Well, I thought there would be a podium, so I'm a bit scared. (Laughter) Chris asked me to tell again how we found the structure of DNA. And since, you know, I follow his orders, I'll do it. But it slightly bores me. (Laughter) And, you know, I wrote a book. So I'll say something -- (Laughter) -- I'll say a little about, you know, how the discovery was made, and why Francis and I found it. And then, I hope maybe I have at least five minutes to say what makes me tick now.
من کمی ترسیده ام چون فکر می کردم که تریبون وجود داشته باشد. (خنده) کریس از من خواسته که داستان کشف ساختار DNA را یکبار دیگر بگویم. خوب، چون من از کریس دستور می گیرم پس این کار را خواهم کرد. البته این کار برای من کمی خسته کننده شده است. (خنده) شما حتما می دانید که من یک کتاب در این باره نوشته ام. با این وجود یک چیزهای خواهم گفت. (خنده) من مقداری در مورد این که کشف چطور صورت گرفت و این که چرا من و فرانسیس توانستیم این کار را انجام دهیم صحبت خواهم کرد. و بعد از آن امیدوارم بتوانم حداقل 5 دقیقه راجع به موضوعاتی که هم اکنون من را به هیجان می آورند صحبت کنم.
In back of me is a picture of me when I was 17. I was at the University of Chicago, in my third year, and I was in my third year because the University of Chicago let you in after two years of high school. So you -- it was fun to get away from high school -- (Laughter) -- because I was very small, and I was no good in sports, or anything like that.
در پشت من تصویری از ۱۷ سالگی من وجود دارد. در آن زمان من دانشجوی سال سوم در دانشگاه شیکاگو بودم. چون که دانشگاه شیکاگو اجازه می داد که بعد از سال دوم دبیرستان وارد دانشگاه شوید در نتیجه من آن زمان با ۱۷ سال سن دانشجوی سال سوم بودم. خوب راحت شدن از دبیرستان خیلی با حال بود. چون من قد و قامت کوچکی داشتم و در ورزش و چیزهای مشابه اصلا خوب نبودم.
But I should say that my background -- my father was, you know, raised to be an Episcopalian and Republican, but after one year of college, he became an atheist and a Democrat. (Laughter) And my mother was Irish Catholic, and -- but she didn't take religion too seriously. And by the age of 11, I was no longer going to Sunday Mass, and going on birdwatching walks with my father. So early on, I heard of Charles Darwin. I guess, you know, he was the big hero. And, you know, you understand life as it now exists through evolution.
البته من این را باید در مورد پیش زمینه ام بگویم که پدرم طوری بزرگ شده بود که پيرو كليسای اسقفی و جمهوری خواه بشود. اما بعد از سال اول کالج یک بی دین دمکرات از آب در آمد. (خنده) و مادرم یک کاتولیک ایرلندی بود که البته دین را خیلی جدی نمی گرفت. با این شرایط من بعد از سن ۱۱ سالگی دیگر به مراسم عشاء ربانی یکشنبه ها نرفتم و به جای آن به همراه پدرم برای تماشای پرندگان به پیاده روی می رفتم. در همان زمان با اسم چارلز داروین آشنا شدم. حتما شما می دانید که او بزرگ ترین قهرمان به حساب می آمد. و می دانید که حیات به شکل امروز آن در اثر تکامل به وجود آمده است.
And at the University of Chicago I was a zoology major, and thought I would end up, you know, if I was bright enough, maybe getting a Ph.D. from Cornell in ornithology. Then, in the Chicago paper, there was a review of a book called "What is Life?" by the great physicist, Schrodinger. And that, of course, had been a question I wanted to know. You know, Darwin explained life after it got started, but what was the essence of life?
رشته ی من در دانشگاه شیکاگو جانورشناسی بود. من فکر می کردم سرنوشت من اگر به اندازه کافی باهوش باشم شاید این باشد که یک PhD از کرنل با گرایش پرنده شناسی بگیرم. در آن زمان در مجله شیکاگو یک مقاله در مورد کتابی با عنوان "حیات چیست؟" از فیزیک دان بزرگ شرودینگر خواندم. البته آن سوالی بود من می خواستم جوابش را بدست بیاورم. شما می دانید که داروین حیات را بعد از آغاز آن توضیح داده بود ولی این که ماهیت حیات چیست هنوز مشخص نشده بود.
And Schrodinger said the essence was information present in our chromosomes, and it had to be present on a molecule. I'd never really thought of molecules before. You know chromosomes, but this was a molecule, and somehow all the information was probably present in some digital form. And there was the big question of, how did you copy the information?
