بیوگرافی دانشمندان بیوگرافی روزالیند فرانکلین|شیمی‌دان تأثیرگذار در تاریخ زیست‌شناسی و صنعت

[Pari_A]

اگر یک نفر روی این کره خاکی باشد که تعریف و تمجیدی که شایسته اش هست را دریافت نکرده باشد، آن فرد کسی نیست جز رزالیند فرانکلین.

این شیمی دان زاده انگلستان است و در طول حیات خود کارهای ارزشمندی را انجام داد که به کشف ساختار دئوکسی ریبونوکلویک اسید یا همان DNA انجامید؛ همان دستورالعمل های ژنتیکی که به سلول ها می گوید چطور تمامی فعالیت های نرمال خود را انجام دهند.

جیمز واتسون، فرانسیس کریک و موریس ویلکینز در سال 1962 میلادی به خاطر کشف ساختار DNA جایزه نوبل دریافت کردند اما رزالیند در سال 1958 میلادی و قبل از دریافت این جایزه به خاطر ابتلا به سرطان جان خود را از دست داد و نتوانست چنین روزی را در زندگی خود ببیند.

امروز، بسیاری بر این باورند که همکاران مرد این بانو در حقش بی انصافی کرده اند و برخی دیگر هم معتقدند که برای توصیف آنچه برای وی رخ داده به کلمات و عبارات دیگری نیاز است. در هر حال، حقیقت هر چه باشد، روشن است که دستاوردهای فرانکلین به میزان زیادی نادیده گرفته شده اند.

در ادامه این مطلب با دیجیاتو همراه باشید تا نگاهی داشته باشیم به زندگی کوتاه این بانوی دانشمند.



روزهای نخست زندگی فرانکلین
دست نوشته های رزالیند به خوبی داستان زندگی، کار و میراث او را بیان می کنند. او در تاریخ 25 جولای سال 1920 میلادی در لندن متولد شد و حاصل ازدواج الیس فرانکلین یکی از شرکای تجاری بانک Keyser و همسرش موریل فرانکلین بود.

بخت با رزالیند یار بود و توانست علیرغم تمامی محدودیت های دوران خود در مدرسه دخترانه سینت پل تحصیل کند. در آنجا، رزالیند علاقه ذاتی اش به علم و زبان های مختلف را نشان داد.

در سال 1938 میلادی، او به Newnham رفت که در واقع یکی از دو کالج اختصاص یافته به زنان در دانشگاه کمبریج بود و در آنجا به مطالعه شیمی-فیزیک پرداخت و همزمان با شروع جنگ جهانی دوم، مطالعات او نیز دستخوش تغییراتی شد.

رزالیند در سال 1941 میلادی فارغ التحصیل شد و یک سالی را صرف کار کردن در آزمایشگاهی به نام R. G. W. Norrish کرد که از پیشگامات شیمی نور محسوب می شد. سال بعد او تحصیلاتش را در مقطع دکتری آغاز کرد و و همزمان در انجمن تحقیقاتی ذغال سنگ بریتانیا مشغول به کار شد؛ یک گروع غیر انتفاعی که تحقیقاتی را در زمینه ذغال سنگ انجام می داد و به مطالعه در مورد ساختارهای میکروسکوپی این ماده و کربن می پرداخت.

او پس از اتمام تحصیلاتش در دوره دکتری، شغلی را در آزمایشگاه (Laboratoire Central des Services Chimique de l'Etat به معنای آزمایشگاه شیمی مرکزی خدمات دولت) متعلق به ژاک مرینگ مهندس فرانسوی در پاریس برای خود دست و پا کرد.

رزالیند در آنجا با تکنیکی برای تصویربرداری از ترکیبات کربنی آشنا شد که کریستالوگرافی اشعه اکس نام داشت و در آن پروتئین ها و دیگر ترکیبات کریستالی شده و سپس با استفاده از اشعه ایکس از آنها عکسبرداری به عمل می آمد. رزالیند به تدریج استاد این کار شد و عکس های گرفته شده توسط او نقشی کلیدی را در کشف ساختار DNA ایفا کردند.

عکس 51 و ساختار DNA

Please, ورود or عضویت to view URLs content!

در سال 1950 میلادی، رزالیند مجددا به انگلستان بازگشت تا عنوان فلوشیپ را در یک آزمایشگاه بیوفیزیک به نام John Randall در کینگز کالج لندن دریافت نماید. این آزمایشگاه از رزالیند خواسته بود که کارهایش را بر مبنای تکنیک کریستالی کردن و تصویربرداری از پروتئین ها انجام دهد، با این همه موریس ویلکینز رئیس آزمایشگاه کمکی این مرکز به او پیشنهاد داد که روی DNA کار کند.

ویلکینز تلاش داشت که با فرانکلین وارد همکاری شود اما یک سوء تفاهم باعث شد که روابط آنها به تیرگی بگراید. در مقابل رزالیند با ریموند گازلینگ وارد همکاری شد و تمام تلاش خود را صرف عکس برداری از DNA با استفاده از پرتو اکس کرد.

آنها دو شکل مختلف از DNA را کشف کردند: یک شکل «خیس» و یک شکل «خشک». نوع خیس ظاهرا ساختاری مارپیج گونه داشت و می شد آن را به یک راه پله پیچ در پیچ تشبیه کرد اما نوع خشک اینطور نبود و به همین دلیل فرانکلین یک سال زمان را صرف کرد تا دریابد که کدام ساختار درست است.

همزان با رزالیند، یک زیست شناس انگلیسی به نام فرانسیس کریک و زیست شناس آمریکایی به نام جیمز واتسون در آزمایشگاه Cavendish دانشگاه کمبریج مشغول توسعه نوعی الگوی نظری از DNA بودند.

