โรซาลินด์ แฟรงคลิน กับ DNA

โรซาลินด์ แฟลงคลิน วีรสตรีผู้ที่ไม่ควรถูกลืมไว้เบื้องหลังรางวัลโนเบล
ผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาในปีค.ศ. 1962 สำหรับการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอ ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ชายเพียง 3 คน เหตุใดรายชื่อของโรสลินด์ แฟลงคลิน (Rosalind Franklin) ผู้ที่มีบทบาทอย่างสำคัญจึงหายไป

ในปีค.ศ.1944 เออร์วิน ชโรดิงเกอร์ (Erwin Schrodinger) ตีพิมพ์หนังสือเรื่อง ชีวิตคืออะไร (What’s life?) ที่ตอนหนึ่งกล่าวถึง ปัจจัยสำคัญที่สุดประการหนึ่งในลักษณะพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต คือ การถ่ายทอดพันธุกรรม  ต้องสามารถเก็บข้อมูล และถ่ายทอดข้อมูลนั้นส่งต่อจากพ่อแม่สู่ลูกได้ ซึ่งเป็นตัวกำหนดลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต มันต้องมีรหัสอะไรสักอย่างที่มีความซับซ้อนที่สุด และละเอียดในระดับโมเลกุล สามารถบรรจุข้อมูลนั้นภายในเซลล์ได้ทุกเซลล์  เพื่อทำหน้าที่ส่งข้อมูลต่างๆ”

ในเวลานั้นยังไม่มีใครสามารถหาคำตอบได้ว่า เจ้าโมเลกุลอะไรสักอย่างที่คอยส่งข้อมูลที่ว่านั้น มีรูปรางหน้าตาอย่างไร? จนกระทั่งวันที่ 25 เมษายน ค.ศ. 1953 (พ.ศ. 2496) วารสารวิทยาศาสตร์ฉบับเก่าแก่และมีชื่อเสียงที่สุดฉบับหนึ่งคือ Nature ได้ตีพิมพ์ผลงานการวิจัยที่นำไปสู่การค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอ (DNA) เกลียวคู่ (double helix) นี่คือรากฐานที่สำคัญของความก้าวหน้าทางวิทยาการใหม่ๆ ทำให้โลกก็ก้าวเข้าสู่ยุคเทคโนโลยีชีวภาพ และเจ้าของผลงานดังกล่าวก็ได้รับ Nobel Prize  ในสาขาสรีรศาสตร์ ปี ค.ศ. 1962  (พ.ศ.2505) สำหรับการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอ นั้น ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ 3 คนคือ ฟรานซิส คริก (Francis Crick) เจมส์  วัตสัน (James Watson) และ มัวริซ  วิลคินส์ (Maurice Wilkins)

ภาพ Francis Crick, James Watson and Maurice Wilkins who were awarded the Nobel Prize in Medicine (1962)
ที่มา sandwalk.blogspot.com

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ไขความลับของ DNA ในครั้งนี้ ประกอบไปด้วยบุคคล 2 คู่

คู่แรก คือ เจมส์  วัตสัน (James Watson) อัจฉริยะรุ่นเยาว์ที่เพิ่งจบปริญญาเอกพันธุศาสตร์มาหมาดๆจากมหาวิทยาลัยอินเดียนา  และ ฟรานซิส คริก(Francis Crick) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้หันมาสนใจเรื่องของชีววิทยาและพันธุศาสตร์ที่กำลังทำปริญญาเอกอยู่ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในขณะนั้น  ทั้งสองได้ร่วมกันทำงานรวมทีมกันเป็นอย่างดีที่ในห้องปฏิบัติการคาเวนดิช (Cavendish Laboratory) ในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ  ทั้ง วัตสันและคริก ต่างก็ได้แรงบันดาลใจจากการอ่านหนังสือเรื่อง “ชีวิตคืออะไร ?” เหมือนกัน และมีความเชื่อว่า นักชีววิทยาจำเป็นต้องรู้โครงสร้างของ DNA  ก่อนจึงจะหาคำตอบของชีวิตได้ ทั้งสองใช้ภาพเอ็กซ์เรย์ในการหาโครงสร้างโมเลกุลของ DNA

