James Dewey Watson (født 6. april 1928 i Chicago, død 6. november 2025) var en amerikansk molekylærbiolog, som er bedst kendt for at være en af opdagerne af DNA-molekylets struktur. Sammen med Francis Crick og Maurice Wilkins blev han i 1962 tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medicin for opdagelsen af kernesyrers molekylære struktur og strukturens betydning for informationsoverførsel i levende materiale Nobelprisen i fysiologi eller medicin 1962James Watson exemplified the best and worst of science – from monumental discoveries to sexism and cutthroat competition. The Conversation 2025
Hans største bidrag til molekylærbiologien i Cambridge er veldokumenteret i The History of the University of Cambridge: Volume 4 (1870 til 1990), udgivet af CUP i 1992.
Opvækst og tidlig karriere Fra sin tidlige barndom var han fascineret af at kigge på fugle, en interesse han havde efter sin far, som var forretningsmand. I en alder af 15 år blev han indskrevet på University of Chicago. Som studerende undgik han så vidt muligt kemiundervisningen. Efter at have læst Erwin Schrödingers bog What is life? skiftede han studieretning fra ornitologi til genetik. Han fik bachelorgraden i zoologi i 1947.
Han var tiltrukket af Salvador Lurias arbejde. Luria modtog en delt Nobelpris for sit arbejde på , som handlede om genetiske mutationer. Luria var en del af en forskningsgruppe som brugte de vira der inficerer bakterier til at undersøge genetikken. Luria og Max Delbrück var blandt de førende i phag-gruppen som arbejdede indenfor dette felt, og brugte bl.a. Drosophila til studier i mikrobiel genetik.
I starten af 1948 begyndte James Watson på et ph.d. studium i Lurias laboratorium på Indiana University. Han mødte Delbrück for første gang det forår, og igen om sommeren under et besøg på Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL). På det tidspunkt havde phag-gruppen på fornemmelsen at de var ved at opdage genets fysiske natur. I 1949 havde Watson et kursus hos , som inkluderede det der var det konventionelle synspunkt på den tid: at proteiner var gener og var i stand til at replikere sig selv. Den anden hovedkomponent i kromosomerne, dna, blev af mange betragtet som et "dumt tetranukleotid", hvis eneste rolle var som støttemateriale for proteinerne. Selv på dette tidlige tidspunkt var Watson klar over det arbejde som Oswald Avery havde lavet, der antydede at dna var det genetiske molekyle. Watsons forskningsprojekt involverede inaktivering af bakterievira (phager) ved hjælp af røntgenstråler."The properties of x-ray inactivated bacteriophage. I. Inactivation by direct effect." by J. D. Watson in Journal of Bacteriology (1950) volume 60 page 697-718. The full text of this article is available for download in PDF format. Han fik sin ph.d. grad i zoologi fra Indiana University i 1950. Watson tog til derefter til Europa. Først var han på biokemikeren Herman Kalckars laboratorium i København. Kalckar var interesseret i kernesyrer og i phager som eksperimentelt system.
I København arbejdede Watson sammen med Ole Maaløe (et medlem af phag-gruppen), og sammen fik der lavet eksperimenter som støttede teorien om DNA som det genetiske molekyle. Watson havde lært om denne type eksperimenter sommeren før i Cold Spring Harbor. Eksperimenterne gik ud på at bruge radioaktivt fosfat som sporstof og undersøge hvilke molekylære komponenter som rent faktisk inficerede bakterien ved en virusinfektion. Watson fik aldrig noget frugtbart arbejde ud af samarbejdet med Herman Kalckar, men han fulgte med Kalckar til en konference i Italien, hvor Watson hørte Maurice Wilkins holde foredrag om sine røntgendiffraktionsdata fra eksperimenter med DNA. Watson var nu sikker på at DNA havde en egentlig molekylær struktur som kunne bestemmes. Judson, H. F. (1979) The Eighth Day of Creation. Makers of the Revolution in Biology. New York: Simon and Schuster. . Se kapitel 2.