در ژانویه سال 1953 میلادی، ویلکینز یکی از عکس های DNA گرفته شده با اشعه ایکس را که توسط رزالیند تهیه شده بود به این دو نفر نشان داد که حالا تحت عنوان عکس شماره 51 از آن یاد می شود. وی همچنین خلاصه ای از تحقیقات منتشر نشده رزالیند را که به شورای تحقیقات پزشکی داده بود در اختیار آنها قرار داد.

در آوریل همان سال، واتسون و کریک ساختار DNA را در نشریه نیچر به چاب رساندند و هیچگاه به فرانکلین نگفتند که عکس 51 را دیده اند اما کریک بعدها خودش تایید کرد که تنها چند گام تا تشخیص کامل DNA فاصله داشته.

فرانکلین و گازلینگ یافته های خود که با استفاده از اشعه ایکس کشف کرده بودند را در همان شماره از نشریه نیچر منتشر کردند اما کلیه اعتبار این یافته ها به واتسون، کریک و ویلکینز رسید.

تصویری غیرمنصفانه

Please, ورود or عضویت to view URLs content!

فرانکلین تصمیم گرفت که کارش را به آزمایشگاه J. D. Bernal در کالج Birkbeck انتقال دهد و در آنجا به مطالعه پیرامون ساختار ویروس های گیاهی به خصوصی ویروس موزاییک توتون و ویروس فلج اطفال بپردازد.

در آنجا او عکس هایی با جزئیات بالا را از این ویروسها دریافت کرد و در سال 1956 میلادی، موسسه رویال انگلیس از او به خاطر انجام این تحقیقات تقدیر و تشکر به عمل آورد.

در همان سال پزشک معالج تشخیص داد که رزالیند به سرطان تخمدان مبتلا شده و به همین خاطر اعمال جراحی و روش های درمانی مختلفی روی او پیاده سازی شد اما درمان ها اثری موقتی داشتند و رزالیند عاقبت در 16 آوریل 1958 میلادی در سن 37 سالگی از دنیا رفت.

در سال 1968 میلادی، واتسون خاطرات خود را در قالب کتابی تحت عنوان «مارپیچ دوگانه» به چاپ رساند و در آن رزالیند را فردی بداخلاق و بی کفایت توصیف کرد و این درحالی بود که به اعتقاد بسیاری از منتقدان از جمله کریک و ویلکینز این نظرها بی انصافی در حق او بوده اند.

آوا هلن پولینگ همسر دانشمند مشهور لینوس پولینگ در مصاحبه ای که به سال 1977 با لی هرزنبرگ انجام داد اظهار داشت: اگر تنها یک زن باشد که مورد بدرفتاری قرار گرفته آن رزالیند فرانکلین است چراکه به خاطر کارهایی که روی کشف ساختار DNA انجام داد مورد تقدیر قرار نگرفت و شناخته نشد.

در سال 1975 میلادی، Anne Sayre زندگی نامه ای از رزالیند را منتشر کرد و در آن تلاش نمود تا واقعیت ها را مطرح کرده و آنچه حق رزالیند بوده را ادا کند. بیوگرافی دیگری هم به قلم برندا مادوکس از زندگی این بانوی دانشمند نوشته شد که داستانی کاملا متفاوت را بیان می کرد.

زندگی فرانکلین به طرزی غم انگیز کوتاه بود با این همه، نقش او در درک امروز ما از DNA و ویروس ها همچنان پابرجاست.

منبع:
techinsider

 

[Nιℓσƒαя.Gн]

روزالیند السی فرانکلین (Rosalind Elsie Franklin)، شیمی‌دان انگلیسی و متخصص تصویربرداری اشعه‌ی X، همکاری‌های بسیاری در تحقیقات و بررسی‌های مولکول‌های DNA و RNA داشت. او از دانش شیمی خود در تحقیقات گسترده‌ی زیست‌شناسی و صنعتی هم استفاده کرد و مواردی همچون ویروس‌ها و زغال و گرافیت هم با مشارکت او بهتر شناخته شدند.

فعالیت فرانکلین در کالج سلطنتی لندن زمینه‌ای شد تا وی به تحقیقات در حوزه‌ی مولکو DNA نزدیک شود. همکاری‌های او و تصویربرداری مشهورش از مولکول DNA که با نام تصویر ۵۱ شناخته می‌شود، باعث شد دو دانشمند دیگر، یعنی جیمز واتسون و فرانسیس کریک، ساختار این مولکول حیاتی را شرح دهند و بعدها، جایزه‌ی نوبل را دریافت کنند. پس از تحقیقات درباره‌ی مولکول حیاتی نیز فعالیت‌های فرانکلین روی ساختار ویروس‌ها معطوف شد که بعدها، همکارش، آرون کلوگ، با ادامه‌دادن تحقیقات، جایزه‌ی نوبل شیمی را دریافت کرد.

تولد و تحصیل

روزالیند فرانکلین در ۲۵ژوئیه‌ی۱۹۲۰ در لندن به‌دنیا آمد. او فرزند دوم از خانواده‌ای ۷ نفری بود و پدرش الیس در بانک Keyser فعالیت می‌کرد. مادر او ماریل نام داشت و به‌همراه الیس،‌ درکنار کسب‌وکارهای پرسود خانوادگی، فعالیت‌های خیریه نیز انجام می‌داد. روزالیند تحصیلاتش را در مدرسه‌ی دخترانه‌ی سنت‌پائول شروع کرد. آن مدرسه یکی از مراکز تحصیلی مدرن‌ ازنظر روش آموزش در آن سال‌ها بود که دختران را برای شروع جدی فعالیت‌های کاری تربیت می‌کرد. در آن سال‌ها هنوز زنان نقش‌های پررنگی در جوامع غربی ایفا نمی‌کردند و چنین مدارسی به‌نوعی ساختارشکن هم محسوب می‌شدند.

