Введение

Английский химик (1910–1994)

| название диссертации = Рентгенокристаллография и химия стеролов
| год диссертации = 1937
| ссылка на диссертацию = http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.727110
| известные ученики =

Дороти Мэри Кроуфут Ходжкин (урождённая Кроуфут; 12 мая 1910 – 29 июля 1994) – английский химик, лауреат Нобелевской премии. Она усовершенствовала метод рентгеновской кристаллографии для определения структуры биомолекул, который стал основополагающим для структурной биологии. Среди её наиболее значимых открытий – подтверждение структуры пенициллина, ранее предполагавшейся Эдвардом Абрахамом и Эрнстом Борисом Чейном, и установление структуры витамина B12, за что в 1964 году она стала третьей женщиной, удостоенной Нобелевской премии по химии. В 1969 году Ходжкин также определила структуру инсулина после 35 лет работы. Она была старшей из четырёх дочерей, чьи родители служили в колониальной администрации в Северной Африке и на Ближнем Востоке, а затем работали археологами. Дороти происходила из известной семьи археологов. Её родителями были Джон Винтер Кроуфут (1873–1959), работавший в Министерстве образования, и его жена Грейс Мэри (урождённая Худ) (1877–1957), известная друзьям и семье как Молли. Семья зимовала в Каире, возвращаясь в Англию каждый год, чтобы избежать сильной жары в Египте. В 1914 году мать Ходжкин оставила её (4 года) и двух младших сестёр, Джоан (2 года) и Элизабет (7 месяцев), на попечении бабушки и дедушки Кроуфут возле Вортинга и вернулась к мужу в Египет. Дети провели большую часть своего детства вдали от родителей, хотя те и поддерживали их издалека. Мать поощряла интерес Дороти к кристаллам, проявившийся ещё в 10 лет. В 1923 году Дороти и её сестра изучали гальку, найденную в окрестных ручьях, с помощью портативного набора для анализа минералов. Родители переехали на юг, в Судан, где отец до 1926 года руководил образованием и археологическими работами. Четверо братьев матери погибли во время Первой мировой войны, что сделало её убеждённой сторонницей новой Лиги Наций. В 1921 году отец Ходжкин отдал её в школу сэра Джона Лемана в Бекклесе. Лишь однажды, в 13 лет, она надолго посетила родителей, живших тогда в Хартуме, столице Судана, где её отец был директором колледжа Гордона. В 14 лет её дальний родственник, химик Чарльз Харрингтон (впоследствии сэр Чарльз), порекомендовал ей книгу Д. С. Парсонса «Основы биохимии». После войны родители снова стали жить и работать за границей часть года, возвращаясь в Англию к детям на несколько месяцев каждое лето. В 1926 году, после выхода в отставку с Суданской государственной службы, её отец занял должность директора Британской школы археологии в Иерусалиме, где он и её мать оставались до 1935 года. В 1928 году Ходжкин присоединилась к родителям на археологическом раскопе в Джераше (современная Иордания), где она задокументировала узоры мозаик из нескольких византийских церквей V–VI веков. Она потратила более года на завершение рисунков, одновременно начав учёбу в Оксфорде и проводя химический анализ стеклянной тессеры с того же места. Её внимание к деталям при создании точных масштабных рисунков мозаик отражает её последующую работу по распознаванию и документированию закономерностей в химии. Ходжкин настолько увлеклась полевой археологией, что подумывала о том, чтобы отказаться от химии в пользу археологии. Её рисунки хранятся в архиве Йельского университета. Её также поддерживал химик А. Ф. Джозеф, друг семьи, работавший в Судане. Её образование в государственной школе не включало латынь, которая тогда требовалась для поступления в Оксбридж. Директор школы Лемана давал ей частные уроки, что позволило ей сдать вступительные экзамены в Оксфордский университет. Когда в более поздние годы жизни Ходжкин попросили назвать своих героев детства, она назвала трёх женщин: прежде всего, свою мать, Молли; медицинскую миссионерку Мэри Слёссор и Марджери Фрай, директора колледжа Сомервилль.

