Наука и повседневная жизнь не могут и не должны быть разделены.
Розалинд Элси Франклин 25 июля 1920 – 16 апреля 1958 была английским химиком и кристаллографом по рентгеновским лучам, чья работа была центральной для понимания молекулярных структур ДНК дезоксирибонуклеиновой кислоты, РНК рибонуклеиновой кислоты, вирусов, угля и графита. Хотя её работы по углю и вирусам были оценены при её жизни, её вклад в открытие структуры ДНК был в значительной мере признан посмертно.
Франклин обучалась в Norland Place, частной дневной школе в Западном Лондоне, Lindores School for Young Ladies, интернате в Сассексе, и St Paul's Girls' School в Лондоне. Затем она изучала Natural Sciences Tripos в Newnham College, Cambridge, откуда она окончила обучение в 1941 году. Получив стипендию на научные исследования, она присоединилась к лаборатории физической химии University of Cambridge под руководством Ronald George Wreyford Norrish, который разочаровал её своим отсутствием энтузиазма. British Coal Utilisation Research Association BCURA предложила ей исследовательскую должность в 1942 году и начала её работу над углём. Это помогло ей получить докторскую степень в 1945 году. Она отправилась в Paris в 1947 году в качестве chercheur постдокторального исследователя под руководством Jacques Mering в Laboratoire Central des Services Chimiques de l'Etat, где она стала опытным кристаллографом по рентгеновским лучам. Она стала научным сотрудником в King's College London в 1951 году и работала над исследованиями рентгеновской дифракции, которые в конечном итоге способствовали открытию двойной спирали ДНК. В 1953 году, после двух лет, в результате разногласий с её директором John Randall и особенно с её коллегой Maurice Wilkins, она была вынуждена переехать в Birkbeck College. В Birkbeck, John Desmond Bernal, заведующий кафедрой физики, предложил ей отдельную исследовательскую группу. Она умерла в 1958 году в возрасте 37 лет от рака яичников.
Франклин наиболее известна своей работой над рентгеновскими дифракционными изображениями ДНК, особенно Фото 51, во время работы в King's College London, что привело к открытию двойной спирали ДНК, за которое Francis Crick, James Watson и Maurice Wilkins разделили Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1962 году. Watson предположил, что Франклин идеально была бы удостоена Нобелевской премии по химии вместе с Wilkins, но, хотя на тот момент ещё не было правила против посмертных награждений, Нобелевский комитет, как правило, не делал посмертных номинаций.
После завершения работы над ДНК, Франклин возглавила пионерскую работу в Birkbeck по молекулярным структурам вирусов. Её коллега по команде Aaron Klug продолжил её исследования, получив Нобелевскую премию по химии в 1982 году.
Ранняя жизнь
Франклин родилась 25 июля 1920 года по адресу 50 Chepstow Villas, Notting Hill, Лондон, в состоятельной и влиятельной британской еврейской семье.
Семья
Отцом Франклин был Ellis Arthur Franklin 1894–1964, либеральный в политическом отношении лондонский торговый банкир, который преподавал в городском Working Men's College, а её матерью была Muriel Frances Waley 1894–1976. Розалинд была старшей дочерью и вторым ребёнком в семье из пяти детей. David родился в 1919 году, был старшим братом; Colin 1923-2020, Roland родился в 1926 году, и Jenifer родилась в 1929 году были её младшими братьями и сестрой.
Дядей отца Франклин был Herbert Samuel позже Viscount Samuel, который был Home Secretary в 1916 году и первым исповедующим иудаизм человеком, служившим в британском кабинете. Её тётя, Helen Caroline Franklin, известная в семье как Mamie, была замужем за Norman de Mattos Bentwich, который был Attorney General в British Mandate of Palestine. Helen была активна в организации профсоюзов и в движении за женское избирательное право и позже была членом London County Council. Брат Франклин, Hugh Franklin, был ещё одной выдающейся фигурой в движении за избирательное право, хотя его действия в этой области смущали семью Franklin. Среднее имя Розалинд, «Elsie», было в память о первой жене Hugh, которая погибла в пандемии гриппа 1918 года. Её семья была активно вовлечена в Working Men's College, где её отец преподавал предметы электричества, магнетизма и истории Великой войны по вечерам, позже став вице-ректором.
Родители Франклин помогли расселить еврейских беженцев из Европы, спасшихся от нацистов, в частности из Kindertransport. Они взяли двух еврейских детей к себе домой, и один из них, девятилетняя австрийка, Evi Eisenstädter, проживала в комнате Jenifer. Отец Evi, Hans Mathias Eisenstädter, был заключён в Buchenwald, и после освобождения семья приняла фамилию «Ellis».
