モーリス・ウィルキンス

モーリス・ウィルキンス CBE FRS
モーリス・ウィルキンスと、キングス・カレッジ・ロンドンのX線回折研究用に特別に開発したカメラ[1]
生まれる	モーリス・ヒュー・フレデリック・ウィルキンス ( 1916-12-15 )1916年12月15日 ポンガロア、ニュージーランド
死亡	2004年10月5日(2004-10-05)（享年87歳） ブラックヒース、ロンドン、イギリス
教育	キング・エドワード・スクール、バーミンガム
母校	ケンブリッジ大学（MA） バーミンガム大学（PhD）
知られている	X線回折、DNA
配偶者たち	ルース・ウィルキンス ​ （離婚） パトリシア・アン・チジー ​ ​ （ 1959年生まれ）
子供たち	5
受賞歴	ラスカー賞(1960) ノーベル生理学・医学賞（1962年）
科学者としてのキャリア
フィールド	生物物理 学
機関	キングス・カレッジ・ロンドン バーミンガム大学 カリフォルニア大学バークレー校 セント ・アンドリュース大学
論文	燐光の減衰法則と固体中の電子過程 （1940）
博士課程の指導教員	ジョン・ランドール

モーリス・ヒュー・フレデリック・ウィルキンス CBE FRS（1916年12月15日 - 2004年10月5日）^[2]は、ニュージーランド生まれのイギリスの生物 物理学者であり、ノーベル賞受賞者です。彼の研究は物理学と生物物理学の複数の領域に及び、リン光、同位体分離、光学顕微鏡、X線回折の科学的理解に貢献しました。彼はキングス・カレッジ・ロンドンでのDNAの構造に関する研究で知られています。

ウィルキンスの DNA に関する研究は、2 つの明確な段階に分かれている。最初の段階は 1948 年から 1950 年にかけてで、初期の研究で初めて DNA の鮮明な X 線画像が作られ、1951 年にジェームズ・ワトソンが出席したナポリでの会議で発表された。2 番目の段階である 1951 年から 1952 年にかけて、ウィルキンスはイカの精子から鮮明な「B 型」X 字型画像を作成し、ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックに画像を送信した。ワトソンは「ウィルキンスは DNA の極めて優れた X 線回折写真を得た」と記している。^{[3] [4]}

1953年、ウィルキンスのグループコーディネーターであるジョン・ランドール卿はレイモンド・ゴスリングに、B型DNAの高画質画像（写真51 ）をウィルキンスに渡すように指示した。この画像はゴスリングが1952年に作成したもので^{[5] [6]、}その後、彼の指導教官ロザリンド・フランクリンがロンドン大学キングス・カレッジを去る際に「脇に置いておいた」 ^{[7] 。ウィルキンスはそれをワトソンに見せた。 [8]この画像は、}ライナス・ポーリングがDNAの誤った構造を提案していたという知識と相まって、ワトソンとクリックを「動員」し、モデル構築を再開した^{[9] 。}マックス・ペルツを通じて入手したウィルキンスとフランクリンの研究報告からの追加情報により、ワトソンとクリックは1953年にDNAの二重らせん構造を正しく説明した。

ウィルキンスはワトソン・クリックDNAモデルのテスト、検証、大幅な修正を続け、RNAの構造を研究した。^[10]ウィルキンス、クリック、ワトソンは「核酸の分子構造とそれが生体物質における情報伝達に及ぼす重要性に関する発見」により、 1962年のノーベル生理学・医学賞を受賞した。 ^[11]

ウィルキンスはニュージーランドのポンガロアで生まれた。父のエドガー・ヘンリー・ウィルキンスは医師だった。^[12]姉は翻訳家で詩人のエイスネ・ウィルキンス。家族はダブリン出身で、父方の祖父はダブリン高校の校長、母方の祖父は警察署長だった。モーリスが6歳のとき、ウィルキンス一家はイギリスのバーミンガムに引っ越した。その後、モーリスはワイルド・グリーン・カレッジに通い、1929年から1934年までバーミンガムのキング・エドワード・スクールに通った。 ^[要出典]

ウィルキンスは1935年にケンブリッジ大学セント・ジョンズ・カレッジに入学し、物理学を専攻して自然科学トリポスを学び、1938年に文学士号を取得した。 ^{[13]セント・ジョンズでウィルキンスの講師の一人であった} マーク・オリファントはバーミンガム大学の物理学科長に任命され、ジョン・ランドールをスタッフに任命した。ウィルキンスはバーミンガム大学でランドールの博士課程の学生となった。1945年、彼らはリン光と電子トラップに関する4つの論文を王立協会紀要^{に発表した。 [14] [15] [16] [17]}ウィルキンスはこの研究で1940年に博士号を取得した。 ^{[18] [19]}

