Нет научного исследования более важного для человека, чем изучение собственного мозга. Наше понимание всей вселенной зависит от этого.
Francis Harry Compton Crick был британским молекулярным биологом, биофизиком и нейробиологом. В 1953 году он совместно с James Watson написал академическую статью, предложившую модель двойной спирали молекулы ДНК. Вместе с Watson и Maurice Wilkins ему была совместно присуждена Нобелевская премия по физиологии или медицине в 1962 году «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых организмах». Результаты были основаны отчасти на фундаментальных исследованиях, проведенных Rosalind Franklin, Raymond Gosling и Wilkins.
Crick был важным теоретическим молекулярным биологом и сыграл решающую роль в исследованиях, связанных с раскрытием спиральной структуры ДНК. Он широко известен использованием термина «центральная догма» для суммирования идеи о том, что после передачи информации из нуклеиновых кислот ДНК или РНК к белкам, она не может течь обратно в нуклеиновые кислоты. Другими словами, последний этап потока информации от нуклеиновых кислот к белкам необратим.
На протяжении остальной части своей карьеры он занимал должность профессора-исследователя имени J.W. Kieckhefer в Институте биологических исследований Salk в La Jolla, Калифорния. Его позднейшие исследования сосредоточены на теоретической нейробиологии и попытках продвинуть научное изучение человеческого сознания. Он остался на этой должности до своей смерти; «он редактировал рукопись на смертном одре, учёный до конца» по словам Christof Koch.
Ранняя жизнь и образование
Crick был первым сыном Harry Crick 1887–1948 и Annie Elizabeth Crick, урождённой Wilkins; 1879–1955. Он родился 8 июня 1916 года и вырос в Weston Favell, тогда небольшой деревне около английского города Northampton, где отец и дядя Crick управляли семейной фабрикой по производству обуви. Его дедушка, Walter Drawbridge Crick 1857–1903, любитель естественных наук, написал обзор местных фораминифер одноклеточных протистов с раковинами, переписывался с Charles Darwin и имел двух брюхоногих моллюсков или слизней, названных в его честь.
В раннем возрасте Francis был привлечен к науке и тому, что он мог узнать о ней из книг. В детстве его родители водили его в церковь. Но примерно в возрасте 12 лет он сказал, что больше не хочет туда ходить, поскольку предпочитал научный поиск ответов религиозным убеждениям.
Walter Crick, его дядя, жил в небольшом доме на южной стороне Abington Avenue; у него был сарай в конце маленького сада, где он научил Crick выдувать стекло, проводить химические опыты и делать фотографические отпечатки. Когда ему было восемь или девять лет, он перешел в самый младший класс Northampton Grammar School на Billing Road. Это было около 1,25 миль 2 км от его дома, так что он мог ходить туда и обратно по Park Avenue South и Abington Park Crescent, но он чаще ходил на автобусе или позже ездил на велосипеде. Преподавание в старших классах было удовлетворительным, но не столь стимулирующим. После четырнадцати лет он учился в Mill Hill School в Лондоне по стипендии, где изучал математику, физику и химию со своим лучшим другом John Shilston. Он разделил премию Walter Knox за химию в День основания Mill Hill School, в пятницу, 7 июля 1933 года. Он заявил, что его успех был вдохновлен качеством преподавания, которое он получал во время учебы в Mill Hill.
В возрасте 21 года Crick получил степень бакалавра по физике в University College, London. Crick не смог получить место в Cambridge college, вероятно, из-за того, что не выполнил требование по латыни. Crick начал свою докторскую диссертацию в UCL, но был прерван Второй мировой войной. Позже он стал аспирантом и почетным членом Gonville and Caius College, Cambridge и главным образом работал в Cavendish Laboratory и Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований (MRC) в Cambridge. Он также был почетным членом Churchill College, Cambridge и University College, London.
Crick начал проект докторской диссертации по измерению вязкости воды при высоких температурах, который он позже описал как «самую скучную задачу из воображаемых» в лаборатории физика Edward Neville da Costa Andrade в University College London, но с началом Второй мировой войны в частности, инцидентом во время Battle of Britain, когда бомба пробила крышу лаборатории и уничтожила его экспериментальное оборудование, Crick был отвлечен от возможной карьеры в физике. Однако на втором году учебы в качестве аспиранта ему была присуждена премия Carey Foster Research Prize, большая честь. Он проводил постдокторские исследования в Polytechnic Institute of Brooklyn.