Высшее образование

В 1928 году, в возрасте 18 лет, Ходжкин поступила в Сомервиллский колледж Оксфордского университета, где изучала химию. Осенью того же года она начала подготовку к получению степени доктора философии в Ньюнхэм-колледже Кембриджского университета под руководством Джона Десмонда Бернала. Именно тогда она осознала возможности рентгеноструктурного анализа для определения структуры белков. Она работала с Берналом над первым применением этого метода для анализа биологического вещества – пепсина. Эксперимент с пепсином во многом связывают с Ходжкин, однако она всегда подчеркивала, что именно Бернал первоначально сделал снимки и предоставил ей важные дополнительные идеи. В 1937 году она защитила докторскую диссертацию по рентгеноструктурному анализу и химии стеролов.

Карьера и открытия

В 1933 году Ходжкин получила стипендию Сомервиллского колледжа, а в 1934 году вернулась в Оксфорд. Она начала преподавать химию, используя собственное лабораторное оборудование. В 1936 году колледж назначил её своим первым научным сотрудником и преподавателем химии, на этой должности она оставалась до 1977 года. В 1940-х годах одной из её учениц была Маргарет Робертс (впоследствии Маргарет Тэтчер), которая, будучи премьер-министром, повесила портрет Ходжкин в своем кабинете на Даунинг-стрит в знак уважения к своей бывшей учительнице. В апреле 1953 года вместе с Сиднеем Бреннером, Джеком Дюнитцем, Лесли Оргелем и Берил М. Оугтон Ходжкин была одной из первых, кто отправился из Оксфорда в Кембридж, чтобы увидеть модель структуры двойной спирали ДНК, созданную Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном на основе данных и методов, полученных Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин. По словам покойной доктора Берил Оугтон (в замужестве Риммер), они поехали в Кембридж на двух машинах после того, как Ходжкин объявила, что они едут посмотреть на модель структуры ДНК. В 1957 году Ходжкин стала лектором в Оксфорде, а в следующем году ей предоставили полностью современную лабораторию. В 1960 году Ходжкин была назначена профессором исследований Волфсона Королевского общества, эту должность она занимала до 1970 года. Это обеспечивало ей зарплату, финансирование исследований и помощь в проведении исследований для продолжения работы в Оксфордском университете. С 1977 по 1983 год она была членом Колледжа Вольфсона в Оксфорде.

Структура стероидов

Ходжкин был особенно известен открытием трехмерных структур биомолекул.

Структура пенициллина

В 1945 году Ходжкин и ее коллеги, включая биохимика Барбару Лоу, определили структуру пенициллина, показав, вопреки господствовавшему в то время научному мнению, что он содержит β-лактамное кольцо. Результаты работы были опубликованы лишь в 1949 году.

Структура витамина В12

В 1948 году Ходжкин впервые приступила к изучению витамина B12, одного из наиболее сложных по структуре известных витаминов, и вырастила новые кристаллы. Витамин B12 был впервые выделен в компании Merck ранее в том же году. В то время его структура была практически полностью неизвестна, и когда Ходжкин обнаружила содержание кобальта, она поняла, что определение структуры возможно с помощью рентгеноструктурного анализа. Большой размер молекулы и то, что атомы, за исключением кобальта, в основном оставались неидентифицированными, представляли собой новую проблему в анализе структуры. На основании этих кристаллов она предположила наличие кольцевой структуры, поскольку кристаллы проявляли плеохроизм, что впоследствии было подтверждено рентгеноструктурным анализом. Исследование витамина B12, опубликованное Ходжкин, Лоуренс Брэгг назвал столь же значимым, "как прорыв звукового барьера". Ученые из Merck ранее кристаллизовали витамин B12, но опубликовали лишь показатели преломления вещества. Окончательная структура витамина B12, за которую Ходжкин впоследствии получила Нобелевскую премию, была опубликована в 1955 и 1956 годах.