ภาพ Francis Crick shows James Watson the double helix model of DNA
ที่มา http://www.bibliotecapleyades.net

ส่วนอีกฟากฝั่ง จากคิงส์ คอลเลจ (King’s College) มหาวิทยาลัยลอนดอน (University of London) คือ โรซาลินด์ แฟรงคลิน (Rosalind Franklin) นักวิจัยสาวสวยบุคลิกเย็นชา วัย 31 ปี ผู้ที่ได้รับการยกย่องให้เป็นนักวิทยาศาสตร์แนวหน้าระดับโลกทางด้านการถ่ายภาพ ผลึกและหาโครงสร้างโมเลกุล เธอเชื่อว่าการไขปริศนาโครงสร้างของดีเอ็นเอ ก็คือการได้ภาพถ่ายเอ็กซ์เรย์ ที่มีคุณภาพดีที่สุด มีความคมชัดที่สุดเท่านั้น เธอจึงมุ่งมั่นที่จะถ่ายภาพเอกซเรย์โครงสร้าง DNA ให้ได้ และมอรีส วิลคินส์ (Maurice Wilkins) นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ซึ่งหลังจากสงครามเขาให้สนใจวิชาชีวฟิสิกส์แทนวิชานิวเคลียร์ฟิสิกส์  โดยเริ่มที่มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์แล้วจึงย้ายมาที่ King’s College  ในปีพ.ศ.2489

แฟรงคลินและวิลคินส์ทำการทดลองร่วมกันเพื่อพิสูจน์สมมติฐานโครงสร้างดีเอ็นเอ โดยแฟรงคลินได้ใช้เทคนิคเอกซเรย์ คริสตัลโลกราฟี (X-ray crystallography)

ภาพ Rosalind Franklin with microscope
ที่มา profiles.nlm.nih.gov

วิลคินส์มีความสนิทสนมกับวัตสันและคริก แต่กลับมีปัญหาไม่กินเส้นกับผู้ร่วมงานสาวของตนเอง ทำให้วิลคินส์ถึงกับต้องแอบไปฟังสัมมนาของแฟรงคลินโดยชวนวัตสันไปด้วยเพื่อที่จะทราบว่าแฟรงคลินทำวิจัยไปถึงไหนแล้ว โดยสาเหตุแห่งความขัดแย้งระหว่างวิวกินส์ กับแฟรงคลิน เกิดขึ้นเมื่อ วิลคินส์ กล่าวอ้างถึงภาพถ่ายผลงานของแฟรงคลินเกี่ยวกับโครงสร้างของ DNA  กลางที่ประชุมว่า “ดีเอ็นเอมีโครงสร้างเป็นสายเกลียว”  โดยที่ยังไม่ได้รับอนุญาตจากเธอแต่อย่างใด  ซึ่งแฟรงคลินถือว่าผิดมารยาท และไม่สามารถให้อภัยได้ และเรื่องนี้เองที่หลายคนก็มองว่าไม่ยุติธรรม ซึ่งต่อมาวัตสัน ก็ได้ยอมรับเรื่องนี้ในการเขียนหนังสือ The Double Helix  และในหนังสือ DNA: The Secret of Life (2003) วัตสันยังกล่าวอีกว่า หากแฟรงคลินยังมีชีวิตอยู่ในปีที่เขาได้รับรางวัลโนเบล แฟรงคลินก็ควรได้รับพิจารณาให้ได้รางวัลด้วย

ภาพ The double helix of DNA
ที่มา ghr.nlm.nih.gov

และก็อาจจะกล่าวได้ว่า วัตสันและคริกนั้นไม่ได้ลงมือทำการทดลองกับตัวสาร DNA โดยตรง แต่ก็ได้อาศัยข้อมูลอันเป็นประโยชน์จากการผลการวิจัย ของนักวิทยาศาสตร์ท่านอื่นๆ รวมทั้งวิลคินส์และแฟรงคลิน มาวิเคราะห์โครงสร้าง DNA ด้วยทฤษฎีทางฟิสิกส์ โดยเฉพาะภาพเอกซเรย์ดีเอ็นเอ ของแฟรงคลิน ซึ่งเป็นทั้งกุญแจดอกสำคัญในการไขความลับของโครงสร้างดีเอ็นเอ และจุดแตกหักของแฟรงคลินและวิลคินส์