فرانکلین در کودکی

روزالیند از همان سال‌های ابتدایی تحصیل، علاقه‌ی خود را به ریاضیات و علوم تجربی و یادگیری زبان‌های دیگر علاقه‌مند بود. علاقه‌ی وی به یادگیری زبان منجر شد وی زبان‌های فرانسوی و ایتالیایی و آلمانی را در سال‌های جوانی بیاموزد. تفریحات خانوادگی فرانکلین‌ها اکثرا پیاد‌ه‌روی و گردش بود که در شکل‌دادن به شخصیت روزالیند هم تأثیر بسزایی داشت. او در سال‌های جوانی هم به این نوع تفریح‌ها علاقه زیادی نشان می‌داد.

مادر روزالیند درباره‌ی او می‌گوید:

او در تمام عمرش می‌دانست به کدام سمت باید حرکت کند. روزالیند با همین روحیه، در ۱۶ سالگی علوم پایه را به‌عنوان هدف خود انتخاب کرد.

با اوج‌گرفتن جنگ جهانی دوم، تحقیقات شیمی‌فیزیک در انگلیس با مشکل مواجه شد

روزالیند در سال ۱۹۳۸، وارد کالج Newnham، یکی از دو دانشکده‌ی دخترانه‌ی دانشگاه کمبریج در آن سال‌ها شد. پدر او برخلاف بسیاری از مردان آن زمان، مخالفتی با ادامه‌ی تحصیلش به آن سبک نشان نمی‌داد و فقط ترجیح می‌داد دخترش رشته‌ی عمومی‌تری برای تحصیل انتخاب کند. به‌هرحال، فرانکلین وارد کالج شد و شیمی‌فیزیک مسیر توسعه‌ی مهارت‌هایش را مشخص کرد.

سال‌های ابتدایی تحصیلات دانشگاهی فرانکلین، بسیار تحت‌تأثیر جنگ جهانی دوم قرار گرفت. تعدادی از استادان برای خدمت به جنگ فراخوانده و تعدادی دیگر نیز به‌دلیل درگیری‌های ملیتی اخراج شدند. فرانکلین درباره‌ی آن سال‌ها گفته بود تقریبا تمامی افراد فعال در آزمایشگاه Cavendish کالج رفته بودند. به‌علاوه، به‌دلیل آنکه اکثر تحقیقات شیمی‌فیزیک را آلمانی‌ها انجام می‌دادند، فرانکلین امیدی به آینده‌ی آن نداشت. تنها نکته‌ی مثبت آن جنگ برای روزالین، جذب استادی مهاجر به‌نام آدرین ویل از فرانسه بود که بعدها، به استاد راهنما و مربی فرانکلین بدل شد.

درک ساختارهای کربنی

فرانکلین در سال ۱۹۴۱، مدرک کارشناسی خود را دریافت کرد و همچنین، بورس تحقیقاتی دانشگاهی و بورس تحقیقاتی «دپارتمان تحقیقات صنعتی و علمی» انگلستان نیز به او اهدا شد. اولین فعالیت‌های تحقیقاتی او در آزمایشکاه آر. جی. دابلیو نوریش انجام شد که یکی از پیش‌گامان فتوشیمی در جهان بود. در سال ۱۹۴۲، هنوز سایه‌ی جنگ بر انگلستان وجود داشت و روزالیند باید فعالیت‌هایی مرتبط با آن را انتخاب می‌کرد. او یا باید خدمات ساد‌‌ه‌ی جنگی یا تحقیقات علمی با هدف دستاوردهای جنگی را انتخاب می‌کرد.
در آن سال‌ها، عموم فعالیت‌های تحقیقاتی و آزمایشگاهی را مردان انجام می‌دادند و فرانکلین در جایگاه زن، بخت کمی برای پیداکردن فرصت کاری داشت. درواقع، بهترین موقعیت علمی زنان در آن سال‌ها، تدریس در دانشگاه بود.

دسته‌‌بندی کربن‌ها با بلورنگاری کمک شایانی به توسعه‌ی صنعت مرتبط کرد

فرانکلین به‌ناچار تحقیقات مرتبط‌با جنگ را با هدف اخذ مدرک دکتری انتخاب کرد. او در سال ۱۹۴۲، به مؤسسه‌ی BCURA رفت که در حوزه‌ی کاربردی‌سازی زغال‌سنگ و مواد مشابه برای اهداف مختلف فعالیت می‌کرد. دی. اچ. بانگام اولین مدیر مؤسسه بود و چندین فارغ‌التحصیل فیزیک و شیمی را برای بررسی و حل مسائل زغال‌سنگ و مواد مشابه، مانند زغال چوب، گردهم آورده بود. در آن زمان، زغال‌سنگ و موادمشابه دارایی‌های استراتژیکی در دوران جنگ محسوب می‌شدند. کاربرد آن‌ها نه‌تنها در بحث سوخت، بلکه برای کاربردهای دیگر همچون ساخت ماسک‌‌های گازی اهمیت داشت.

با وجود پیشرفت‌هایی که صنعت شیمی کربن در سال‌های ابتدایی قرن بیستم تجربه کرده بود، هنوز سؤال‌های زیادی درباره‌ی آن ماده‌ی مهم باقی مانده بود. به‌عنوان مثال، دانشمندان می‌دانستند روزنه‌های مهمی در انواع آن ماده وجود دارد؛ اما دلیل مقاومت بهتر برخی از انواع آن دربرابر نفوذ آب، حلّال‌ها، گاز و موارد مشابه را درک نمی‌کردند.

