Rosalind Franklin (1920-1958) et la structure de l’ADN
En 1962, le prix Nobel de physiologie et médecine est décerné à James Watson (1928- ), Francis Crick (1916-2004) et Maurice Wilkins (1916-2004) pour l’obtention de la structure de l’ADN. Mais, c’est Rosalind Franklin qui est à l’origine de cette découverte. Seul Wilkins cite Franklin lors de la remise du prix. Dans son livre Watson décrit la découverte de la structure de l’ADN en minorant le travail de Franklin, par contre, plus tard, Crick a reconnu le rôle de Franklin dans cette découverte.
Rosalind Franklin, née à Londres en 1920, entre au Newnham College de Cambridge pour étudier la chimie en 1938. Elle travaille dans le laboratoire de Ronald Norrish (1897-1978) entre 1941 et 1942. Elle souhaite participer à l’effort de guerre et à partir d’août 1942 elle rejoint la British Coal Utilisation Research Association à Kingston-upon-Thames et étudie la porosité du charbon. Son travail est récompensé en 1945 puisqu’elle obtient son doctorat grâce à une thèse qui a pour titre La chimie physique des colloïdes organiques solides avec une référence spéciale au charbon et aux matériaux connexes.
En 1946, une conférence sur les charbons se tient à la Royal Institution de Londres. Rosalind Franklin rencontre à cette occasion Marcel Mathieu et Jacques Méring (1904-1973) qui ont mis au point des techniques de radiocristallographie des milieux mal ou peu cristallisés. Ils proposent à Rosalind Franklin un poste d’ingénieur au Laboratoire Central des Services Chimiques de l’État à Paris.
Elle rentre à Londres en 1951 et obtient un poste au King’s College de Londres. John Randall (1905-1984) qui dirige le laboratoire, l’oriente vers l’étude de l’ADN, l’acide désoxyribonucléique car les scientifiques veulent comprendre en quoi la molécule d’ADN est le support de l’hérédité et peut-être à l’origine de la vie. Elle utilise ses connaissances des techniques de diffraction des rayons X sur des fibres d’ADN. Dans ce laboratoire, un autre chimiste Maurice Wilkins travaille, lui aussi, sur la structure de l’ADN, il est absent à l’arrivée de Rosalind Franklin et lorsqu’il rentre, il pense qu’elle est son assistante, cela se passe mal et ce mauvais début marquera à jamais leur relation.
Rosalind Franklin et son étudiant Raymond Gosling (1926-2015) font une découverte étonnante en photographiant des fibres d’ADN cristallisées. Les fibres utilisées sont différentes, l’une est plus hydratée que l’autre. Rosalind Franklin perfectionne une machine existante et elle expose les fibres aux rayons X. Ils découvrent deux formes l’une correspondant à la fibre sèche appelée A, l’autre à la fibre humide B. Le travail va être réparti entre Maurice Wilkins qui doit étudier la forme B et Rosalind Franklin la forme A. Une des photographies prises par Rosalind Franklin, sous le nom de photographie 51 est la preuve de l’identification de la structure de l’ADN-B. Cette photographie a demandé 100 heures d’exposition aux rayons X. Cette photographie a fait l’admiration de John Desmond Bernal (1901-1971). Rosalind Franklin ne publie rien.
Installation expérimentale
Échantillon : Un brin d'ADN a été étiré sur un trombone et monté sur un morceau de liège. Photo 51 : Les rayons X ont été passés à travers le brin d'ADN et leurs chemins diffractés ont été scannés sur du papier photosensible pour faire la photo 1. Double hélice : Le « X » au centre de la photo 51 est dû à l'agencement en spirale des molécules d'ADN dans l'échantillon.
