La structure de l'acide désoxyribonucléique (ADN) a été découverte en 1953 par deux biologistes moléculaires, James Dewey Watson (1928-2025) et Francis Harry Compton Crick (1916-2004). Watson et Crick ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1962 pour leurs travaux pionniers. C'est du moins la version officielle de l'histoire.
Cependant, Rosalind Franklin (1920-1958), une chimiste anglaise dont l'expertise en cristallographie aux rayons X a apporté une contribution significative, a peut-être ouvert la voie à Watson et Crick. Pourtant, Franklin n'a jamais reçu la reconnaissance qu'elle méritait pour son travail minutieux dans la production d'images et de données sur l'ADN que Watson et Crick ont utilisées pour construire leur modèle de la structure de l'ADN.
L'histoire de Rosalind Franklin est marquée par le vol de propriété intellectuelle, le sexisme, la tromperie et la lutte d'une femme scientifique pour être acceptée dans la communauté scientifique dominée par les hommes des années 1950. Des études récentes suggèrent que Franklin devrait être reconnue comme co-découvreuse à part entière de la structure de l'ADN. La question de savoir si Franklin devrait être reconnue comme l'une des découvreuses repose en grande partie sur la question suivante: comment définir la "découverte scientifique"?
Qu'est-ce que l'ADN?
L'acide désoxyribonucléique, ou ADN, est un ensemble d'instructions génétiques contenues dans les cellules, unique à chaque individu, qui détermine notre apparence et le fonctionnement de notre corps. L'ADN transmet les traits héréditaires de génération en génération.
L'ADN était connu des scientifiques avant les années 1950. En 1869, le médecin suisse Johann Friedrich Miescher (1844-1895) fut le premier à identifier la molécule aujourd'hui connue sous le nom d'ADN. Il l'appela "nucléine" et mit au point des techniques pour l'extraire des cellules. Le biologiste et mathématicien autrichien Gregor Mendel (1822-1884) proposa également une théorie de l'hérédité basée sur la transmission des gènes des parents à leurs descendants, expliquant ainsi des traits familiaux similaires tels que la couleur des yeux.
Ce que l'on ignorait, c'était la forme torsadée en échelle de l'ADN et la manière dont l'ADN stocke les informations et se copie. Percer les secrets de l'ADN aiderait les scientifiques à comprendre la susceptibilité génétique à certaines maladies et contribuerait au développement de médicaments et à la thérapie génique.
Au début des années 1950, plusieurs groupes de recherche travaillaient à la découverte de la structure de l'ADN. James Watson, né dans le sud de Chicago, dans l'Illinois, et Francis Crick, né à Northampton, étaient tous deux chercheurs au laboratoire Cavendish de l'université de Cambridge, en Angleterre. Ils étaient en concurrence avec le chimiste américain Linus Pauling (1901-1994) du California Institute of Technology, qui avait publié un article au début de l'année 1953 proposant à tort une structure à triple brin pour l'ADN.
Rosalind Franklin, avec son doctorant et assistant de recherche Raymond Gosling (1926-2015) et le biophysicien néo-zélandais Maurice Wilkins (1916-2004), travaillait au laboratoire John T. Randall du King's College de Londres. Wilkins, qui s'était lié d'amitié avec James Watson, allait plus tard trahir son collègue alors que les scientifiques cherchaient à être les premiers à découvrir la structure de l'ADN.
Rosalind Franklin et la cristallographie aux rayons X
Rosalind Elsie Franklin, l'une de cinq enfants, vit le jour à Londres le 25 juillet 1920, fille de Muriel et Ellis Franklin. Son père, Ellis, était un banquier prospère, et Rosalind fut envoyée dans des écoles privées. Elle rêvait de devenir scientifique et ne s'intéressait guère aux jouets pour enfants.
En 1931, Rosalind fréquenta la St. Paul's Girls' School avant d'étudier le français à Paris. Elle revint en Angleterre en 1938 et entra à Newnham, un collège féminin de l'université de Cambridge. À Newnham, elle fut attirée par les travaux du professeur William Bragg (1862-1942), le "père de la cristallographie aux rayons X", une méthode consistant à projeter des rayons X sur des cellules d'ADN transformées en cristaux. Les rayons X se diffractent (se courbent ou se dispersent) lorsqu'ils traversent les cristaux, et le motif de diffusion produit une image 3D des atomes du cristal sur une plaque photographique, permettant aux scientifiques de déterminer sa forme exacte.
