När James Michael Creeth slutade tillsätta syra till DNA-provet från en kalvs tymuskörtel, han slutförde inte bara experimenten som skulle ge honom en doktorsexamen. Han banade väg för en upptäckt som skulle förändra världen.

Forskarna James Watson och Francis Crick var berömda de första att utarbeta DNA-strukturen, och Rosalind Franklin och Maurice Wilkins är ofta krediterade för att fånga bilderna av molekylen som gjorde detta möjligt. Men flera andra vetenskapsmän som spelade en avgörande roll i en av århundradets viktigaste vetenskapliga upptäckter är mycket mindre kända – och förtjänar att firas.

Hösten 1947 Creeth och hans doktorandhandledare publicerade den tredje av tre uppsatser från forskare vid det som blev University of Nottingham, som kompletterade bevisen som behövdes för att visa hur DNA-molekylen hålls samman. Genom att bevisa att DNA innehöll det molekylära limmet som kallas vätebindningar, de gjorde det möjligt för Watson och Crick att räkna ut att molekylen måste ha formen av två strängar som hålls samman i en dubbelhelixstruktur. Denna upptäckt, sex år efter Creeths verk, möjliggjorde skapandet av genetisk vetenskap som vi känner den idag.

Creeth producerade till och med sin grova egen modell för DNA, bildas av två kedjor som hålls samman av bindningarna mellan dess byggstenar – inte alltför olik den faktiska strukturen. Tyvärr, hans upptäckter verkar ha missat nästan allas radar. Så 70 år senare, Nottingham har firat upptäckten av vätebindningar i DNA med en speciell konferens som hölls i byggnaden där upptäckten gjordes och en dedikerad plakett vid ingången.

DNA-mysterium

Creeth föddes 1924 och utbildade sig vid den lokala Northampton County Grammar School. Han stannade i Englands East Midlands för att läsa kemi vid dåvarande University College Nottingham, och efter examen tog sin doktorsexamen under kemisterna J. Masson Gulland och Denis O. "Doj" Jordan, som hjälpte Creeth att nå sina banbrytande slutsatser.

På den tiden fanns det ett växande intresse för DNA eftersom forskare misstänkte att det kan vara ämnet associerat med gener eller arv. Forskning hade visat att den var gjord av sektioner som kallas nukleotider. Var och en innehöll en sockerrest känd som deoxiribos, en fosfatgruppmolekyl och en av fyra olika typer av kvävegruppsmolekyler eller "baser":tymin (T), cytosin (C), adenin (A) och guanin (G).

Men hur DNA-molekylen konstruerades och hölls samman, och hur den registrerade våra gener förblev ett mysterium. Vissa forskare trodde till och med (felaktigt) att det kunde ta formen av en boll. Om de kunde räkna ut dess exakta struktur, de kanske kan avslöja hemligheterna bakom den genetiska koden.

Creeths studiekamrater, C.J. Threlfall och H.F.W. Taylor hade redan gjort inhopp. Threlfall hade utarbetat hur man rena ett DNA-prov så att det kunde undersökas efter ledtrådar om strukturen. Gulland, Jordan och Taylor studerade sedan det renade DNA:t med en process som kallas elektrometrisk titrering för att följa hur dess pH förändrades när de tillsatte syra eller alkali.

När de inte fick de resultat de förväntade sig, de trodde att det kunde ha orsakats av förekomsten av vätebindningar i DNA-strukturen. Dessa uppstår när väteatomer delar elektroner med vissa andra atomer inklusive syre och kväve, och kan påverka molekylens övergripande form.

Det sista och definitiva steget gjordes i ett experiment av Creeth med en teknik som kallas viskometri. Detta ger ett mått på storleken på DNA-molekylen i lösning och hur storleken kan förändras.

När en stark syra eller alkali sattes till lösningen, dess "viskositet" eller tjocklek (motstånd mot flöde) minskade dramatiskt, vilket indikerade närvaron av vätebindningar. Creeth, Gulland och Jordan drog slutsatsen att vätebindningarna sammanfogade baserna av angränsande nukleotider.

Syran eller basen störde irreversibelt dessa bindningar för att bryta ner DNA-molekylen i mindre enheter och göra lösningen mycket rinnigare. Även om Creeth och hans handledare aldrig riktigt lyckades ta det sista steget att utarbeta den exakta strukturen av DNA, de lyckades visa att vätebindningar måste vara en viktig del av molekylen.

Perfekt passform

I sin doktorsavhandling från 1947, Creeth förutspådde korrekt att DNA-molekylen bestod av två kedjor, var och en med en fosfat-sockerryggrad på utsidan och vätebundna baser på insidan. Denna tvåkedjiga struktur visade sig senare passa perfekt till den biologiska funktionen hos DNA. Vätebindningarna var starka nog att hålla ihop de komplementära kedjorna men tillräckligt svaga så att de kunde dras isär och läsas eller kopieras som genetiska instruktioner, som ligger till grund för hur celler delar sig och hur gener förs vidare.

Kort efter upptäckten, dock, laget skingrades. Gulland dog tragiskt i en tågolycka kort därefter, och Jordan flyttade till University of Adelaide via Princeton. Det tog Crick och Watson att bestämma den exakta strukturen, där vätebindningarna tvingar kedjorna till ett vridet dubbelhelixarrangemang.

Medan de tre Nottingham-forskarna aldrig gjorde de sista kopplingarna, deras arbete var avgörande för att möjliggöra en av den moderna vetenskapens mest inflytelserika upptäckter. Med Creeths egna ord, ser tillbaka efter sin pensionering:"I efterhand, vi hade inte bara fått en glimt, men en bra bild av den speciella bindningen som är inget mindre än nyckeln till livet på denna planet."

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.