Структура инсулина

Инсулин был одним из самых выдающихся исследовательских проектов Ходжкин. Он начался в 1934 году, когда Роберт Робинсон предложил ей небольшой образец кристаллического инсулина. Гормон захватил её воображение благодаря своему сложному и многогранному воздействию на организм. Однако на тот момент рентгеновская кристаллография ещё не была достаточно развита, чтобы справиться со сложностью молекулы инсулина. Она и другие ученые потратили много лет на совершенствование этой методики. Прошло 35 лет после того, как она сделала свою первую фотографию кристалла инсулина, прежде чем рентгеновская кристаллография и вычислительные методы смогли исследовать более крупные и сложные молекулы, такие как инсулин. Мечта Ходжкин разгадать структуру инсулина была отложена до 1969 года, когда она наконец смогла вместе со своей командой молодых ученых из разных стран впервые определить эту структуру. Работа Ходжкин с инсулином сыграла ключевую роль в создании условий для массового производства инсулина и его широкого применения для лечения диабета первого и второго типов. Она продолжала сотрудничать с другими лабораториями, занимавшимися исследованиями инсулина, консультируя и выступая с лекциями об инсулине и его значении для будущего лечения диабета по всему миру. Разгадка структуры инсулина имела два важных последствия для лечения диабета: она сделала возможным массовое производство инсулина и позволила ученым изменять его структуру для создания еще более эффективных лекарственных препаратов для пациентов. Браки как Дороти, так и Бернала были нетрадиционными по меркам того времени и современности.

Здоровье

В 1934 году, в возрасте 24 лет, Дороти начала испытывать боль в руках, из-за чего они опухали и деформировались. Ей диагностировали ревматоидный артрит, и она отправилась в клинику в Бакстоне для принятия термальных ванн и лечения золотом. После курса лечения Ходжкин вернулась в лабораторию, где ей было сложно пользоваться главным выключателем рентгеновского оборудования из-за состояния рук. Ей пришлось самостоятельно сконструировать рычаг, чтобы включать и выключать аппарат. Со временем ее состояние прогрессивно ухудшалось, вызывая деформации рук и ног, а также продолжительные периоды боли. Несмотря на то, что в последние годы жизни Ходжкин часто пользовалась инвалидной коляской, она продолжала активно заниматься научной работой.

Брак и семья

В 1937 году Дороти Кроуфут вышла замуж за Томаса Лайонела Ходжкина, сына историка, который в то время преподавал в курсах образования взрослых в горнодобывающих и промышленных районах севера Англии после ухода из Колониального управления. Он эпизодически состоял в Коммунистической партии, а затем написал несколько значительных работ по африканской политике и истории, став известным лектором в Баллиол-колледже Оксфордского университета. Из-за слабого здоровья он не мог проходить военную службу и продолжал работать во время Второй мировой войны, возвращаясь в Оксфорд по выходным, где его жена продолжала исследования пенициллина. У супругов было трое детей: Люк (род. 1938, ум. октябрь 2020), Элизабет (род. 1941) и Тоби (род. 1946). Старший сын, Люк, стал преподавателем математики в новом Уорвикском университете. Их дочь, Элизабет, пошла по стопам отца и стала историком. Младший сын, Тоби, изучал ботанику и сельское хозяйство. В целом, Томас Ходжкин провел много времени в Западной Африке, где он был горячим сторонником и летописцем формирующихся постколониальных государств.

Псевдонимы

Ходжкин публиковалась под именем "Дороти Кроуфут" до 1949 года, когда секретарь Ханса Кларка убедил её использовать фамилию мужа в главе, которую она написала для книги "Химия пенициллина". К тому времени она была замужем 12 лет, родила троих детей и стала членом Королевского общества (FRS). Так же её называют в Институте истории науки. Для удобства, Королевское общество упоминает Ходжкин как "Дороти Ходжкин", когда речь идет о спонсорстве стипендии имени Дороти Ходжкин.

