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Rosalind Elsie Franklin 25 luglio 1920 – 16 aprile 1958 era una chimica e cristallografa a raggi X inglese il cui lavoro è stato centrale nella comprensione delle strutture molecolari del DNA acido desossiribonucleico, RNA acido ribonucleico, virus, carbone e grafite. Sebbene i suoi lavori sul carbone e sui virus fossero apprezzati durante la sua vita, i suoi contributi alla scoperta della struttura del DNA furono in gran parte riconosciuti postumamente.
Franklin è stata educata presso Norland Place, una scuola privata diurna nel West London, Lindores School for Young Ladies, una scuola privata nel Sussex, e St Paul's Girls' School, Londra. Successivamente ha studiato Natural Sciences Tripos presso il Newnham College, Cambridge, da cui si è laureata nel 1941. Grazie a una borsa di ricerca, si è unita al laboratorio di chimica fisica dell'Università di Cambridge sotto Ronald George Wreyford Norrish, che l'ha delusa per la sua mancanza di entusiasmo. La British Coal Utilisation Research Association BCURA le ha offerto una posizione di ricerca nel 1942 e ha iniziato il suo lavoro sui carboni. Questo l'ha aiutata a ottenere un Ph.D. nel 1945. È andata a Parigi nel 1947 come chercheur ricercatrice postdottorale sotto Jacques Mering presso il Laboratoire Central des Services Chimiques de l'Etat, dove è diventata una cristallografa a raggi X di grande abilità. È diventata una ricercatrice associata presso il King's College London nel 1951 e ha lavorato su studi di diffrazione a raggi X, che avrebbero eventualmente facilitato la scoperta della struttura a doppia elica del DNA. Nel 1953, dopo due anni, a causa di disaccordi con il suo direttore John Randall e ancora più con il suo collega Maurice Wilkins, è stata costretta a trasferirsi al Birkbeck College. Al Birkbeck, John Desmond Bernal, presidente del dipartimento di fisica, le ha offerto un team di ricerca separato. È morta nel 1958 all'età di 37 anni per cancro ovarico.
Franklin è meglio conosciuta per il suo lavoro sulle immagini di diffrazione a raggi X del DNA, in particolare Foto 51, mentre era presso il King's College London, che ha portato alla scoperta della doppia elica del DNA per la quale Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins hanno condiviso il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1962. Watson ha suggerito che Franklin sarebbe idealmente stata insignita del Premio Nobel per la Chimica, insieme a Wilkins, ma, sebbene non ci fosse ancora una regola contro i premi postumi, il Comitato del Nobel generalmente non faceva nominate postume.
Dopo aver completato il suo lavoro sul DNA, Franklin ha guidato il lavoro pionieristico al Birkbeck sulle strutture molecolari dei virus. Il membro del suo team Aaron Klug ha continuato la sua ricerca, vincendo il Premio Nobel per la Chimica nel 1982.
Primi anni di vita
Franklin è nata il 25 luglio 1920 al 50 Chepstow Villas, Notting Hill, Londra, in una famiglia britannica ebrea ricca e influente.
Famiglia
Il padre di Franklin era Ellis Arthur Franklin 1894–1964, un banchiere commerciale londinese politicamente liberale che insegnava al Working Men's College della città, e sua madre era Muriel Frances Waley 1894–1976. Rosalind era la figlia maggiore e il secondo figlio in una famiglia di cinque figli. David nato nel 1919 era il fratello maggiore; Colin 1923-2020, Roland nato nel 1926 e Jenifer nata nel 1929 erano i suoi fratelli e sorelle minori.
Lo zio del padre di Franklin era Herbert Samuel in seguito Viscount Samuel, che era il Segretario di Stato per l'Interno nel 1916 e il primo ebreo praticante a servire nel Gabinetto britannico. Sua zia, Helen Caroline Franklin, conosciuta in famiglia come Mamie, era sposata con Norman de Mattos Bentwich, che era il Procuratore Generale nel Mandato britannico della Palestina. Helen era attiva nell'organizzazione sindacale e nel movimento per il suffragio femminile e successivamente era membro del London County Council. Lo zio di Franklin, Hugh Franklin, era un'altra figura di primo piano nel movimento per il suffragio, sebbene le sue azioni nel movimento imbarazzassero la famiglia Franklin. Il secondo nome di Rosalind, "Elsie", era in memoria della prima moglie di Hugh, che morì nella pandemia di influenza del 1918. La sua famiglia era attivamente coinvolta con il Working Men's College, dove suo padre insegnava i soggetti di elettricità, magnetismo e storia della Grande Guerra la sera, successivamente diventando il vice-preside.
I genitori di Franklin hanno aiutato a sistemare i rifugiati ebrei dall'Europa che erano fuggiti dai nazisti, in particolare quelli dal Kindertransport. Hanno accolto due bambini ebrei nella loro casa, e uno di loro, un'austriaca di nove anni, Evi Eisenstädter, condivideva la camera con Jenifer. Il padre di Evi, Hans Mathias Eisenstädter, era stato imprigionato a Buchenwald e, dopo la liberazione, la famiglia ha adottato il cognome "Ellis".