فرانکلین سال بعد، درباره‌ی انواع کربن و زغال‌سنگ تحقیق کرد. او می‌کوشید با مطالعه‌ی تفاوت ساختارهای انواع آن مواد، دلایل مختلف برای نفوذپذیری و خصوصیات دیگر را کشف کند. او ایده‌هایی هم درباره‌ی نقش گرمادهی و کربن‌دهی در بهبود نفوذپذیری کربن و زغال‌سنگ مطرح کرد. این شیمی‌دان انگلیسی برای تحقیقاتش زغال‌سنگ‌های متنوع را از جزایر بریتانیا جمع‌آوری می‌کرد و آن‌ها را برای ادامه‌ی آزمایش پودر و چگالی پودرها را با استفاده از آب، متانول، هگزان یا بنزن بررسی می‌کرد.

مطالعات ساختاری فرانکلین درباره‌ی ساختار زغال‌سنگ نشان داد منافذ موجود در آن‌ها، در سطح مولکولی خصوصیات منحصربه‌فردی دارد و با گرمادهی و همچنین تغییر نسبت کربن تغییر می‌کند. فرانکلین اولین فردی بود که آن ساختارهای مولکولی را کشف کرد. یافته‌های او دسته‌بندی کیفی زغال‌سنگ را ممکن کرد و همچنین، پیش‌بینی بازدهی عملیاتی آن ماده نیز با استفاده از نتایج تحقیقات فرانکلین، آسان‌تر و دقیق‌تر شد. درنهایت، فعالیت‌های تحقیقاتی او در BCURA به تألیف تز دکتری منجر شد. فرانکلین در سال ۱۹۴۵، مدرک دکتری خود را با ۵ مقاله‌ی علمی از دانشگاه کمبریج دریافت کرد.

​

 

[Nιℓσƒαя.Gн]

تحقیقات حرفه‌ای با پرتونگاری X

فرانکلین پس از جنگ جهانی دوم، به‌دنبال شغلی متفاوت درحوزه‌ی تخصصی‌اش بود. او با همکاری استادش، آدرین ویل، به پاریس رفت و در آزمایشگاهی در آن شهر مشغول به‌کار شد. فرانکلین در نامه به استادش برای پیداکردن شغل نوشته بود:

اگر فردی را پیدا کردید که به‌دنبال خدمات شیمی‌فیزیک‌دان با دانش کم درباره‌ی شیمی‌فیزیک و دانش درخورتوجه درباره‌ی منافذ زغال‌سنگ‌ها بود، به من اطلاع دهید.

داستان آشنایی فرانکلین با جامعه‌ی علمی فرانسه در کنفرانسی علمی درباره‌ی کربن در لندن شکل گرفت. در آن کنفرانس، ویل، فرانکلین را به مارسل متیو معرفی کرد که در آن زمان، مدیریت آژانس دولتی فرانسه با مأموریت‌های تحقیقاتی را برعهده داشت. متیو، فرانکلین را با جک مرینگ آشنا کرد و اولین آموزش‌های کریستالوگرافی با تمرکز روی موادی پیچیده‌تر از کریستال‌های معدنی و فلزی شروع شد.

فعالیت‌های تحقیقاتی در آزمایشگاه پاریس با استفاده از بلورنگاری X انجام می‌شد و روزالیند بسیار زود در آن به مهارت رسید. تحقیقات او با هدف درک ساختار کربن‌های گرافیتی و غیرگرافیتی در آن آزمایشگاه، پایه‌های ساخت فیبرکربن در سال‌های بعد را شکل داد که به ساخت مواد بسیار مقاوم دربرابر گرما نیز منجر شد. همین دستاوردها فرانکلین را به شهرتی جهانی در بین شیمی‌دانان حوزه‌ی کربن رساند.

تحقیقات فرانکلین پایه‌های طراحی و تولید فیبر کربن را بنا کرد

روزالیند با وجود مهارت بسیار در بلورنگاری X، همیشه خود را شیمی‌دان و نه بلورنگار معرفی می‌کرد. هرچند طبق ادعای کارشنا‌سان مختلف، او زیباترین تصاویر بلورنگاری تاریخ را ثبت کرده است. ادامه‌ی تحقیقات در آن حوزه، باعث شد فرانکلین زغال‌سنگ و برخی مواد ارگانیک دیگر مانند پلاستیک‌ها را در دو دسته‌ی اصلی تقسیم‌بندی کند. یکی از دسته‌ها موادی بودند که با گرمادهی وارد مرحله‌ی گرافیتی‌شدن نمی‌شدند و چگالی پایین و منافذ بزرگ و سختی بسیاری داشتند. دسته‌ی دیگر نیز آن‌هایی بودند که با گرمادهی به‌سرعت به گرافیت تبدیل می‌شدند.

فرانکلین پس از دسته‌بندی مواد کربنی، به این نتیجه رسید کربن‌های غیرگرافیتی از ساختار سیستمی از اتصالات بینابینی در کریستال‌های کربنی خود برخوردار هستند که از تغییر ساختار و شکل‌گیری گرافیت مانع می‌شود. آن نوع از کربن‌ها همان موادی بودند که کاربردهای صنعتی بسیاری پیدا کردند. ساخت بوته‌های آزمایشگاهی و لوله‌ها و قطعات دیگر با مقاومت زیاد دربرابر گرما، با استفاده از همین نوع مواد کربنی انجام گرفت.

