Rosalind Franklin: Die stille Heldin der DNA-Doppelhelix

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Am Welt-DNA-Tag ehren wir Rosalind Franklin, die das Fundament für einen der größten wissenschaftlichen Durchbrüche der letzten hundert Jahre geschaffen hat.

Unsere Kenntnis der DNA, und insbesondere der Doppelhelixstruktur des DNA-Strangs, ist eines der wesentlichsten Elemente, das unser Bild des Lebens auf der Erde formt. Sie hat die Art und Weise, wie wir uns selbst, Pflanzen und Tiere betrachten, revolutioniert und unsere Herangehensweise an Medizin und nachhaltige Landwirtschaft von Grund auf verändert. Es hat unsere Sicht auf uns selbst, Pflanzen und Tiere revolutioniert und unseren Ansatz zu Medizin und nachhaltiger Landwirtschaft verändert.


Sie wurde erstmals von den Wissenschaftlern Francis Crick und James Watson entdeckt, die dafür 1962 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurden. Doch bei ihrer Geschichte werden häufig die Beiträge einer dritten wegbereitenden Wissenschaftlerin, der englischen Chemikerin und Kristallographin Rosalind Franklin, ausgelassen. Sie starb noch vor der Preisverleihung, doch es waren ihre Berechnungen und Messungen, die einen wesentlichen Teil der Entdeckung ausmachten.


Franklins fundamentales Werk legte den Grundstein für unser Verständnis dessen, wer wir sind – eine Entdeckung von tiefgehender philosophischer und wissenschaftlicher Bedeutung, die bis heute in aller Deutlichkeit nachklingt.

 

Der Blick ins Kristall

Rosalind Franklin wurde 1920 in London geboren und entstammt einer bekannten britisch-jüdischen Familie. Sie besuchte die St Paul’s Girls School, eines der wenigen Institute der damaligen Zeit, das Mädchen in Physik und Chemie unterrichtete. Im Alter von 15 Jahren war Franklin klar, dass sie Wissenschaftlerin werden wollte, auch wenn ihr Vater versuchte, ihr die Idee auszureden – er wusste, wie schwierig es für sie als Frau sein würde. Nichtsdestotrotz studierte sie am Newnham College in Cambridge Chemie.

 

Rosalind Franklin

Rosalind Franklins Entdeckung der DNA-Struktur beeinflusste nachhaltig unser Verständnis dessen, wer wir sind.
“The Papers of Rosalind Franklin”, Churchill Archives Centre, Cambridge. (FRKN 6/1; FRKN 1/4/2)

Nach dem Studium arbeitete Franklin in verschiedenen wissenschaftlichen Forschungspositionen, doch die vermutlich wichtigste war 1947, als sie Röntgenkristallographin in Paris wurde. Mit der Röntgenkristallographie kann durch Messungen der Winkel und Intensitäten gebeugter Röntgenstrahlen die Atom- und Molekülstruktur eines Kristalls bestimmt werden. Anhand dieser Methode wurde die Struktur von anorganischen und organischen Stoffen untersucht. Sie wird außerdem noch heute für die Entwicklung neuer Wirkstoffe genutzt.


Mit ihrer Erfahrung in der Kristallographie kehrte Franklin 1951 nach England zurück, um ihr Stipendium am King’s College in London anzutreten. Ihre ursprüngliche Aufgabe, die Ablenkung von Röntgenstrahlen an Eiweißen zu untersuchen, änderte sich, als Maurice Wilkins, stellvertretender Direktor des Biophysik-Labors am King’s College, ein besonderes reines Exemplar von Kalbsbries-DNA beschaffen konnte. Franklins Team untersuchte diese DNA kristallographisch.


Mithilfe von Röntgengeräten und einer Mikrokamera fotografierten und analysierten Franklin und der Absolvent Raymond Gosling diese DNA-Proben. Im Mai 1952 machten sie ein bahnbrechendes Foto, nummeriert mit „#51“, welches das bis dahin deutlichste Beugungsbild der DNA und ihrer Helixtstruktur zeigte.


Dieses Foto und ihre präzise Analyse der Röntgenbeugungsdaten waren das, was Crick und Watson dazu anregte, sich von ihrer ursprünglichen Idee eines Dreifachhelixmoleküls abzuwenden und stattdessen die notwendigen Berechnungen zur Entwicklung des Doppelhelixmodells des DNA-Strangs durchzuführen, wie wir ihn heute kennen.

 

3 chain

„3-kettige Anordnung beinhaltet eine Drehung, [daher] HELIX!“ Der Moment, in dem Franklin erstmals ihre bahnbrechende Entdeckung festhielt.
“The Papers of Rosalind Franklin”, Churchill Archives Centre, Cambridge. (FRKN 6/1; FRKN 1/4/2)


Wessen Verdienst ist es?

Franklins Forschungsergebnisse wurden jedoch ohne ihr Wissen an Crick und Watson weitergegeben. Wilkins hatte ihnen das Foto „#51“ gezeigt, während Franklins ausführliche Beobachtungen in einem informellen Bericht enthalten waren, der einem Kollegen von Crick und Watson an der Universität Cambridge übergeben wurde. Franklin hatte in der Tat mit Gosling an einem eigenen Doppelhelixmodell gearbeitet, doch als sie ihre Ergebnisse im Juli 1953 veröffentlichten, hatten Crick und Watson bereits die Wissenschaftswelt in Erstaunen versetzt.


In seinen Memoiren „Die Doppelhelix“ bestätigt Watson, Franklins Daten ohne ihre Erlaubnis verwendet zu haben. Doch Franklin selbst empfand darüber keine Verbitterung und akzeptierte bereitwillig Cricks und Watsons Modell. Sie freundete sich später sogar mit Crick und seiner Frau an.


Leider war der Freundschaft keine lange Dauer beschieden: Franklin starb bereits 1958 mit gerade einmal 37 Jahren an Eierstockkrebs. Ihre letzten Lebensjahre hatte sie nicht mehr mit der DNA verbracht. Stattdessen untersuchte sie Viren, insbesondere das Poliovirus. Watson sagte später, dass Franklin – hätte sie länger gelebt – für ihre Beiträge zur Ausarbeitung der DNA mit dem Nobelpreis ausgezeichnet worden wäre. Crick und Watson erhielten den Preis 1962.


Der Baustein des Lebens

Franklins entscheidende Arbeit bei der Entdeckung der Struktur der DNA hat ihre eigene wissenschaftliche Unsterblichkeit gesichert. Ohne ihre Leidenschaft für die Forschung hätten wir vielleicht nicht die riesigen Fortschritte in Wissenschaft, Medizin und Landwirtschaft gemacht, die wir in den vergangenen 50 Jahren erlebt haben. Unsere Kenntnisse über DNA , Zellen und Gene haben nicht nur unser Wissen darüber, wie unser Körper funktioniert, von Grund auf verändert, sondern revolutionieren weiterhin, wie wir chronische Krankheiten bekämpfen und die Welt nachhaltig ernähren. 


Die Entdeckung der Doppelhelix und Franklins Beiträge dazu können nicht heruntergespielt werden – ihre Auswirkungen werden noch weit in die Zukunft reichen.