Rosalind Franklin: 100 giờ chụp một tấm ảnh ADN

Bức ảnh nổi tiếng nhất trong lịch sử sinh học phân tử mất 100 giờ phơi sáng để chụp. Người chụp nó qua đời ở tuổi 37, bốn năm trước khi ba người đàn ông lên Stockholm nhận giải Nobel cho cấu trúc mà bức ảnh ấy giúp xác nhận.

Tên bà là Rosalind Franklin. Và câu chuyện quen thuộc về bà — "người phụ nữ bị đánh cắp dữ liệu" — hoá ra lại là một phiên bản rút gọn thô đến mức chính nó cũng đang làm bà thiệt thòi.

Người phụ nữ đến King's College với một hiểu lầm

Đầu thập niên 1950, Franklin đã là chuyên gia quốc tế về cấu trúc than khi mới ngoài ba mươi. Bà học vật lý hoá ở Cambridge, làm nghiên cứu sau tiến sĩ ở Paris, và ở đó trở thành cao thủ nhiễu xạ tia X — kỹ thuật bắn tia X vào tinh thể rồi đọc ngược lại vị trí các nguyên tử từ hình bóng chúng để lại.

Năm 1951 bà đến King's College London. Ngay từ đầu đã có một hiểu lầm không phải lỗi của bà: giáo sư John Randall giao mảng ADN cho bà, nhưng lại quên nói điều đó với Maurice Wilkins — người vốn đang làm ADN và đinh ninh Franklin về để phụ giúp mình.

Hai người va nhau ngay. Franklin thích tranh luận thẳng và làm đến cùng; Wilkins ghét đối đầu, chậm rãi hơn. Randall bèn chia đôi công việc.

Hai dạng ADN và một quyết định hợp lý

Franklin nhận được mẻ ADN tinh khiết nhất trong phòng. Bà nhanh chóng làm rõ một chuyện từng khiến các nhà nghiên cứu trước đó rối trí suốt hai thập niên: ADN có hai dạng, không phải một.

Bà gọi chúng là dạng A (tinh thể) và dạng B. Chỉ cần tăng độ ẩm trong buồng mẫu là A biến thành B; hạ ẩm xuống thì B quay lại thành A. Trước bà, người ta chụp phải hỗn hợp cả hai dạng nên ảnh ra mờ nhoè, không đọc nổi.

Franklin chọn tập trung vào dạng A. Với một nhà hoá lý, đó là lựa chọn đúng bài: dạng A cho ảnh nhiễu xạ sắc nét, nhiều dữ liệu, phân tích chính xác hơn — dù khó hơn. Dạng B cho ảnh mờ hơn, ít chi tiết, nhưng dễ suy luận.

Cái bẫy nằm ở chỗ này. Bên trong tế bào sống thì rất ướt, nghĩa là ADN thật sự tồn tại ở dạng B ẩm — đúng cái dạng bà xếp sang một bên vì cho rằng nó chỉ là trạng thái "trương nước", mất trật tự tinh thể.

Ảnh 51 và cái nhìn của Watson

Tháng 5/1952, Franklin cùng nghiên cứu sinh Raymond Gosling treo một sợi ADN mảnh cỡ sợi tóc trong chiếc máy ảnh vi mô do chính bà thiết kế, rồi bắn tia X vào suốt 100 giờ. Tấm phim thu được mang số hiệu 51.

Đầu năm 1953, Gosling đưa tấm ảnh cho Wilkins, khi ấy đã tiếp quản phần việc này vì Franklin sắp chuyển sang Birkbeck. Wilkins đưa nó cho James Watson xem, và Franklin không được hỏi ý kiến.

Trong cuốn *The Double Helix* xuất bản năm 1968, Watson kể lại khoảnh khắc ấy như một tia chớp: nhìn phát là biết ADN phải là chuỗi xoắn. Câu chuyện đó hay đến mức nó trở thành phiên bản chính thức trong đầu tất cả mọi người suốt nửa thế kỷ.

Những điều nhiều người kể sai

Năm 2023, nhân 70 năm công bố cấu trúc ADN, hai nhà sử học khoa học Matthew Cobb và Nathaniel Comfort công bố trên tạp chí *Nature* kết quả rà lại kho lưu trữ của Franklin ở Churchill College, Cambridge. Họ tìm được hai tài liệu chưa ai nghiên cứu, và bức tranh hiện ra khác hẳn.

