50 år siden "Århundrets oppdagelse"

På tampen av februar 1953 sendte James D. Watson og Francis Crick sitt manus til Nature, et manus som ble til en relativt liten artikkel den 25. april samme år: “Molecular Structure of Nucleic Acid”. Endelig kjente vi DNAs struktur: En dobbelt spiral, en tvinnet stige av sukker- og fosforsyremolekyler, med fire ulike organiske baser som trinn.

Og vi visste at det dreide seg om selve arvestoffet. I nest siste avsnittet av sin artikkel skriver Watson & Crick: “It has not escaped our notice - Vi har ikke kunne la være å legge merke til, at den spesielle paringen (mellom basene) vi har postulert, umiddelbart antyder en mulig kopieringsmekanisme for det genetiske materialet.”

Falsk beskjedenhet?

Et tilfelle av falsk beskjedenhet?

Kanskje. Beskjedenhet var ikke det første man assosierte med Watson og Crick.

Uansett: Vi visste allerede fra før at DNA var en nukleinsyre, og identisk med det mystiske arvestoffet. Og selve den genetiske koden, den ble ikke dechiffrert før nesten ti år senere. Det Watson og Crick fant, var strukturen på molekylet. Hvorfor er akkurat dette blitt “århundrets oppdagelse”?

James D. Watson var en amerikansk postdoc på stipendopphold i København. Men København interesserte ham ikke, så i 1951 dro den unge virologen til England og Cambridge, nærmest på lykke og fromme.

Der traff han Francis Crick. Watsons åpningssetning fra boka “The Double Helix” er blitt klassisk: “I have never seen Francis Crick in a modest mood.”

Crick, tidligere fysiker, var kjent som breiflabben på Cavendish, megafonen og pratemaskinen som fikk instituttets leder, nobelprisvinneren Lawrence Bragg, til å foretrekke å spise lunsj innelåst på sitt eget kontor, mens han drømte om den dag Crick skulle avslutte doktorgraden og forsvinne.

Et særdeles lyst hode!

Crick hadde to dårlige egenskaper: Et særdeles lyst hode som gjorde ham i stand til, straks å se svakheten i kollegenes arbeid - og en vilje til å fortelle dem det, gjerne i full offentlighet.

Men i Watsons selskap fremsto Crick som dannet og tenksom. De to kom godt overens.

Derfor bestemte de seg snart for å samarbeide om det kanskje mest lovende prosjektet molekylærbiologien kunne by på på den tiden: kartleggingen av arvestoffets struktur. Et arbeid ingen av dem hadde spesielle interesser eller forutsetninger for å klare. Men det var her æren og berømmelsen lå.

Jakten på den Hellige Gral

Den beste kilden til hva som egentlig skjedde videre, er Watsons egen beretning, i boka The Double Helix, skrevet i 1968. Her forteller han på lett slentrende vis om kappløpet om molekylærbiologiens Hellige Gral.

De to hadde et problem allerede i utgangspunktet: De ankom banen etter at løpet hadde begynt. Og i feltet fantes noen av verdens fremste hjerner.

Ved King’s College i London jobbet Maurice Wilkins sammen med blant andre Rosalind Franklin, ved Caltech i California satt “verdens fremste kjemiker”, Linus Pauling.

Følger du lenkene over, vil du finne en lang nok fortelling om hvordan Watson og Crick trosset arkaiske regler om hva man har og ikke har lov til å forske på - og litt mindre arkaiske regler for god oppførsel (blant annet tyvtittet de på Franklinds bilder), før de mot alle odds, kom først i mål.

Artikkelen gikk i posten i februar, og sto på trykk i april. I dag regnes genetikkhistorien etter tidsregningen før og etter 1953.

Ingen sjampis!

Men sjampanjekorkene gikk ikke i luften. I hvertfall ikke utenfor veggene på Cavendish-laboratoriet i Cambridge. Og ingen aviser ryddet forsiden. I hvertfall ikke i Norge.

- Selvsagt er det en nydelig artikkel. Kanskje særlig formuleringen “It has not escaped our notice?” Men jeg er kanskje naiv, sier Wenche Blix Gundersen, professor i mikrobiologi ved Medisinsk fakultet, Universitetet i Oslo.

- Vi tok artikkelen til etterretning, og fortsatte med vårt.

- Begeistringen var moderat, ikke bare i offentligheten, men også i de faglige miljøene. Man visste rett og slett ikke hva dette innebar. I den grad avsløringen av DNA i det hele tatt vekket oppmerksomhet, så var det nesten ti år senere, i 1962, da Watson og Crick fikk sine Nobelpriser, sier historikeren Arve Monsen ved Senter for teknologi, innovasjon og kultur ved Universitetet i Oslo.

Watson og Crick måtte vente på sin ære og berømmelse.

Arve Monsen har studert genetikkens historie i Norge, og mener DNA og DNAs struktur hadde liten relevans for alle andre enn en håndfull eksperter på internasjonalt toppnivå. For et lite land som Norge, var det dyrt å jobbe med, og med så vidt sparsomme umiddelbare praktiske følger, er det ikke rart at folk valgte å konsentrere seg om andre ting.

- For å sitere Hans Prytz, sier Wenche Blix Gundersen, - Helt fram til 1980-årene sto DNA i Norge for Det Norske Arbeiderparti.

The Mona Lisa of modern science?

Men i dag, tidlig i det 21. århundre, etter genteknologi og kartlegging av det menneskelige genom, er DNA et ikon, “The Mona Lisa of modern science”, som Nature nylig kalte det.

Og februar 1953 er blitt et slags Jesu fødsel - for å dra analogien for langt.

Da kan det jo være på tide å reflektere litt over begreper som ære, berømmelse og fortjeneste.

