モーリス・ウィルキンス
ニュージーランド生まれのイギリスの生物物理学者（1916年～2004年）

モーリス・ウィルキンス
CBE FRS
モーリス・ウィルキンスと、キングス・カレッジ・ロンドンのX線回折研究用に特別に開発したカメラ[1]
生まれる
モーリス・ヒュー・フレデリック・ウィルキンス

（1916年12月15日）1916年12月15日
ポンガロア、ニュージーランド
死亡2004年10月5日（2004年10月5日）（87歳）
ブラックヒース、ロンドン、イギリス
教育キング・エドワード・スクール、バーミンガム、セント・ジョンズ・カレッジ、ケンブリッジ（修士号） 、
バーミンガム大学（博士号）
知られているX線回折、DNA
配偶者たち
ルース・ウィルキンス
​
（離婚）
パトリシア・アン・チッジ
​
​
（ 1959年生まれ） 
子供たち5
受賞歴
科学者としてのキャリア
フィールド生物物理
学
機関キングス・カレッジ・ロンドン、
バーミンガム
大学、カリフォルニア大学バークレー校、
セント・アンドリュース大学
論文リン光の減衰法則と固体中の電子過程 （1940）
博士課程の指導教員ジョン・ランドール

モーリス・ヒュー・フレデリック・ウィルキンス CBE FRS（1916年12月15日 - 2004年10月5日）[2]は、ニュージーランド生まれのイギリスの生物 物理学者であり、ノーベル賞受賞者です。彼の研究は物理学と生物物理学の複数の分野に及び、リン光、同位体分離、光学顕微鏡、X線回折の科学的理解に貢献しました。彼は、キングス・カレッジ・ロンドンにおけるDNAの初期のX線回折研究を主導し、 DNAの二重らせん構造の発見を可能にする上で重要な役割を果たしたことで最もよく知られています。

ウィルキンスは1948年に核酸の研究を始めました。1950年までに、彼と彼のチームはDNA繊維の高品質なX線回折像を初めていくつか作成しました。彼は1951年にナポリで開催された会議でこの研究を発表しました。この研究はジェームズ・ワトソンに大きな影響を与え、ワトソンはフランシス・クリックと共にDNA構造の研究を進めるようになりました。[3] [4]

1951年、ロザリンド・フランクリンはキングス・カレッジに着任し、明確なリーダーシップの分担がないまま、同じDNAプロジェクトに配属されました。役割の重複と管理体制の不明確さから、緊張が高まりました。この時期、フランクリンと大学院生のレイモンド・ゴスリングは、高解像度の写真51（B型DNAの回折像）を撮影しました。1953年初頭、ジョン・ランドールはゴスリングにそれをウィルキンスに渡すよう指示しました。ウィルキンスはフランクリンの同意なしに、それをワトソンに見せました。この行為は、倫理的および歴史学的な議論の的となっています。[5] [6]

写真51と以前のデータ（ウィルキンス自身の回折研究を含む）からの洞察を使用して、ワトソンとクリックは1953年3月に二重らせんモデルを構築しました。ウィルキンスは同時に実験検証を続け、確認の回折画像を生成し、ネイチャーの同じ号に掲載しました。[7]

ウィルキンスの貢献は検証だけにとどまりませんでした。彼はフランクリンが着任する以前からキングス・カレッジでDNA回折研究を主導し[8] 、写真51につながる手法を考案し[9]、データの共有と研究所のDNA研究の調整において中心的な役割を果たしました。こうした役割は、歴史的概要ではしばしば過小評価されています[10] 。

後年、ウィルキンスはRNA構造[11]の研究を広げ、放射線の生物学的影響について研究した。[12]

1962年のノーベル生理学・医学賞は、ワトソンとクリックと共に受賞した。受賞理由は「核酸の分子構造と生体内における情報伝達におけるその重要性に関する発見」であった。[13]フランクリンは1958年に亡くなっていたため受賞資格を失っていたが、ウィルキンスは著作やインタビューの中で彼女の功績を称えた。

