Кіріспе
Жаңа Зеландияда туған британдық биофизик
Ласкер сыйлығы (1960)
Физиология немесе медицина саласындағы Нобель сыйлығы (1962)
EMBO мүшелігі (1964) – Жаңа Зеландияда туған британдық биофизик және Нобель сыйлығының лауреаты. Оның зерттеулері физика мен биофизиканың көптеген салаларын қамтиды, фосфоресценция, изотоптарды бөлу, оптикалық микроскопия және рентген сәулелерінің дифракциясы туралы ғылыми түсініктерге үлкен үлес қосты. Ол Лондон Король колледжінде ДНК құрылымын зерттеу жұмыстарымен танымал. Уилкинстің ДНК-ны зерттеуі екі бөлек кезеңге бөлінеді. Бірінші кезең 1948–1950 жылдары болды, оның алғашқы зерттеулері ДНК-ның алғашқы айқын рентгендік суреттерін жасады, оны 1951 жылы Джеймс Уотсон қатысқан Неапольдегі конференцияда таныстырды. Екінші кезең 1951–1952 жылдары Уилкинс калмар спермасынан алынған X пішіндес "B формасы" суреттерін жасады, оларды Джеймс Уотсон мен Фрэнсис Крикке жіберді, соның нәтижесінде Уотсон «Уилкинс ДНК-ның өте жақсы рентгендік дифракциялық суреттерін алды» деп жазды. 1953 жылы Уилкинс тобының үйлестірушісі сэр Джон Рэндалл Реймонд Гослингке 1952 жылы Гослинг түсірген "B" формасы ДНК-ның жоғары сапалы суретін (Фото 51) Уилкинске беруді тапсырды, кейін оның жетекшісі Розалинд Франклин Лондон Король колледжін тастап кеткен кезде оны «жанама қойды». Уилкинс оны Уотсонға көрсетті. Бұл сурет, сонымен қатар Линус Полинг ДНК-ның бұрыс құрылымын ұсынғанын білгеннен кейін, Уотсон мен Крикті модельдеуді қайта бастауға «ынталандырды». Макс Перутц арқылы алынған Уилкинс пен Франклиннің зерттеу есептерінен алынған қосымша ақпараттармен Уотсон мен Крик 1953 жылы ДНК-ның қос спиральді құрылымын дұрыс сипаттады. Уилкинс Ватсон-Крик ДНК моделін сынауды, тексеруді және маңызды түзетулер енгізуді, сондай-ақ РНК құрылымын зерттеуді жалғастырды. Уилкинс, Крик және Уотсонға 1962 жылы «нуклеин қышқылдарының молекулалық құрылымын және оның тірі организмдердегі ақпарат алмасудағы маңыздылығын ашқандары үшін» физиология немесе медицина саласындағы Нобель сыйлығы табысталды.
Nobel Prize in Physiology or Medicine (1962)
EMBO Membership (1964) was a New Zealand born British biophysicist and Nobel laureate whose research spanned multiple areas of physics and biophysics, contributing to the scientific understanding of phosphorescence, isotope separation, optical microscopy and X ray diffraction. He is known for his work at King's College London on the structure of DNA. Wilkins' work on DNA falls into two distinct phases. The first was in 1948–1950, when his initial studies produced the first clear X ray images of DNA, which he presented at a conference in Naples in 1951 attended by James Watson. During the second phase, 1951–52, Wilkins produced clear "B form" X shaped images from squid sperm, images he sent to James Watson and Francis Crick, causing Watson to write "Wilkins has obtained extremely excellent X ray diffraction photographs" [of DNA]. In 1953, Wilkins' group coordinator Sir John Randall instructed Raymond Gosling to hand over to Wilkins a high quality image of "B" form DNA (Photo 51), which Gosling had made in 1952, after which his supervisor Rosalind Franklin "put it aside" as she was leaving King's College London. Wilkins showed it to Watson. This image, along with the knowledge that Linus Pauling had proposed an incorrect structure of DNA, "mobilised" Watson and Crick to restart model building. With additional information from research reports of Wilkins and Franklin, obtained via Max Perutz, Watson and Crick correctly described the double helix structure of DNA in 1953. Wilkins continued to test, verify, and make significant corrections to the Watson–Crick DNA model and to study the structure of RNA. Wilkins, Crick, and Watson were awarded the 1962 Nobel Prize for Physiology or Medicine, "for their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material".