Rosalind Franklin devint extrêmement compétente en cristallographie aux rayons X et obtint un doctorat en chimie en 1945. En 1951, elle se vit offrir une bourse au King's College pour travailler comme cristallographe aux côtés de Maurice Wilkins. Franklin fut embauchée alors que Wilkins était absent du laboratoire, ce qui conduisit à une relation ouvertement hostile entre eux. Wilkins aurait traité Franklin comme son assistante, l'appelant "Rosy", alors qu'elle avait en fait été recrutée pour diriger la recherche en cristallographie aux rayons X. En réponse, Franklin refusa de partager ses découvertes.
Les années 1950 étaient également une période difficile pour les femmes scientifiques, d'autant plus que celles-ci étaient exclues des salles communes réservées aux hommes pour le déjeuner. Franklin se retrouva donc à travailler dans l'isolement le plus total.
Photographie 51
Pendant ce temps, en 1951, au laboratoire Cavendish, Watson et Crick pensaient avoir résolu le mystère de la structure de l'ADN. Ils proposèrent un modèle composé de trois brins s'enroulant les uns autour des autres en spirale (appelé triple hélice). Rosalind Franklin et Maurice Wilkins se rendirent de Londres pour voir le modèle après que Watson eut assisté à une conférence donnée par Franklin sur ses travaux sur l'ADN.
Malheureusement, ce fut une expérience humiliante pour Watson et Crick. Leur modèle représentait de manière erronée les "squelettes" sucre-phosphate, présents dans chaque brin d'ADN, au centre de l'hélice plutôt qu'à l'extérieur. Watson, qui avait fait un doctorat en ornithologie, n'avait pas compris certaines parties de la conférence de Franklin et aurait été irrité par le fait qu'une femme donne une conférence. Rosalind Franklin retourna à Londres après avoir informé le duo que leur modèle était erroné. Watson et Crick furent invités à laisser l'étude de la structure de l'ADN aux chercheurs du King's College, ce qui ne fit qu'alimenter davantage l'antipathie de Watson envers Franklin.
De retour au King's College, Franklin découvrit que l'interaction de la molécule d'ADN avec l'eau modifiait sa forme et sa "torsion". L'ADN existe sous deux formes lorsque la teneur en eau est contrôlée: A et B, la forme B étant plus hydratée ou "humide". Cette distinction devint importante lorsque Franklin et Gosling prirent une série de photographies d'une fine fibre d'ADN en mai 1952 à l'aide d'une microcaméra spécialement conçue à cet effet. La fibre fut bombardée de rayons X pendant 62 heures.
La photographie 51, prise par Gosling sous la supervision de Franklin, est souvent considérée comme la photographie scientifique la plus importante jamais prise. Il s'agit d'une image de la forme B, plus hydratée. Aucun scientifique n'avait pris de photo de la forme humide avant ce moment. Le motif de taches sombres sur la plaque photographique formait un "X" central distinct, indiquant une structure hélicoïdale (en spirale) avec les "squelettes" sucre-phosphate à l'extérieur. Plus étonnant encore était la vue photographique – au cœur de la molécule d'ADN – et la clarté de la photo pour cette période.
L'analyse des données sur l'ADN B réalisée par Franklin fut publiée dans Nature en avril 1953. Watson et Crick publièrent également un article dans le même numéro, et leur analyse était basée sur les conclusions de la photographie 51 de Franklin. Pourtant, la contribution de Rosalind Franklin fut largement mise de côté.
Qu'est-ce qu'une "découverte scientifique"?
Quelques mois plus tôt, le 30 janvier 1953, James Watson s'était rendu à King's. Franklin avait rangé la photographie 51 dans un tiroir et, à son insu et sans sa permission, Maurice Wilkins la montra à Watson, dont la réaction fut immortalisée dans son best-seller de 1968, The Double Helix: "Dès que j'ai vu la photo, je suis resté bouche bée et mon pouls s'est mis à s'accélérer" (cité dans Gibbons, 66).
Watson comprit immédiatement ce qu'il avait sous les yeux: la structure en double hélice de l'ADN.
À ce stade, plusieurs questions se posent:
- Rosalind Franklin s'est-elle rendu compte qu'elle avait révélé la structure de l'ADN? Pourquoi a-t-elle apparemment jeté la photographie 51?
- James Watson et Francis Crick auraient-ils découvert la structure de l'ADN sans la photographie 51 et les données de Franklin?
- Rosalind Franklin a-t-elle été victime de sexisme institutionnel et de comportements contraires à l'éthique?
Des études récentes (Cobb & Comfort, 2023) suggèrent que Franklin, scientifique douée, a décrit les deux formes d'ADN dans ses notes de cours de 1951 comme une "grande hélice avec plusieurs chaînes". Contrairement à Watson et Crick, elle n'était cependant pas une créatrice de modèles, préférant considérer la photographie 51 comme un simple élément de preuve parmi les modèles de diffraction, plutôt que comme un moment "eurêka" unique. Son approche était mathématique, mais si Franklin avait assemblé un modèle 3D complet, l'histoire l'aurait peut-être considérée comme la découvreuse de la structure de l'ADN.