I 1951 offentliggjorde kemikeren Linus Pauling sin model af proteiners alfahelix, som var resultatet af Paulings anstrengelser med røntgenkrystallografi og bygning af molekylemodeller. Dette gav Watson et ønske om at lære at udføre røntgendiffraktionseksperimenter, så han kunne det bruge dem til at bestemme strukturen af DNA. Den sommer mødte Luria John Kendrew, og fik arrangeret at Watson kom på forskningsophold hos ham i England.
DNAs struktur
I oktober 1951 startede Watson på Cavendish Laboratory, fysisk institut på University of Cambridge, hvor han mødte Francis Crick. Watson og Crick begyndte et intenst intellektuelt samarbejde, som mindre end halvandet år senere resulterede i deres opdagelse af DNA’s struktur. Crick løste de matematiske ligninger der ligger bag teorien for helixers diffraktion, og Watson kendte alle nøgleresultaterne for DNA fra phag-gruppen. Størstedelen af den biografiske fremstilling kommer fra Watsons autobiografi fra 1968, The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA. Bogen var ved udgivelsen meget kontroversiel da mange af de involverede stadig disputerede over indholdet, specielt omkring hvilken rolle Franklin spillede og hendes personlighed. For en udgave som indeholder kritisk gennemgang og kopier af de originale artikler, se James D. Watson, The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA, Norton Critical Edition, Gunther Stent, ed. (New York: Norton, 1980).
Sidst i 1951 begyndte Watson og Crick en række uformelle udvekslinger med Wilkins. I november var Watson til et seminar med Rosalind Franklin, som talte om de røntgendiffraktionsdata hun havde opsamlet sammen med Raymond Gosling. Disse data indikerede at dna var en slags helix. Kort tid efter seminaret konstruerede Watson og Crick en ukorrekt model af DNA’s struktur, som havde fosfatrygraden ind imod helixens centrum. Franklin hævdede at fosfaterne måtte sidde på ydersiden, ikke på indersiden. Watson og Crick indså at hun havde ret og benyttede denne information til bestemmelsen af den endelige helixstruktur. De fik Franklins resultater fra Wilkins uden hendes kendskab og accept.
Igennem 1952 var Watson og Crick blevet bedt om ikke at arbejde på at lave molekylemodeller af DNA. Braggs beslutning i 1951 om at Watson og Crick ikke skulle arbejde på dna-strukuren er beskrevet på side 128 i The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology af Horace Freeland Judson, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1996) . Bragg gav Watson tilladelse til at begynde på DNA-modelarbejde igen i januar 1953 (se side 162). I stedet for var Watsons officielle opgave at udføre røntgendiffraktionseksperimenter på tobacco mosaic virus, som var den første virus der blev identificeret (1886) og oprenset (1935). Eftersom elektronmikroskopi havde vist at virussen dannede krystaller inden i inficerede planter gav det god mening at isolere virussen og undersøge den med røntgenkrystallografi. Tidlige røntgendiffraktionsbilleder var blevet opnået allerede før 2. verdenskrig, og i 1954 havde Watson udledt fra sine eksperimenter at tobacco mosaic virus havde en helisk struktur. "The structure of tobacco mosaic virus. I. X-ray evidence of a helical arrangement of sub-units around the longitudinal axis" by J. D. Watson in Biochim Biophys Acta. (1954) volume 13 pages 10-19. På trods af hans officielle opgave, fortsatte Watson dog, sammen med Crick, med at tænke over hvordan man kunne løse DNA’s struktur.
I 1952 besøgte Erwin Chargaff England, og inspirerede Watson og Crick til at lære mere om nukleotidbiokemi. Der var fire nukleobaser: guanin (G), cytosin (C), adenin (A) and thymin (T). Eksperimenter havde vist at mængden af C altid var den samme som G, og mængden af A den samme som T, dette var det såkaldte Chargaffs forhold. Jerry Donohue viste Watson og Crick de korrekte strukturer af de fire baser.
I 1953 fik Watson og Crick tilladelse fra laboratorielederen og Wilkins til at forsøge at bygge en strukturmodel af DNA.