2000年、キングス・カレッジ・ロンドンは、彼らの貢献を称え、学内の科学棟の一つをフランクリン・ウィルキンス・ビルと名付けました。近年の学術的再評価により、ウィルキンスがDNA発見の取り組みの基礎を築いた人物であることがますます認識されるようになりました。[14]

幼少期と教育

モーリス・ウィルキンスの記念碑、メインストリート、ポンガロア、ニュージーランド

ウィルキンスはニュージーランドのポンガロアで生まれた。父エドガー・ヘンリー・ウィルキンスは医師だった。[15]姉は翻訳家で詩人のエイスネ・ウィルキンス。一家はダブリン出身で、父方の祖父はダブリン高校の校長、母方の祖父は警察署長を務めていた。ウィルキンス一家はモーリスが6歳の時にイギリスのバーミンガムに移住した。その後、彼はワイルド・グリーン・カレッジに進学し、1929年から1934年までバーミンガムのキング・エドワード・スクールに通った。 [要出典]

ウィルキンスは1935年にケンブリッジ大学セント・ジョンズ・カレッジに入学し、物理学を専攻して自然科学トリポスを学び、 1938年に文学士号を取得した。[16] セント・ジョンズでウィルキンスの指導教官の一人であったマーク・オリファントはバーミンガム大学の物理学科長に任命され、ジョン・ランドールをスタッフに任命した。ウィルキンスはバーミンガム大学でランドールの博士課程の学生となった。1945年、彼らはリン光と電子トラップに関する4本の論文を王立協会紀要に発表した。[17] [18] [19] [20]ウィルキンスはこの研究で1940年に博士号を取得した。 [21] [22]

キャリアと研究

戦後：1945～1950年

第二次世界大戦中、ウィルキンスはバーミンガムで改良型レーダースクリーンを開発し、その後1944年から45年にかけてカリフォルニア大学バークレー校のマンハッタン計画で同位体分離の研究に従事した。 [23]

一方、ランドールはセント・アンドルーズ大学の物理学科長に任命されていました。1945年、彼はウィルキンスをセント・アンドルーズ大学の担当学科の助教授に任命しました。ランドールは、物理学の実験手法を生物学の問題に適用するための研究室を設立するため、医学研究会議（MRC）と交渉していました。これらの分野を生物物理学として統合するという斬新なアイデアは、当時としては斬新でした。MRCはランドールに、この研究は別の大学で行う必要があると告げました。1946年、ランドールはロンドン大学キングス・カレッジのホイートストン物理学教授に任命され、物理学科全体を統括するとともに、生物物理学ユニット設立のための資金援助を受けました。彼はウィルキンスをユニットの副所長として迎え入れました。彼らは物理学と生物科学の両方の訓練を受けた科学者チームを編成しました。彼の「経営理念」は、多くの技術を並行して検討し、有望な技術を見つけ出し、それらに注力するというものでした。ウィルキンスは物理学において最も多様な経験を持つ科学者であり、ユニットの副所長でもあったため、新型光学顕微鏡法を含む自身の研究プロジェクトに直接関与するだけでなく、多様なプロジェクトを総括的に監督していた。[24]キングス・カレッジは、ストランド・レベルのカレッジ前庭の地下の地下室が戦時中に爆撃で破壊された場所に、全く新しい物理学部と工学部を建設するための資金を受け取った。1952年初頭には、生物物理学ユニット、さらにいくつかの実験物理学グループ、そして理論グループが入居を開始した。研究所は6月27日にチャーウェル卿によって正式に開設された。ウィルキンスがネイチャー誌に寄稿した記事は、両学部について記述しており、カレッジ全体における彼の指導的役割と名声と一致している。[25]