第二次世界大戦中、ウィルキンスはバーミンガムで改良されたレーダースクリーンを開発し、その後1944年から45年にかけてカリフォルニア大学バークレー校のマンハッタン計画で同位体分離の研究に従事した。 ^[20]

一方、ランドールはセント・アンドリュース大学の物理学科長に任命されていた。1945年、彼はウィルキンスをセント・アンドリュース大学の自分の学部の助教授に任命した。ランドールは医学研究会議(MRC) と交渉し、物理学の実験方法を生物学の問題に適用する研究室を設立しようとしていた。これらの分野を生物物理学として組み合わせるというのは斬新なアイデアだった。MRC はランドールに、これは別の大学で行う必要があると告げた。1946年、ランドールはホイートストン物理学教授に任命され、ロンドンのキングス・カレッジの物理学部全体を統括し、生物物理学ユニットを設立する資金を得た。彼はウィルキンスをユニットの副ディレクターとして連れて行った。彼らは物理科学と生物科学の両方の訓練を受けた科学者チームを任命した。「経営哲学」は、多くの技術を並行して使用することを検討し、どれが有望かを見つけ、それに焦点を合わせるというものだった。ウィルキンスは物理学の最も多様な経験を持つ科学者であり、ユニットの副ディレクターとして、新しいタイプの光学顕微鏡法を含む自身の研究プロジェクトに直接関与するほか、さまざまなプロジェクトを全般的に監督していた。^[21]キングス・カレッジは、ストランド・レベルのカレッジ前庭の地下の地下室が戦争中に爆撃で破壊された場所に、まったく新しい物理学部と工学部を建設するための資金を受け取った。1952年の初めの数ヶ月間、生物物理学ユニット、さらにいくつかの実験物理学グループ、および理論グループが移転し始めた。研究所は6月27日にチャーウェル卿によって正式に開設された。ウィルキンスのネイチャー誌の記事は、カレッジ全体における彼の指導的役割と名声と一致して、両部門について説明していた。^[22]

キングス・カレッジで、ウィルキンスは、スイスの科学者ルドルフ・シグナーが子牛の胸腺から採取したDNAと雄羊の精子のX線回折研究に従事した。シグナーの研究室から採取したDNAは、以前に単離されたDNAよりもはるかに無傷だった。ウィルキンスは、この濃縮DNA溶液から、X線回折パターンの生成に適した高度に整列したDNA配列を含む細い糸を作ることが可能であることを発見した。^[23]ウィルキンスと大学院生のレイモンド・ゴスリングは、これらのDNA糸を注意深く束ねて水分を保ったまま、 DNAのX線写真を撮影した。その結果、シグナーのサンプル中の細長いDNA分子は、これらの糸の中で規則的な結晶のような構造をしていることがわかった。ゴスリングは後に「現像皿の中のフィルムに現れた、あれらの個別の回折斑点を初めて見た時、まさにひらめきの瞬間だった。DNAが遺伝子の材料であるなら、遺伝子が結晶化できることを示したことになると気づいたのだ！」と語っている。^[24]このキングス・カレッジでの最初のX線回折研究は1950年5月か6月に行われた。1年後にナポリで行われた会議で披露された、1950年に撮影されたX線回折写真の1枚が、ジェームズ・ワトソンのDNAへの興味をかき立てた。 ^[25]ワトソンは「突然、化学に興奮した。ウィルキンスと一緒にDNAの研究ができるのではないかと考え始めた」と書いている。^[26]当時、ウィルキンスはフランシス・クリックにもDNAの重要性を紹介した。クリックはウィルキンスに「君がすべきことは、良いタンパク質を見つけることだ」と言って、タンパク質の研究をするように勧めた。^[27]ウィルキンスは、精製されたDNAの糸で適切な実験を行うには、より優れたX線装置が必要であることを知っていた。ウィルキンスは新しいX線管と新しいマイクロカメラを注文した。また、間もなく任命されるロザリンド・フランクリンをタンパク質溶液の研究からDNA研究に異動させるようランドールに提案した。^[28]

1950年の夏までに、ランドールはロザリンド・フランクリンを彼の研究室に招聘する3年間の研究フェローシップを手配した。フランクリンはパリでの研究の完了が遅れていた。1950年後半、ランドールはフランクリンに手紙を書き、タンパク質の研究をするよりもウィルキンスの研究^[29]を活用し、シグナーのDNAサンプルから作ったDNA繊維のX線研究を行うべきだと伝えた^{[30] 。}