Контакты с учеными за рубежом

В период с 1950-х по 1970-е годы Ходжкин установила и поддерживала прочные связи с учеными в своей области за рубежом — в Институте кристаллографии в Москве; в Индии; и с китайской группой, работавшей в Пекине и Шанхае над структурой инсулина. Ее первый визит в Китай состоялся в 1959 году. В течение следующей четверти века она посетила Китай еще семь раз, последний визит — за год до смерти. Особенно запомнился визит в 1971 году, после того как китайская группа самостоятельно определила структуру инсулина, позже, чем команда Ходжкин, но с более высоким разрешением. В последующие три года, с 1972 по 1975 год, когда она была президентом Международного союза кристаллографии, ей не удалось убедить китайские власти разрешить ученым страны вступить в Союз и посещать его заседания. Ее отношения с одним предполагаемым ученым из другой "Народной Демократии" сложились менее удачно. В возрасте 73 лет Ходжкин написала предисловие к английскому изданию книги «Stereospecific Polymerization of Isoprene», опубликованной Робертом Максвеллом как работа Елены Чаушеску, жены румынского коммунистического диктатора. Ходжкин писала об «выдающихся достижениях» автора и «впечатляющей» карьере. После свержения Чаушеску во время Румынской революции 1989 года стало известно, что Елена Чаушеску не закончила среднюю школу и не получала высшего образования. Ее научные звания были сфальсифицированы, а упомянутая публикация была написана для нее группой ученых с целью получения фиктивной докторской степени.

Политические взгляды и деятельность

Из-за политической деятельности Ходжкин и связей её мужа с Коммунистической партией ей было запрещено въезжать в США в 1953 году, и впоследствии ей не разрешалось посещать страну, кроме как с разрешения ЦРУ. В 1961 году Томас стал советником Куаме Нкрума, президента Ганы, страну, которую он посещал в течение длительных периодов до свержения Нкрума в 1966 году. Ходжкин находилась в Гане со своим мужем, когда они узнали о присуждении ей Нобелевской премии. От матери, Молли, она унаследовала обеспокоенность социальным неравенством и решимость делать всё возможное для предотвращения вооружённых конфликтов. Дороти особенно беспокоила угроза ядерной войны. В 1976 году она стала президентом конференции Pugwash и занимала этот пост дольше, чем кто-либо до или после неё. Она ушла в отставку в 1988 году, спустя год после того, как Договор о ракетах средней и меньшей дальности ввёл «всемирный запрет на ядерные системы оружия средней и большой дальности, а также строгий режим контроля». В 1987 году она приняла Ленинскую премию мира от советского правительства в знак признания её работы в области мира и разоружения.

Инвалидность и смерть

Из-за большого расстояния Ходжкин решила не посещать Конгресс Международного союза кристаллографии в Австралии в 1987 году. Однако, несмотря на растущую хрупкость, она поразила близких друзей и семью, отправившись в Пекин на конгресс в 1993 году, где её встретили с восторгом. Она скончалась в июле 1994 года после инсульта в доме своего мужа в деревне Илмингтон, близ Шипстона-он-Стоуре, графство Уорвикшир.

Портреты

В Национальной портретной галерее Лондона представлено 17 портретов Дороти Ходжкин, включая масляную картину, изображающую её за рабочим столом, написанную Магги Хэмблинг, и фотографический портрет Дэвида Монтгомери. Грэм Сазерленд сделал предварительные эскизы для портрета Дороти Кроуфут Ходжкин в 1978 году. Один эскиз находится в коллекции Института истории науки, а другой – в Королевском обществе в Лондоне. Портрет так и не был завершен. Портрет Дороти Ходжкин, написанный Брайаном Органом, был заказан на частные пожертвования и должен был стать частью коллекции Королевского общества. Принятый президентом общества 25 марта 1982 года, он стал первым портретом женщины-члена, включенным в коллекцию Общества.