ในครั้งนั้นแฟรงคลิน เริ่มคลี่คลายปริศนา DNA ด้วยภาพถ่ายเอกซเรย์ DNA ซึ่งเธอสามารถถ่ายภาพโครงสร้างที่สมบูรณ์ที่สุดได้เมื่อพฤษภาคม 1952 แฟรงคลินพบว่าโครงสร้าง DNA ที่ แตกต่างกันเมื่ออยู่ในสภาวะความชื้น DNA จะยืดติด ก่อให้เกิดโครงสร้างที่แตกต่างไปเรียกว่าโครงสร้างแบบ B แต่เมื่อวิลคินส์ต้องการจะร่วมศึกษาโครงสร้าง DNA แบบ B ด้วย เธอก็ไม่ยินดีจนต้องถึงผู้ใหญ่ต้องออกมายุติเรื่อง โดยให้  วิลคินส์ศึกษาโครงสร้างแบบ B ส่วน    แฟรงคลินศึกษาโครงสร้างแบบ A และนี่เองที่ทำให้ ภาพของถ่ายดีเอ็นเอ แบบ B ของแฟรงคลินตกไปอยู่ในมือของวัตสัน เมื่อวิลคินส์ได้มอบให้วัตสันในครั้งที่วัตสันเดินทางลอนดอนเพื่อแจ้งข่าวความคืบหน้าการไล่หาตอบโครงสร้างของดีเอนเอของไลนัส พอลิ่ง แต่ก็ต้องมีปากเสียงอย่างหนักกับแฟรงกินในการสนทนาทางความคิดเรื่องดีเอนเอ

เมื่อวิลคินส์ได้มอบภาพถ่ายให้แก่วัตสันดู ซึ่งมันเป็นภาพที่คมชัดมากทีสุดเท่าที่จะเคยเห็นมาก่อน จนสร้างความตื่นเต้นให้กับวัตสันและคริกอย่างมาก และแสดงให้เห็นชัดว่า DNA  มีโครงสร้างเป็นสายเกลียว และด้วยภูมิความรู้ของทั้งคู่ พวกเขาคำนวณจากภาพฟิลม์เอกซเรย์และพบว่า ดีเอ็นเอน่าจะจับกันมากกว่าหนึ่งสายและมีโครงสร้างเป็นรูปซ้ำๆ (ตอนนั้นคาดกันว่าน่าจะเป็นสามหรือสี่สาย) อาจจะมีรูปแบบการจับกันมากกว่าหนึ่งแบบอีกด้วย ในที่สุดพวกเขาก็แน่ใจว่า โครงสร้างดีเอ็นเอเป็นเกลียวคู่

ภาพ Rosalind Franklin’s X-ray diffraction photograph of DNA, Type B. “Photo 51.”
ทีมา osulibrary.oregonstate.edu

สำหรับผลงานที่ตีพิมพ์ลงในวาสาร Nature ฉบับวันที่ 25 เมษายน ค.ศ. 1953  นั้น วัตสันและคริก พบว่าโครงสร้างของดีเอ็นเอมีลักษณะเป็นสายเกลียวคู่ (Double helix) มีเบสที่จับคู่กันระหว่างสองสายอย่างเฉพาะเจาะจง คือ A (อะดีนีน : Adenine) เกาะกับ T (ไทมีน : Thymine) ด้วยพันธะคู่ของไฮโดรเจน และ C (ไซโทซีน : Cytosine) เกาะกับ G (กวานีน : Guanine) ด้วยพันธะสาม  โดยคาดว่าเบสทั้ง 4 ตัวยึดติดกับน้ำตาลและฟอสเฟตตรงแกนหลัก   การจับคู่ของเบสในลักษณะนี้ ทำให้ดีเอ็นเอสามารถต่อกันได้เป็นสายยาวอย่างต่อเนื่อง  โดยดีเอ็นเอของสายหนึ่งเป็นแบบจำลองของDNAอีกสายหนึ่งโดยอัตโนมัติ