Gennembruddet thumb|DNA’s basepar AT thumb|DNA’s basepar GC Watson vigtigste bidrag var opdagelsen af nukleotidernes basepar, som er hele nøglen til DNA’s struktur og funktion. Denne opdagelse blev gjort ved at lege med molekylemodeller.
thumb|Watson og Cricks DNA-model Imens han ventede på at Cavendishs værksted fik lavet modeller i tin, lavede Watson 21. februar 1953 en molekylemodel i pap. Chargaff havde allerede foreslået at baserne var parret med hinanden, og med dette in mente gik han i gang. De store to-ringsbaser A og G (puriner) blev parret med de små et-ringsbaser (pyrimidiner). Efter at have bygget papmodeller, ledte Watson efter muligheden for at der kunne dannes hydrogenbindinger i mellem baserne. De fire basemolekyler har flade ringstrukturer. Watson flyttede molekylerne rundt på bordet, og han indså at det kunne lade sig gøre at danne to hydrogenbindinger i mellem A og T, og tilsvarende tre hydrogenbindinger i mellem C og G.
Derefter så han at de to par kunne lægges over hinanden med samme overordnede struktur. De hexagonale ringe sad lige langt fra hinanden i de to par, og den relative orientering af de store (A og G) molekylers femleddede ringe var den samme. Watson fik en følelse af at alt for mange brikker faldt på plads til at dette ikke skulle være svaret. Han fik ret.
Nobelprisen Watson og Crick fortsatte arbejdet med at udlede dobbelthelix-strukturen, det blev sendt til tidsskriftet Nature og publiceret 25. april 1953 Molecular structure of Nucleic Acids by James D. Watson and Francis H. Crick. Nature 171, 737–738 (1953). Watson, Crick, og Wilkins blev tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 1962 for deres opdagelse af strukturen af DNA.The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962. Nobelpris citation for Crick, Watson og Wilkins.
The Double Helix I 1968 skrev Watson The Double Helix. Denne bog er den sommetider smertefulde historie om ikke blot opdagelsen af DNA’s struktur, men også de personer, konflikter og stridigheder der var omkring arbejdet. Bogen skulle oprindelig have været udgivet på Harvard University Press, men efter indsigelser fra bl.a. Francis Crick og Maurice Wilkins droppede Harvard bogen, som efterfølgende blev udgivet hos et kommercielt forlag. Dette blev betragtet som lidt af en skandale. Bogens oprindelige titel skulle have været "Honest Jim" ("Ærlige Jim") delvis pga. det etiske spørgsmål omkring at få adgang til Franklins røtgendiffraktionsdata før de var blevet publiceret. Watson synes ikke på noget tidspunkt at have bekymret sig om dette. Hvis det blot drejede sig om at komme før Linus Pauling med strukturen, så var Franklin med hendes grundige behandling af data blot en forhindring der skulle overvindes. Wilkins og andre var der og kunne hjælpe Watson og Crick med det.
Genomprojektet Watsons bedrifter og succes førte i 1988 til at han blev udnævnt til leder af Human Genome Project på National Institutes of Health (NIH), en stilling han varetog indtil 1992. Watson forlod genomprojektet efter uoverensstemmelser med direktøren for NIH, Bernadine Healy. Watson var modstander af Healys forsøg på at udtage patenter og ejerskabsrettigheder på gener baseret på identifikation af gensekvenser. Han forlod stillingen som leder af genomprojektet, da det ikke var tilladt på at være leder af projektet og samtidig varetage den stilling som han stadig havde på Cold Spring Harbor Laboratory. Dr. Francis Collins overtog lederskabet af genomprojektet, og Watson blev i 1994 direktør for CSHL, en stilling som han havde i 10 år.
James D. Watsons genom er det første komplette individuelle humane genom, der er blevet sekventeret.
Stillinger Allen Institute for Brain Science
Dr. Watson er nu institutrådgiver for det nyligt oprettede Allen Institute for Brain Science.