Ерте өмір және білім
Уилкинс Жаңа Зеландияның Понгароа қаласында дүниеге келді, оның әкесі, Эдгар Генри Уилкинс, дәрігер болған. Оның үлкен әпкесі аудармашы және ақын Эйтн Уилкинс еді. Оның отбасы Дублиннен көшіп келген, онда оның әкесінің және анасының әкелері тиісінше Дублин жоғары мектебінің директоры және полиция бастығы қызметтерін атқарған. Уилкинстер Морис 6 жасқа толғанда Англияның Бирмингем қаласына көшіп барды. Кейін ол Уайлд Грин колледжінде оқыды, содан кейін 1929 жылдан 1934 жылға дейін Бирмингемдегі Король Эдуард мектебінде білім алды. Уилкинс 1935 жылы Кембридждегі Сент-Джон колледжіне түсті, онда табиғат ғылымдары бойынша білім алып, физикаға маманданған және 1938 жылы бакалавр дәрежесін алды. Сент-Джонда Уилкинстің оқытушыларының бірі болған Марк Олифант Бирмингем университетінің физика кафедрасының профессоры болып тағайындалды және Джон Рэндаллды өзінің қызметкерлеріне қосты. Уилкинс Бермингем университетінде Рэндаллдың докторанты болды. 1945 жылы олар фосфоресценция және электрон тұзақтары туралы "Royal Society" басылымында төрт мақала жариялады. Уилкинс осы жұмысы үшін 1940 жылы докторлық диссертациясын қорғады.
Соғыстан кейінгі жылдар: 19451950
Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Уилкинс Бирмингемде радар экрандарын жетілдірді, содан кейін 1944–45 жылдары Калифорния университетінің Берклидегі Манхэттен жобасында изотоптарды бөлу жұмысына қатысты. Осы уақытта Рэндалл Сент-Эндрюс университетінің физика кафедрасының меңгерушісі болып тағайындалды. 1945 жылы ол Уилкинсті Сент-Эндрюс университетіндегі өз кафедрасында ассистент-оқытушы қызметіне тағайындады. Рэндалл Медициналық зерттеулер кеңесімен (МЗК) физиканың тәжірибелік әдістерін биология мәселелеріне қолдану үшін зертхана құру бойынша келіссөздер жүргізді. Бұл ғылымдардың биофизика ретінде үйлесуі – жаңа идея болатын. МЗК Рэндаллға мұның басқа университетте жасалуы керектігін мәлімдеді. 1946 жылы Рэндалл Уитстоун физика профессоры болып тағайындалды, Лондондағы Кингс колледжінің барлық физика кафедрасын басқарды және биофизика бөлімін құруға қаржыландыру алды. Ол Уилкинсті бөлімнің директорының орынбасары ретінде өзімен бірге алып келді. Олар физикалық және биологиялық ғылымдар саласында білім алған ғалымдардан команда құрды. "Басқару философиясы" – көптеген әдістерді параллель түрде зерттеу, перспективалыларын анықтау және содан кейін оларға назар шоғырландыру болды. Физика саласында ең көп тәжірибесі бар ғалым және бөлім директорының орынбасары ретінде Уилкинс, жаңа типтегі оптикалық микроскопияны қамтитын жеке зерттеу жобаларына тікелей қатысудан басқа, әртүрлі жобаларды жалпы бақылаудан өтті. Кингс колледжі соғыс кезінде Strand деңгейіндегі колледж ауласының астындағы бекіністері бомбадан зардап шеккен жаңа физика және инженерия факультеттерін салуға қаржы алды. Биофизика бөлімі, тағы бірнеше тәжірибелік физика тобы және теориялық топ 1952 жылдың басында көшуге кірісті. Зертханалар 27 маусымда лорд Червелл тарапынан ресми түрде ашылды. Уилкинстің Nature журналындағы мақаласы екі факультетті де сипаттады, бұл оның колледждегі басшылық рөлімен және беделімен үйлесімді болды.