DNA – フェーズ1

キングス・カレッジで、ウィルキンスは、とりわけ、スイス人科学者ルドルフ・シグナーが子牛の胸腺から採取したDNAと雄羊の精子のX線回折研究に取り組んだ。シグナーの研究室から採取したDNAは、以前に単離されたDNAよりもはるかに無傷だった。ウィルキンスは、この濃縮DNA溶液から、X線回折パターンの生成に適した高度に整列したDNA配列を含む細い糸を作ることが可能であることを発見した。[26]これらのDNA糸を注意深く束ね、水分を保ったまま、ウィルキンスと大学院生レイモンド・ゴスリングはDNAのX線写真を撮影した。その結果、シグナーから採取したサンプル中の細長いDNA分子は、糸の中で規則的な結晶のような構造をしていることがわかった。ゴスリングは後にこう述べている。「現像皿の中のフィルムに浮かび上がる、あれだけの個別の回折斑点を初めて見た時、まさに「エウレカ」の瞬間でした。DNAが遺伝子の物質だとすれば、遺伝子が結晶化できることを証明したことになるのです！ 」 [27]キングス・カレッジにおけるこの最初のX線回折研究は1950年5月か6月に行われた。1950年に撮影され、1年後にナポリで開催された会議で公開されたこのX線回折写真が、ジェームズ・ワトソンのDNAへの興味を掻き立てた。 [28]ワトソンは「突然、化学に興味が湧いてきました。ウィルキンスと一緒にDNAの研究ができるのではないかと考え始めました」と記している。[29]当時、ウィルキンスはフランシス・クリックにもDNAの重要性を伝えている。クリックはウィルキンスにタンパク質の研究を勧め、「君がすべきことは、自分自身で良いタンパク質を見つけることだ」と言った。[30]ウィルキンスは、精製されたDNAの糸を使った適切な実験には、より高性能なX線装置が必要であることを知っていた。ウィルキンスは新しいX線管とマイクロカメラを注文した。また、間もなく任命されるロザリンド・フランクリンをタンパク質溶液の研究からDNA研究に異動させるようランドールに提案した。[31]

1950年の夏までに、ランドールはロザリンド・フランクリンを自身の研究室に招聘するための3年間の研究フェローシップを手配しました。フランクリンはパリでの研究の完了が遅れていました。1950年後半、ランドールはフランクリンに手紙を書き、タンパク質の研究ではなく、ウィルキンスの研究予備研究[32]を活用すること、そしてシグナーのDNAサンプルから作製したDNA繊維のX線研究を行うことを勧めました[33] 。

DNA第2​​期 1951～52年

1951年初頭、フランクリンがようやく到着した。ウィルキンスは休暇中で、レイモンド・ゴスリングがアレックス・ストークスと共に代理で出席した最初の会合を欠席した。ストークスはクリック同様、らせん構造がX線を回折する一般理論を可能にする基礎的な数学を解くことになっていた。研究室では数ヶ月間DNAに関する研究が行われていなかったため、新しいX線管は使われずフランクリンを待っていた。フランクリンはシグナーからDNAを手に入れ、ゴスリングは彼女の博士課程の学生となり、彼女はDNAのX線回折研究が自分のプロジェクトになることを期待していた。一方ウィルキンスは、フランクリンが自分の協力者となり、自分が始めたDNAプロジェクトで一緒に働くことを期待して研究室に戻った。[33] DNAに関する研究でのフランクリンとウィルキンスの役割に関する混乱（後に二人の間にかなりの緊張関係に発展した）は明らかにランドールのせいである。任命状の中で、彼はフランクリンに「DNAのX線実験に関しては、今のところはあなたとゴスリングの2人だけだ」と伝えていた。[34]しかし、ランドールはDNA実験の責任をフランクリンに単独で委ねるという決定をウィルキンスに伝えることはなく、ウィルキンスはフランクリンの死後何年も経ってから初めてその手紙の存在を知った。彼は後にこう記している。「私の意見は明確だ。ランドールがロザリンドに手紙を書き、ストークスと私がDNA研究を中止したいと伝えたのは、全くの間違いだった。レイモンド[ゴスリング]と私は明確な結晶X線パターンを得た後、その研究を再開することに非常に熱心だった…非常に尊敬すべき科学者[ランドール]がナポレオンをモデルにしていた時に『実際に何が起こったのか』を理解するのは容易ではない…[しかし、その手紙は]彼女と私にとって非常に有害だった」[35]