شرودینگر عقیده داشت که ماهیت حیات، اطلاعات موجود در کروموزوم ها است و این اطلاعات توسط ملکول ها ذخیره شده است. من پیش از آن هیچ گاه به فکر ملکول ها نیفتاده بودم. شما با کروموزوم ها آشنایید، آن ها ملکول به حساب می آیند. همه این اطلاعات با یک الگوی دیجیتال به نحوی نگه داری باید بشود. و یک سوال بزرگ وجود داشت چگونه این اطلاعات نسخه برداری می شود؟
So that was the book. And so, from that moment on, I wanted to be a geneticist -- understand the gene and, through that, understand life. So I had, you know, a hero at a distance. It wasn't a baseball player; it was Linus Pauling. And so I applied to Caltech and they turned me down. (Laughter) So I went to Indiana, which was actually as good as Caltech in genetics, and besides, they had a really good basketball team. (Laughter) So I had a really quite happy life at Indiana. And it was at Indiana I got the impression that, you know, the gene was likely to be DNA. And so when I got my Ph.D., I should go and search for DNA.
خوب این کتاب راجع به این مسئله بود. و از آن زمان به بعد من تصمیم گرفتم که متخصص ژنتیک بشوم و با شناخت ژن ها و از طریق آن ها ماهیت حیات را درک کنم. خوب من یک قهرمان در این زمینه در نزدیکیم می شناختم. این قهرمان یک بازی کن بیسبال نبود، بلکه لاینس پاولینگ بود. در نتیجه من برای پذیرش در کلتک درخواست دادم اما آن ها درخواست من را رد کردند. (خنده) در نتیجه من به ایندیانا رفتنم که در واقع در زمینه ژنتیک به خوبی کلتک به حساب می آمد. درضمن آن ها یک تیم بسکتبال خیلی خوب هم داشتند. من دوران خیلی شادی را در ایندیانا داشتم. و در ایندیانا بود که ایده این که DNA حامل ژن ها است به ذهن من خطور کرد. در نتیجه هنگامی که من PhD را گرفتم تصمیم گرفتم به دنبال DNA بروم.
So I first went to Copenhagen because I thought, well, maybe I could become a biochemist, but I discovered biochemistry was very boring. It wasn't going anywhere toward, you know, saying what the gene was; it was just nuclear science. And oh, that's the book, little book. You can read it in about two hours. And -- but then I went to a meeting in Italy. And there was an unexpected speaker who wasn't on the program, and he talked about DNA. And this was Maurice Wilkins. He was trained as a physicist, and after the war he wanted to do biophysics, and he picked DNA because DNA had been determined at the Rockefeller Institute to possibly be the genetic molecules on the chromosomes. Most people believed it was proteins. But Wilkins, you know, thought DNA was the best bet, and he showed this x-ray photograph. Sort of crystalline. So DNA had a structure, even though it owed it to probably different molecules carrying different sets of instructions. So there was something universal about the DNA molecule. So I wanted to work with him, but he didn't want a former birdwatcher, and I ended up in Cambridge, England.
در ابتدا به کپنهاگ رفتم چون فکر می کردم می توانم بیوشیمیست بشوم. ولی متوجه شدم که بیوشیمی برایم خیلی خسته کننده و ملال آور است. در ضمن بیوشیمی کمکی برای توضیح کارکرد ژن ها نمی کرد. بیوشیمی دانش ملکولی محض بود. آه، این آن کتاب است، آن کتاب کوچک. در دو ساعت می توانید کل آن را بخوانید. و بعد از آن من به یک همایش در ایتالیا رفتم. و در آن جا یک سخنران که در برنامه اسمی از او نبود به طور غیر منتظره راجع به DNA سخنرانی کرد. او موریس ویلکینز بود. او یک فیزیک دان بود و بعد از جنگ به بیوفیزیک روی آورده بود و DNA را به عنوان زمینه کاری انتخاب کرده بود. چون DNA در موسسه راکفلر به عنوان محتمل ترین ملکول حامل ژن در کروموزوم ها به حساب می آمد. بیشتر افراد فکر می کردند که پروتئین ها این نقش را داشته باشند. اما ویلکینز عقیده داشت که DNA بالاترین شانس را داشته باشد. و او این عکس اشعه ایکس را در آن جا نمایش داد. یک حالت بلورین. پس ملکول DNA علی رغم این که شاید هر کدام از آن ها دستورالعمل های مختلفی را حمل کنند دارای ساختاری منظم است. پس این ملکول باید دارای خصوصیتی عمومی باشد. من تمایل داشتم که برای او کار کنم اما او تمایلی به کار با یک پرنده شناس سابق نداشت. در نتیجه من کمبریج در انگلیس را انتخاب کردم.
So I went to Cambridge, because it was really the best place in the world then for x-ray crystallography. And x-ray crystallography is now a subject in, you know, chemistry departments. I mean, in those days it was the domain of the physicists. So the best place for x-ray crystallography was at the Cavendish Laboratory at Cambridge. And there I met Francis Crick. I went there without knowing him. He was 35. I was 23. And within a day, we had decided that maybe we could take a shortcut to finding the structure of DNA. Not solve it like, you know, in rigorous fashion, but build a model, an electro-model, using some coordinates of, you know, length, all that sort of stuff from x-ray photographs. But just ask what the molecule -- how should it fold up?
