Фрэнсис Крик. Francis Harry Compton Crick

Британский молекулярный биолог. Биофизик. Нейробиолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года - совместно с Джеймсом Уотсоном и Морисом Уилкинсом с формулировкой «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах». Сформулировал центральную догму молекулярной биологии.

---

Фрэнсис Крик родился 8 июня 1916 года в городе Нортгемптон, Великобритания. Еще в раннем возрасте заинтересовался естественными науками, любил читать научно-популярную литературу. В детстве родители часто ходили с мальчиком в церковь. В двенадцать лет отказался посещать церковь и молиться. Свой поступок объяснил тем, что только развитие науки поможет найти ответы на все вопросы, а религиозная вера - нет. Учился в Нортгемптонской средней школе для мальчиков, а после четырнадцати лет продолжил обучение в школе Милл-Хилл в Лондоне, где изучал химию математику, физику и 7 июня 1933 года получил премию Уолтера Нокса по химии.

В двадцать один год Крик получил ученую степень бакалавра в области физики в Университетском колледже Лондона. Позднее стал аспирантом и почетным членом колледжа Гонвилла и Киза и работал в Кавендишской лаборатории и в Совете по медицинским исследованиям в Кембридже. Также являлся почетным членом Колледжа Черчилл и Университетского колледжа Лондона.

Для получения степени доктора наук Фрэнсис Крик начал научно-исследовательскую работу по определению вязкости воды при высоких температурах в лаборатории физика Эдварда Невил да Коста Андраде в Университетском колледже в Лондоне, но из-за начала Второй мировой войны ему пришлось временно забыть о возможной карьере физика. Однако на втором курсе аспирантуры его наградили почетной научной премией Кэри Фостер.

Во время Второй мировой войны Крик работал в научно-исследовательской лаборатории ВМС, занимался разработкой магнитных и акустических мин и участвовал в проектировании новых типов мин, остающихся невидимыми для немецких кораблей-тральщиков.

В 1947 году Фрэнсис Крик начал изучать биологию. Ему пришлось перейти от «элегантности и глубокого понимания» физики на «сложные химические механизмы, естественный отбор которых развивался в течение миллиардов лет». Объяснил свой переход тем, что физика уже и так достигла больших высот, необходимо было развитие биологических дисциплин.

В послевоенное время Крик работал над изучением физических свойств цитоплазмы в Кембриджской лаборатории Стрейджнуэйза, возглавляемой Хонор Бриджет Фелл. Являлся стипендиатом Совета по медицинским исследованиям. Затем Макс Перутц и Джон Кендрю приняли его в Кавендишскую лабораторию, которой руководил сэр Лоренс Брэгг, стремящийся опередить ведущего американского химика Лайнуса Полинга в установлении структуры ДНК.

Крик интересовался двумя основными нерешенными проблемами в биологии: как молекулы позволяют осуществить переход от неживого к живому, и каким образом мозг осуществляет мышление. Понимал, что его положения в научном обществе недостаточно для проведения серьезных исследований во второй области, поэтому приступил к решению первой проблемы. Ученого также воодушевляли открытия Лайнуса Полинга и Эрвина Шредингера.

Из учебников по биологии Фрэнсис Крик уяснил, что ковалентные связи в биологических молекулах должны обеспечивать структурную стабильность, необходимую для сохранения генетической информации в клетках. Оставалось обратиться к экспериментальной биологии, чтобы понять, в каких именно молекулах заключается генетическая информация. По его мнению, теория Чарльза Дарвина об эволюции путем естественного отбора и открытие основ наследственности Грегором Менделем раскрыли тайну жизни. Ученый считал, что уже скоро можно будет синтезировать жизнь в пробирке.

Фрэнсис Крик изучал математические основы рентгеноструктурного анализа. В период изучения им дифракции рентгеновских лучей, исследователи в лаборатории Кембриджского университета пытались определить самую стабильную спиральную конформацию цепей аминокислот в белках. Лайнус Полинг стал первым, кто определил, что на один оборот альфа-спирали в белке приходится 3,6 аминокислоты. Крик видел, какие ошибки делали сотрудники Кембриджского университета в своих неудачных попытках определить правильную молекулярную структуру альфа-спирали. Эти уроки помогли ему в будущем правильно установить структуру ДНК.

В 1951 году вместе с Уильямом Кокраном и Владимиром Вандом Крик участвовал в развитии математической теории дифракции рентгеновских лучей на спиральной молекуле. Этот теоретический результат хорошо согласовался с рентгеновскими данными для белков в конформации альфа-спиралей. Теория дифракции рентгеновских лучей помогла впоследствии лучше понять структуру ДНК.

В конце этого же года Фрэнсис Крик начал работать с Джеймсом Уотсоном в Кавендишской лаборатории в Кембриджском университете. Успех принесла «фотография 51» - рентгенограмма ДНК, полученная Розалинд Франклин и ее аспирантом Реймондом Гослингом. Ученые вместе разработали модель спиральной структуры ДНК и 21 февраля 1953 года опубликовали свои результаты, в которых предложили структуру двойной спирали ДНК.

Крик и Уотсон 25 апреля 1953 года представили свою знаменитую статью в научном журнале «Nature». Ее содержание было дублировано публичным докладом заведующего лабораторией, в которой работали ученые, Уильямом Брэггом, 14 мая этого же года. Уже на следующий день вышла статья Ритчи Колдера в лондонской газете «Хроника новостей» под названием «Почему ты это ты. Ближайшая тайна жизни».