À l’Université de Cambridge, au laboratoire Cavendish, James Watson et Francis Crick travaillent aussi sur la molécule d’ADN. Ils n’expérimentent pas et recherchent des informations dans la littérature scientifique afin de réaliser des maquettes géantes de l’ADN faites avec des tiges et des boules en plastique. Ils ont connaissance de la photographie 51 alors que Rosalind Franklin n’a rien publié. C’est Maurice Wilkins qui leur a montré la photographie sans en parler à sa collègue en janvier 1953. Ils ont ainsi la preuve que la molécule d’ADN a une structure tridimensionnelle et que c’est une hélice double. Déjà en décembre 1952, un comité de biophysique avait visité le King’s College et un rapport avait été remis aux membres du comité, il contenait certains travaux de Rosalind Franklin. Le directeur de thèse de Francis Crick, Max Perutz (1914-2002) a eu le rapport en main et l’a remis à Crick.
Francis Crick et James Watson publient leur modèle dans la revue Nature le 25 avril 1953. Randall et le directeur du laboratoire de Cambridge se mettent d’accord afin que les articles de Wilkins et de Franklin figurent dans le même numéro de Nature. Ces trois articles paraissent sous le titre Structure moléculaire des acides nucléiques, ils montrent un modèle en double hélice avec les phosphates à l’extérieur. Les atomes constituant la molécule sont le carbone, l’hydrogène, l’azote, l’oxygène et le phosphore.
Double hélice d'ADN.
Quand ce numéro parait, Rosalind Franklin a quitté en mars le King’s College pour le Birkbeck College. Elle entreprend de recherches dans un autre domaine et elle va découvrir la structure du virus de la mosaïque du tabac (TMV) qui décolore les feuilles de tabac. Elle montre la structure hélicoïdale de l’ARN du virus qui lui ne possède qu’un brin. Elle est dans le laboratoire de John Desmond Bernal (1901-1971) et collabore avec Aaron Klug (1926-2018) avec qui elle entretient d’excellents rapports. L’ARN est l’acide ribonucléique, il est présent chez pratiquement tous les êtres vivants et aussi chez certains virus.
À l’automne 1956, Rosalind Franklin découvre qu’elle a un cancer de l’ovaire. Elle continue à travailler tout au long des deux années suivantes, malgré trois opérations et une chimiothérapie expérimentale. Elle connait une rémission de 10 mois et meurt le 16 avril 1958, à l’âge de 37 ans. Elle meurt d’une bronchopneumonie, d’une carcinomatose secondaire et d’un cancer de l’ovaire. L’exposition aux rayons X est parfois considérée comme un facteur possible de sa maladie, bien qu’elle n’ait pas été plus négligente que les autres membres du personnel de laboratoire de l’époque.
Aaron Klug a utilisé les carnets de laboratoire de Rosalind Franklin afin de montrer qu’elle était proche de découvrir la structure de l’ADN. Il a reçu le prix Nobel de chimie en 1982 pour son développement de la microscopie électronique cristallographique et ses découvertes sur la structure des complexes protéines-acides nucléiques biologiquement importants.
La découverte de la structure de l’ADN qui porte l’information génétique est une des grandes avancées scientifiques du XXe siècle, elle est à l’origine de la biologie moléculaire et a conduit au génie génétique, sa structure est la même chez tous les êtres vivants.
Pour en savoir plus
Rosalind Franklin : sa période de formation à Paris en radiocristallographie (1947 – 1950), G Pedro, Évolution des disciplines et histoire des découvertes – Octobre 2017 sur le site academie-sciences.fr (pdf)
Une étude sur La double hélice de James D. Watson, J.D. Bernal, Raison présente (1969) n° 12, pp. 122-124 sur le site Persee.fr
Rosalind Franklin (1920-1958) - Pionnière oubliée de l'ADN, sur le site Herodote.net
Références consultées le 22/01/2025
Crédits images :
Rosalind Franklin à Paris. CSHL, Wikimedia Commons, licence CC BY-SA 4.0
Installation expérimentale. MagentaGreen - travail personnel basé sur geograph.org.uk d'après des idées de Rosalind Franklin + Raymond Gosling, CC BY-SA 2.0, Wikimedia Commons
Double hélice d'ADN. OpenStax, Version 8.25 du Textbook OpenStax Anatomy and Physiology. Wikimedia Commons, licence CC BY 4.0