خوب من به کمبریج رفتم چون آنجا در واقع بهترین محل در دنیا برای بلورنگاری با اشعه ایکس بود. بلور نگاری با اشعه ایکس به تازه گی در رشته شیمی مطرح شده بود. منظورم این است که در آن روزها بلورنگاری جزئی از رشته فیزیک به حساب می آمد. بهترین محل برای بلورنگاری با اشعه ایکس آزمایشگاه کاوندیش در کمبریج بود. در آنجا بود که من با فرانسیس کریک آشنا شدم. هنگامی که به آنجا رفتم با او هیچ آشنایی نداشتم. او ۳۵ سال داشت و من ۲۳ ساله بودم. و تنها بعد از یک روز ما تصمیم گرفتیم که شاید بتوانیم بر خلاف روش های سخت معمول یک راه میان بر برای کشف ساختار DNA پیدا کنیم. و آن روش مدل سازی بود. یک مدل ملکولی با استفاده از یافته های تصاویر حاصل از پرتونگاری اشعه ایکس بسازیم. ولی مسئله این بود که چه ملکولی -- این مدل به چه شکلی باید ساخته شود؟
And the reason for doing so, at the center of this photograph, is Linus Pauling. About six months before, he proposed the alpha helical structure for proteins. And in doing so, he banished the man out on the right, Sir Lawrence Bragg, who was the Cavendish professor. This is a photograph several years later, when Bragg had cause to smile. He certainly wasn't smiling when I got there, because he was somewhat humiliated by Pauling getting the alpha helix, and the Cambridge people failing because they weren't chemists. And certainly, neither Crick or I were chemists, so we tried to build a model. And he knew, Francis knew Wilkins. So Wilkins said he thought it was the helix. X-ray diagram, he thought was comparable with the helix.
و دلیل انجام این کار، لاینس پاولینگ در وسط این عکس است. در حدود شش ماه قبل از آن او مارپیچ آلفا را برای پروتئین ها پیشنهاد داده بود. با این کار او مردی را که در سمت راست ایستاده، سر لارنس براگ که پروفسور کاوندیش بود از دور خارج کرد. این عکس مربوط به چندین سال بعد است که براگ دلیلی برای خندیدن داشت. وقتی که من برای کار به آن جا رفتم او مطمئناً نمی خندید چون با تصاحب مارپیچ آلفا توسط پاولینگ مورد تحقیر قرار گرفته بود، افراد کمبریج به این دلیل که شیمیدان نبودند در این زمینه شکست می خوردند. و بدون شک فرانسیس و من هیچ کدام شیمیدان نبودیم، در نتیجه ما سعی کردیم از راه مدل سازی به نتیجه برسیم. فرانسیس با ویلکینز آشنا بود. ویلکینز معتقد بود که ملکول باید به شکل مارپیچ باشد. به نظر او عکس اشعه ایکس با یک مارپیچ تطابق پیدا می کرد.
So we built a three-stranded model. The people from London came up. Wilkins and this collaborator, or possible collaborator, Rosalind Franklin, came up and sort of laughed at our model. They said it was lousy, and it was. So we were told to build no more models; we were incompetent. (Laughter) And so we didn't build any models, and Francis sort of continued to work on proteins. And basically, I did nothing. And -- except read. You know, basically, reading is a good thing; you get facts. And we kept telling the people in London that Linus Pauling's going to move on to DNA. If DNA is that important, Linus will know it. He'll build a model, and then we're going to be scooped.
در نتیجه ما یک مدل سه رشته ای ساختیم. افراد لندن به دیدن مدل آمدند. ویلکینز و همکارش یا همکار احتمالیش روزالیند فرانکلین، به آنجا آمدند و به نوعی به مدل ما خندیدند. آن ها می گفتند که مدل شما بی ریخت است. البته درست می گفتند. در نتیجه به ما گفته شد که دیگر مدل سازی نکنیم. ما لیاقت این کار را نداشتیم. (خنده) و ما دیگر مدلی نساختیم، و فرانسیس به کارش روی پروتئین ها ادامه داد. و من به طور کلی کاری انجام نمی دادم. البته به غیر از مطالعه کردن. شما می دانید، مطالعه کار مفیدی است. مطالعه باعث می شود که شما با واقعیت ها آشنا شوید. و ما همچنان به گروه لندن تذکر می دادیم که لاینس پاولینگ قصد دارد به سمت DNA حرکت کند. اگر DNA اهمیت دارد، لاینس این را خواهد فهمید. او مدل را خواهد ساخت و روی دست ما خواهد زد.