Во время Второй мировой войны он работал в Admiralty Research Laboratory, из которого вышла группа многих известных ученых, включая David Bates, Robert Boyd, George Deacon, John Gunn, Harrie Massey и Nevill Mott; он работал над проектированием магнитных и акустических мин и сыграл ключевую роль в проектировании новой мины, которая была эффективна против немецких тральщиков.
Жизнь и работа после Второй мировой войны
В 1947 году, в возрасте 31 года, Crick начал изучать биологию и стал частью важной миграции физиков в биологические исследования. Эта миграция была возможна благодаря вновь завоеванному влиянию физиков, таких как Sir John Randall, который помог выиграть войну с изобретениями, такими как радар. Crick должен был адаптироваться от «элегантности и глубокой простоты» физики к «сложным химическим механизмам, которые естественный отбор развил за миллиарды лет». Он описал этот переход как «почти как будто нужно было родиться заново». По словам Crick, опыт изучения физики научил его чему-то важному — гордыне — и убеждению, что поскольку физика уже была успешной, большие достижения должны быть возможны и в других науках, таких как биология. Crick считал, что эта позиция побудила его быть смелее, чем типичные биологи, которые склонны озабочиваться непосильными проблемами биологии, а не прошлыми успехами физики.
Большую часть двух лет Crick работал над физическими свойствами цитоплазмы в Strangeways Research Laboratory при Cambridge, возглавляемой Honor Bridget Fell, с грантом Совета медицинских исследований, пока не присоединился к Max Perutz и John Kendrew в Cavendish Laboratory. Cavendish Laboratory в Cambridge находилась под общим руководством Sir Lawrence Bragg, который выиграл Нобелевскую премию в 1915 году в возрасте 25 лет. Bragg оказал влияние на попытки опередить ведущего американского химика Linus Pauling в открытии структуры ДНК после того, как Pauling добился успеха в определении структуры альфа-спирали белков. В то же время Cavendish Laboratory Bragg также эффективно конкурировала с King's College London, чей отдел биофизики находился под руководством Randall. Randall отклонил заявку Crick на работу в King's College. Francis Crick и Maurice Wilkins из King's College были личными друзьями, что повлияло на последующие научные события также, как и тесная дружба между Crick и James Watson. Crick и Wilkins впервые встретились в King's College и не, как ошибочно указано двумя авторами, в Admiralty во время Второй мировой войны.
Личная жизнь
Crick был дважды женат, отец трех детей и дедушка шести внуков; его брат Anthony, рождённый в 1918 году, умер раньше него в 1966 году.
Супруги:
- Ruth Doreen Crick, урождённая Dodd р. 1913, м. 18 февраля 1940 – 8 мая 1947. ум. 2011, стала миссис James Stewart Potter
- Odile Crick, урождённая Speed р. 11 августа 1920, м. 14 августа 1949 – 28 июля 2004, ум. 5 июля 2007
Дети:
- Michael Francis Compton р. 25 ноября 1940
- Gabrielle Anne р. 15 июля 1951
- Jacqueline Marie-Therese ;
Внуки
- Alexander р. март 1974
- Kindra р. май 1976
- Camberley р. июнь 1978
- Francis Henry Riley р. февраль 1981, четыре детей Michael и Barbara Crick
- Mark и Nicholas, дети поздней Jacqueline и Christopher Nichols.
Crick умер от рака толстой кишки утром 28 июля 2004 года в больнице Thornton Университета Калифорнии, Сан-Диего (UCSD) в La Jolla; он был кремирован и его прах был развеян в Тихом океане. Публичное мемориальное мероприятие состоялось 27 сентября 2004 года в Институте Salk, La Jolla, рядом с Сан-Диего, Калифорния; выступающими были James Watson, Sydney Brenner, Alex Rich, Seymour Benzer, Aaron Klug, Christof Koch, Pat Churchland, Vilayanur Ramachandran, Tomaso Poggio, Leslie Orgel, Terry Sejnowski, его сын Michael Crick и его младшая дочь Jacqueline Nichols. Частное мемориальное мероприятие для семьи и коллег состоялось 3 августа 2004 года.
