Фрэнсис Гарри Комптон Крик (; , , Англия, Великобритания — , , Калифорния, США) — британский молекулярный биолог, биофизик и нейробиолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине 1962 года — совместно с Джеймсом Д. Уотсоном и Морисом Х. Ф. Уилкинсом с формулировкой «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах».
В статье, опубликованной в журнале Nature в 1961 году, Крик с соавторами предположили четыре свойства генетического кода: три азотистых основания (триплет) кодируют одну аминокислоту; триплеты генетического кода не перекрываются; последовательности триплетов считываются с определённой начальной точки, знаки препинания внутри кодирующей последовательности отсутствуют; генетический код вырожден — одна аминокислота может быть закодирована разными триплетами.
Также Крик известен тем, что сформулировал центральную догму молекулярной биологии: генетическая информация передаётся в клетке в одну сторону, от ДНК к РНК, а затем к белку.
В течение оставшейся части своей карьеры, Крик занимал пост Дж. В. Кикхефера, выдающегося профессора и исследователя в Институте биологических исследований Солка в Ла-Холья, Калифорния. Его дальнейшие исследования были направлены на теоретическую нейробиологию. «Он редактировал рукопись на смертном одре, он оставался учёным до самого конца» — писал Кристоф Кох.
Детство и образование Отцом Фрэнсиса Крика был Гарри Крик (Harry Crick, 1887—1948), матерью — Энни Элизабет Крик (Annie Elizabeth Crick, девичья фамилия Уилкинс; 1879—1955). Фрэнсис Крик родился и воспитывался в Уэстон-Фэвелле (Weston Favell), затем в небольшой деревне около английского города Нортгемптона, где у его отца и дяди была обувная фабрика. Его дедушка, Уолтер Дробридж Крик (Walter Drawbridge Crick; 1857—1903), был биологом, геологом и палеонтологом. Он написал обзоры об одноклеточных раковинных организмах — фораминиферах и о двух видах гастропод. У него также было несколько совместных публикаций с Чарльзом Дарвином.
Ещё в раннем возрасте Фрэнсис заинтересовался естественными науками, он любил читать научно-популярную литературу. В детстве родители часто ходили с Фрэнсисом в церковь. В двенадцать лет он отказался посещать церковь и молиться. Свой поступок он объяснил тем, что только развитие науки поможет найти ответы на все вопросы, а религиозная вера — нетCrick (1990) p. 10: «I remember telling my mother that I no longer wished to go to church».
Его дядя, Уолтер Крик (Walter Crick), жил в небольшом доме на южной стороне Абингтон-авеню (Abington Avenue). Рядом с домом был небольшой сарай, где Уолтер учил Крика выдувать стекло, проводить химические эксперименты и делать фотоснимки. В восемь или девять лет Фрэнсис начал учиться в Нортгемптонской средней школе для мальчиков на Биллинг-роуд (Billing Road). Школа находилась приблизительно на расстоянии 1,25 мили от дома. Дорога проходила через Саут-Парк-авеню и через парк Абингтон, но Крик чаще всего добирался до школы на автобусе или на велосипеде. Его учительница — миссис Холдинг была учителем с большим энтузиазмом и проводила очень интересные уроки. Образование в старших классах никак не поддерживало интерес к науке. После 14 лет он продолжил обучение в школе Милл-Хилл (Mill Hill School) в Лондоне (со стипендией), где он изучил математику, физику и химию со своим лучшим другом Джоном Шилстоном (John Shilston). 7 июня 1933 года он получил премию Уолтера Нокса (Walter Knox Prize) по химии. Он отметил, что его вдохновляет качество обучения в Милл-Хилле.
В 21 год Крик получил учёную степень бакалавра в области физики в Университетском колледже ЛондонаCrick (1990) Chapters 1 and 2 provide Crick’s description of his early life and education. Тем не менее, Крик не получил место в Кембриджском колледже, возможно, из-за плохого знания латыни. Крик позже стал аспирантом и почётным членом колледжа Гонвилла и Киза (Gonville and Caius College) и работал в Кавендишской лаборатории и в Совете по медицинским исследованиям в Кембридже. Он был также почётным членом Колледжа Черчилл (Churchill College) и Университетского колледжа Лондона.