Educazione
Fin dalla prima infanzia, Franklin ha mostrato eccezionali abilità scolastiche. All'età di sei anni, si è unita a suo fratello Roland presso la Norland Place School, una scuola privata diurna nel West London. In quel momento, sua zia Mamie Helen Bentwich, la descrisse a suo marito: "Rosalind è allarmantemente intelligente – dedica tutto il suo tempo a fare aritmetica per piacere e invariabilmente i suoi calcoli sono giusti." Ha anche sviluppato un precoce interesse per il cricket e l'hockey. All'età di nove anni, è entrata in una scuola privata, Lindores School for Young Ladies nel Sussex. La scuola era vicino al mare, e la famiglia voleva un buon ambiente per la sua salute delicata.
Aveva 11 anni quando è andata alla St Paul's Girls' School ad Hammersmith, West London, una delle poche scuole femminili a Londra che insegnava fisica e chimica. A St Paul's eccelleva in scienze, latino e sport. Ha anche imparato il tedesco e è diventata fluente in francese, una lingua che avrebbe successivamente trovato utile. Era la migliore della sua classe e ha vinto premi annuali. La sua unica debolezza educativa era in musica, per la quale il direttore della musica della scuola, il compositore Gustav Holst, una volta si presentò dalla sua madre per chiedere se potesse aver sofferto di problemi di udito o tonsillite. Con sei distinzioni, ha superato la sua maturità nel 1938, vincendo una borsa di studio per l'università, la School Leaving Exhibition di £30 all'anno per tre anni e £5 da suo nonno. Suo padre le ha chiesto di dare la borsa di studio a uno studente rifugiato meritevole.
Cambridge e la Seconda Guerra Mondiale
Franklin è andata al Newnham College, Cambridge nel 1938 e ha studiato chimica all'interno del Natural Sciences Tripos. Lì ha incontrato lo spettroscopista Bill Price, che ha lavorato con lei come dimostratore di laboratorio e che in seguito è diventato uno dei suoi colleghi senior presso il King's College London. Nel 1941, è stata premiata con onori di seconda classe dai suoi ultimi esami. La distinzione è stata accettata come una laurea da parte delle qualifiche per l'impiego. Cambridge ha iniziato ad assegnare i titoli di B.A. e M.A. alle donne dal 1947, e le precedenti laureate hanno ricevuto retroattivamente questi. Nel suo ultimo anno a Cambridge, ha incontrato una rifugiata francese Adrienne Weill, una ex studentessa di Marie Curie, che ha avuto un'enorme influenza sulla sua vita e carriera e l'ha aiutata a migliorare il suo francese parlato.
Franklin è stata premiata con una borsa di ricerca presso il Newnham College, con la quale si è unita al laboratorio di chimica fisica dell'Università di Cambridge per lavorare sotto Ronald George Wreyford Norrish, che in seguito ha vinto il Premio Nobel per la Chimica. Nel suo anno di lavoro lì, non ha avuto molto successo. Come descritto dal suo biografo, Norrish era "ostinato e quasi perverso nell'argomentazione, prepotente e sensibile alle critiche". Non riusciva a decidere per lei su cosa lavorare, e in quel momento stava soccombendo al bere pesante. Franklin ha scritto che l'ha fatto disprezzare completamente. Dimettendosi dal laboratorio di Norrish, ha soddisfatto i requisiti del National Service Acts lavorando come assistente responsabile della ricerca presso la British Coal Utilisation Research Association BCURA nel 1942. La BCURA era situata sulla Coombe Springs Estate vicino a Kingston upon Thames vicino al confine sudoccidentale di Londra. Norrish ha agito come consulente per i militari presso la BCURA. John G. Bennett era il direttore. Marcello Pirani e Victor Goldschmidt, entrambi rifugiati dai nazisti, erano consulenti e tenevano lezioni presso la BCURA mentre Franklin vi lavorava. Durante la sua ricerca presso la BCURA, è rimasta presso la pensione di Adrienne Weill a Cambridge fino a quando sua cugina Irene Franklin non le ha chiesto di unirsi a lei in una casa vacante di suo zio a Putney. Con Irene, si è offerta volontaria come Responsabile del Servizio Antincendi e ha regolarmente fatto pattuglie per vedere il benessere delle persone durante i raid aerei.
Ha studiato la porosità del carbone usando l'elio per determinarne la densità. Attraverso questo, ha scoperto la relazione tra i fini restringimenti nei pori dei carboni e la permeabilità dello spazio poroso. Concludendo che le sostanze venivano espulse in ordine di dimensione molecolare quando la temperatura aumentava, ha aiutato a classificare i carboni e a prevedere con precisione le loro prestazioni per scopi di combustibile e per la produzione di dispositivi bellici come le maschere antigas. Questo lavoro è stato alla base della sua tesi di Ph.D. The physical chemistry of solid organic colloids with special reference to coal per la quale l'Università di Cambridge le ha assegnato un Ph.D. nel 1945. È stato anche alla base di diversi articoli.
