Se sai di essere sulla strada giusta, se hai questa conoscenza interiore, allora nessuno può fermarti... non importa quello che dicono.
Barbara McClintock era una scienziata americana e citogenetista che ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1983. McClintock ha ricevuto il suo dottorato in botanica dall'Università di Cornell nel 1927. Lì ha iniziato la sua carriera come leader nello sviluppo della citogenetica del mais, l'oggetto della sua ricerca per il resto della sua vita. Dalla fine degli anni Venti, McClintock ha studiato i cromosomi e come cambiano durante la riproduzione nel mais. Ha sviluppato la tecnica per visualizzare i cromosomi del mais e ha utilizzato l'analisi microscopica per dimostrare molte idee genetiche fondamentali. Una di queste idee era la nozione di ricombinazione genetica per crossing-over durante la meiosi, un meccanismo mediante il quale i cromosomi scambiano informazioni. Ha prodotto la prima mappa genetica per il mais, collegando le regioni del cromosoma ai tratti fisici. Ha dimostrato il ruolo del telomero e del centromero, regioni del cromosoma che sono importanti nella conservazione delle informazioni genetiche. È stata riconosciuta tra le migliori nel campo, le sono state assegnate borse di studio prestigiose ed è stata eletta membro dell'Accademia Nazionale delle Scienze nel 1944.
Durante gli anni Quaranta e Cinquanta, McClintock ha scoperto la trasposizione e l'ha utilizzata per dimostrare che i geni sono responsabili dell'accensione e dello spegnimento delle caratteristiche fisiche. Ha sviluppato teorie per spiegare la soppressione e l'espressione delle informazioni genetiche da una generazione all'altra di piante di mais. A causa dello scetticismo nei confronti della sua ricerca e delle sue implicazioni, ha smesso di pubblicare i suoi dati nel 1953.
In seguito, ha condotto uno studio estensivo della citogenetica e dell'etnobotanica delle razze di mais del Sud America. La ricerca di McClintock è stata ben compresa negli anni Sessanta e Settanta, quando altri scienziati hanno confermato i meccanismi del cambiamento genetico e dell'espressione proteica che lei aveva dimostrato nella sua ricerca sul mais negli anni Quaranta e Cinquanta. Hanno seguito premi e riconoscimenti per i suoi contributi al campo, incluso il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina, assegnatole nel 1983 per la scoperta della trasposizione genetica; è stata l'unica donna a ricevere un Premio Nobel non condiviso in quella categoria.
Primi anni di vita
Barbara McClintock è nata Eleanor McClintock il 16 giugno 1902 a Hartford, Connecticut, la terza di quattro figli nati dal medico omeopatico Thomas Henry McClintock e da Sara Handy McClintock. Thomas McClintock era figlio di immigrati britannici; Sara Ryder Handy discendeva da un'antica famiglia americana dei Padri Pellegrini. Marjorie, la figlia più grande, è nata nell'ottobre 1898; Mignon, la seconda figlia, è nata nel novembre 1900. La più giovane, Malcolm Rider chiamato Tom, è nata 18 mesi dopo Barbara. Quando era una ragazzina, i suoi genitori hanno determinato che Eleanor, un nome "femminile" e "delicato", non era appropriato per lei, e hanno scelto Barbara. McClintock è stata una bambina indipendente fin dalla giovane età, un tratto che in seguito ha identificato come la sua "capacità di stare sola". Dall'età di tre anni fino all'inizio della scuola, McClintock ha vissuto con una zia e uno zio a Brooklyn, New York al fine di ridurre l'onere finanziario sui suoi genitori mentre suo padre stabiliva la sua pratica medica. È stata descritta come una bambina solitaria e indipendente. Era vicina a suo padre, ma aveva un rapporto difficile con sua madre, una tensione che è iniziata quando era giovane.
La famiglia McClintock si è trasferita a Brooklyn nel 1908 e McClintock ha completato la sua istruzione secondaria lì presso la Erasmus Hall High School; si è diplomata presto nel 1919. Ha scoperto il suo amore per la scienza e ha riaffermato la sua personalità solitaria durante il liceo. Voleva continuare i suoi studi al College of Agriculture dell'Università di Cornell. Sua madre ha resistito all'idea di mandare McClintock al college, per paura che diventasse "non sposabile", qualcosa che era comune all'epoca. McClintock è stata quasi impedita di iniziare il college, ma suo padre le ha permesso di farlo poco prima dell'iscrizione, e si è immatricolata a Cornell nel 1919.