1951年初頭、フランクリンがようやく到着した。ウィルキンスは休暇中で、レイモンド・ゴスリングがアレックス・ストークスと共に彼の代理を務める最初の会議を欠席した。ストークスはクリックと同様に、らせん構造がX線を回折する一般理論を可能にする基礎的な数学を解くことになっていた。研究室では数か月間DNAに関する研究が行われていなかったため、新しいX線管は使われず、フランクリンを待っていた。フランクリンは最終的にシグナーからDNAを手に入れ、ゴスリングは彼女の博士課程の学生となり、彼女はDNAのX線回折研究が自分のプロジェクトであると期待していた。一方、ウィルキンスはフランクリンが自分の協力者となり、自分が始めたDNAプロジェクトで一緒に働くことを期待して研究室に戻った。^[30] DNA研究に関するフランクリンとウィルキンスの役割に関する混乱（後に彼らの間にかなりの緊張関係に発展した）は明らかにランドールのせいである。任命状の中で、彼はフランクリンに「[DNAの]実験的なX線研究に関しては、現時点ではあなたとゴスリングの2人だけになります」と伝えた。^[31]しかし、ランドールはDNA研究の責任をフランクリンに単独で負わせる決定をウィルキンスに知らせることはなく、ウィルキンスはフランクリンの死後何年も経ってからその手紙の存在を知った。彼は後に「私の意見は非常に明確です。ランドールがロザリンドに手紙を書いて、ストークスと私がDNA研究を中止したいと私たちに相談せずに伝えたのは非常に間違っていました。レイモンド[ゴスリング]と私は明確な結晶X線パターンを得た後、その研究を続行することに非常に熱心でした...非常に尊敬すべき科学者[ランドール]がナポレオンをモデルにしているときに「実際に何が起こったのか」を理解するのは容易ではありません...[しかしその手紙は]彼女と私にとって非常に有害でした」と書いた。^[32]

1951年11月までに、ウィルキンスは細胞内のDNAと精製されたDNAがらせん構造を持っているという証拠を持っていました。^[33]アレックス・ストークスはらせん回折理論の基礎的な数学を解き、ウィルキンスのX線回折データはDNAがらせん構造であることを示していると考えました。ウィルキンスはワトソンとクリックに会い、その結果を伝えました。ウィルキンスからのこの情報と、キングス・カレッジの研究会議でフランクリンの研究について話すのを聞いたワトソンが得た追加情報により、ワトソンとクリックはリン酸骨格を中心にした最初のDNA分子モデルを作成しました。提案された構造のモデルを見たフランクリンはワトソンとクリックにそれは間違っていると言いました。フランクリンは2つの観察に基づいてこれを決めました。まず、JMガランドの実験では、塩基のCO基とNH _2基は滴定できず、おそらくアクセスできないことが示されました。第二に、結晶学的証拠は、DNAの構造単位が水を加えることで徐々に分離し、ゲルが形成され、その後溶液になることを示しました。フランクリンは、この最も単純な説明は分子の親水性部分が外側にあることだと考えました。クリックはウィルキンスにさらなる分子モデリングの取り組みを続けるよう説得しましたが、ウィルキンスはこのアプローチを採用しませんでした。^{[引用が必要]}

1952 年初頭、ウィルキンスはセピア色の精子に関する一連の実験を開始したが、これは非常に有望なものだった。「私は前年よりもずっと鮮明なパターンを得た……偶然ブラッグ卿に会ったとき、私は彼にそのパターンを見せた……それは DNA のらせん構造の強力な証拠を非常に明確に示していた……鮮明な精子のパターンは非常に刺激的で、精子が本物の生きた物体であり、化学者が生きた物質から抽出した精製 DNA ではないという特別な関心を抱かせた」。ウィルキンスは生きたサンプルから意味のある X 線回折パターンが得られるかどうかに特に興味を持っていたが、その結果はそれが可能であることを示した。^[34]

1952年、フランクリンは分子モデリングへの参加も拒否し、X線回折データ（パターソン合成）の段階的な詳細分析に取り組み続けました。1952年春までに、フランクリンはランドールからフェローシップの譲渡を申請する許可を得て、キングス・カレッジを離れ、同じくロンドンのバークベック・カレッジにあるジョン・バーナルの研究室で働くことができました。フランクリンは1953年3月中旬までキングス・カレッジに留まりました。^[35]