La forme A ou moins hydratée de l'ADN intéressait également beaucoup plus Franklin, car les fibres étaient "plus sèches" et plus ordonnées, ce qui permettait d'obtenir des diagrammes de diffraction plus riches et plus nets, à partir desquels elle pouvait extraire des données précieuses. Franklin, qui était juive, était également malheureuse dans le cadre de l'Église d'Angleterre au King's College et finit par déménager au Birkbeck College, à Londres, où elle dirigea une équipe qui étudiait la structure moléculaire du virus de la mosaïque du tabac. Ces deux facteurs sont très probablement la raison pour laquelle Rosalind Franklin ne tira pas pleinement parti de ses travaux sur l'ADN au King's College.
La question clé est peut-être de savoir ce qui constitue une "découverte scientifique". Outre la photographie 51 montrée à James Watson, le directeur de thèse de Crick, le biologiste moléculaire Max Perutz (1914-2002), partagea également avec Crick les résultats non publiés de Franklin, que Perutz avait reçus en décembre 1952. Max Perutz ne consulta pas le groupe de recherche de King's. Cela conduisit les critiques à suggérer que Watson et Crick se seraient procuré, par des moyens contraires à l'éthique, les travaux de Franklin et que, sans ceux-ci, ils n'auraient peut-être pas fait leur découverte révolutionnaire et n'auraient pas reçu le prix Nobel. Dans The Double Helix, James Watson écrit: "Rosy, bien sûr, ne nous a pas directement donné ses données. D'ailleurs, personne à King's ne s'est rendu compte qu'elles étaient entre nos mains" (Watson, 62).
La réaction de Watson à la photographie 51 a été décrite comme un moment de révélation, une intuition de génie solitaire ou une réflexion cognitive interne qui donna naissance à une idée brillante. Comme Franklin ignorait comment ses recherches étaient utilisées et que son collègue, Maurice Wilkins, l'avait en fait trahie, elle est devenue une icône féministe, accusée d'être victime du chauvinisme et de ne pas avoir été dûment reconnue pour son travail pionnier.
Cependant, cela ne prend pas en compte son rôle actif dans le processus de découverte et l'argument selon lequel une "percée scientifique" est généralement le fruit d'un travail d'équipe, ou qu'une "découverte externe et visible" comme la photographie 51 ne devrait pas être considérée comme une découverte à part entière. De plus, Franklin avait présenté ses données lors d'une conférence publique en 1951, à laquelle James Watson avait assisté. Comme il ne s'agissait pas d'informations confidentielles, Watson et Crick étaient libres d'interpréter les données et de les appliquer à leur modèle. La question est de savoir si le travail de Franklin a été correctement reconnu et si elle aurait dû être considérée comme co-découvreuse de la structure de l'ADN. À l'inverse, on pourrait dire que sans l'interprétation de ses données par Watson et Crick, il n'y aurait pas eu de débat sur le statut de co-découvreuse de Franklin.
Le journaliste scientifique britannique Nicolas Wade a suggéré que la représentation de Franklin en tant qu'héroïne lésée est un mythe et qu'elle est devenue une amie proche de Francis Crick, qui a déclaré dans une interview en 2003: "Nous pensons qu'elle n'a pas réalisé l'importance de l'ADN avant que la structure ne soit révélée. Pour elle, ce n'était qu'un problème parmi tant d'autres" (Wade, 2022).
Franklin n'a jamais soutenu qu'on lui avait refusé le mérite de ses travaux expérimentaux.
Mort prématurée et héritage troublant
La vie de Rosalind Franklin fut dramatiquement écourtée. Elle mourut en avril 1958 à l'âge de 37 ans, très probablement à cause de l'exposition aux radiations lors de ses travaux avec les rayons X. Après son traitement, elle séjourna chez Francis Crick et sa femme Odile, ce qui corrobore l'affirmation de Wade selon laquelle Franklin et Crick entretenaient une relation étroite plutôt qu'antagoniste.
Douze ans après sa mort, Maurice Wilkins eut la décence d'admettre son erreur en montrant la photographie 51 à James Watson, déclarant:
Tout [la recherche sur l'ADN] se trouvait ici [à King's]. Ils [Watson et Crick] travaillaient à Cambridge selon certaines lignes directrices, et nous travaillions selon certaines lignes directrices [à King's]. C'était une question de temps. Ils n'auraient pas pu aboutir à leur modèle, leur modèle correct, sans les données développées ici par [Rosalind]. Ils les ont eues – je m'en veux, j'ai été naïf – et ils ont avancé.