• "Watson nhìn Ảnh 51 một cái là ra cấu trúc" — không đúng. Đến chính Watson cũng thừa nhận ông không đo đạc gì trên tấm ảnh. Mà từ một tấm ảnh nhiễu xạ đơn lẻ thì không thể suy ra cấu trúc chính xác, vì nhiều cấu trúc khác nhau có thể cho cùng một hình. Tất cả những gì tấm ảnh cho thấy là dạng B có lẽ là một dạng xoắn — điều mà lúc đó ở King's không ai còn nghi ngờ nữa. Cobb và Comfort cho rằng Watson dựng khoảnh khắc ấy thành cao trào là một thủ pháp văn chương.
• Thứ thật sự có ích cho Watson và Crick là một bản báo cáo, không phải tấm ảnh. Ít lâu sau, Max Perutz đưa cho hai người bản báo cáo nội bộ của đơn vị King's thuộc Hội đồng Nghiên cứu Y khoa (MRC), trong đó có phần Franklin viết. Bản này không được đóng dấu mật. Chính nó — chứ không phải Ảnh 51 — mới là thứ Crick về sau nhắc đến như dữ liệu then chốt để kiểm chứng mô hình.
• Franklin không hề "không hiểu dữ liệu của chính mình". Ghi chép của bà cho thấy đến cuối tháng 2/1953 bà đã chấp nhận dạng A nhiều khả năng cũng xoắn, hai sợi, và bà đã tự mình nắm được một ý tưởng nền tảng: thứ tự các base trên một sợi không ảnh hưởng đến cấu trúc chung, nên "vô số trình tự nucleotide là khả dĩ" để giải thích tính đặc hiệu sinh học của ADN.
• Franklin không tự coi mình là nạn nhân. Đây là chi tiết khó chịu nhất với cách kể quen thuộc. Bà chưa bao giờ chất vấn Watson và Crick đã tìm ra cấu trúc bằng cách nào. Một lá thư của đồng nghiệp Pauline Cowan gửi Crick tháng 1/1953 cho thấy nhóm King's mặc nhiên coi Perutz sẽ chia sẻ những gì ông biết với Cambridge — đó là lối trao đổi thông thường thời ấy.

Kết luận của Cobb và Comfort: Franklin không phải "nữ anh hùng bị hại", mà là người đóng góp ngang hàng trong một nhóm bốn nhà khoa học cùng giải bài toán ADN.

Điều đó không rửa tội cho Watson và Crick. Hai người đã dùng dữ liệu của King's mà không xin phép, và trong bài báo năm 1953 chỉ nói mập mờ rằng họ "được kích thích bởi hiểu biết về tính chất chung" của các kết quả chưa công bố. Đến bài báo dài năm 1954, họ mới viết rõ hơn: không có dữ liệu của Franklin thì việc dựng nên cấu trúc của họ "hẳn đã rất khó xảy ra, nếu không nói là bất khả".

Năm năm cuối và những con virus

Rời King's, Franklin sang Birkbeck. Randall gửi thư yêu cầu bà ngừng làm — và ngừng cả nghĩ về — ADN. Bà chuyển sang virus, và ở đó bà làm nên sự nghiệp thứ hai mà rất ít bài viết nhắc tới.

Nhóm của bà giải được cấu trúc virus khảm thuốc lá: chứng minh nó là ống xoắn, xác định vị trí của RNA bên trong. Rồi bà bắt tay vào virus bại liệt. Trong sự nghiệp ngắn ngủi ấy, bà công bố 19 công trình về than và carbon, 5 về ADN và 21 về virus.

Cộng sự thân thiết của bà ở Birkbeck, Aaron Klug, sau này nhận giải Nobel Hoá học năm 1982 cho hướng nghiên cứu bắt nguồn từ chính phòng thí nghiệm đó.

Bà mất trước ngày khai mạc đúng một hôm

Franklin được chẩn đoán ung thư buồng trứng vào tháng 9/1956. Bà vẫn làm việc và đi lại trong những đợt thuyên giảm, vẫn chạy tiền cho nhóm nghiên cứu, vốn đang được đặt hàng dựng mô hình virus khổng lồ cho Hội chợ Thế giới ở Brussels.

Bà qua đời ngày 16/4/1958, ở tuổi 37 — đúng một ngày trước khi hội chợ khai mạc. Những mô hình cao hơn một mét rưỡi của nhóm bà được trưng bày trong Đại sảnh Khoa học Quốc tế, thu hút rất đông người xem.

Nhiều người cho rằng căn bệnh của bà có liên quan đến việc phơi nhiễm tia X kéo dài trong công việc. Đây là một suy đoán hợp lý về mặt y học, nhưng không ai chứng minh được cho một ca bệnh cụ thể; bà cũng mang nền di truyền Do Thái Ashkenazi vốn có nguy cơ ung thư buồng trứng cao hơn.

Năm 1962, Watson, Crick và Wilkins nhận giải Nobel. Franklin đã mất bốn năm trước đó, mà quy tắc của Nobel là không trao cho người đã khuất — và mỗi giải không quá ba người. Nói cách khác: kể cả nếu hội đồng muốn vinh danh bà, khi ấy họ cũng không còn cách nào.

Vì sao chuyện này chưa khép lại

Cái giá của một câu chuyện kể sai không phải chỉ là sự thiếu chính xác. Phiên bản "cô gái tội nghiệp bị cướp công" nghe thì bênh vực bà, nhưng ngầm gói vào đó một giả định xúc phạm: rằng bà cầm trong tay chìa khoá mà không biết đó là chìa khoá.

Sự thật thú vị hơn nhiều. Bà là một nhà thực nghiệm bậc thầy, người tách bạch được hai dạng ADN, người đo ra những thông số mà nếu thiếu chúng thì mô hình nổi tiếng kia không dựng nổi, và là người tự đi đến một trong những ý tưởng cốt lõi của di truyền học.

Bà không thiếu năng lực. Bà thiếu thời gian, thiếu một người ngang tầm để tranh luận mỗi ngày, và thiếu cái quyền được ngồi trong những cuộc trò chuyện không chính thức nơi khoa học thật sự diễn ra. Đó mới là điều đáng nói — và là điều vẫn còn nguyên giá trị cảnh báo cho hôm nay.