ДНҚ Бірінші кезең
Кингс колледжінде Уилкинс, басқа да жұмыстармен қатар, швейцариялық ғалым Рудольф Сигнердің бұзау тимусынан алынған қошқар спермасы мен ДНК-ның рентгендік дифракциясымен айналысты. Сигнердің зертханасындағы ДНК бұрын оқшауланған ДНК-ға қарағанда әлдеқайда жақсы сақталған. Уилкинс бұл концентрацияланған ДНК ерітіндісінен рентгендік дифракциялық суреттер жасауға қолайлы, жоғары реттелген ДНК массивтері бар жұқа жіптер жасауға болатынын анықтады. Осы ДНК жіптерін мұқият жинап, ылғалды ұстап, Уилкинс және аспирант Раймонд Гослинг Сигнерден алынған үлгідегі ұзын, жұқа ДНК молекуласының осы жіптерде тұрақты, кристалл тәрізді құрылымы бар екенін көрсететін ДНК-ның рентгендік суреттерін алды. Гослинг кейінірек: «Мен алғаш рет фильмде дискретті дифракциялық дақтар пайда бола бастағанда, дамыту ыдысында, шынымен де «эврика!» сәтін басымнан өткердім. Егер ДНК гендік материал болса, онда біз гендердің кристалдануы мүмкін екенін көрсеттік!» деді. Бұл алғашқы рентгендік дифракция жұмысы 1950 жылдың мамыр-маусымында Кингс колледжінде жүргізілді. 1950 жылы түсірілген және бір жылдан кейін Неапольде өткен жиналыста көрсетілген рентгендік дифракция суретінің бірі Джеймс Уотсонның ДНК-ға деген қызығушылығын оятты, ол: «Кенеттен химияға қызығушылық пайда болды, мен Уилкинске ДНК-мен жұмыс істеуге қосыла аламын ба деп ойлай бастадым» деп жазды. Сол кезде Уилкинс Фрэнсис Крикке де ДНК-ның маңыздылығын түсіндірді. Крик оған «сен өзіңе жақсы ақуыз табуың керек» деп, Уилкинске ақуыздармен жұмыс істеуді кеңес берді. Уилкинс таза ДНК жіптерін зерттеу үшін жақсырақ рентгендік жабдық қажет екенін білді. Ол жаңа рентген түтігі мен микрокамера тапсырыс берді. Сондай-ақ ол Рэндаллға жақын арада тағайындалатын Розалинд Франклинді ақуыз ерітінділерімен жұмыстан ДНК зерттеулеріне ауыстыруды ұсынды. 1950 жылдың жазында Рэндалл Розалинд Франклинді өз зертханасында қаржыландыру үшін үш жылдық ғылыми-зерттеу стипендиясын ұйымдастырды. Франклин Париждегі жұмысын аяқтауға кешікті. 1950 жылдың соңында Рэндалл Франклинге ақуыздармен жұмыс істеудің орнына, Уилкинстің алдын ала жұмысын пайдаланып, Сигнердің ДНК үлгілерінен жасалған ДНК талшықтарының рентгендік зерттеулерін жүргізу керектігін хабарлап хат жазды.
ДНК екінші фазасы 195152
1951 жылдың басында Франклин келді. Уилкинс демалыста болғандықтан алғашқы кездесуді өткіріп алды, онда Алекс Стоукс пен Реймонд Гослинг оның орнына қатысты, олар Крик сияқты спиральді құрылымдардың рентген сәулесімен дифракциялануын түсіндіретін жалпы теорияны құруға қажетті негізгі математиканы шешеді. Зертханада бірнеше ай бойы ДНК-мен жұмыс істелмеген; жаңа рентген түтігі Франклиннің келуін күтіп, қолданылмай жатты. Франклин Сигнерден ДНК алды, Гослинг оның докторанты болды, және ол ДНК-ның рентгендік дифракциясы оның жобасы екеніне үміттенді. Уилкинс зертханаға оралып, Франклин оның серігі болады және олар бірге оның бастаған ДНК жобасымен жұмыс істейді деп күтті. Алайда Рэндалл Уилкинске Франклинге ДНК жұмысына толық жауапкершілікті беру туралы шешімін хабарлаған жоқ, ал Уилкинс бұл туралы Франклиннің өлімінен жылдар өткен соң ғана білді. Кейін ол былай деп жазды: "Менің пікірім нақты: Рэндалл Розалиндке Стокс пен мен ДНК жұмысын тоқтатуды қалаймыз деп хат жазып, бізбен ақылдаспай қателік жасады. Рэймонд [Гослинг] екеуміз нақты, айқын рентгендік сурет алғаннан кейін бұл жұмысты жалғастыруға қатты ниеттендік. 