And, in fact, he'd written the people in London: Could he see their x-ray photograph? And they had the wisdom to say "no." So he didn't have it. But there was ones in the literature. Actually, Linus didn't look at them that carefully. But about, oh, 15 months after I got to Cambridge, a rumor began to appear from Linus Pauling's son, who was in Cambridge, that his father was now working on DNA. And so, one day Peter came in and he said he was Peter Pauling, and he gave me a copy of his father's manuscripts. And boy, I was scared because I thought, you know, we may be scooped. I have nothing to do, no qualifications for anything. (Laughter)
و در حقیقت او به گروه لندن نامه نوشته بود که: آیا امکان دارد تصاویر اشعه ایکس آن ها را ببیند؟ البته آن ها فهم آن را داشتند که به او جواب رد بدهند. در نتیجه او آن ها را در اختیار نداشت. البته تصاویری قبلاً منتشر شده بود. اما لاینس آن ها را با دقت بررسی نکرده بود. در حدود ۱۵ ماه پس از آن که من به کمبریج رفتم، در کمبریج شایعه ای توسط پسر لاینس پاولینگ که، در آن زمان در کمبریج به سر می برد، منتشر شد که پدرش هم اکنون مشغول کار روی DNA است. روزی پیتر پیش ما آمد و گفت که من پیتر پاولینگ هستم، و کپی نامه ای که از پدرش دریافت کرده بود را به من داد. در آن موقع من حسابی ترسیدم چون تصور می کردم که ما رو دست خورده باشیم. من هیچ کاری برای انجام و صلاحیت انجام هیچ کاری را هم نداشتم. (خنده)
And so there was the paper, and he proposed a three-stranded structure. And I read it, and it was just -- it was crap. (Laughter) So this was, you know, unexpected from the world's -- (Laughter) -- and so, it was held together by hydrogen bonds between phosphate groups. Well, if the peak pH that cells have is around seven, those hydrogen bonds couldn't exist. We rushed over to the chemistry department and said, "Could Pauling be right?" And Alex Hust said, "No." So we were happy. (Laughter)
خوب این مقاله ی او بود که در آن یک مدل سه رشته ای پیش نهاد داده بود. من آن را خواندم. در واقع چرند بود. (خنده) این در واقع از بزرگترین شیمیدان دنیا خیلی غیر منتظره بود. (خنده) مدل او توسط پیوندهای هیدروژنی بین گروه های فسفات شکل گرفته بود. خوب اگر بیشینه PH درون سلول در حدود هفت باشد، آن پیوند های هیدروژنی نمی توانستند تشکیل شوند. ما با عجله به گروه شیمی رفتیم و به آن ها گفتیم: که آیا پاولینگ می تواند درست گفته باشد؟ و وقتی الکس هاوست جواب منفی داد ما بسیار خوشحال شدیم. (خنده)
And, you know, we were still in the game, but we were frightened that somebody at Caltech would tell Linus that he was wrong. And so Bragg said, "Build models." And a month after we got the Pauling manuscript -- I should say I took the manuscript to London, and showed the people. Well, I said, Linus was wrong and that we're still in the game and that they should immediately start building models. But Wilkins said "no." Rosalind Franklin was leaving in about two months, and after she left he would start building models. And so I came back with that news to Cambridge, and Bragg said, "Build models." Well, of course, I wanted to build models. And there's a picture of Rosalind. She really, you know, in one sense she was a chemist, but really she would have been trained -- she didn't know any organic chemistry or quantum chemistry. She was a crystallographer.
و ما همچنان در بازی بودیم اما خیلی ترس داشتیم که کسی در کلتک به او خواهد گفت که در اشتباه است. در نتیجه براگ دوباره به ما اجازه داد که مدل سازی کنیم. یک ماه بعد از نامه ی پاولینگ، من باید بگویم که من نامه را با خود به لندن بردم و به آن ها نشان دادم. خوب من به آن ها گفتم که لاینس در اشتباه است و ما همچنان فرصت داریم. و آن ها باید به سرعت شروع به ساختن مدل بکنند. ولی ویلکینز گفت نه، روزالیند فرانکلین تا دو ماه دیگر از این جا خواهد رفت و پس از رفتن او ما مدل سازی را شروع خواهیم کرد. در نتیجه من با این خبر به کمبریج برگشتم، و براگ دستور ساخت مدل را داد. خوب البته ، من خودم می خواستم که مدل سازی بکنم. و این عکس روزالیند است. او در واقع، از یک طرف شیمیدان بود، ولی در واقع آموزش دیده بود برای -- او اطلاعی درباره شیمی آلی و شیمی کوانتومی نداشت. او یک بلورنگار بود.
And I think part of the reason she didn't want to build models was, she wasn't a chemist, whereas Pauling was a chemist. And so Crick and I, you know, started building models, and I'd learned a little chemistry, but not enough. Well, we got the answer on the 28th February '53. And it was because of a rule, which, to me, is a very good rule: Never be the brightest person in a room, and we weren't. We weren't the best chemists in the room. I went in and showed them a pairing I'd done, and Jerry Donohue -- he was a chemist -- he said, it's wrong. You've got -- the hydrogen atoms are in the wrong place. I just put them down like they were in the books. He said they were wrong.