در جریان تحقیقات درباره‌ی کربن‌های مقاوم دربرابر گرما،‌ فرانکلین پیشرفت‌های چشمگیری نیز در بخش بلورنگاری X رقم زد که به‌ویژه در تصویربرداری از مولکول‌های بزرگ و پیچیده کاربرد داشت. به‌علاوه، استفاده از روش‌های ریاضیاتی در تفسیر بلورنگاری‌ها هم نقش مهمی در تحقیقات فرانکلین ایفا کرد. همین دستاوردها بود که سال‌های بعد، مطالعه و تحقیقات بلورنگاری روی مولکول‌های زیستی را برای فرانکلین ممکن کرد.

دانشگاه روزالیند فرانکلین در ایلی‌نوی آمریکا

مطالعات فرانکلین با استفاده از دستگاه‌های اشعه‌ی X در فرانسه، مشکلات متعددی هم داشت. دستگاه‌های آن زمان به‌‌دلیل استفاده‌های طولانی‌مدت برای تحقیقات، عموما دچار گرمای بیش‌ازحد و ازکارافتادگی می‌شدند. به‌عنوان مثال، برخی آزمایش‌های فرانکلین تا ۱۰۰ ساعت مداوم به پرتونگاری نیاز داشت. به‌علاوه، خود محققان باید تجهیزات را طراحی و بهینه‌سازی و تعمیر می‌کردند.

فرانکلین از تحقیقات در مؤسسه‌ی فرانسوی لـ*ـذت می‌برد. در آزمایشگاه او، روابط دوستانه‌ای بین محققان وجود داشت و آنان از فرصت‌های مختلف برای دوستی هرچه‌بیشتر و اشتراک‌گذاری نتایج تحقیقات خود استفاده می‌کردند. فرانکلین فرانسه را مانند خانه‌ی خود می‌دید و از آن لـ*ـذت می‌برد. او ارتباط‌های پایداری با محققان آزمایشگاه ایجاد کرده بود و به محیطی عشق می‌ورزید که به فعالیت زنان در حوزه‌ی علوم اهمیت می‌داد.

شیمی‌دان بزرگ انگلیسی پس از چند سال فعالیت در فرانسه، با وجود علاقه‌ی زیاد به آزمایشگاه پاریس، به‌دنبال شغل در وطنش بود. در سال ۱۹۴۹، او جست‌وجو برای شغل جدید را در انگلستان شروع کرد. یکی از دوستانش، چارلز کالسون، شیمی‌دان تئوری بود که پیشنهاد بلورنگاری X را روی مولکول‌های زیستی به فرانکلین داد. در سال ۱۹۵۰، بورسیه‌ی تحقیقاتی در یکی از زیرمجموعه‌های کالج پادشاهی لندن به فرانکلین اهدا شد.

داستان دراماتیک DNA

واحد فیزیک زیستی کالج لندن با مدیریت جان. تی. رندال، محل فعالیت و تحقیقات فرانکلین در دهه‌ی ۱۹۵۰ بود. رندال زمینه‌های فعالیت را برای او آماده کرده بود تا واحدی اختصاصی برای تحقیقات اشعه‌ی X با هدف تجزیه‌وتحلیل پروتئین‌ها اداره کند. ماریس ویلکینز یکی از دستیاران ارشد آزمایشگاه بود که به رندال و فرانکلین پیشنهاد داد آزمایش‌ها درباره‌ی مولکول DNA انجام شود.

ویکینز
وفتی فرانکلین به کالج لندن بازگشت، فقط ۵ سال از شروع تحقیقات بیوفیزیکی رندال می‌گذشت. رندال که خود مخترع رادار بود، در آن زمان مانند بسیاری از محققان هم‌دوره‌ی خود، به استفاده از فیزیک برای درک ساختار مولکول‌های بزرگ و کارکرد آن‌ها در ارگانیزم‌های بزرگ‌تر علاقه‌مند بود. مولکول‌های درگیر در بحث وراثت، در آن زمان مدنظر بسیاری از دانشمندان بودند. اسوالد تی. اوری داشنمندی بود که DNA را ماده‌ی شیمیایی مهمی در وراثت معرفی کرده بود؛ اما بسیاری از دانشمندان پروتئین‌ها را عوامل تأثیرگذار می‌دانستند. درنهایت، برنامه‌ی رندال با این عبارت معرفی شد: «بررسی همه‌ی جنبه‌های عوامل فیزیکی تأثیرگذار بر مراحل میتوز و تقسیم سلول». جهت‌گیری تحقیقاتی فرانکلین در کالج لندن، به ناراحتی‌ ویلکینز هم منجر شد؛ چراکه رندال مسئولیت تحقیقات را برعهده‌ی فرانکین گذاشته بود.​

 

[Nιℓσƒαя.Gн]

تحقیقات فرانکلین روی DNA با استفاده از نمونه‌ی تیموس انجام شد که رودوف سیگنر از برن آن را استخراج و برای آزمایش آماده کرده بود. سیگنر نمونه‌های خود را در کنفرانسی در سال ۱۹۵۰ دراختیار ویلکینز و دیگر دانشمندان گذاشته بود. ویلکینز مطالعات متعددی روی آن نمونه انجام داد و به قطعاتی بسیار ریز و باریک برای مطالعه‌ی دقیق‌تر هم رسیده بود. به‌هرحال،‌ مشکلات او با فرانکلین مانع می‌شد که این دو دانشمند در تحقیقات همکاری تنگاتنگی داشته باشند و روزالیند تلاش می‌کرد به‌تنهایی کارهای بلورنگاری را در آن بخش ادامه دهد.

