première édition et a ensuite été retiré pour faire de la place aux nouvelles jugées plus importantes. (Le New York Times a par la suite publié un article plus long le 12 juin 1953). Le journal universitaire de Cambridge Varsity a également publié son propre court article sur la découverte le samedi 30 mai 1953. L'annonce originale de Bragg lors d'une conférence de Solvay sur les protéines en Belgique le 8 avril 1953 n'a pas été rapportée par la presse.

Après 1953

Après la première série de publications de 1953 sur la structure en double hélice de l'ADN, Wilkins a poursuivi ses recherches en tant que chef d'une équipe qui a effectué une série d'expériences méticuleuses pour établir le modèle hélicoïdal comme valable parmi différentes espèces biologiques, ainsi que dans les systèmes vivants, pour établir l'universalité de la structure en double hélice. Il devient directeur adjoint de l'unité de biophysique du MRC à King's en 1955 et succède à Randall en tant que directeur de l'unité de 1970 à 1972.

Prix ​​et distinctions

Une plaque commémorant Maurice Wilkins et sa découverte, sous le monument, Pongaroa, Nouvelle-Zélande

Wilkins a été élu membre de la Royal Society (FRS) en 1959 et membre de l' EMBO en 1964.

En 1960 , il a été présenté à l' American Public Health Association d » Albert Lasker , et en 1962 , il a été fait Commandeur de l'Ordre de l'Empire britannique. Toujours en 1962, il a partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine avec Watson et Crick pour la découverte de la structure de l'ADN.

De 1969 à 1991, Wilkins a été le président fondateur de la British Society for Social Responsibility in Science .

En 2000, le King's College de Londres a ouvert le Franklin-Wilkins Building en l'honneur du travail du Dr Franklin et du professeur Wilkins au collège.

Le libellé sur la sculpture d'ADN (donné par James Watson) à l'extérieur de la Cour Thirkill de Clare College , Cambridge, Angleterre est

a) sur le socle :

i) "Ces brins se dénouent pendant la reproduction cellulaire. Les gènes sont codés dans la séquence de bases."
ii) "Le modèle de la double hélice a été soutenu par les travaux de Rosalind Franklin et Maurice Wilkins."

b) sur les hélices :

i) "La structure de l'ADN a été découverte en 1953 par Francis Crick et James Watson alors que Watson vivait ici à Clare."
ii) "La molécule d'ADN a deux brins hélicoïdaux qui sont liés par des paires de bases Adénine - Thymine ou Guanine - Cytosine."

Lancé en 2002 sous le nom de Center for Molecular Biodiscovery à l' Université d'Auckland , en 2006, il a été rebaptisé Maurice Wilkins Centre.

Vie privée

Wilkins a été marié deux fois. Sa première femme, Ruth, était une étudiante en art qu'il a rencontrée alors qu'il était à Berkeley. Leur mariage s'est terminé par un divorce et Ruth a donné naissance à son fils par Wilkins après leur divorce. Wilkins a épousé sa seconde épouse Patricia Ann Chidgey en 1959. Ils ont eu quatre enfants, Sarah, George, Emily et William. Sa veuve Patricia et les enfants de leur mariage lui ont survécu.

Dans les années qui ont précédé la Seconde Guerre mondiale, il était un militant anti-guerre, rejoignant le Cambridge Scientists Anti-War Group . Il a rejoint le Parti communiste , jusqu'à l' invasion de la Pologne par l'armée soviétique en septembre 1939. Des documents des services de sécurité britanniques anciennement classés révèlent que Wilkins a été soupçonné d'avoir divulgué des secrets atomiques. Les dossiers, publiés en août 2010, indiquent que la surveillance de Wilkins a pris fin en 1953. "Après la guerre, je me suis demandé ce que je ferais, car j'étais très dégoûté par le largage de deux bombes sur des centres civils au Japon", a-t-il déclaré à la radio britannique Encounter. programme en 1999.

Wilkins a publié son autobiographie, Le troisième homme de la double hélice , en 2003.

Les références

Livres avec Maurice Wilkins

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

Liens externes