و من معتقدم دلیل این که او نمی خواست که مدل سازی کند این بود که او به صورتی که پاولینگ شیمیدان بود، شیمیدان نبود. در نتیجه کریک و من شروع به ساخت مدل ها کردیم. و من مقداری شیمی یاد گرفته بودم، اما کافی نبود. خوب ما در ۲۸ فوریه سال ۱۹۵۳ به نتیجه رسیدیم. و دلیل آن هم این قانون بود که به نظر من قانون خیلی خوبی است: هیچ وقت باهوش ترین فرد در یک جمع نباش. و ما بهترین نبودیم. ما بهترین شیمیدان در آن جمع نبودیم. من پیش آن ها رفتم و زوج های که ساخته بودم را به آن ها نشان دادم، و جری دوناهو که یک شیمیدان بود گفت که آن ها اشتباه است. تو اتم های هیدروژن را در محل اشتباهی قرار داده ای. من آن ها را از روی کتاب کپی کرده بودم. او گفت آن ها به این صورت اشتباه هستند.
So the next day, you know, after I thought, "Well, he might be right." So I changed the locations, and then we found the base pairing, and Francis immediately said the chains run in absolute directions. And we knew we were right. So it was a pretty, you know, it all happened in about two hours. From nothing to thing. And we knew it was big because, you know, if you just put A next to T and G next to C, you have a copying mechanism. So we saw how genetic information is carried. It's the order of the four bases. So in a sense, it is a sort of digital-type information. And you copy it by going from strand-separating. So, you know, if it didn't work this way, you might as well believe it, because you didn't have any other scheme. (Laughter)
در نتیجه روز بعد من با خودم گفتم او شاید درست می گوید. و در نتیجه من محل آن ها را تغییر دادم و بعد از آن زوج بازها را بدست آوردیم، و فرانسیس بلافاصله متوجه شد که زنجیره ی زوج ها به سمت درستی خواهد رفت. و ما به این نتیجه رسیدم که مدل ما درست است. مدل خیلی زیبا بود، می دانید، همه آن در حدود دو ساعت شکل گرفت. از هیچ به همه چیز. و ما متوجه شدیم که این خیلی مهم است. شما می دانید که اگر ما A را در کنار T قرار دهیم و G را در کنار C قرار دهیم یک روش برای نسخه برداری خواهیم داشت. در نتیجه ما به این مسئله که چگونه اطلاعات ژنتیکی توسط ترتیب چهار باز حمل می شوند پی بردیم. این اطلاعات به نوعی به صورت دیجیتال هستند. و توسط جدا کردن دو رشته از یکدیگر می توان از آن ها نسخه برداری کرد. در نتیجه حتی اگر به این شکل هم نبود، شما باز هم آن را به این دلیل که هیچ الگوی دیگری در دست نبود، باور می کردید. (خنده)
But that's not the way most scientists think. Most scientists are really rather dull. They said, we won't think about it until we know it's right. But, you know, we thought, well, it's at least 95 percent right or 99 percent right. So think about it. The next five years, there were essentially something like five references to our work in "Nature" -- none. And so we were left by ourselves, and trying to do the last part of the trio: how do you -- what does this genetic information do? It was pretty obvious that it provided the information to an RNA molecule, and then how do you go from RNA to protein? For about three years we just -- I tried to solve the structure of RNA. It didn't yield. It didn't give good x-ray photographs. I was decidedly unhappy; a girl didn't marry me. It was really, you know, sort of a shitty time. (Laughter)
ولی این روشی نیست که غالب دانشمندان فکر می کنند. اکثر دانشمندان در واقع خیلی کند هستند. آنها می گویند ما تا وقتی که ندانیم یک موضوعی درست است، در مورد آن فکر نمی کنیم. ولی شما می دانید که، ما در مورد آن فکر کردیم. خوب این مدل ۹۵ تا ۹۹ درصد درست است. خوب پس به آن فکر کنید. در پنج سال بعد از آن، به کار ما در نیچر چیزی حدود پنج ارجاع شد، هیچ. ما را تنها به حال خودمان گذاشته بودند. در نتیجه ما تلاش کردیم که قسمت آخر کار را هم خودمان انجام دهیم. وظیفه ی اطلاعات ژنتیکی چیست؟ این بسیار روشن است که آن ها اطلاعات لازم برای ملکول RNA را تامین می کنند. اما چطور از روی RNA پروتئین ساخته می شود؟ حدود سه سال ما تنها -- من تلاش می کردم که ساختار RNA را پیدا کنم. ولی کار نتیجه بخش نبود. تصویر اشعه ایکس مناسبی از آن بدست نمی آمد. من به طور کامل ناراحت بودم. دختری بود که حاضر نشد با من ازدواج کند. واقعا، دوران افتضاحی بود. (خنده)
So there's a picture of Francis and I before I met the girl, so I'm still looking happy. (Laughter) But there is what we did when we didn't know where to go forward: we formed a club and called it the RNA Tie Club. George Gamow, also a great physicist, he designed the tie. He was one of the members. The question was: How do you go from a four-letter code to the 20-letter code of proteins? Feynman was a member, and Teller, and friends of Gamow. But that's the only -- no, we were only photographed twice. And on both occasions, you know, one of us was missing the tie. There's Francis up on the upper right, and Alex Rich -- the M.D.-turned-crystallographer -- is next to me. This was taken in Cambridge in September of 1955. And I'm smiling, sort of forced, I think, because the girl I had, boy, she was gone. (Laughter)