هم‌زمان با تحقیقات ویلکینز، روزالیند هم تجهیزات جدید اشعه‌ی X خود را همراه‌با دوربین میکروسکوپی فیلیپس آماده‌ی تحقیقات کرد. او مسئله‌ی دانشمندان قبلی برای مطالعه‌ی مولکول DNA، یعنی نگه‌داشتن رطوبت در محیط دوربین را با راهکاری ویژه حل کرد. روزالیند هیدروژن را به استفاده از محلول‌های نمک به محیط آزمایش تزریق می‌کرد و رطوبت موردنیاز خود را به‌دست می‌آورد.

به‌هرحال پس از گذشت ۶ ماه از تحقیقات، فرانکلین به دستاوردهای اولیه در تحقیقات DNA رسیده بود و با ثبت چند تصویر باکیفیت، تفاوت دو نوع مولکول آن را کشف کرد. مطالعات فرانکلین روی ۲ نوع مولکول DNA نشان داد یکی از آن‌ها اصطلاحا «خیس» و دیگری «خشک» است. او به‌سرعت به این نتیجه رسید نوع خیس ساختاری مارپیچی دارد. در آن نوع از مولکول DNA، فسفات سطح خارجی بدنه را می‌پوشاند و زنجیرها نیز از جنس ریبوز هستند. درباره‌ی مولکول خشک، بررسی‌های ریاضیاتی تصاویر ثبت‌شده ساختار مارپیچی را نشان نمی‌داد؛ اما با یک سال تحقیق بیشتر، ساختار مارپیچی آن نوع نیز اثبات شد.

فرانسیس کریک

ویلیکینز پس از اطلاع از دستاوردهای فرانکلین به او پیشنهاد داد با همکاری یکدیگر تحقیقات را ادامه دهند. فرانکلین این‌بار نیز درخواست او را با عصبانیت رد و اصرار کرد فرایندهای بلورنگاری آزمایشگاه، تنها با مدیریت او انجام شوند. به‌هرحال، رندال آن‌ها را مجبور به تفاهم کرد و درنهایت، ویلکینز روی نوع B یا خیس مولکول و فرانکلین روی نوع A یا خشک، تحقیقات خود را ادامه دادند.

نتایج تحقیقات فرانکلین بدون اطلاع او به پیشرفت واتسون و کریک کمک کرد

هم‌زمان با تحقیقات فرانکلین، دو دانشمند دیگر به نام‌های فرانسیس کریک و جیمز واتسون در آزمایشگاه کاوندیش کالج لندن مشغول تحقیق روی مدل تئوری DNA بودند. این دانشمندان ارتباط نزدیکی باهم نداشتند؛ اما در سال ۱۹۵۳، یکی از تصویرهای ثبت‌شده‌ی فرانکلین و خلاصه‌ای از تحقیقات منتشرنشده‌ی او را ویلکینز دراختیار آن دو نفر قرار داد.

درنهایت، واتسون و کریک بدون ارتباط با فرانکلین، مقاله‌ی تاریخی خود را درباره‌ی کشف ساختار DNA در مجله‌ی Nature چاپ کردند. آن‌ها به فرانکلین نگفتند از تصاویر ثبت‌‌شده‌ی او در تحقیقات استفاده کرده‌اند و اشاره‌ای نیز به نامش نکرده‌اند. کریک سال‌های بعد اعتراف کرد فرانکلین در درک ساختار صحیح DNA در سال ۱۹۵۳، چند قدم از آن‌ها جلوتر بود.

جیمز واتسون

عکس شماره‌ی ۵۱

عکس شماره‌ی ۵۱ (Photo 51) نامی مستعار برای تصویر بلورنگاری پرتوی X است که ریموند گاسلینگ در سال ۱۹۵۲، آن را ثبت کرد. او دانشجوی روزالیند فرانکلین در مقطع دکتری بود. این تصویر همان اطلاعات حیاتی بود که به ادامه‌ی تحقیقات کریک و واتسون کمک کرد.

عکس شماره‌ی ۵۱ اطلاعات حیاتی و پایه‌ای برای مدل‌سازی مولکول DNA را فراهم کرد. باتوجه‌به آن عکس، ساختار مارپیچی دوگانه‌ی آن مولکول کشف شد. به‌هرحال، واتسون و کریک با استفاده از جزئیات همان بلورنگاری توانستند ابعاد و ساختار مارپیچ را بهتر درک کنند. درنهایت، آن عکس به منبع اطلاعاتی مهمی تبدیل شد که نظریه‌های پیشین درباره‌ی ساختار مارپیچی را تأیید می‌کرد. شایان ذکر است آن نظریه‌ها را نیز ابتدا گاسلینگ در مجله‌ی Nature مطرح کرد.

تاریخ‌نگاران پس از بررسی دقیق‌تر عکس شماره‌ی ۵۱، بحث و جدل‌های متعددی درباره‌ی آن و تأثیرش روی تحقیقات واتسون و کریک مطرح کردند. بحث اول، اثرگذاری تصویر مذکور در نتایج تحقیقات واتسون و کریک را مطرح کرده و دیگری، روش دستیابی محققان به‌ آن عکس را نقد می‌کند. به‌عنوان مثال، برخی می‌گویند حتی اگر تصویر بدون اطلاع فرانکلین به آن دو دانشمند نمی‌رسید، احتمال کشف نهایی ساختار به‌وسیله‌ی فرانکلین مشخص نبود.