Образование
С раннего детства Франклин проявила исключительные академические способности. В возрасте шести лет она присоединилась к своему брату Roland в Norland Place School, частной дневной школе в Западном Лондоне. В то время её тётя Mamie Helen Bentwich описала её своему мужу: «Rosalind пугающе умна – она проводит всё своё время, занимаясь арифметикой для удовольствия, и неизменно правильно решает примеры.» Она также развила ранний интерес к крикету и хоккею. В возрасте девяти лет она поступила в интернат, Lindores School for Young Ladies в Сассексе. Школа находилась рядом с морским побережьем, и семья хотела хорошую окружающую среду для её хрупкого здоровья.
Ей было 11 лет, когда она поступила в St Paul's Girls' School в Hammersmith, Западном Лондоне, одну из немногих девичьих школ в Лондоне, которая преподавала физику и химию. В St Paul's она блистала в науке, латыни и спорте. Она также выучила немецкий язык и стала свободно говорить по-французски, языку, который она позже найдёт полезным. Она была первой в своих классах и выигрывала ежегодные премии. Её единственной образовательной слабостью была музыка, по которой директор школьной музыки, композитор Gustav Holst, однажды обратился к её матери с вопросом, может ли она страдать от проблем со слухом или тонзиллитом. С шестью отличиями она прошла матрикуляцию в 1938 году, выиграв стипендию для университета, School Leaving Exhibition в размере £30 в год на три года, и £5 от её деда. Её отец попросил её отдать стипендию достойному беженцу-студенту.
Cambridge и Вторая мировая война
Франклин отправилась в Newnham College, Cambridge в 1938 году и изучала химию в рамках Natural Sciences Tripos. Там она встретила спектроскописта Bill Price, который работал с ней демонстратором в лаборатории и который позже стал одним из её старших коллег в King's College London. В 1941 году ей была присуждена вторая степень с отличием на её итоговых экзаменах. Отличие было признано в качестве степени бакалавра для квалификации при трудоустройстве. Cambridge начала присуждать титульные степени B.A. и M.A. женщинам с 1947 года, и предыдущие выпускницы ретроактивно получили их. В её последний год в Cambridge она встретила французскую беженку Adrienne Weill, бывшую ученицу Marie Curie, которая оказала огромное влияние на её жизнь и карьеру и помогла ей улучшить её разговорный французский язык.
Франклин была удостоена научной стипендии в Newnham College, с которой она присоединилась к лаборатории физической химии University of Cambridge для работы под руководством Ronald George Wreyford Norrish, который позже выигра Нобелевскую премию по химии. За один год её работы там она не имела большого успеха. Как описано его биографом, Norrish был «упрямым и почти извращённым в аргументации, властным и чувствительным к критике». Он не мог решить для неё, над чем работать, и в то время поддавался тяжёлому пьянству. Франклин написала, что он заставил её его полностью презирать. Уйдя из лаборатории Norrish, она выполнила требования National Service Acts, работая помощником научного сотрудника в British Coal Utilisation Research Association BCURA в 1942 году. BCURA находилась на поместье Coombe Springs Estate рядом с Kingston upon Thames рядом с юго-западной границей Лондона. Norrish действовал в качестве советника военных в BCURA. John G. Bennett был директором. Marcello Pirani и Victor Goldschmidt, оба беженцы от нацистов, были консультантами и читали лекции в BCURA, пока Франклин там работала. Во время своего исследования в BCURA она проживала в пансионе Adrienne Weill в Cambridge, пока её кузина Irene Franklin не попросила присоединиться к ней в пустующем доме её дяди в Putney. С Irene она волонтёрила в качестве Air Raid Warden и регулярно совершала патрули, чтобы проверить благополучие людей во время воздушных налётов.
Она изучала пористость угля, используя гелий для определения его плотности. Благодаря этому она открыла взаимосвязь между тонкими сужениями в порах углей и проницаемостью пористого пространства. Заключив, что вещества выводятся в порядке молекулярного размера по мере увеличения температуры, она помогла классифицировать угли и точно предсказать их эффективность для целей топлива и производства военных устройств, таких как противогазы. Эта работа была основой её диссертации на соискание докторской степени The physical chemistry of solid organic colloids with special reference to coal, за которую University of Cambridge присудила ей докторскую степень в 1945 году. Это также была основа нескольких документов.