این تصور من و فرانسیس قبل از این که من با آن دختر آشنا شوم است. من هنوز خوشحال به نظر می رسم. (خنده) و این کاری است که ما موقعی که نمی دانستم دیگر چه کار کنیم، انجام دادیم: ما یک انجمن به نام انجمن کرواتهای RNA تشکیل دادیم. جرج گامو که یک فیزیکدان بزرگ است کروات را طراحی کرد. او یکی از اعضا بود. سوال این بود: چگونه کد چهار حرفی به کد ۲۰ حرفی پروتئین ها ترجمه می شود؟ فاینمن و تلر و دوستان گامو هم دیگر اعضا بودند. در این عکس تنها چهار نفر از ما دیده می شوند. ما تنها دو بار عکس گرفتیم. در هر دو بار یکی از ما کرواتش را فراموش کرده بود. در بالا سمت راست فرانسیس است، و الکس ریچ -- پزشکی که بلورنگار شده بود -- هم در کنار من است. این عکس در کمبریج سبتامبر سال ۱۹۵۵ گرفته شده است. و من به زور در حال لبخند زدن هستم، فکر می کنم به این خاطر که آن دختر از دست رفته بود. (خنده)
And so I didn't really get happy until 1960, because then we found out, basically, you know, that there are three forms of RNA. And we knew, basically, DNA provides the information for RNA. RNA provides the information for protein. And that let Marshall Nirenberg, you know, take RNA -- synthetic RNA -- put it in a system making protein. He made polyphenylalanine, polyphenylalanine. So that's the first cracking of the genetic code, and it was all over by 1966. So there, that's what Chris wanted me to do, it was -- so what happened since then? Well, at that time -- I should go back. When we found the structure of DNA, I gave my first talk at Cold Spring Harbor. The physicist, Leo Szilard, he looked at me and said, "Are you going to patent this?" And -- but he knew patent law, and that we couldn't patent it, because you couldn't. No use for it. (Laughter)
در حقیقت من تا ۱۹۶۰ دیگر خوشحال نشدم، چون در آن سال ما به طور کلی متوجه شدیم، که سه نوع مختلف از RNA وجود دارد. و ما می دانستیم که DNA اطلاعات لازم برای RNA را تامین می کند. و RNA اطلاعات لازم برای ساخت پروتئین را تامین می کند. و این ها بود که به مارشال نورنبرگ کمک کرد که RNA نوترکیب را درون سیستم قرار دهد و پروتئین تولید کند. او پلی فنیل آلانین را تولید کرد. و این اولین رمز گشایی از کد ژنتیک به حساب می آید و در ۱۹۶۶ دیگر همه چیز تمام شد. خوب تا این جا، چیزی بود که کریس از من خواست که بگویم. خوب بعد از آن چه اتفاقاتی رخ داد؟ خوب در آن زمان، من باید به قبل باز گردم. وقتی که ما ساختار DNA را کشف کردیم من اولین سخنرانیم را در کولد اسپرینگ هاربر انجام دادم. لیو زیلارد که فیزیکدان بود، به من نگاه کرد و گفت : آیا قصد ثبت حق امتیاز این را ندارید؟ البته او با قوانین ثبت حق امتیاز آشنا بود و می دانست که ما نمی توانیم این کار را انجام دهیم. چون نمی شود این کار را کرد. هیچ کاربردی ندارد. (خنده)
And so DNA didn't become a useful molecule, and the lawyers didn't enter into the equation until 1973, 20 years later, when Boyer and Cohen in San Francisco and Stanford came up with their method of recombinant DNA, and Stanford patented it and made a lot of money. At least they patented something which, you know, could do useful things. And then, they learned how to read the letters for the code. And, boom, we've, you know, had a biotech industry. And, but we were still a long ways from, you know, answering a question which sort of dominated my childhood, which is: How do you nature-nurture?
در نتیجه DNA به ملکول به درد بخوری تبدیل نشد و وکیلها در این زمینه دست به کار نشدند تا ۲۰ سال بعد یعنی سال ۱۹۷۳ وقتی که بویر و کوهن در سانفرانسیسکو و استنفورد روشی برای ساخت DNA نوترکیب ابداع کردند و استنفورد حق امتیاز آن را ثبت کرد و از آن پول فراوانی بدست آورد. بلاخره آن ها حق امتیاز چیزی را ثبت کرده بودند که به درد انجام کار مفیدی می خورد. و بعد از آن آنها توانستند بیاموزند که چگونه می شود حروف را از رمز ژنتیکی خواند. و بعد از آن بود که صنعت بیوتکنولوژی به وجود آمد. ولی ما همچنان راه درازی برای پاسخ به سوالی که دوران کودکی من را تحت تاثیر قرار داده بود داشتیم، و آن این بود: منشا حیات چیست؟
And so I'll go on. I'm already out of time, but this is Michael Wigler, a very, very clever mathematician turned physicist. And he developed a technique which essentially will let us look at sample DNA and, eventually, a million spots along it. There's a chip there, a conventional one. Then there's one made by a photolithography by a company in Madison called NimbleGen, which is way ahead of Affymetrix. And we use their technique. And what you can do is sort of compare DNA of normal segs versus cancer. And you can see on the top that cancers which are bad show insertions or deletions. So the DNA is really badly mucked up, whereas if you have a chance of surviving, the DNA isn't so mucked up. So we think that this will eventually lead to what we call "DNA biopsies." Before you get treated for cancer, you should really look at this technique, and get a feeling of the face of the enemy. It's not a -- it's only a partial look, but it's a -- I think it's going to be very, very useful.