Для получения степени доктора Крик начал научно-исследовательскую работу по определению вязкости воды при высоких температурах (как он позже писал «самая неинтересная научная проблема»Crick (1990) p. 13) в лаборатории физика Эдварда Невил да Коста Андраде (Edward Neville da Costa Andrade) в Университетском колледже в Лондоне, но из-за начала Второй мировой войны (в частности во время Битвы за Британию бомба попала в крышу лаборатории и разрушила его экспериментальную установку) Крику пришлось временно забыть о возможной карьере физика. Однако на втором курсе аспирантуры его наградили почётной научной премией Кэри Фостер (Carey Foster Research Prize).
Во время Второй мировой войны он работал в научно-исследовательской лаборатории ВМС (в которой также работали и другие известные учёные, в том числе Дэвид Бэйтс (David Bates), Роберт Бойд (Robert Boyd), Джордж Дикон (George Deacon), Джон Ганн (John Gunn), Гарри Мэсси и Невилл Мотт. Крик занимался разработкой магнитных и акустических мин и участвовал в проектировании новых типов мин, остающихся невидимыми для немецких кораблей-тральщиков (корабли специального назначения для обнаружения и удаления препятствий в виде мин).
Работа в послевоенный период В 1947 году Крик начал изучать биологию. Ему пришлось перейти от «элегантности и глубокого понимания» физики на «сложные химические механизмы, естественный отбор которых развивался в течение миллиардов лет». Крик писал, что для того чтобы перейти от физики к биологии, нужно «почти заново родиться». Крик объяснил свой переход тем, что физика уже и так достигла больших высот, необходимо было развитие биологических дисциплин. Крика очень воодушевляла эта мысль.
В послевоенное время Крик работал над изучением физических свойств цитоплазмы в (Cambridge’s Strangeways Laboratory), возглавляемой Хонор Бриджет Фелл (Honor Bridget Fell). Крик был стипендиатом Совета по медицинским исследованиям. Затем Макс Перуц и Джон Кендрю приняли его в Кавендишскую лабораторию. Руководителем лаборатории был сэр Лоренс Брэгг, который получил Нобелевскую премию в 1915 году в возрасте 25 лет. Брэгг стремился опередить ведущего американского химика Лайнуса Полинга в установлении структуры ДНК (ранее Полингу удалось установить альфа-спиральную структуру белка). Также Кавендишская лаборатория под руководством Брэгга активно конкурировала с Королевским колледжем в Лондоне, где отделением биофизики руководил сэр Джон Рэндалл (John Randall; Рэндалл не разрешил Фрэнсису Крику работать в Королевском колледже). Дружба Фрэнсиса Крика с Морисом Уилкинсом (Maurice Wilkins) в Кингс-колледже, безусловно, повлияла на их последующую научную работу.
Брат Фрэнсиса Энтони (родился в 1918 году) умер намного раньше Крика в 1966 году.Olby, p. ix Крик был женат дважды и был отцом троих детей. Впервые он женился в 1940 году на Рут Дорин Додд. У них родился сын Майкл Фрэнсис Комптон (Michael Francis Compton). Они развелись в 1947 году. Позже в 1949 году он женился на Одайл Спид, художнице, которая и изобразила спиралевидную структуру ДНК. У них было две дочери Габриель Энн (Gabrielle Anne) и Жаклин Мария-Тереза (Jacqueline Marie-Therese, позже Николс). Они прожили вместе до смерти Крика в 2004 годуOlby, p. 505.
Смерть Фрэнсис Крик умер 28 июля 2004 года от рака толстого кишечника в возрасте 88 лет в больнице Торнтон при Калифорнийском университете в Сан-Диего в районе Ла-Холья. Он был кремирован, его пепел рассеяли над Тихим океаном. Траурная церемония состоялась 27 сентября 2004 года в институте Солка (Salk Institute). Её проводили Джеймс Уотсон, Сидни Бреннер, Алекс Рич (Alex Rich), Сеймур Бензер, Аарон Клуг, Кристоф Кох, Пат Чёрчленд, Вилейанур Рамачандрен, Томазо Поджо (Tomaso Poggio), Лесли Орджел, Терри Сейновски (Terry Sejnowski), его сын Майкл Крик и его младшая дочь Жаклин Николс.