(Rapoport, 123)
Rosalind Franklin n'a pas vécu assez longtemps pour voir Watson et Crick partager le prix Nobel en 1962 avec Maurice Wilkins, qui fut récompensé pour ses premières études sur la diffraction des rayons X sur l'ADN. Le prix Nobel n'est pas décerné à titre posthume, Rosalind Franklin n'aurait donc pas pu en bénéficier, et il n'a jamais été attribué à plus de trois personnes pour un même prix.
Si la découverte scientifique est considérée comme un processus collaboratif pouvant s'étendre sur plusieurs mois ou années, alors Rosalind Franklin devrait à juste titre être reconnue comme la quatrième co-découvreuse à part entière. James Watson, qui n'avait que 25 ans lorsque lui et Crick ont publié la structure en double hélice de l'ADN en 1953, a mené une vie longue mais quelque peu controversée, et est mort en novembre 2025 à l'âge de 97 ans.
Watson déclara dans une note d'un article publié dans Nature en avril 1953 que lui et Crick avaient été "stimulés par la connaissance de la nature générale des résultats expérimentaux non publiés et des idées du Dr M. H. F. Wilkins, du Dr R. E. Franklin et de leurs collaborateurs du King's College" (737). La formulation était prudente. Elle n'indiquait pas explicitement dans quelle mesure Watson et Crick s'étaient appuyés sur les travaux de Franklin, et il ne lui a jamais rendu hommage publiquement. Quelle que soit l'opinion qu'il ait pu avoir de Franklin en tant que scientifique, celle-ci a été éclipsée par le regard méprisant et discutable qu'il portait sur elle dans The Double Helix, qu'il a écrit à l'âge de 40 ans:
Bien que ses traits fussent marqués, elle n'était pas laide et aurait pu être très séduisante si elle s'était un tant soit peu intéressée à l'habillement. Ce qu'elle ne faisait pas. Elle ne portait jamais de rouge à lèvres pour contraster avec ses cheveux raides et noirs, et à trente et un ans, ses robes reflétaient toute l'imagination des adolescentes anglaises intellectuelles... Malheureusement... on ne pouvait nier qu'elle avait un bon cerveau.
(Watson, 17-18).
Des passages comme celui-ci pourraient expliquer pourquoi Watson n'a jamais pleinement reconnu le rôle crucial de Rosalind Franklin dans la découverte de l'ADN.
L'héritage de Watson a été terni par des déclarations publiques ultérieures. En 2019, le Cold Spring Harbor Laboratory de Long Island, New York, dont Watson est devenu le deuxième directeur en 1968, lui a retiré tous ses titres et honneurs à la suite de remarques controversées sur la race et l'intelligence. En 2012, lors d'une conférence à Dublin, Watson a déclaré, lorsqu'on lui a posé une question sur les femmes dans le domaine scientifique: "Je pense que la présence de toutes ces femmes rend les choses plus amusantes pour les hommes, mais elles sont probablement moins efficaces" (Nuwer).
James Watson fut le premier lauréat du prix Nobel à vendre son prix, pour un montant de 4,1 millions de dollars, principalement parce qu'il était devenu un paria dans la communauté scientifique et que les invitations à prendre la parole s'étaient taries.
Une cristallographe de renommée mondiale
Entre 1953 et sa mort en 1958, Rosalind Franklin démontra qu'elle était une cristallographe de renommée mondiale. Au Birkbeck College, ses travaux sur le virus de la mosaïque du tabac, le virus de la polio et le rôle de l'acide ribonucléique (ARN) dans les virus ont établi le domaine de la virologie structurale, qui étudie les composants clés des virus afin de comprendre leur fonctionnement, ce qui a conduit à la conception de vaccins efficaces.
Le biophysicien et chimiste britannique Aaron Klug (1926-2018), qui travailla avec Franklin à Birkbeck, reçut le prix Nobel de chimie en 1982 pour avoir mis au point la microscopie électronique cristallographique, une technique qui permet de révéler la structure 3D des molécules. Klug rendit hommage à l'approche méticuleuse de Rosalind Franklin en matière de recherche, affirmant qu'elle lui avait montré qu'"il faut s'attaquer à des problèmes longs et difficiles plutôt que de publier des articles intelligents" (Advice for Young Scientists).
La remarque de Klug est un hommage approprié à une scientifique brillante, qui devrait être considérée comme la co-découvreuse de la structure de l'ADN, sans doute l'une des découvertes scientifiques les plus importantes, qui a révolutionné la biologie et la médecine.