عکس شماره‌ی ۵۱

تحقیقات درباره‌ی ویروس‌ها

در سال ۱۹۵۳، فرانکلین تصمیم گرفت مطالعات خود را در آزمایشگاه کریستالوگرافی بربک ادامه دهد. محل کار جدید حرفه‌ای‌تر و به‌روزتر از کالج پادشاهی بود و فرانکلین در آنجا احساس احترام می‌کرد. به‌علاوه، مدیر آزمایشگاه تحقیقات زیست‌مولکولی جان درموند برنال بود که روزالیند از سال‌ها قبل احترام ویژه‌ای برای او قائل بود. برنال یکی از پیش‌گامان بلورنگاری و کاربردش در مباحث زیستی بود. درواقع، او توسعه‌دهنده‌ی بسیاری از روش‌هایی بود که فرانکلین در فرانسه آموخت.

تصویر میکروسکوپی ویروس موزاییکی تنباکو

او مطالعه روی ساختار ویروس‌های گیاهی را زمینه‌ی اصلی کاری‌‌اش انتخاب کرد. یکی از ویروس‌های اصلی مطالعه‌‌شده‌ی فرانکلین ویروس موزاییکی تنباکو (TMV) نام داشت. ویروس موزاییکی تنباکو باعث تغییر شکل و رنگ در برگ‌های تنباکو می‌شد و مطالعه روی آن به دهه‌ی ۱۸۸۰ بازمی‌گردد. آن ویروس ارگانیزمی ساده و پایدار و بسیار پیش‌رونده بود. درک ساختار ویروس‌ها برای درک چگونگی ایجاد بیماری به‌وسیله‌ی آن‌ها بسیار مهم بود.
​

 

[Nιℓσƒαя.Gн]

ویروس موزاییکی تنباکو زمینه‌ی اصلی تحقیقات بلورنگاری فرانکلین روی ویروس‌ها بود

گروه همکاران فرانکلین در آن زمان، عضوی به‌نام آرون کلاگ هم داشت که سال‌ها بعد، موفق شد جایزه‌ی نوبل شیمی را دریافت کند. مطالعات پرتونگاری متعددی در آن آزمایشگاه روی ویروس‌ها انجام می‌گرفت که برخی از آن‌ها پایه‌های یافته‌های علمی مهمی را شکل دادند.

یکی از یافته‌هاتی مهم فرانکلین درباره‌ی ویروس موزاییکی تنباکو یا TMV نشان داد ماده‌ی ژنتیکی آن ویروس یا همان RNA، در دیواره‌های داخلی پروتئین محافظ قرار دارد. البته، نتایج تحیقاتی روزالیند با همکاری تعدادی از دانشمندان مطرح ویروس‌شناسی به‌دست آمده بودند. همکاران آمریکایی نقش مهمی در یافته‌های علمی فرانکلین ایفا کردند. او در دو سفر در سال‌های ۱۹۵۴ و ۱۹۵۶ با آن دانشمندان آشنا شده بود و به‌نوعی شبکه‌ای از ارتباطات علمی در آنجا داشت. رابی ویلیامز و بری کامنر و واندل استنلی از دوستان و همکاران او در آمریکا بودند.

آرون کلاگ

داستان اولین سفر فرانکین به آمریکا، به کنفرانس گوردون در سال ۱۹۵۴ بازمی‌گردد. او برای ارائه‌ی مقاله‌ای درباره‌ی شیمی زغال‌سنگ به کنفرانس دعوت شده بود و درکنار آن، از آزمایشگاه زیست‌شناسی Marine در وودزهول، دانشگاه واشنگتن در سنت‌لوئیز، دانشگاه برکلی و مؤسسه‌ی تحقیقات فناوری پاسادنا در کالیفرنیا بازدید کرد.

تحقیقات فرانکلین روی ساختار مولکولی ویروس‌ها، با استقبال مؤسسه‌ی سلطنتی انگلستان مواجه شد. در سال ۱۹۵۶، مدیر آن مؤسسه از روزالیند درخواست کرد مدل‌هایی بزرگ از اشکال میله‌ای و کُروی ویروس‌ها بسازد. آن نمونه‌ها برای نمایش در نمایشگاه علوم سال ۱۹۵۸ بروکسل آماده شدند.

زندگی شخصی و سرطان و مرگ

همان‌طورکه در ابتدا گفته شد، فرانکلین عاشق سفر، به‌ویژه پیاده‌روی و ماجراجویی‌های پیاده بود. او پس از سفرهای متعدد خانوادگی در سال‌های نوجوانی به فرانسه، عاشق فرهنگ مردم آن شده بود. او فرانسوی‌ها را برتر از انگلیسی‌‌ها می‌دانست و بسیاری از اوقات، رفتارها و فرهنگ خودبرتربینی انگلیسی‌ها را نقد می‌کرد. در سال‌های زندگی و تحقیق در فرانسه، فرانکلین یک‌بار به رشته‌کوه‌های آلپ سفر کرد که حادثه‌ای در آن سفر، او را تا مرز مرگ پیش برد.

آزمایش‌های متعدد فرانکلین در پاریس و درمعرض اشعه‌ی X، مشکلاتی هم برایش به‌همراه داشت. کمی قبل، دانشمند بزرگ دیگر پرتونگاری، ماری کوری، به‌‌دلیل قرارگرفتن درمعرض پرتوها، جان خود را از دست داده بود و استانداردهای تحقیقاتی پرتویی در فرانسه، به‌‌دلیل همان رخداد درمعرض بازبینی و توسعه قرار گرفتند. همین استانداردهای امنیتی باعث شدند فرانکلین مدتی از ورود آزمایشگاه پاریس منع شود؛ چون نشان نظارت پرتونگاری او مقدار اشعه‌ی X واردشده به بدنش را زیاد ارزیابی می‌کرد. البته روزالیند در زمان تحقیقات در انگلستان، از نشان‌ها و تجهیزات مخصوص برای نظارت بر تأثیرات پرتوها استفاده نمی‌کرد و همکاران نیز شجاعت تذکردادن به او را نداشتند.