ส่วนทางฝั่งของ แฟรงคลินและวิลคินส์ มีผู้พบบันทึกการทดลองของแฟรงคลินในภายหลังว่า เธอได้เตรียมรายงานผลงานวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เพื่อลงในวาสาร Nature เสร็จตั้งแต่วันที่ 17 มีนาคม ค.ศ. 1953  ก่อนหน้าที่คริกและวัตสันจะส่งต้นฉบับถึง Nature เพียงหนึ่งวันเท่านั้น!  แต่สุดท้ายผลงานของทั้งคู่ก็ได้ลงตีพิมพ์ลงในวารสารฉบับเดียวกัน

การที่แฟลงคลินถูกกล่าวหาว่าไม่มีมนุษยสัมพันธ์ หวงงานวิจัย และก้าวร้าว หรือการที่เธอถูกกีดกันไม่ได้รับการยอมรับจากผู้ชายเพราะความเป็นผู้หญิง ไม่ว่าเบื้องหลังการทำงานของทั้ง 4 คนจะเป็นเช่นไร ก็จะมีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่รู้ดี แต่เหตุผลที่ไม่มีชื่อของโรสลินด์ แฟลงคลินในรายชื่อผู้ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1962 นั้นก็เพราะ 4 ปีก่อนการประกาศรางวัล เธอต้องจบชีวิตลงด้วยโรคมะเร็งรังไข่ใน และรางวัลโนเบลมอบให้เฉพาะนักวิทยาศาสตร์ที่ยังมีชีวิตอยู่เท่านั้น ชีวิตของเธอถูกบันทึกไว้ในหนังสือชื่อ Rosalind Franklin and DNA โดยเพื่อนของเธอ Anne Sayre ตีพิมพ์ในปี 1975 และ Rosalind Flanklin : The Dark lady of DNA โดย Brenda Maddox เมื่อปี 2002

แต่อย่างไรก็ตามเมื่อมีการพูดถึงการค้นพบโครงสร้าง DNA เพื่อไขรหัสความลับแห่งชีวิตครั้งนี้ โลกก็ไม่เคยลืมผู้หญิงที่ชื่อโรซาลินด์  แฟลงคลิน


ภาพ Rosalind Franklin & DNA
ที่มา ecx.images-amazon.co

บทความจาก วิชาการ.คอม
บัวอื่น (15,546 views) first post: Mon 31 August 2009 last update: Tue 1 September 2009

*หมายเหตุ งานเขียนชิ้นนี้ ได้รับการคุ้มครองสิทธิตามพระราชบัญญัติคุ้มครองสิทธิทางปัญญา โดยลิขสิทธิเป็นของผู้เขียน ที่ให้เกียรตินำเผยแพร่ผ่าน วิชาการ.คอม เรามีความยินดีและอนุญาตให้ทำซ้ำหรือเผยแพร่ต่อเพื่อประโยชน์ทางการศึกษาเท่านั้น กรุณาให้เกียรติผู้เขียน โดยอ้างชื่อผู้เขียนและแหล่งข้อมูลทุกครั้งที่ทำการเผยแพร่ต่อ ห้ามนำส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อในสื่อที่เอื้อประโยชน์ทางธุรกิจก่อนได้รับอนุญาต ขอขอบคุณที่ร่วมกันช่วยสร้างให้สังคมไทยเป็นสังคมแห่งปัญญา

Creative Commons License
สงวนสิทธิ์ภายใต้สัญญาอนุญาต ครีเอทีฟคอมมอนส์ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-ไม่ดัดแปลง 3.0 ประเทศไทย.
ท่านสามารถนำเนื้อหาในส่วนบทความไปใช้ แสดง เผยแพร่ โดยต้องอ้างอิงที่มา ห้ามใช้เพื่อการค้าและห้ามดัดแปลง

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s