خوب من ادامه می دهم. همین الان هم وقت کم آورده ام، ولی این مایکل ویگلر یک ریاضیدان خیلی خیلی باهوش است که به فیزیک روی آورده است. او یک تکنیک ابداع کرده که به ما اجازه می دهد نمونه هایی از DNA را بررسی کنیم و میلیون ها نقطه در سرتاسر آن را بررسی کنیم. در این تصویر یک چیپ از نوع مرسوم آن را می بینید و در کنار آن یک چیپ دیگر قرار دارد که به روش فتولیتوگرافی توسط شرکتی در مدیسون به نام نیمبلجین ساخته شده که خیلی پیشرفته تر از افیمتریکس است. ما از تکنیک آن ها استفاده می کنیم. کاری که به وسیله آن می توان انجام داد نوعی مقایسه DNA است. این سرطان است و در بالا شما می توانید سرطان ها را ببینید که به صورت تکه های اضافه شده یا حذف شده دیده می شوند. همان طور که مشخص است DNA به شدت خراب شده است، در حالی که اگر شما بخواهید زنده بمانید، ملکول DNA نباید خیلی آسیب دیده باشد. خوب ما به این نتیجه رسیدم که این روش در نهایت به نمونه برداری از DNA ختم خواهد شد. قبل از این که سرطان را درمان کنید باید به کمک این تکنیک، تصویری از دشمن بدست بیاورید. این یک تصویر ناقص خواهد بود ولی من فکر می کنم که کاربرد خیلی زیادی خواهد داشت.
So, we started with breast cancer because there's lots of money for it, no government money. And now I have a sort of vested interest: I want to do it for prostate cancer. So, you know, you aren't treated if it's not dangerous. But Wigler, besides looking at cancer cells, looked at normal cells, and made a really sort of surprising observation. Which is, all of us have about 10 places in our genome where we've lost a gene or gained another one. So we're sort of all imperfect. And the question is well, if we're around here, you know, these little losses or gains might not be too bad. But if these deletions or amplifications occurred in the wrong gene, maybe we'll feel sick.
خوب ما با سرطان سینه شروع کردیم چون پول غیر دولتی زیادی برای آن وجود دارد. و در حال حاضر من علاقه دارم که از این تکنیک برای سرطان پروستات استفاده کنم. شما اطلاع دارید که در صورتی که خطرناک نباشد درمانی صورت نخواهد گرفت. ولی ویگلر در کنار بررسی سلول های سرطانی، سلول های سالم را هم بررسی کرده است و و به نتایج غافلگیر کننده ای دست پیدا کرده است. و آن این است که همه ما تقریبا در ۱۰ نقطه از ژنوم مان دچار نقص ژن شده ایم و یا یک ژن جدید دریافت کرده ایم. به یک معنی همه ما به نوعی ناقص هستیم. حالا سوال این است که اگر ما این جا هستیم پس این نقص ها و اضافه های کوچک خیلی تاثیر بدی ندارند. ولی اگر این ها در ژن های خاصی صورت گیرند، شاید بیماری خاصی رخ دهد.
So the first disease he looked at is autism. And the reason we looked at autism is we had the money to do it. Looking at an individual is about 3,000 dollars. And the parent of a child with Asperger's disease, the high-intelligence autism, had sent his thing to a conventional company; they didn't do it. Couldn't do it by conventional genetics, but just scanning it we began to find genes for autism. And you can see here, there are a lot of them. So a lot of autistic kids are autistic because they just lost a big piece of DNA. I mean, big piece at the molecular level. We saw one autistic kid, about five million bases just missing from one of his chromosomes. We haven't yet looked at the parents, but the parents probably don't have that loss, or they wouldn't be parents. Now, so, our autism study is just beginning. We got three million dollars. I think it will cost at least 10 to 20 before you'd be in a position to help parents who've had an autistic child, or think they may have an autistic child, and can we spot the difference? So this same technique should probably look at all. It's a wonderful way to find genes.