1951年11月までに、ウィルキンスは細胞内のDNAと精製されたDNAがらせん構造を持っているという証拠を持っていました。[36]アレックス・ストークスはらせん回折理論の基礎的な数学を解き明かし、ウィルキンスのX線回折データはDNAがらせん構造を持っていることを示していると考えました。ウィルキンスはワトソンとクリックに会い、その結果を伝えました。ウィルキンスからのこの情報と、キングス・カレッジの研究会議中にフランクリンの研究について話すのをワトソンが聞いた際に得た追加情報が、ワトソンとクリックに、リン酸骨格を中心としたDNAの最初の分子モデルを作成するきっかけとなりました。提案された構造のモデルを見たフランクリンは、ワトソンとクリックにそれは間違っていると言いました。フランクリンのこの根拠は2つの観察でした。まず、JM ガランドの実験では、塩基のCO基とNH 2基は滴定できず、おそらくアクセスできないことが示されていました。第二に、結晶構造学的証拠は、DNAの構造単位が水の添加によって徐々に分離し、ゲル状になり、最終的に溶液となることを示しました。フランクリンは、この最も単純な説明は分子の親水性部分が外側にあることだと考えました。クリックはウィルキンスにさらなる分子モデリングの取り組みを続けるよう説得しましたが、ウィルキンスはこのアプローチを受け入れませんでした。[要出典]

1952年初頭、ウィルキンスはセピア色の精子を用いた一連の実験を開始し、非常に有望な結果が得られました。「前年よりもはるかに鮮明なパターンが得られました。偶然ブラッグ卿（ウィリアム・ローレンス）に会った際、DNAのらせん構造を強く示唆するパターンを見せました。精子の鮮明なパターンは非常に刺激的で、精子が化学者が生体から抽出した精製DNAではなく、真の生体物質であるという点に特に興味を持ちました。」ウィルキンスは特に、生体サンプルから意味のあるX線回折パターンが得られるかどうかに興味を持っていました。そして、彼の実験結果は、それが可能であることを示しました。[37]

1952年、フランクリンは分子モデリングへの参加も拒否し、X線回折データ（パターソン合成）の段階的な詳細分析に取り組み続けました。1952年春までに、フランクリンはランドールからフェローシップの移籍を申請する許可を得ました。これにより、彼女はキングス・カレッジを離れ、同じくロンドンのバークベック・カレッジにあるジョン・バーナルの研究室で働くことができました。フランクリンは1953年3月中旬までキングス・カレッジに留まりました。[38]

ライナス・ポーリングはDNAの構造を提唱していたが、その構造は誤りであった。これは、1年前にワトソンとクリックが犯したのと同じ基本的な誤りであった。イギリスでDNAを研究していた人々の中には、ポーリングが自分の誤りに気づき、ヌクレオチド鎖の骨格をDNA模型の外側に置いた途端、すぐにDNA構造を解明してしまうのではないかと懸念する者もいた。1952年3月以降、フランクリンは水和度の低いA型DNAのX線データに集中し、ウィルキンスは水和度の高いB型DNAの研究に取り組んだ。ウィルキンスはフランクリンが良質なDNAをすべて保有していたため、不利な状況に置かれた。ウィルキンスは新たなDNAサンプルを入手したが、1950年に入手し、フランクリンが引き続き使用したオリジナルのサンプルほど良好なものではなかった。彼の新たな研究結果のほとんどは精子などの生物学的サンプルに関するもので、これもDNAのらせん構造を示唆していた。1952年7月、フランクリンはストークスとフランクリンに、最新の研究結果からA型のらせん構造に疑問を抱くようになったと報告した。[要出典]