ライナス・ポーリングは、 DNA の提案されたが誤った構造を発表したが、その構造は 1 年前にワトソンとクリックが犯したのと同じ基本的な誤りを犯していた。イギリスで DNA を研究していた人々の中には、ポーリングが自分の誤りに気づき、ヌクレオチド鎖の骨格を DNA モデルの外側に置いたらすぐに DNA 構造を解いてしまうのではないかと恐れた者もいた。1952 年 3 月以降、フランクリンは水和度の低い A 型の DNA の X 線データに集中し、ウィルキンスは水和度の高い B 型の研究に取り組んだ。ウィルキンスはフランクリンが良質の DNA をすべて持っていたため、不利な立場に置かれた。ウィルキンスは新しい DNA サンプルを手に入れたが、それは 1950 年に入手し、フランクリンが引き続き使用した元のサンプルほど良質ではなかった。彼の新しい結果のほとんどは精子細胞などの生物学的サンプルに関するもので、これも DNA のらせん構造を示唆していた。1952 年 7 月、フランクリンは彼とストークスに、最新の結果から A 型のらせん構造に疑問を抱くようになったと報告した。^[要出典]

1953 年初頭、ワトソンはキングス カレッジを訪れ、ウィルキンスはフランクリンが 1952 年 3 月に作成した B 型 X 線回折パターンの高画質画像 (現在写真 51として識別) を彼に見せた。ウィルキンスは、画像を作成した主任研究者に通知したり許可を得たりすることなく、フランクリンが作成したこの画像を見せた。ポーリングが DNA を研究しており、DNA モデルを出版用に提出したことを知ったワトソンとクリックは、DNA の構造を推測するためにもう一度集中的な取り組みを開始した。クリックは、論文指導教官のマックス ペルツを通じて、キングス カレッジからの進捗レポートにアクセスし、フランクリンが X 線回折データから推測した DNA の特徴に関する有用な情報を入手した。ワトソンとクリックは、1953年 4 月にネイチャー誌に、提案した DNA の二重らせん構造を論文として発表した。この論文で、ワトソンとクリックは、ウィルキンスとフランクリンの「未発表の結果とアイデアに刺激を受けた」ことを認めた。^[36]

最初のワトソン=クリックの論文は1953年4月25日にネイチャー誌に掲載された。ケンブリッジ大学とキングス・カレッジの研究室のメンバーは、ネイチャー誌に連続ページ付けされた3本の論文で相互に連携した研究を報告することに同意した。^{[36] [37] [38]}

ワトソンとクリックが研究していたキャベンディッシュ研究所の所長、サー・ローレンス・ブラッグは、1953年5月14日木曜日にロンドンのガイ病院医学部で講演を行い、その結果、 1953年5月15日金曜日のロンドンのニュース・クロニクル紙にリッチー・カルダーが「あなたがあなたである理由。生命のより近い秘密」と題する記事を掲載した。このニュースは翌日ニューヨーク・タイムズの読者に届いた。ビクター・K・マケルヘニーは、ワトソンの伝記『ワトソン、ワトソンとDNA：科学革命の創出』の調査中に、ロンドンで書かれた1953年5月16日付のニューヨーク・タイムズの6段落の記事の切り抜きを発見した。その記事の見出しは「細胞内の『生命単位』の形がスキャンされる」だった。この記事は初期の版に掲載されたが、より重要とみなされたニュースのためにスペースを空けるために削除された。（ニューヨーク・タイムズはその後、1953年6月12日にもっと長い記事を掲載した。）ケンブリッジ大学の学部生新聞「ヴァーシティ」も、1953 年 5 月 30 日土曜日にこの発見に関する短い記事を掲載した。1953 年 4 月 8 日にベルギーで行われたソルベイのタンパク質に関する会議でのブラッグの最初の発表は、報道されなかった。^[要出典]

1953年にDNAの二重らせん構造に関する最初の一連の論文を発表した後、ウィルキンスは、さまざまな生物種や生体システムにおいてらせんモデルが有効であることを確立し、二重らせん構造の普遍性を確立するための綿密な実験を実施したチームのリーダーとして研究を続けました。 ^[23]彼は1955年にキングス大学のMRC生物物理学ユニットの副所長となり、1970年から1972年までランドールの後任としてユニットの所長を務めました。^{[39] [40]}

ウィルキンスは1959年に王立協会フェロー（FRS）に選出され^[2]、1964年にはEMBO会員に選出された^[41]。

1960年にアメリカ公衆衛生協会のアルバート・ラスカー賞を受賞し^[42]、1962年には大英帝国勲章コマンダーを授与された。また1962年にはDNA構造の発見によりワトソンとクリックと共にノーベル生理学・医学賞を受賞した^[12]。