Исследования
Crick интересовался двумя фундаментальными нерешенными проблемами биологии: как молекулы переходят от неживого к живому и как мозг создает сознательный разум. Он понял, что его подготовка делала его более квалифицированным для исследований по первой теме и в области биофизики. Именно в это время перехода Crick от физики к биологии он находился под влиянием как Linus Pauling, так и Erwin Schrödinger. Было ясно в теории, что ковалентные связи в биологических молекулах могли бы обеспечить структурную стабильность, необходимую для сохранения генетической информации в клетках. Оставалось только проведение экспериментальной биологии, чтобы выяснить, какая именно молекула является генетической молекулой. По мнению Crick, теория эволюции путем естественного отбора Charles Darwin, генетика Gregor Mendel и знание молекулярной основы генетики, в сочетании, раскрыли секрет жизни. Crick имел очень оптимистичный взгляд на то, что жизнь вскоре будет создана в пробирке. Однако некоторые люди, такие как коллега-исследователь Esther Lederberg, думали, что Crick был чрезмерно оптимистичен.
Было ясно, что какая-то макромолекула, такая как белок, вероятно, была генетической молекулой. Однако было хорошо известно, что белки являются структурными и функциональными макромолекулами, некоторые из которых выполняют ферментативные реакции клеток. В 1940-х годах была обнаружена некоторая доказательства, указывающие на другую макромолекулу, ДНК, другой основной компонент хромосом, как на кандидата в генетические молекулы. В эксперименте Avery-MacLeod-McCarty 1944 года Oswald Avery и его сотрудники показали, что наследуемое фенотипическое различие могло быть вызвано у бактерий путем предоставления им конкретной молекулы ДНК.
Однако другие свидетельства были интерпретированы как указывающие на то, что ДНК была структурно неинтересна и возможно просто молекулярный скаффолд для видимо более интересных молекул белка. Crick был в нужном месте, в нужном психологическом состоянии, в нужное время 1949, чтобы присоединиться к проекту Max Perutz в Университете Cambridge, и он начал работать над рентгеновской кристаллографией белков. Рентгеновская кристаллография теоретически предоставила бы возможность раскрыть молекулярную структуру больших молекул, таких как белки и ДНК, но тогда было серьезных технических проблем, препятствующих применению рентгеновской кристаллографии к таким большим молекулам.
1949–1950
Crick самостоятельно научился математической теории рентгеновской кристаллографии. В период изучения Crick рентгеновской дифракции, исследователи в лаборатории Cambridge пытались определить наиболее стабильную спиральную конформацию цепей аминокислот в белках альфа-спираль. Linus Pauling был первым, кто определил соотношение 3.6 аминокислот на один виток спирали альфа-спирали. Crick был свидетелем ошибок, которые его коллеги допускали в своих неудачных попытках создать правильную молекулярную модель альфа-спирали; они оказались важными уроками, которые могли быть применены в будущем к спиральной структуре ДНК. Например, он узнал о важности структурной жесткости, которую двойные связи придают молекулярным структурам, что имеет отношение как к пептидным связям в белках, так и к структуре нуклеотидов в ДНК.
1951–1953: Структура ДНК
В 1951 и 1952 годах, вместе с William Cochran и Vladimir Vand, Crick помогал в разработке математической теории рентгеновской дифракции спиральной молекулой. Этот теоретический результат хорошо совпадал с рентгеновскими данными для белков, содержащих последовательности аминокислот в альфа-спиральной конформации. Теория спиральной дифракции оказалась также полезной для понимания структуры ДНК.
Конце 1951 года Crick начал работать с James Watson в Cavendish Laboratory в Университете Cambridge, Англия. Используя «Фото 51» результаты рентгеновской дифракции Rosalind Franklin и её аспиранта Raymond Gosling из King's College London, полученные ими от Gosling и коллеги Franklin Wilkins, Watson и Crick вместе разработали модель спиральной структуры ДНК, которую они опубликовали в 1953 году. За это и последующую работу они были совместно награждены Нобелевской премией по физиологии или медицине в 1962 году вместе с Wilkins.
Когда Watson приехал в Cambridge, Crick был 35-летним аспирантом из-за своей работы во время Второй мировой войны, а Watson был только 23-летним, но у него уже была докторская степень. Они разделяли интерес к фундаментальной проблеме понимания того, как генетическая информация могла бы храниться в молекулярной форме. Watson и Crick бесконечно разговаривали о ДНК и идее о том, что могло бы быть возможно угадать хорошую молекулярную модель её структуры. Ключевой фрагмент эксперимента