اولین بیماریی که او بررسی کرد بیماری اوتیسم بود. و دلیل این که بیماری اوتیسم را انتخاب کردیم این بود که برای انجام آن پول داشتیم. هزینه ی بررسی هر نفر در حدود ۳۰۰۰ دلار می شود. و والدین یک کودک با بیماری اسپرگر، یک بیمار اوتیست باهوش، نمونه های او را به یک شرکت معمولی ژنتیکی فرستادند ولی آن ها نتوانستند این کار را انجام دهند. آن ها نمی توانستند این کار را با روش های مرسوم ژنتیک انجام دهند. ولی تنها با اسکن کردن آن ما توانستیم ژن های مربوط به اوتیسم را پیدا کنیم. و همان طور که در این تصور می توانید ببینید تعداد آن ها زیاد است. خوب پس کودکانی که اوتیست هستند به این دلیل دچار این بیماری شده اند که تکه بزرگی از DNA را از دست داده اند. یعنی یک تکه بزرگ در ابعاد ملکولی. ما یک کودک اوتیست را بررسی کردیم که در حدود ۵ میلیون جفت باز بر روی یکی از کرومزوم هایش کم داشت. ما والدین او را بررسی نکردیم اما به احتمال زیاد آن ها این نقص را نداشتند چون در غیر این صورت دیگر نمی توانستند والد باشند. بعد از شروع کار روی اوتیسم سه میلیون دلار بودجه دریافت کردیم. من فکر می کنم چیزی در حدود ۱۰ تا ۲۰ میلیون نیاز باشد تا بتوانیم به نقطه ای برسیم که بتوان به والدین کودکان اوتیست و یا والدینی که ممکن است کودکی با اوتیسم به دنیا بیاورند کمک کرد. و این که بتوانیم تفاوت آن را با دیگران مشخص کنیم؟ خوب با روشی مشابه باید همه آن ها را بررسی کرد. این تکنیکی فوق العاده برای پیدا کردن ژن ها است.
And so, I'll conclude by saying we've looked at 20 people with schizophrenia. And we thought we'd probably have to look at several hundred before we got the picture. But as you can see, there's seven out of 20 had a change which was very high. And yet, in the controls there were three. So what's the meaning of the controls? Were they crazy also, and we didn't know it? Or, you know, were they normal? I would guess they're normal. And what we think in schizophrenia is there are genes of predisposure, and whether this is one that predisposes -- and then there's only a sub-segment of the population that's capable of being schizophrenic.
و من صحبتم را با این تمام خواهم کرد که ما ۲۰ بیمار اسکیزوفرنی را هم بررسی کردیم. و ما فکر می کردیم که باید در حدود چند صد بیمار را بررسی کرد تا بتوان تصویر درستی از بیماری بدست آورد ولی همان طور که می توانید ببینید، در ۷ مورد از ۲۰ بیمار تغییرات و تفاوت ها بسیار مشهود و زیاد است. و در نمونه های کنترل تنها در ۳ مورد این تفاوت ها وجود دارد. خوب این تفاوت در نمونه های کنترل به چه معنی است؟ آیا آن ها هم دیوانه هستند ولی ما نمی فهمیم؟ یا آن ها سالم هستند؟ من حدث می زنم که آن ها سالم باشند. ما معتقدیم که در بیماری اسکیزوفرنی ژن هایی به عنوان مستعد کننده وجود دارند و آیا این ها مستعد کننده ها هستند -- و مسئله دیگر این است که تنها بخشی از جمعیت استعداد ابتلا به اسکیزوفرنی را دارند.
Now, we don't have really any evidence of it, but I think, to give you a hypothesis, the best guess is that if you're left-handed, you're prone to schizophrenia. 30 percent of schizophrenic people are left-handed, and schizophrenia has a very funny genetics, which means 60 percent of the people are genetically left-handed, but only half of it showed. I don't have the time to say. Now, some people who think they're right-handed are genetically left-handed. OK. I'm just saying that, if you think, oh, I don't carry a left-handed gene so therefore my, you know, children won't be at risk of schizophrenia. You might. OK? (Laughter)
در حال حاضر ما دلایل کافی برای این مسئله نداریم اما من فکر می کنم، به عنوان فرضیه، به احتمال زیاد اگر شما چپ دست باشید مستعد بیماری اسکیزوفرنی هستید. ۳۰ درصد از اسکیزوفرنی ها چپ دست هستند، و اسکیزوفرنی ژنتیک خیلی خنده داری دارد، به این معنی که ۶۰ درصد افراد ژنتیکی چپ دست هستند، اما تنها در نیمی از آن ها این خصیصه بروز می کند. من وقت کافی برای شرح آن ندارم. ولی بعضی از افراد که فکر می کنند راست دست هستند در واقع از نظر ژنتیکی چپ دست هستند. خوب. من می خواهیم بگویم اگر شما فکر می کنید، خوب من ژن مربوط به چپ دستی را ندارم در نتیجه فرزندان من ریسک مبتلا شدن به بیماری اسکیزوفرنی را نخواهند داشت. اما شاید داشته باشند. (خنده)
So it's, to me, an extraordinarily exciting time. We ought to be able to find the gene for bipolar; there's a relationship. And if I had enough money, we'd find them all this year. I thank you.
در نتیجه اکنون برای من زمان بسیار هیجان برانگیزی است. ما باید بتوانیم ژن مربوط به دوقطبی بودن را به دلیل وجود رابطه بین این دو بیماری به زودی پیدا کنیم. و اگر به اندازه کافی بودجه داشتم، ما همه آن ها را امسال پیدا می کردیم. خیلی متشکرم.