Rosalind Franklin e la Photo 51: la radiografia di 100 ore che svelò la doppia elica del DNA

Si chiamava semplicemente Photograph 51: la cinquantunesima lastra di una serie ai raggi X scattata a una fibra di DNA. Era stata posta nel raccoglitore di Rosalind Franklin il 2 maggio 1952, dopo cento ore esatte di esposizione, e mostrava un disegno a forma di X, di una simmetria inconfondibile. Sapere come leggerla significava sapere come è fatta la materia di cui sono fatti i geni. Lei, una chimica di 32 anni, lo capì: e mentre stava ancora calcolando le coordinate atomiche, qualcun altro vide la sua foto, comprese la struttura, e pubblicò il modello della doppia elica. Si chiamavano James Watson e Francis Crick. Il Nobel andò a loro nel 1962, insieme al collega di King's College Maurice Wilkins. Franklin era morta nel 1958, a 37 anni, di cancro alle ovaie. Il suo nome non comparve.

Cento ore di raggi X su un capello di DNA

Rosalind Elsie Franklin era nata a Notting Hill, Londra, il 25 luglio 1920, da una famiglia ebraica di alta borghesia (suo padre Ellis era banchiere). Si era laureata in chimica fisica a Cambridge nel 1941 e aveva poi conseguito un dottorato sul comportamento dei microporo del carbone (un argomento di cruciale importanza bellica per le maschere antigas). Nel 1947 era andata a Parigi al Laboratoire Central des Services Chimiques de l'État, dove aveva imparato dal cristallografo Jacques Mering la tecnica della diffrazione dei raggi X applicata a sostanze non-cristalline: una rarità nella chimica strutturale dell'epoca.

Nel gennaio 1951 fu reclutata dal King's College di Londra dal biofisico John Randall per lavorare alla struttura del DNA, in un'unità che includeva già Maurice Wilkins. Il rapporto fra Franklin e Wilkins fu pessimo: Wilkins pensava di averla come assistente, lei era stata assunta come ricercatrice indipendente con il proprio dottorando, Raymond Gosling. Lavorarono in pratica per un anno e mezzo a strumenti diversi, ognuno con la sua propria interpretazione.

Franklin migliorò drammaticamente la tecnica di estrusione delle fibre di DNA — riuscendo per la prima volta a separare le due forme A (cristallina, secca) e B (paracristallina, idratata) — e nei primi mesi del 1952 si concentrò sulla forma B. Il 2 maggio 1952, su consiglio di Mering, lei e Gosling montarono una fibra al limite del visibile, l'avvolsero in atmosfera di idrogeno umido al 75% e accesero il fascio di raggi X. L'esposizione durò 100 ore. Il negativo che ne uscì, descritto in dettaglio dall'Embryo Project della Arizona State University, è uno dei documenti più importanti del XX secolo. Mostra un pattern a X perfetto: la firma matematica di una doppia elica.

La fotografia mostrata senza permesso

Quello che accadde nelle settimane successive è ben documentato. Franklin stava preparando l'analisi quantitativa della Photo 51: nei suoi quaderni di laboratorio, conservati al Wellcome Collection, calcoli del 12 marzo 1953 mostrano che aveva ricavato i parametri principali della struttura B: passo dell'elica 34 Å, diametro 20 Å, due eliche con i gruppi fosfato all'esterno e le basi all'interno. Mancava soltanto il dettaglio dell'appaiamento delle basi.

Nel frattempo, all'inizio del 1953, Maurice Wilkins, senza informare Franklin, mostrò la Photo 51 a James Watson, che era venuto a trovarlo al King's College da Cambridge. Watson capì subito la portata dell'immagine: come scriverà in The Double Helix (1968), "nel momento in cui vidi la fotografia mi si aprì la bocca e il polso accelerò". Tornò a Cambridge, e lui e Crick — che avevano accesso ad altre fonti di informazione, tra cui un rapporto interno di Franklin trasmesso loro da Max Perutz del Medical Research Council — costruirono in due settimane il modello tridimensionale a doppia elica con appaiamento purina-pirimidina.

Il 25 aprile 1953 sulla rivista Nature uscirono tre articoli: quello di Watson e Crick sulla struttura, quello di Wilkins sui dati di diffrazione, e quello di Franklin e Gosling — ridotto a contributo "di supporto" — sui propri raggi X. Il modello era esatto. Ma il merito principale finì, per costume scientifico dell'epoca, ai due teorici di Cambridge.

Dalla DNA al virus: l'ultimo capitolo

Già nel 1953 Franklin aveva lasciato il King's College per il Birkbeck College, sempre a Londra, dove si dedicò alla cristallografia dei virus. In quattro anni produsse alcuni dei primi modelli accurati del virus del mosaico del tabacco (TMV) e del poliovirus, lavorando con il futuro Nobel Aaron Klug. Nel 1956, durante un viaggio negli Stati Uniti, le venne diagnosticato un carcinoma ovarico. La causa è stata a lungo discussa: alcuni storici hanno suggerito un legame con l'esposizione ai raggi X durante gli esperimenti, anche se la malattia è probabilmente di natura genetica (le mutazioni BRCA sono frequenti nelle famiglie ebraiche ashkenazite, e Franklin ne era portatrice).

Morì il 16 aprile 1958, a 37 anni, dopo aver continuato a lavorare al laboratorio fino a poche settimane prima. La sua eredità scientifica è oggi misurata in 37 articoli su riviste internazionali; quella morale, in una rivalutazione iniziata davvero solo dagli anni '90 e culminata nel saggio firmato nel 2023 sulla rivista Nature da Nathaniel Comfort e Matthew Cobb, che dimostra come Franklin fosse stata di fatto un membro paritario del gruppo della doppia elica, non un'esecutrice secondaria.

Il riconoscimento postumo

Il Nobel non viene assegnato post mortem, quindi le porte di Stoccolma del 1962 le sarebbero state chiuse comunque. Ma la decisione del comitato di nominare solo Watson, Crick e Wilkins, ignorando del tutto il contributo della Photo 51 fra i premiati, è oggi considerata uno dei casi più discussi della storia del premio. Oggi Rosalind Franklin dà il nome a un cratere di Marte (battezzato dall'IAU nel 2023), all'ESA Rosalind Franklin rover previsto per Marte nel 2028, a un'università medica in Illinois, a centinaia di laboratori in tutto il mondo. La sua Photo 51 è esposta in copia permanente al Science Museum di Londra.

L'ironia è che proprio la sua scoperta più nota — la struttura del DNA — è la stessa che oggi permette i test genetici BRCA che individuano nei pazienti il rischio di cancro ovarico. Le donne che oggi si sottopongono allo screening BRCA stanno usando, indirettamente, una scoperta che ha radici nella Photo 51 del 2 maggio 1952. Rosalind Franklin, in qualche modo, continua a salvare vite.