Educazione e ricerca a Cornell
McClintock ha iniziato i suoi studi al College of Agriculture di Cornell nel 1919. Lì ha partecipato al governo studentesco ed è stata invitata a unirsi a un'associazione studentesca femminile, anche se ben presto ha realizzato che preferiva non unirsi a organizzazioni formali. Invece, McClintock si è dedicata alla musica, in particolare al jazz. Ha studiato botanica, ricevendo un B.Sc nel 1923. Il suo interesse per la genetica è iniziato quando ha seguito il suo primo corso in quel campo nel 1921. Il corso era basato su uno simile offerto all'Università di Harvard, ed è stato insegnato da C. B. Hutchison, un coltivatore di piante e genetista. Hutchison è rimasto impressionato dall'interesse di McClintock, e ha telefonato per invitarla a partecipare al corso di genetica per laureati a Cornell nel 1922. McClintock ha indicato l'invito di Hutchison come catalizzatore per il suo interesse per la genetica: "Ovviamente, questa telefonata ha determinato il corso del mio futuro. Sono rimasta con la genetica da allora in poi." Anche se è stato riferito che le donne non potevano specializzarsi in genetica a Cornell, e quindi il suo M.S. e il suo Ph.D.—conseguiti nel 1925 e 1927 rispettivamente—erano ufficialmente assegnati in botanica, ricerche recenti hanno rivelato che alle donne era permesso conseguire lauree in corsi post-laurea nel Plant Breeding Department di Cornell durante il periodo in cui McClintock era studentessa a Cornell.
Durante i suoi studi di specializzazione e l'incarico postdottorato come istruttore di botanica, McClintock è stata determinante nell'assemblare un gruppo che ha studiato il nuovo campo della citogenetica nel mais. Questo gruppo ha riunito coltivatori di piante e citologi, e ha incluso Marcus Rhoades, il futuro premio Nobel George Beadle, e Harriet Creighton. Rollins A. Emerson, capo del Plant Breeding Department, ha supportato questi sforzi, anche se non era lui stesso un citologo.
Ha anche lavorato come assistente di ricerca per Lowell Fitz Randolph e poi per Lester W. Sharp, entrambi botanici di Cornell.
La ricerca citogenetica di McClintock si è concentrata sullo sviluppo di modi per visualizzare e caratterizzare i cromosomi del mais. Questa particolare parte del suo lavoro ha influenzato una generazione di studenti, in quanto è stata inclusa nella maggior parte dei libri di testo. Ha anche sviluppato una tecnica utilizzando la colorazione al carminio per visualizzare i cromosomi del mais, e ha mostrato per la prima volta la morfologia dei 10 cromosomi del mais. Questa scoperta è stata fatta perché ha osservato le cellule dal microspora invece che dalla punta della radice. Studiando la morfologia dei cromosomi, McClintock è stata in grado di collegare specifici gruppi cromosomici di tratti che sono stati ereditati insieme. Marcus Rhoades ha notato che l'articolo del 1929 di McClintock su Genetics sulla caratterizzazione dei cromosomi di mais triploide ha suscitato interesse scientifico nella citogenetica del mais, e le ha attribuito 10 dei 17 avanzamenti significativi nel campo che sono stati fatti da scienziati di Cornell tra il 1929 e il 1935.
Nel 1930, McClintock è stata la prima persona a descrivere l'interazione a forma di croce dei cromosomi omologhi durante la meiosi. L'anno seguente, McClintock e Creighton hanno provato il collegamento tra il crossing-over cromosomiale durante la meiosi e la ricombinazione dei tratti genetici. Hanno osservato come la ricombinazione dei cromosomi vista al microscopio era correlata con nuovi tratti. Fino a questo momento, era stato solo ipotizzato che la ricombinazione genetica potesse verificarsi durante la meiosi, anche se non era stata dimostrata geneticamente. McClintock ha pubblicato la prima mappa genetica per il mais nel 1931, mostrando l'ordine di tre geni sul cromosoma 9 del mais. Queste informazioni hanno fornito i dati necessari per lo studio del crossing-over che ha pubblicato con Creighton; hanno anche mostrato che il crossing-over si verifica nelle cromatidi sorelle così come nei cromosomi omologhi. Nel 1938, ha prodotto un'analisi citogenetica del centromero, descrivendo l'organizzazione e la funzione del centromero, nonché il fatto che può dividersi.
Le pubblicazioni rivoluzionarie di McClintock e il supporto dei suoi colleghi l'hanno portata a ricevere diverse borse di studio postdottorato dal National Research Council. Questo finanziamento le ha permesso di continuare a studiare genetica a Cornell, all'Università del Missouri, e al California Institute of Technology, dove ha lavorato con E. G. Anderson. Durante le estati del 1931 e 1932, ha lavorato all'Università del Missouri con il genetista Lewis Stadler, che l'ha introdotta all'uso dei raggi X come mutageno. L'esposizione ai raggi X può aumentare il tasso di mutazione al di sopra del livello di fondo naturale, rendendolo un potente strumento di ricerca per la genetica. Attraverso il suo lavoro con il mais mutagenizzato ai raggi X, ha identificato i cromosomi ad anello, che si formano quando le estremità di un singolo cromosoma si fondono insieme dopo il danno da radiazioni. Da questa evidenza, McClintock ha ipotizzato che deve esserci una struttura sulla punta del cromosoma che normalmente assicurerebbe la stabilità. Ha mostrato che la perdita di cromosomi ad anello durante la meiosi ha causato variegazione nel fogliame del mais nelle generazioni successive all'irradiazione risultante dalla delezione cromosomiale. Durante questo periodo, ha dimostrato la presenza della regione dell'organizzatore del nucleolo su una regione del cromosoma 6 del mais, che è necessaria per l'assemblaggio del nucleolo. Nel 1933, ha stabilito che le cellule possono essere danneggiate quando si verifica una ricombinazione non omologa. Durante questo stesso periodo, McClintock ha ipotizzato che le punte dei cromosomi sono protette dai telomeri.