1953年初頭、ワトソンはキングス・カレッジを訪れ、ウィルキンスはフランクリンが1952年3月に作成したB型X線回折パターン（現在写真51として識別されている）の高画質画像を彼に見せた。ウィルキンスは、この画像を作成した主任研究者に通知も許可も得ずに、フランクリンが作成したこの画像を見せていた。ポーリングがDNAを研究しており、DNAモデルを論文として提出したことを知ったワトソンとクリックは、DNA構造の解明に向けてさらに集中的な研究を開始した。クリックは、論文指導教官のマックス・ペルーツを通じて、キングス・カレッジからの進捗報告書を入手した。そこには、フランクリンがX線回折データから推定したDNAの特徴に関する有用な情報が含まれていた。ワトソンとクリックは、 1953年4月にネイチャー誌に、自分たちが提唱したDNAの二重らせん構造に関する論文を発表した。この論文の中で、ワトソンとクリックは、ウィルキンスとフランクリンの「未発表の結果とアイデアに刺激を受けた」ことを認めている。[39]

最初のワトソン＝クリックの論文は1953年4月25日にネイチャー誌に掲載された。ケンブリッジ大学とキングス・カレッジの研究所のメンバーは、ネイチャー誌に連続ページ付けされた3本の論文で相互に関連した研究を報告することに同意した。[39] [40] [41]

ワトソンとクリックが研究していたキャベンディッシュ研究所の所長、サー・ローレンス・ブラッグは、 1953年5月14日木曜日にロンドンのガイズ病院医学部で講演を行い、その講演を受けて、1953年5月15日金曜日のロンドン・ニュース・クロニクル紙にリッチー・カルダーが「なぜあなたはあなたなのか。生命のより近い秘密」と題する記事を掲載した。このニュースは翌日ニューヨーク・タイムズ紙の読者に届いた。ビクター・K・マケルヘニーは、ワトソンの伝記『ワトソンとDNA：科学革命を起こす』の調査中に、ロンドンで書かれた1953年5月16日付のニューヨーク・タイムズ紙の6段落の記事の切り抜きを発見した。その記事の見出しは「細胞内の『生命単位』の形をスキャン」だった。この記事は初期の版に掲載されたが、より重要と判断されたニュースのためにスペースを空けるために削除された。（ニューヨーク・タイムズ紙はその後、1953年6月12日にさらに長い記事を掲載した。）ケンブリッジ大学の学生新聞「ヴァーシティ」も、1953年5月30日土曜日にこの発見に関する短い記事を掲載した。1953年4月8日にベルギーで開催されたソルベイのタンパク質に関する会議でのブラッグの最初の発表は、マスコミによって報道されなかった。[要出典]

1953年以降

1953年にDNAの二重らせん構造に関する最初の一連の論文を発表した後、ウィルキンスは研究を続け、様々な生物種や生体システムにおいてらせん構造モデルが有効であること、そして二重らせん構造の普遍性を確立するために、綿密な実験を多数行ったチームのリーダーとなった。 [26]彼は1955年にキングス・カレッジ・ロンドンのMRC生物物理学ユニットの副所長に就任し、1970年から1972年までランドールの後任として同ユニットの所長を務めた。[42] [43]

賞と栄誉

モーリス・ウィルキンスとその発見を記念する銘板。ニュージーランド、ポンガロアの記念碑の下にある。

ウィルキンスは1959年に王立協会フェロー（FRS）に選出され[2]、1964年にはEMBO会員に選出された[44]。

1960年、彼はアメリカ公衆衛生協会よりアルバート・ラスカー賞を受賞[45]、1962年には大英帝国勲章コマンダーを授与された。また、同年、DNA構造の発見により、ワトソンとクリックと共にノーベル生理学・医学賞を共同受賞した[15] 。

1969年から1991年まで、ウィルキンスは英国科学における社会的責任協会の初代会長を務めた。[46]

2000年、キングス・カレッジ・ロンドンは、フランクリン博士とウィルキンス教授の大学における功績を称え、フランクリン・ウィルキンス・ビルをオープンした。 [47]

イギリス、ケンブリッジのクレア・カレッジのサーキル・コート の外にあるDNA彫刻（ジェームズ・ワトソン寄贈）の文言は、

a) ベース上:

i) 「これらの鎖は細胞の再生中に解けます。遺伝子は塩基配列にコード化されています。」
ii) 「二重らせんモデルはロザリンド・フランクリンとモーリス・ウィルキンスの研究によって支持されました。」

b) ヘリックス上:

i) 「DNAの構造は、1953年にフランシス・クリックとジェームズ・ワトソンによって発見されました。当時ワトソンはクレアに住んでいました。」
ii) 「DNA分子は、アデニン-チミンまたはグアニン-シトシンの塩基対によって結合された2本のらせん状の鎖で構成されています。」

