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Biochemie: Rosalind Franklin, so viel mehr als die verkannte Heldin der DNA

Ob Röntgen, Kohle oder Viren – Rosalind Franklin war eine virtuose Forscherin auf vielen Gebieten. Sie nur als tragische Entdeckerin der DNA-Struktur zu sehen, wäre ein Hohn. Eine Würdigung zum 100. Jahrestags ihrer Geburt
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In der Mitte des Grabsteins von Rosalind Franklin auf dem Londoner Willesden Jewish Cemetery steht das Wort »Wissenschaftlerin«. Darauf folgt die Inschrift: »Ihre Forschungen und Entdeckungen über Viren bleiben von Nutzen für die Menschheit«.

Als einer der herausragenden Forscherinnen des 20. Jahrhunderts hat Franklins Arbeit der gesamten Menschheit geholfen. Der 100. Jahrestag ihrer Geburt in diesem Monat gibt Anlass, über ihre Karriere und Forschungsbeiträge nachzudenken, nicht zuletzt über Franklins bedeutsame Rolle bei der Entschlüsselung der Struktur der DNA.

Am bekanntesten ist sie für ein Röntgenbild, das sie und ihr Doktorand Raymond Gosling 1953 veröffentlichten und das der Schlüssel zur Bestimmung der DNA-Doppelhelix war.

Aber Franklins bemerkenswerte Arbeit an der DNA macht nur einen Bruchteil ihres Vermächtnisses aus. Sie erforschte unermüdlich die Geheimnisse der Natur und arbeitete in der Biologie, Chemie und Physik, mit einem Schwerpunkt auf Forschungen, die für die Gesellschaft von Bedeutung waren. Sie machte wichtige Fortschritte in der Wissenschaft von Kohle und Kohlenstoff und wurde zu einer Expertin in der Erforschung von Viren, die Krankheiten bei Pflanzen und Menschen verursachen. Im Wesentlichen ist es Franklin, ihren Mitarbeitern und Nachfolgern zu verdanken, dass die Forscher von heute Instrumente wie die DNA-Sequenzierung und die Röntgenkristallografie einsetzen können, um Viren wie Sars-CoV-2 zu untersuchen.

Franklin entwickelte die Schutzausrüstung ihrer Zeit mit

Franklins Karriere begann in den physikalischen Wissenschaften. In einigen ihrer frühesten Arbeiten in den 1940er Jahren, darunter ihre Doktorarbeit, trug Franklin dazu bei, die Dichte, Struktur und Zusammensetzung von Kohle zu bestimmen, einem fossilen Brennstoff, der in großem Umfang zum Heizen von Häusern und in der Energiewirtschaft verwendet wurde. Franklin wollte die Porosität von Kohle verstehen, vor allem um zu lernen, wie man sie effizienter verbrennen kann. Doch wie Patricia Fara, eine Wissenschaftshistorikerin an der University of Cambridge, Großbritannien, betont, war die Porosität von Kohle auch ein Schlüsselfaktor für die Wirksamkeit von Gasmasken aus dem Zweiten Weltkrieg, die Aktivkohlefilter enthielten. Als solcher half Franklin indirekt bei der Entwicklung der persönlichen Schutzausrüstung ihrer Zeit.

Franklins Kohleforschung begründete ihren Ruf. In ihrem ersten »Nature«-Beitrag vom Januar 1950 untersuchte sie, wie bestimmte Elektronen im Kohlenstoff die Streuung von Röntgenstrahlen beeinflussen. Im folgenden Jahr legte sie ihren wichtigsten Beitrag zur Kohleforschung dar: die Entdeckung, dass der Kohlenstoff, der bei der Verbrennung von Kohle entsteht, in eine von zwei Kategorien fällt, nämlich graphitisierend oder nicht graphitisierend, und dass jeder Kohlenstoff eine unterschiedliche Molekularstruktur aufweist. Diese Untersuchung offenbarte den Hauptunterschied zwischen Koks und Holzkohle – zwei Produkte der Kohleverbrennung. Koks konnte bei hohen Temperaturen in kristallinen Graphit umgewandelt werden, Holzkohle hingegen nicht. Die Studie trug auch dazu bei, zu erklären, warum Koks so effizient brennt – heiß und mit wenig Rauch. Dies macht ihn nützlich in industriellen Prozessen, die große Wärmemengen erzeugen müssen, wie das Schmelzen in Stahlgießereien.

Von der Kohle ging Franklin zum Studium von Viren über, das sie für den Rest ihres Lebens faszinieren sollte. In den 1950er Jahren verbrachte sie fünf produktive Jahre am Birkbeck College in London, wo sie ihre Röntgenkenntnisse nutzte, um die Struktur der RNA im Tabakmosaikvirus (TMV) zu bestimmen, das Pflanzen befällt und Tabakpflanzen zerstört. Das Virus wurde in den 1890er Jahren entdeckt, als Forscher versuchten, den pflanzenschädigenden Erreger zu isolieren, und feststellten, dass er zu klein war, um ein Bakterium zu sein.

Franklin fertigte detaillierte Röntgenbilder an, die zu ihrem Markenzeichen werden sollten. An einem Punkt korrigierte sie James Watsons Interpretation der helikalen Struktur des TMV. Das Wissen um die Struktur des Virus ermöglichte es anderen Wissenschaftlern, in den frühen Tagen der Molekularbiologie voranzukommen und das TMV als Modell zu nutzen, um den genetischen Code zu knacken.

Nachdem die Struktur des TMV geklärt war, machte sich Franklin daran, andere Pflanzenviren zu untersuchen, die wichtige landwirtschaftliche Nutzpflanzen wie Kartoffeln, Rüben, Tomaten und Erbsen befallen. Dann, 1957, begann sie erneut mit der Untersuchung des Poliovirus, das strukturell dem Rüben-Gelbmosaikvirus ähnlich ist. Zu dieser Zeit war Polio eine gefürchtete übertragbare Krankheit. Seither ist sie weitgehend ausgerottet, auch wenn in Pakistan und Afghanistan noch immer Fälle auftreten.

Expertin für pathogene Viren mit internationalem Ruf

Aber die Zeit war nicht auf Franklins Seite. Im Jahr 1956 wurde bei ihr ein Eierstockkrebs diagnostiziert, und sie starb zwei Jahre später im Alter von nur 37 Jahren. Ihre Mitarbeiter Aaron Klug und John Finch veröffentlichten im folgenden Jahr die Struktur des Poliovirus und widmeten die Veröffentlichung ihrem Gedenken. Klug erhielt 1982 den Nobelpreis für Chemie für seine Arbeiten zur Aufklärung der Struktur von Viren.

Franklin reiste viel, war fester Teil des globalen Konferenzgeschehens und arbeitete mit internationalen Partnern zusammen. Sie gewann ein besonderes Stipendium – mit Klug – von den National Institutes of Health der USA. Sie war ein globales Bindeglied in den boomenden Anfängen der Erforschung von Virusstrukturen: eine Expertin für pathogene Viren, die einen internationalen Ruf erlangt hatte und der es sehr am Herzen lag, ihre Forschung zu nutzen.

Es ist ein Hohn, dass man sich hauptsächlich daran erinnert, dass Franklin nicht die volle Anerkennung für ihre Beiträge zur Entdeckung der Struktur der DNA erhalten hat. Dieser Teil von Franklins Lebensgeschichte darf nie vergessen werden, aber sie war so viel mehr als die »verkannte Heldin«, und es ist an der Zeit, sie für die ganze Breite und Tiefe ihrer Forscherkarriere anzuerkennen.

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