1951 жылдың қарашасына қарай Уилкинс жасушалардағы да, тазартылған ДНК-да да спиральді құрылым бар екенін дәлелдеді. Алекс Стоукс спиральді дифракция теориясының негізгі математикасын шешті және Уилкинстің рентгендік дифракция деректері ДНК-да спиральді құрылым бар екенін көрсетті деп ойлады. Уилкинс Уотсон мен Крикпен кездесіп, өз нәтижелерін айтты. Уилкинстің бұл ақпараты, сондай-ақ Уотсонның Кингс колледжінің зерттеу кездесуінде Франклиннің зерттеулері туралы айтқанын естігеннен кейін алған қосымша ақпараты Уотсон мен Крикке ДНК-ның алғашқы молекулалық моделін жасауға түрткі болды, онда фосфат тізбегі орталықта орналасқан. Ұсынылған құрылымның моделін көргеннен кейін Франклин Уотсон мен Крикке оның дұрыс емес екенін айтты. Франклин бұл екі байқауға негіздеді. Біріншіден, Гулландтың тәжірибелері негіздердің CO және NH2 топтарын титрлеуге болмайтынын көрсетті, сондықтан олар қолжетімсіз болуы мүмкін. Екіншіден, кристаллографиялық зерттеулер ДНК-ның құрылымдық бірліктері су қосылғанда бірте-бірте бөлініп, гель, содан кейін ерітінді пайда болатынын көрсетті. Франклин бұған ең қарапайым түсіндірме молекуланың гидрофильді бөлігі сыртқа қарай орналасқан деп сенді. Крик Уилкинсті қосымша молекулалық модельдеу жұмыстарын жалғастыруға тырысты, бірақ Уилкинс бұл тәсілді қолданбады. 1952 жылдың басында Уилкинс сепия спермасымен тәжірибелер жүргізді, олар өте жігерлендірді. "Мен өткен жылмен салыстырғанда әлдеқайда айқын үлгілер алдым, [Сэр Уильям Лоуренс] Брэггпен кездескен кезде оған үлгілерді көрсеттім, ол ДНК-ның спиральді құрылымына нақты дәлел берді, өткір сперматозоидтық үлгілер өте әсерлі болды және сперматозоидтар нақты тірі объектілер екендігіне ерекше қызығушылық тудырды, химиягерлер тірі материалдан шығарған тазаланған ДНК емес". Уилкинс тірі үлгілер рентгендік дифракцияның мағыналы үлгілерін бере алатынына қызығушылық танытты – оның нәтижелері олардың бере алатынын көрсетті. 1952 жылы Франклин молекулалық модельдеуге қатысудан бас тартты және рентгендік дифракция деректерін қадам сайын егжей-тегжейлі талдаумен (Паттерсон синтезі) айналысты. 1952 жылдың көктемінде Франклин Рэндаллдан стипендиясын ауыстыруға рұқсат сұрады, сонда ол Король колледжінен шығып, Джон Берналдың Лондондағы Биркбек колледжіндегі зертханасында жұмыс істей алды. Франклин 1953 жылдың наурыз айының ортасына дейін Король колледжінде қалды. Линус Полинг ДНК-ның ұсынылған, бірақ дұрыс емес құрылымын жариялады, Уотсон мен Крик бір жыл бұрын жасаған негізгі қателікті қайталады. Ұлыбританияда ДНК-мен жұмыс істейтіндердің кейбірі Паулинг қателігін мойындап, нуклеотидтік тізбектердің арқалықтарын ДНК-ның сыртқы жағына орналастырғаннан кейін ДНК құрылымын тез шешеді деп қорқып отырды. 1952 жылдың наурыз айынан кейін Франклин аз гидратацияланған ДНК-ның А түріне арналған рентгендік деректерге назар аударды, ал Уилкинс гидратацияланған В түрінде жұмыс істеуге тырысты. Уилкинс қиын жағдайда болды, өйткені Франклинның барлық жақсы ДНК-сы болды. Уилкинс жаңа ДНК үлгілерін алды, бірақ олар 1950 жылы алған және Франклин қолданып жүрген түпнұсқа үлгіден нашар болды. Оның жаңа нәтижелерінің көп бөлігі биологиялық үлгілерге, мысалы сперматозоидтарға қатысты, олар да ДНК-ның спиральді құрылымын көрсетті. 1952 жылдың шілдесінде Франклин оған және Стоукске өзінің соңғы нәтижелері А түрінің спиральдік еместігіне күмән келтіретінін хабарлады. 