Пока жив

К 1945 году ей удалось определить структуру витамина В12, описав расположение его атомов в трех измерениях. Ходжкин получила Нобелевскую премию по химии в 1964 году и является единственной британской женщиной-учёной, удостоенной Нобелевской премии в одной из трех наук, признаваемых этой премией. В 1965 году она была назначена в Орден За заслуги, став второй женщиной, получившей эту награду. В 1976 году она стала первой женщиной, удостоенной престижной медали Копли. В 1947 году она была избрана членом Королевского общества (FRS), а в 1970 году – членом EMBO. С 1970 по 1988 год Ходжкин занимала должность канцлера Бристольского университета, а в 1978 году ей была присвоена почетная степень доктора наук Университета Бата. В 1958 году она была избрана иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук. В 1966 году она была удостоена звания Национального почетного члена Iota Sigma Pi за значительный вклад в науку. В 1970-х годах она стала иностранным членом Академии наук СССР. В 1982 году она получила медаль Ломоносова Академии наук СССР. В 1987 году она приняла Ленинскую премию мира от правительства Михаила Горбачева. Астероид (5422), обнаруженный 23 декабря 1982 года Л. Г. Карачкиной (в Крымской астрофизической обсерватории, М. П. С. 22509, в СССР), в 1993 году был назван "Ходжкин" в её честь. В 1983 году Ходжкин получила австрийскую награду за науку и искусство.

Наследие

Британские памятные марки – Ходжкин была одной из пяти «Женщин, добившихся успеха», отобранных для серии, выпущенной в августе 1996 года. Остальные – Мареа Хартман (спортивный администратор), Марго Фонтейн (балерина и хореограф), Элизабет Фринк (скульптор) и Дафна дю Морье (писательница). Все, кроме Ходжкин, были дамами-командорами Ордена Британской империи (DBE). В 2010 году, во время празднования 350-летия основания Королевского общества, Ходжкин стала единственной женщиной в серии марок, посвященных десяти наиболее выдающимся членам общества, и заняла место рядом с Исааком Ньютоном, Эдвардом Дженнером, Джозефом Листером, Бенджамином Франклином, Чарльзом Бэббиджем, Робертом Бойлем, Эрнестом Резерфордом, Николасом Шеклтоном и Альфредом Расселом Уоллесом. Королевское общество присуждает стипендию имени Дороти Ходжкин (в ее честь) «выдающимся ученым на ранней стадии исследовательской карьеры, которым требуется гибкий график работы в связи с личными обстоятельствами, такими как родительские обязанности, уход за близкими или проблемы со здоровьем». В ее честь названы офисы Совета в лондонском районе Хакни, здания в Йоркском университете, Бристольском университете и Университете Кила, а также естественнонаучный блок в средней школе имени сэра Джона Лемана, где она училась. В 2012 году Ходжкин была показана в серии BBC Radio 4 «Новые елизаветинцы», посвященной бриллиантовому юбилею королевы Елизаветы II. В этой серии группа из семи ученых, журналистов и историков назвала ее в числе людей в Великобритании, «чьи действия во время правления Елизаветы II оказали значительное влияние на жизнь на этих островах и определили характер эпохи». В 2015 году статья Ходжкин 1949 года «Рентгенокристаллографическое исследование структуры пенициллина» была удостоена награды Citation for Chemical Breakthrough Award от Отдела истории химии Американского химического общества, врученной Оксфордскому университету (Англия). Это исследование примечательно новаторским использованием рентгеновской кристаллографии для определения структуры сложных природных соединений, в данном случае пенициллина. С 1999 года Оксфордский международный женский фестиваль ежегодно проводит Мемориальную лекцию имени Дороти Ходжкин, обычно в марте, в честь ее работы. Лекция является результатом сотрудничества между Oxford AWiSE (Ассоциацией женщин в науке и технике), Somerville College и Оксфордским университетским музеем естественной истории.