1969年から1991年まで、ウィルキンスは英国科学における社会的責任協会の初代会長を務めた。^[43]

2000年、キングス・カレッジ・ロンドンは、フランクリン博士とウィルキンス教授の大学での功績を称えてフランクリン・ウィルキンス・ビルをオープンした。 ^[44]

イギリス、ケンブリッジの クレア・カレッジのサーキル・コートの外にあるDNA彫刻（ジェームズ・ワトソン寄贈）の文言は、

a) ベース上:

i) 「これらの鎖は細胞の再生中に解けます。遺伝子は塩基の配列にコード化されています。」

ii) 「二重らせんモデルはロザリンド・フランクリンとモーリス・ウィルキンスの研究によって支持されました。」

b) ヘリックス上:

i) 「DNAの構造は、1953年にフランシス・クリックとジェームズ・ワトソンによって発見されました。当時ワトソンはクレアに住んでいました。」

ii) 「DNA 分子には、アデニン - チミンまたはグアニン - シトシンの塩基対によって結合された 2 本のらせん状の鎖があります。」

2002年に設立されたオークランド大学の分子生物発見センターは、2006年にモーリス・ウィルキンス・センターに改名されました。^[45]

ウィルキンスは2度結婚した。最初の妻ルースはバークレー在学中に出会った美術学生だった。彼らの結婚は離婚に終わり、ルースは離婚後にウィルキンスとの間に息子を産んだ。^[46]ウィルキンスは1959年に2度目の妻パトリシア・アン・チジーと結婚した。2人の間にはサラ、ジョージ、エミリー、ウィリアムの4人の子供が生まれた。未亡人のパトリシアと結婚後の子供たちは彼の死後も生き延びた。^{[39] [40]}

第二次世界大戦前の数年間、彼は反戦活動家であり、ケンブリッジ科学者反戦グループに参加していた。彼は共産党に入党したが、1939年9月にソ連軍がポーランドに侵攻した。^[47]かつて機密扱いされていた英国保安局の文書によると、ウィルキンスは原子力機密を漏らした疑いがあった。2010年8月に公開されたこのファイルによると、ウィルキンスに対する監視は1953年までに終了していた。^[48]「戦後、私は何をすべきか考えました。日本の民間施設に2発の爆弾が投下されたことに非常にうんざりしていたからです」と彼は1999年に英国のエンカウンターラジオ番組で語った^。[49]

ウィルキンスは2003年に自伝『二重らせんの第三の男』を出版した。 ^[50]

• James D. Watson、『The Annotated and Illustrated Double Helix』、Alexander Gann および Jan Witkowski 編 (2012) Simon & Schuster、ISBN 978-1-4767-1549-0。 

ウィキメディア・コモンズには、モーリス・ウィルキンスに関連するメディアがあります。

• Olby, R. (2003). 「二重らせんの静かなデビュー」. Nature . 421 (6921): 402–405. Bibcode :2003Natur.421..402O. doi : 10.1038/nature01397 . PMID  12540907. S2CID  4315521.
• ピープルズ アーカイブ/BBC のクリック氏との 90 話のインタビューと、ブレナー氏との 236 話のインタビュー。
• Nobelprize.org のモーリス・ウィルキンス1961年12月11日のノーベル賞講演で核酸の分子構造について
• DNA 構造発見 50 周年を記念したレディング大学のサイト。このテーマに関する書籍のリストも掲載されています。
• 経歴（ニュージーランドエッジより）
• BAマガジンの発見ストーリー
• DNA: ウィルキンスがDNAの構造解明に関わった経緯を詳述した王の物語
• DNAと社会的責任プロジェクト：モーリス・ウィルキンの個人文書のアーカイブ化
• DNA構造に関するNatureの古典論文リスト
• BBCでフランシス・クリックとジェームズ・ワトソンの対談を聞く
• 1953年6月の原文の複製（PDF）
• リン・エルキンスによるフランクリンに関する記事。
• ニューヨークタイムズ創刊50周年記念の優れた記事シリーズ。
• DNA構造の発見に関する最初のアメリカの新聞報道: 1953年6月13日土曜日、ニューヨークタイムズ(PDF)
• モーリス・ウィルキンスの口述歴史インタビューを聴く 2012年1月30日アーカイブウェイバックマシンで –大英図書館のナショナル・ライフ・ストーリーズのために録音された人生物語のインタビュー