McClintock ha ricevuto una borsa di studio dalla Guggenheim Foundation che ha reso possibile sei mesi di formazione in Germania durante il 1933 e il 1934. Aveva pianificato di lavorare con Curt Stern, che aveva dimostrato il crossing-over in Drosophila solo poche settimane dopo che McClintock e Creighton lo avevano fatto; tuttavia, Stern ha emigrato negli Stati Uniti. Invece, ha lavorato con il genetista Richard B. Goldschmidt, che era direttore del Kaiser Wilhelm Institute for Biology a Berlino. È partita dalla Germania in anticipo in mezzo alle crescenti tensioni politiche in Europa, e è tornata a Cornell, rimanendovi fino al 1936, quando ha accettato un incarico come Assistente Professor offertole da Lewis Stadler nel Department of Botany dell'Università del Missouri a Columbia. Mentre era ancora a Cornell, è stata supportata da una borsa di studio di due anni della Rockefeller Foundation ottenuta per lei attraverso gli sforzi di Emerson.
Università del Missouri
Durante il suo periodo al Missouri, McClintock ha ampliato la sua ricerca sull'effetto dei raggi X sulla citogenetica del mais. McClintock ha osservato la rottura e la fusione dei cromosomi nelle cellule di mais irradiate. È stata anche in grado di dimostrare che, in alcune piante, la rottura spontanea dei cromosomi si è verificata nelle cellule dell'endosperma. Nel corso della mitosi, ha osservato che le estremità delle cromatidi rotte sono state riunite dopo la replicazione del cromosoma. Nell'anafase della mitosi, i cromosomi rotti hanno formato un ponte di cromatidi, che è stato rotto quando le cromatidi si sono mosse verso i poli cellulari. Le estremità rotte sono state riunite nell'interfase della mitosi successiva, e il ciclo è stato ripetuto, causando una mutazione massiccia, che lei poteva rilevare come variegazione nell'endosperma. Questo ciclo di rottura-riunione-ponte è stata una scoperta citogenetica chiave per diversi motivi. In primo luogo, ha mostrato che la riunione dei cromosomi non era un evento casuale, e in secondo luogo, ha dimostrato una fonte di mutazione su larga scala. Per questa ragione, rimane un'area di interesse nella ricerca sul cancro oggi.
Sebbene la sua ricerca stesse progredendo al Missouri, McClintock non era soddisfatta della sua posizione all'Università. Ha ricordato di essere stata esclusa dalle riunioni della facoltà, e non le era stata fatta conoscenza delle posizioni disponibili presso altre istituzioni. Nel 1940, ha scritto a Charles Burnham, "Ho deciso che devo cercare un altro lavoro. Per quanto posso capire, non c'è altro per me qui. Sono assistente professor a $ 3.000 e sono sicura che è il limite per me." Inizialmente, la posizione di McClintock è stata creata appositamente per lei da Stadler, e potrebbe aver dipeso dalla sua presenza all'università. McClintock credeva che non avrebbe ottenuto la cattedra al Missouri, anche se secondo alcuni resoconti, sapeva che le sarebbe stata offerta una promozione dal Missouri nella primavera del 1942. Prove recenti rivelano che McClintock più probabilmente ha deciso di lasciare il Missouri perché aveva perso la fiducia nel suo datore di lavoro e nell'amministrazione dell'Università, dopo aver scoperto che il suo lavoro sarebbe stato in pericolo se Stadler fosse andato a Caltech, come aveva considerato di fare. Le ritorsioni dell'università nei confronti di Stadler hanno amplificato i suoi sentimenti.
All'inizio del 1941, ha preso un periodo di assenza dal Missouri nella speranza di trovare una posizione altrove. Ha accettato una Professorship visitatrice all'Università di Columbia, dove il suo ex collega di Cornell Marcus Rhoades era un professore. Rhoades le ha anche offerto di condividere il suo campo di ricerca a Cold Spring Harbor su Long Island. Nel dicembre 1941, le è stata offerta una posizione di ricerca da Milislav Demerec, il nuovo direttore designato del Department of Genetics Cold Spring Harbor Laboratory della Carnegie Institution of Washington; McClintock ha accettato il suo invito nonostante le sue preoccupazioni ed è diventata un membro permanente della facoltà.
Cold Spring Harbor
Dopo il suo incarico temporaneo di un anno, McClintock ha accettato una posizione di ricerca a tempo pieno presso il Cold Spring Harbor Laboratory.