Carriera e ricerca
Franklin ha trascorso la sua carriera lavorando a Londra e Parigi.
Parigi
Con la fine della Seconda Guerra Mondiale nel 1945, Franklin ha chiesto aiuto ad Adrienne Weill e di farla sapere delle opportunità di lavoro per "una chimica fisica che sa molto poco di chimica fisica, ma parecchio sui buchi nel carbone". A una conferenza nell'autunno del 1946, Weill l'ha presentata a Marcel Mathieu, un direttore del Centre national de la recherche scientifique CNRS, la rete di istituti che comprendono la maggior parte dei laboratori di ricerca scientifica supportati dal governo francese. Questo ha portato al suo incarico con Jacques Mering presso il Laboratoire Central des Services Chimiques de l'État a Parigi. Si è unita al labo come indicato dal personale di Mering il 14 febbraio 1947 come uno dei quindici chercheurs ricercatori.
Mering era un cristallografo a raggi X che ha applicato la diffrazione a raggi X allo studio della viscosa e di altre sostanze amorfe, in contrasto con le migliaia di cristalli regolari che erano stati studiati con questo metodo per molti anni. Le ha insegnato gli aspetti pratici dell'applicazione della cristallografia a raggi X alle sostanze amorfe. Questo ha presentato nuove sfide nella condotta degli esperimenti e nell'interpretazione dei risultati. Franklin le ha applicate a ulteriori problemi legati al carbone e ad altri materiali carboniosi, in particolare i cambiamenti nell'arrangiamento degli atomi quando questi vengono convertiti in grafite. Ha pubblicato diversi articoli ulteriori su questo lavoro che è diventato parte del mainstream della fisica e della chimica del carbone e del carbonio. Ha coniato i termini grafitizzante e carbonio non grafitizzante. Il lavoro sul carbone è stato trattato in una monografia del 1993 e nel manuale regolarmente pubblicato Chemistry and Physics of Carbon. Mering ha continuato lo studio del carbonio in varie forme, usando la diffrazione a raggi X e altri metodi.
King's College London
Nel 1950, Franklin è stata insignita di una borsa Turner & Newall di tre anni per lavorare presso il King's College London. Nel gennaio 1951, ha iniziato a lavorare come ricercatrice associata presso l'MRC Biophysics Unit del Medical Research Council, diretta da John Randall. È stata originariamente nominata per lavorare sulla diffrazione a raggi X di proteine e lipidi in soluzione, ma Randall ha reindirizzato il suo lavoro alle fibre di DNA a causa di nuovi sviluppi nel campo, ed era la ricercatrice sperimentale di diffrazione più esperta a King's in quel momento. Randall ha fatto questo riassegnazione, anche prima che Franklin iniziasse a lavorare a King's, a causa del lavoro pionieristico del ricercatore del DNA Maurice Wilkins, e ha riassegnato Raymond Gosling, lo studente dottorando che stava lavorando con Wilkins, per essere il suo assistente.
Anche con attrezzature rudimentali, Wilkins e Gosling avevano ottenuto un'immagine di diffrazione eccezionale del DNA che ha suscitato un ulteriore interesse in questa molecola. Stavano conducendo analisi di diffrazione a raggi X del DNA nell'unità dal maggio 1950, ma Randall non aveva loro informato che aveva chiesto a Franklin di assumere sia il lavoro di diffrazione del DNA che la guida della tesi di Gosling. La mancanza di comunicazione di Randall su questo riassegnazione ha significativamente contribuito all'attrito ben documentato che si è sviluppato tra Wilkins e Franklin.
Franklin, ora lavorando con Gosling, ha iniziato ad applicare la sua esperienza nelle tecniche di diffrazione a raggi X alla struttura del DNA. Ha usato un nuovo tubo a raggi X a fuoco fine e una fotocamera ordinati da Wilkins, ma che ha raffinato, regolato e messo a fuoco attentamente. Attingendo al suo background di chimica fisica, ha anche abilmente manipolato l'idratazione critica dei suoi campioni. Quando Wilkins ha chiesto informazioni su questa tecnica migliorata, ha risposto in termini che hanno offeso Wilkins poiché Franklin aveva "un'aria di superiorità fredda".
Franklin ha presentato i loro dati in una conferenza nel novembre 1951, presso il King's College London. Nei suoi appunti di lezione, Franklin ha scritto quanto segue:
"I risultati suggeriscono una struttura elicoidale (che deve essere molto strettamente imballata) contenente 2, 3 o 4 catene di acido nucleico coassiali per unità elicoidale, e avendo i gruppi fosfato vicino all'esterno."
L'abitudine di Franklin di intensamente guardare le persone negli occhi mentre era concisa, impaziente e diretta ha innervosito molti dei suoi colleghi. In netto contrasto, Wilkins era molto timido e lentamente calcolatore nel parlare mentre evitava di guardare chiunque direttamente negli occhi. Nonostante l'atmosfera intensa, Franklin e Gosling hanno scoperto che c'erano due forme di DNA: ad alta umidità quando bagnata la fibra di DNA diventava lunga e sottile; quando era secca diventava corta e grassa.