Den nylig pensjonerte professor i medisinsk genetikk ved Universitetet i Oslo, Kåre Berg, er en av etterkrigstidens mest sentrale norske genetikere. Han har ingen problemer med å se det store i Watsons og Cricks bragd - han kan til og med gå så langt som å si at den kanskje var den største:

- Avsløringen av DNAs struktur var bare en del av et kontinuum som strekker seg fra Mendel og hans arvelover midt på 1800-tallet, via Avery, som i 1944 beviste at det er DNA som er arvestoffet, via Watson og Crick, til avsløringen av den genetiske koden rundt 1960, til dagens genteknologi og sekvensering av det menneskelige arvestoff.

- Men akkurat det å finne ut hvordan DNA er bygget opp - i kappløp med en superhjerne som Linus Pauling - det var kanskje den største intellektuelle bragden.

Men likevel, som Kåre Berg påpeker, Watson og Crick er bare en av en lang rekke hendelser. De er ikke de eneste som har fått Nobelpriser, men de er de eneste som har blitt til begreper i dagligtalen.

Frem fra glemselen

Østerrikeren Gregor Mendel la fram sine arvelover i 1865. Før hans tid tenkte man på arv omtrent som blanding av maling - hvitt og sort ble grått. Men Mendels studier viste at hva det enn var som bestemte våre egenskaper, så oppførte det seg på en annen måte. Blanding av arvestoffet fra en hvit og en sort blomst ville for eksempel kanskje gitt en hvit, en sort og to blomster av blandingsfarge. Det var med andre ord ikke slik at arvestoffene fra hann og hunn ble blandet ut i hverandre, det måtte finnes en eller annen form for minste arveenhet - et gen.

(Vårt tenkte eksempel kan forklares hvis genene for hvit og sort farge er likestilt. Når to gener for hvitt kom sammen, får vi en hvit blomst. Når to for sort kommer sammen får vi en sort blomst, mens ett av hvert gir en blandingsfarge. Mange andre mulige arveganger finnes også.)

Bare 40 mennesker var til stede da Mendel la fram sine oppsiktsvekkende resultater, og den påfølgende boka ble trykket i bare 200 eksemplarer. Når vi legger til at han jobbet fjernt fra datidens vitenskapelige metropoler, kan vi forstå at han raskt gled inn i historiens mørke.

“Min tid kommer nok”, skal han engang lakonisk ha sagt. Og den kom, men da var han død for lengst. Mendels arvelover ble gjenoppdaget i 1900, av tre forskjellige forskere.

Hva er arvestoffet?

Om Mendel ble oversett, gikk det ikke veldig mye bedre med Oswald Avery, som jobbet ved Rockefeller institute i New York under den annen verdenskrig.

Nukleinsyrene var kjent allerede fra 1870-tallet, og etter hvert ante man at arvestoffet enten måtte være slike syrer eller så måtte det være proteiner.

Allerede i 1900 klarla tyskernes store kjemigeni Emil Fischer både proteinenes og nukleinsyrenes molekylære struktur - altså hvilke molekyler de var bygget opp av. Men hvordan de egentlig var bygget opp, deres tredimensjonale struktur, gjensto.

I 1928 viste så Frederick Griffith at det fantes et stoff i bakterier han hadde drept, som ble tatt opp i levende bakterier, og endret disses egenskaper. Fenomenet kalte han “transformasjon”. Dette måtte være det arvelige prinsipp - men hva var det? Hvilket stoff forårsaket transformasjon? Og var dette det samme i mennesker som i bakterier?

Utover i det 20. århundre stred de lærde: Var det proteinene eller nukleinsyrene som var arvestoffet? De fleste holdt en knapp på proteinene. De var tilsynelatende langt mer komplisert bygget opp enn nukleinsyrene, som kun besto av en fosforsyre, et sukkermolekyl og en håndfull organiske baser. Hvordan i all verden skulle et så enkelt og kjedelig molekyl kunne romme så mye informasjon?

Ingen Nobelpris

Det var Avery som brakte gjennombruddet. Sammen med medarbeiderne Maclyn McCarty og Colin MacLeod, og gjennom elegante forsøk, beviste han at det var DNA som var den transformerende agens i bakterier, og han foreslo at dette “kjedelige molekylet” også var det genetiske materialet hos andre levende vesener.

- Alle som fulgte litt med, visste at Avery hadde funnet løsningen, sier Kåre Berg.

- Og etter en stund begynte man å lure på om dette var en oppdagelse av Nobelprisklasse. Sentrale svenske forskere forhørte seg rundt om hva fremstående vitenskapsmenn mente om saken. De fleste syntes å være enige om at Avery hadde rett.

- Men det var en, svært sentral forsker, som var uenig. Han mente dette var for usikkert.

- Og dermed skjedde det, at DEN største biologiske oppdagelsen på 1900-tallet aldri fikk noen Nobelpris. Det er et tankekors.

Senere, i 1953, antydet Watson og Crick en mekanisme for hvordan DNA kunne bære den genetiske informasjonen.* Og selvsagt hvordan molekylet ellers så ut.

Først rundt neste tiårskifte, i 1961, viste Marshall Nirenberg og Johann Heinrich Matthaei at rekkefølgen av basene koder for visse aminosyrer, og la dermed grunnlaget for de senere tiårs utrolige fremskritt innen genetikk.

*DNA inneholder fire organiske baser. Hver base kan kun pares med en annen av basene. Rekkefølgen av basene på en halvdel av DNA-spiralen bestemmer dermed hvilke baser som vil befinne seg på den andre halvdelen. Med litt fantasi, ser vi at dette kan fungere som et språk, som en kode for overføring av informasjon.