1953 жылдың басында Уотсон Кингс колледжіне сапар жасады, ал Уилкинс оған В түрінің рентгендік дифракциялық үлгісінің жоғары сапалы суретін көрсетті, ол 1952 жылдың наурыз айында Франклин жасаған 51-сурет ретінде танылды. Уилкинс бұл суретті Франклиннен рұқсатсыз көрсетті. Паулинг ДНК-мен жұмыс істеп жатыр және ДНК моделін жариялауға дайындалып жатқанын білгеннен кейін Уотсон мен Крик ДНК құрылымын анықтауға тағы бір күш салды. Макс Перутц арқылы, оның диссертация жетекшісі, Крик Кингс колледжінен алған прогресс есебіне қол жеткізді, онда Франклин оның рентгендік дифракция деректерінен шегерген ДНК ерекшеліктері туралы пайдалы ақпараттар бар болды. Уотсон мен Крик 1953 жылдың сәуір айында Nature журналында ДНК-ның екі спиральді құрылымын жариялады. Бұл мақалада Уотсон мен Крик Уилкинс пен Франклиннің "жарияланбаған нәтижелері мен идеяларынан" шабыттанғанын мойындады. Уотсон мен Криктің алғашқы мақаласы 1953 жылдың 25 сәуірінде Nature журналында жарияланды. Кембридж және Кингс колледжі зертханаларының мүшелері өздерінің өзара байланысты жұмыстарын Nature журналында үздіксіз нумерациямен үш мақалада жариялауға келісті. Уотсон мен Крик жұмыс істеген Кавендиш зертханасының директоры Сэр Лоуренс Брэгг 1953 жылдың 14 мамырында Лондонның Гайз ауруханасының медициналық мектебінде сөз сөйледі, нәтижесінде 1953 жылдың 15 мамырындағы London News Chronicle газетінде Ритчи Калдердің "Неліктен сіз сізсіз?" мақаласы жарық көрді. Өмірдің құпиясына жақындау". Жаңалық ертесі күні New York Times газетінің оқырмандарына жетті; Уотсонның өмірбаянын зерттеген Виктор К. МакЭлхени 1953 жылдың 16 мамырында Лондоннан жазылған және "Тірі клетканың 'бірлігінің' пішіні зерттелді" деген тақырыппен New York Times газетінің алты абзастық мақаласын тапты. Мақала алғашқы басылымда жарық көрді, содан кейін маңыздырақ деп саналған жаңалықтарға орын босату үшін алынып тасталды. (New York Times кейін 1953 жылдың 12 маусымында ұзақ мақала жариялады). Кембридж университетінің студенттік газеті Varsity да 1953 жылдың 30 мамыр күні жарық көрген жаңалық туралы қысқа мақала жариялады. Брэггтың 1953 жылдың 8 сәуірінде Бельгиядағы ақуыз туралы Сольвей конференциясында жасаған бастапқы хабарламасы баспасөз тарапынан жарияланбады.
1953 жылдан кейін
1953 жылы ДНҚ-ның қос спиральді құрылымы туралы жарияланған алғашқы мақалалар сериясынан кейін, Уилкинс әртүрлі биологиялық түрлерде де, тірі жүйелерде де спиральді модельдің дұрыстығын растау және қос спиральді құрылымның әмбебаптығын анықтау мақсатында мұқият эксперименттер жүргізетін топтың жетекшісі ретінде зерттеулерін жалғастырды.
Жеке өмір
Уилкинс екі рет үйленген. Оның бірінші әйелі Рут, ол Берклиде оқып жүргенде танысқан суретші студенті еді. Олардың некесі ажырасумен аяқталды, ал Рут ажырасқаннан кейін Уилкинстен ұл туды. Уилкинс 1959 жылы екінші әйелі Патриция Энн Чиджиге үйленді. Олардың Сара, Джордж, Эмили және Уильям деген төрт баласы болды. Оның жесірі Патриция және олардың балалары одан кейін тірі қалды. Бұрынғы құпия британдық қауіпсіздік қызметінің құжаттары Уилкинстің атомдық құпияларды жариялаған деген күдікке іліккенін көрсетеді. 2010 жылдың тамызында жарияланған құжаттарда Вилкинс 1953 жылға дейін бақылауда болғаны анықталды. "Соғыстан кейін мен не істеймін деп ойладым, себебі Жапониядағы бейбіт тұрғындарға тасталған екі бомбадан қатты қынжылдым", - деді ол 1999 жылы Британияның Encounter радио бағдарламасында. Уилкинс 2003 жылы "Қос спиральдің үшінші адамы" атты автобиографиясын жариялады.