2002年に発足したオークランド大学の分子生物発見センターは、2006年にモーリス・ウィルキンス・センターに改名されました。[48]

私生活

ウィルキンスは2度結婚した。最初の妻ルースはバークレー大学在学中に出会った美術学生だった。二人の結婚は離婚に終わり、ルースは離婚後にウィルキンスとの間に息子を産んだ。[49]ウィルキンスは1959年にパトリシア・アン・チジーと再婚した。二人の間にはサラ、ジョージ、エミリー、ウィリアムの4人の子供が生まれた。未亡人のパトリシアと、結婚生活で生まれた子供たちは、ウィルキンスの死後も彼の後を継いだ。[42] [43]

第二次世界大戦前の数年間、彼は反戦活動家であり、ケンブリッジ科学者反戦グループに参加していました。1939年9月にソ連軍がポーランドに侵攻するまで、彼は共産党に入党していました。 [50]英国保安局の機密文書によると、ウィルキンスは原子力機密の漏洩の疑いをかけられていたことが明らかになっています。2010年8月に公開されたこのファイルは、ウィルキンスに対する監視が1953年までに終了したことを示しています。[51]「戦後、私は何をすべきか迷いました。日本の民間施設に2発の爆弾が投下されたことに非常に憤慨していたからです」と、彼は1999年に英国のラジオ番組「エンカウンター」で語っています。 [52]

ウィルキンスは2003年に自伝『二重らせんの第三の男』を出版した。 [53]

参考文献

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  51. ^ アラン・トラヴィス「ノーベル賞受賞の英国人科学者、MI5にスパイ活動の疑いで告発される、文書で明らかに」ガーディアン、2010年8月26日
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モーリス・ウィルキンスが登場する本

モーリス・ウィルキンスに関する図書館資料
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モーリス・ウィルキンス
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  • ジェームズ・D・ワトソン著『注釈とイラスト入り二重らせん』（アレクサンダー・ガンとヤン・ウィトコウスキー編、2012年）サイモン＆シュスター、ISBN 978-1-4767-1549-0。
ウィキメディア・コモンズには、モーリス・ウィルキンスに関連するメディアがあります。
  • Olby, R. (2003). 「二重らせん構造の静かなデビュー」. Nature . 421 (6921): 402– 405. Bibcode :2003Natur.421..402O. doi : 10.1038/nature01397 . PMID  12540907. S2CID  4315521.
  • ピープルズ アーカイブ/BBC のクリック氏との 90 話のインタビューと、ブレナー氏との 236 話のインタビューです。
  • Nobelprize.orgのモーリス・ウィルキンス1961年12月11日のノーベル賞講演「核酸の分子構造」
  • DNA構造発見50周年を記念したレディング大学のウェブサイト。このテーマに関する書籍リストも掲載されています。
  • 経歴（ニュージーランドエッジより）
  • BAマガジンの発見ストーリー
  • DNA: ウィルキンスがDNAの構造解明に関わった様子を描いた王の物語
  • DNAと社会的責任プロジェクト：モーリス・ウィルキンの個人文書のアーカイブ化
  • DNA構造に関するNature誌の古典論文リスト
  • フランシス・クリックとジェームズ・ワトソンのBBCでの対談を聞く
  • 1953年6月の原文の複製（PDF）
  • リン・エルキンスによるフランクリンに関する記事。
  • ニューヨークタイムズ創刊50周年記念の優れた記事シリーズ。
  • DNA構造の発見に関する最初のアメリカの新聞報道：1953年6月13日土曜日、ニューヨークタイムズ（PDF）
  • モーリス・ウィルキンスの口述歴史インタビューを聴く 2012年1月30日アーカイブWayback Machineで閲覧可能 -大英図書館のナショナル・ライフ・ストーリーズのために録音された人生物語のインタビュー
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