Карьера и исследования
Франклин провела свою карьеру, работая в Лондоне и Париже.
Париж
После окончания Второй мировой войны в 1945 году, Франклин попросила Adrienne Weill помочь ей и сообщить о возможностях работы для «физического химика, который очень мало знает о физической химии, но довольно много о дырах в угле». На конференции осенью 1946 года Weill представила её Marcel Mathieu, директору Centre national de la recherche scientifique CNRS, сети институтов, которые составляют основную часть научно-исследовательских лабораторий, поддерживаемых французским правительством. Это привело к её назначению в должность с Jacques Mering в Laboratoire Central des Services Chimiques de l'État в Париже. Она присоединилась к лабо, как его называли сотрудники Mering, 14 февраля 1947 года в качестве одного из пятнадцати chercheurs исследователей.
Mering был кристаллографом по рентгеновским лучам, который применял рентгеновскую дифракцию к изучению вискозы и других аморфных веществ, в отличие от тысяч обычных кристаллов, которые изучались этим методом на протяжении многих лет. Он преподавал ей практические аспекты применения рентгеновской кристаллографии к аморфным веществам. Это представляло новые вызовы в проведении экспериментов и интерпретации результатов. Франклин применила их к дальнейшим проблемам, связанным с углём и другими углеродсодержащими материалами, в частности к изменениям в расположении атомов при их преобразовании в графит. Она опубликовала несколько дополнительных работ по этому исследованию, которое стало частью основного направления физики и химии угля и углерода. Она придумала термины графитизирующий и негафитизирующий углерод. Работа по углю была рассмотрена в монографии 1993 года и в регулярно издаваемом учебнике Chemistry and Physics of Carbon. Mering продолжил изучение углерода в различных формах, используя рентгеновскую дифракцию и другие методы.
King's College London
В 1950 году Франклин была получила трёхлетнюю стипендию Turner & Newall для работы в King's College London. В январе 1951 года она начала работать в качестве научного сотрудника в MRC Biophysics Unit, направляемом John Randall. Она была первоначально назначена для работы над рентгеновской дифракцией белков и липидов в растворе, но Randall переориентировал её работу на ДНК волокна из-за новых разработок в этой области, и она должна была быть единственным опытным экспериментальным дифракционным исследователем в King's в то время. Randall сделал эту переасигнацию, даже до того как Франклин начала работать в King's, благодаря пионерской работе исследователя ДНК Maurice Wilkins, и он переасигнировал Raymond Gosling, аспиранта, который работал с Wilkins, чтобы он был её помощником.
Даже используя грубое оборудование, Wilkins и Gosling получили выдающееся дифракционное изображение ДНК, которое вызвало дальнейший интерес к этой молекуле. Они проводили анализ рентгеновской дифракции ДНК в этом подразделении с мая 1950 года, но Randall не сообщил им, что он попросил Франклин взять на себя как работу по дифракции ДНК, так и руководство диссертацией Gosling. Отсутствие коммуникации Randall по этому переасигнованию значительно способствовало хорошо документированному трению, которое развилось между Wilkins и Франклин.
Франклин, теперь работая с Gosling, начала применять свой опыт в методах рентгеновской дифракции к структуре ДНК. Она использовала новую тонкофокусную рентгеновскую трубку и микрокамеру, заказанные Wilkins, но которые она тщательно отработала, отрегулировала и сфокусировала. Опираясь на свой опыт физической химии, она также умело манипулировала критической гидратацией своих образцов. Когда Wilkins спросил об этой улучшенной методике, она ответила в терминах, которые оскорбили Wilkins, так как Франклин имела «воздух холодного превосходства».
Франклин представила свои данные на лекции в ноябре 1951 года в King's College London. В своих конспектах лекций Франклин написала следующее:
«Результаты предполагают спиральную структуру (которая должна быть очень плотно упакована), содержащую 2, 3 или 4 коаксиальные цепи нуклеиновой кислоты на единицу спирали, и имеющую фосфатные группы ближе к снаружи.»
Привычка Франклин интенсивно смотреть людям в глаза, будучи лаконичной, нетерпеливой и прямолинейной, пугала многих её коллег. В резком контрасте, Wilkins был очень застенчив, медленно говорил и вычислял речь, избегая смотреть кому-либо прямо в глаза. Несмотря на интенсивную атмосферу, Франклин и Gosling обнаружили, что существовало две формы ДНК: при высокой влажности, когда она была влажной, волокно ДНК становилось длинным и тонким; когда оно высыхало, оно становилось коротким и толстым.