Научные исследования Крик интересовался двумя основными нерешёнными проблемами в биологии: как молекулы позволяют осуществить переход от неживого к живому, и каким образом мозг осуществляет мышлениеCrick (1990) p. 17. Он понимал, что его положения в научном обществе недостаточно для проведения серьёзных исследований во второй области, поэтому он приступил к решению первой проблемы. Крика также воодушевляли открытия Лайнуса Полинга и Эрвина ШрёдингераCrick (1990) p. 18. Из учебников по биологии Крик уяснил, что ковалентные связи в биологических молекулах должны обеспечивать структурную стабильность, необходимую для сохранения генетической информации в клетках. Оставалось обратиться к экспериментальной биологии, чтобы понять, в каких именно молекулах заключается генетическая информация.Crick (1990) p. 22Page 30 of The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology by Horace Freeland Judson published by Cold Spring Harbor Laboratory Press (1996) ISBN 0-87969-478-5. По мнению Крика, теория Чарльза Дарвина об эволюции путём естественного отбора и открытие основ наследственности Грегором Менделем раскрыли тайну жизни.Crick (1990) p. 25 Крик считал, что уже скоро можно будет синтезировать жизнь в пробирке. Тем не менее, некоторые его коллеги (например, исследователь Эстер Ледерберг) считали взгляды Крика утопическими.
Также учёные предполагали, что некоторые макромолекулы, такие как белок, вероятно, могут быть генетическими молекулами.Crick (1990) p. 32 Также было хорошо известно, что белки — структурные и функциональные макромолекулы, некоторые из которых осуществляют ферментативные реакции в клетках. В 1940-е годы было показано, что другая молекула, ДНК, содержится в хромосомах и может отвечать за передачу наследственной информации. В 1944 году в эксперименте Эвери-Маклеода-Маккарти, Освальд Эвери с коллегами показали, что наследственные фенотипические различия у бактерий могут быть вызваны различающимися молекулами ДНК.
Однако другие учёные считали, что ДНК — это не более чем каркас для закрепления более интересных белковых молекулCrick (1990) pp. 33-34. Крик оказался в нужном месте в нужном настроении и в нужное время (1949 год) и присоединился к проекту Макса Перуца в Кембриджском университете, где он занялся рентгеноструктурным анализом белковCrick (1990) Ch. 4. Рентгеноструктурный анализ теоретически предоставлял возможность выявить молекулярную структуру больших молекул, таких как белки и ДНК, но были и серьёзные технические проблемы, которые мешали использовать метод для исследования сложных молекул.
1949—1950 Крик изучал математические основы рентгеноструктурного анализаCrick (1990) p. 46: «..there was no alternative but to teach X-ray diffraction to myself.». В период изучения им дифракции рентгеновских лучей, исследователи в лаборатории Кембриджского университета пытались определить самую стабильную спиральную конформацию цепей аминокислот в белках (альфа-спираль). Лайнус Полинг был первым, кто определил, что на один оборот альфа-спирали в белке приходится 3,6 аминокислоты. Крик видел, какие ошибки делали сотрудники Кембриджского университета в своих неудачных попытках определить правильную молекулярную структуру альфа-спирали. Эти уроки помогли ему в будущем правильно установить структуру ДНК. Например, он узнал роль жёсткости структуры, понял, что двойные связи делают структуру более жёсткой, а двойные связи встречаются не только в белках, но и в ДНКCrick (1990) p. 58.
1951—1953, открытие структуры ДНК
В 1951 году вместе с Уильямом Кокраном и Владимиром Вандом Крик участвовал в развитии математической теории дифракции рентгеновских лучей на спиральной молекуле. Этот теоретический результат хорошо согласовался с рентгеновскими данными для белков в конформации альфа-спиралей. Теория дифракции рентгеновских лучей помогла впоследствии лучше понять структуру ДНК.