نمایی از دانشگاه بربک

روایت‌هایی که از زندگی روزالیند فرانکلین نقل می‌شود، او را فردی تنها و بدون داشتن ارتباطات عمیق عاطفی معرفی می‌کند. در سال ۱۹۵۶، وی به بیماری سرطان تخم‌دان مبتلا شد. برخی کارشناسان عامل ژنتیکی مشترک در خاندان فرانکلین را دلیل بیماری‌های او نامیدند. روزالیند ۱۸ ماه زیر انواع درمان‌ها و جراحی‌ها قرار گرفت. در آن مدت،‌ برخی اوقات سلامت روزالیند رو‌به‌بهبودی بود و او از آن فرصت برای کمک به تیم تحقیقاتی‌اش و همچنین دریافت کمک‌هزینه برای آن‌ها، همه‌ی تلاشش را کرد. مبارزه‌ی او با سرطان به‌حدی سخت بود که برخی اوقات با وجود ناتوانی در راه‌رفتن، خود را به‌سختی از پله‌های آزمایشگاه بالا می‌کشید. درنهایت پس از ماه‌ها تحمل بیماری، این دانشمند بزرگ ۱۶آوریل۱۹۵۸ از دنیا رفت. جسد او در آرامگاه خانوادگی گورستان ویلسدن در منطقه‌ی برنت لندن به‌خاک سپرده شد.

افتخارات پس از مرگ

اکثر تاریخ‌نگاران و دانشمندان در این حقیقت اتفاق‌نظر دارند که مطالعات روزالیند فرانکلین در مسیر یافته‌های علمی مهم قرن بیستم، تأثیر زیادی گذاشته است. او خصوصا در مسیر کشف ساختار مولکول DNA محقق تأثیرگذاری بود؛ اما متأسفانه مرگ اجازه نداد نهایی‌شدن مسیر تحقیقاتش را ببیند. کریک و واتسون و ویلکینز در سال ۱۹۶۲، به‌‌طور مشترک جایزه‌ی موبای شیمی را به‌خاطر تحقیقات درباره‌ی ساختار DNA دریافت کردند. قوانین نوبل مانع از نامزدکردن و جایزه‌دادن به افراد فوت‌شده می‌شود؛ به‌همین‌دلیل، فرانکلین حتی پس از مرگش نیز جایزه‌ی فوق را دریافت نکرد.

دریافت جایزه‌ی نوبل توسط واتسون و کریک و ویلکینز

به‌هرحال، مرگ زودرس مانع از قدردانی صحیح مجامع علمی از فرانکلین شد. چندین سال پس از درگذشت دانشمند بزرگ انگلیسی، مؤسسه‌های مختلف انواع افتخارات را به‌نام او ثبت مردند. از میان آن افتخارات می‌توان به نشان‌های شهری و تغییرنام سالن‌‌ها در کینگز کالج لندن و موارد مشابه اشاره کرد. به‌عنوان مثال، در سال ۱۹۹۷ دانشکده‌ی بلورنگاری دانشگاه بربک آزمایشگاهی به‌نام روزالیند فرانکلین تأسیس کرد.

در سال ۲۰۰۳، انجمن سلطنتی علوم انگلستان جایزه‌ای برای تحقیقات اثرگذار علمی با نام روزالیند فرانکلین در نظر گرفت که برای تحقیقات مهم در حوزه‌های علوم زیستی و مهندسی به دانشمندان اهدا می‌شود. انجمن سلطنتی شیمی در همان سال، کینگز کالج لندن را منطقه‌ی مهم تاریخی در علم شیمی نام‌گذاری کرد و در پلاکی روی دیوار ورودی، با اشاره به تحقیقات فراوان در مسیر کشف ساختار DNA، نام دانشمندان بزرگی همچون فرانکلین را ثبت کرد. در سال‌های بعد نیز، انواع افتخارها و نام‌گذاری‌ها با هدف قدردانی از فرانکلین به‌نام او ثبت شدند و از نمونه‌های جدید آن‌ها می‌توان به مریخ‌نورد جدید سازمان فضایی اروپا اشاره کرد که در سال ۲۰۱۹، به‌نام روزالیند فرانکلین ثبت شد.


نیکول کیدمن در نقش روزالیند فرانکلین

در سال ۱۹۸۷، فیلمی تلویزیونی به‌نام «داستان زندگی» (Life Story) ساخته شد که داستان تحقیقات دانشمندان روی ساختار DNA را نشان می‌داد. در آن فیلم، جولیت استیونسون نقش فرانکلین را بازی می‌کرد. در فیلم داستان زندگی، شخصیت فرانکلین عصبی و سخت‌‌گیر ترسیم شده و البته، ادعای استفاده‌ی واتسون و کریک از دستاوردهای او نیز نشان داده شد. در سال ۲۰۰۳، فیلمی دیگر و این‌بار مستندگونه درباره‌ی کشف ساختار DNA و تأثیرات فرانکلین روی آن‌ها ساخته شد. در آن فیلم با دانشمندان متعدد ازجمله ویلکینز و همچنین تعدادی از دوستان فرانکلین مصاحبه می‌شود. نمایشنامه‌ی مشهوری نیز در سال ۲۰۱۵ و به‌نامPhotograph 51 در لندن اجرا شد که نیکول کیدمن نقش فرانکلین را بازی کرد.​