После открытия двойной спирали ДНК модели Фрэнсис Крик занялся исследованием возможного биологического значения этой структуры. В 1954 году закончил работу над своей докторской диссертацией: «Дифракция рентгеновских лучей: полипептиды и белки» и получил ученую степень доктора философии. Затем работал в лаборатории Дэвида Харкера в Бруклине в политехническом институте, где продолжал развивать свои навыки в анализе дифракционных данных для белков, работая в основном с рибонуклеазами и механизмами синтеза белка.

В том же году Георгий Гамов основал группу ученых по исследованию роли РНК в качестве посредника между ДНК и синтезом белков в цитоплазме. Крик понимал, что в РНК должен быть код, в котором есть короткие последовательности нуклеотидов, определяющие конкретную аминокислоту в синтезированном белке. В 1956 году написал неофициальный документ о проблеме генетического кодирования для этой научной группы.

В этой статье Фрэнсис Крик рассмотрел доказательства, подтверждающие мысль о том, что для синтеза белка необходим набор из двадцати аминокислот. Предложил, что для кодирования аминокислот должен быть набор малых «адапторных молекул», которые бы соединялись водородными связями с короткими фрагментами нуклеиновой кислоты и аминокислотами, определяющими эти фрагменты. Также исследовал многие другие варианты, с помощью которых короткие последовательности нуклеиновых кислот могут закодировать двадцать аминокислот.

Во второй половине 1950-х годов Крик пытался теоретически определить механизм синтеза белка и к 1958 году перечислил ключевые особенности этого процесса. Впервые ввел термин «центральная догма» молекулярной биологии для представления одностороннего перехода генетической информации по механизму: ДНК - РНК - белок.

Крик выделил три составляющие любого биологического процесса: материальная, энергетическая, информационная. В своих работах акцентировал внимание именно на последней составляющей. Доказательства того, что генетический код - вырожденный код триплетов нуклеотидов, пришли из экспериментов по генетике, некоторые из которых выполнены именно им.

В 1962 году Фрэнсис Крик, Джеймс Уотсон и Морис Уилкинс удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за исследования структуры нуклеиновых кислот.

Крик начал размышлять о происхождении генетического кода. В 1966 году выступал вместо Лесли Оргела на встрече, где последний должен был говорить о происхождении жизни. Ученый выдвинул гипотезу о возможных стадиях, по которым изначально простой код с несколькими типами аминокислот развился в более сложный код, используемый существующими организмами.

В начале 1970-х годов Крик и Оргел определили, что производство живых систем из молекул - очень редкое событие во Вселенной. Но достаточно одного такого события на всю Вселенную, чтобы живые системы могли посредством репликации и космических путешествий достигнуть нашей планеты. Этот процесс переноса живых систем назвали «направленной панспермией». В своей статье выразили свое мнение, что шансы на абиогенез на Земле ничтожно малы.

В 1976 году Фрэнсис Крик стал соавтором статьи «Гипотеза происхождения белкового синтеза» совместно с Сидней Бреннер, Аароном Клугом и Джорджем Пикзеником. В статье рассмотрено предположение, что синтез белков на этапе формирования жизни возможен и без рибосом при выполнении следующих условий: тРНК должна иметь две конфигурации и связываться с мРНК пятью водородными связями.

Работа Крика в Кембриджском университете стала вершиной его долгой научной карьеры, но ученый покинул Кембридж в 1977 году. После тридцати лет работы ему предложили стать директором колледжа Гонвилла и Киза, но впоследствии отказался от этого предложения. После творческого отпуска продолжил работу в Институте Солка. Также являлся профессором в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

Крик самостоятельно изучил нейроанатомию и другие области нейробиологии. Надеялся, что сможет помочь развитию неврологии, продвигая конструктивное взаимодействие между специалистами разных поддисциплин. Сотрудничал со специалистами в области нейрофизиологии.

 В 1980-х годах Крик изучал сознание. В 1983 году по результатам исследований компьютерных моделей нейронных сетей вместе с Митчисоном показал, что быстрый сон необходим, чтобы удалить определенные режимы взаимодействий в сетях клеток в коре головного мозга млекопитающих. Ученые назвали этот процесс «обратным обучением».

На заключительном этапе своей карьеры Фрэнсис Крик вместе с Кристофом Кохом опубликовали серию статей о сознании. Пытались понять, как сознание в течение нескольких сотен миллисекунд при просмотре сцены запоминает ее. Понимали, что процессы кратковременной памяти пока еще плохо изучены, поэтому сознание кажется очень сложным.

Крик опубликовал книгу, описывающую нейробиологию как достаточно самостоятельную науку, сознание - предмет изучения нейробиологии на молекулярном, клеточном и поведенческом уровнях. Книга «Удивительные гипотезы» - это книга об инструментах, которые необходимы нейробиологии, чтобы объяснить, как мозг порождает сознание. Ученый скептически относился к значению вычислительных моделей, основанных на психической функции, которые не основывались на подробной информации о структуре мозга.

Фрэнсис Крик умер 28 июля 2004 года в возрасте восьмидесяти восьми лет.

Награды Фрэнсиса Крика

Книги Фрэнсиса Крика

Память о Фрэнсисе Крике