I suoi studi hanno contribuito a comprendere la fosforescenza, la separazione degli isotopi, la microscopia ottica e la diffrazione dei raggi X, e a sviluppare il radar. È meglio conosciuto per i suoi lavori al King’s College, Londra sulla struttura del DNA i quali ricadono in tre fasi distinte. La prima fu nel 1948-50 dove i suoi studi iniziali produssero la prima immagine ai raggi X chiara del DNA, che ha presentato ad una conferenza a Napoli nel 1951 tenuta da James Watson. Durante la seconda fase del suo lavoro (1951-52) produsse chiare immagini a “forma di B e X” dallo sperma di calamaro, immagini che inviò a James Watson e Francis Crick, facendo scrivere così a Watson “Wilkins… ha ottenuto fotografie a diffrazione di raggi X davvero eccellenti” [parlando del DNA].Robert Olby; "The Path to The Double Helix: Discovery of DNA"; p366James D. Watson, The Annotated and Illustrated Double Helix p180

Nel 1953, la collaboratrice di Wilkins Rosalind Franklin chiese a Raymond Gosling di consegnare immagini d'alta qualità della forma “B” di DNA, che lei aveva fatto nel 1952Robert Olby; "The Path to The Double Helix: Discovery of DNA"; p369 ma che aveva messo da parte, a Wilkins poiché lei era un’esperta cristallografa e non voleva condividere le sue informazioni. Wilkins imprudentemente le mostrò a Watson.James D. Watson, The Annotated and Illustrated Double Helix p182 Questa immagine, insieme alla conoscenza che Linus Pauling aveva proposto una struttura del DNA non corretta, spinse Watson e Crick a ricominciare la costruzione di modelli. Con informazioni addizionali dai resoconti delle ricerche di Wilkins e Franklin (ottenuti via Max Perutz), Watson e Crick descrissero correttamente la struttura a doppia elica del DNA nel 1953. Wilkins continuò a ricercare, verificando e facendo significanti correzioni al modello Watson-Crick, e a studiare la struttura dell'RNA.

Wilkins, Crick e Watson vennero premiati nel 1962 col Premio Nobel per la medicina, “per le loro scoperte riguardanti la struttura molecolare degli acidi nucleici e la loro importanza riguardo al trasferimento di informazioni in materiale vivente.”The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962. Nobel Prize Site for Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962.

Biografia

Wilkins nacque a Pongaroa, nel nord Wairarapa, Nuova Zelanda dove suo padre, Edgar Henry Wilkins era un medico. La sua famiglia veniva da Dublino, dove i suoi nonni materni e paterni erano, rispettivamente, direttore della Dublin High School e capo della polizia. I Wilkins si trasferirono a Birmingham, Inghilterra quando Maurice aveva sei anni. Più tardi, frequentò il Wylde Green College e poi andò alla King Edward's School, Birmingham, dal 1929 al 1934.

Carriera accademica Durante la seconda guerra mondiale Wilkins creò a Birmingham schermi radar migliorati, poi lavorò sulla separazione degli isotopi nel Progetto Manhattan all'University of California, Berkeley (1944-45).

Nel frattempo, Randall venne assegnato alla cattedra di fisica all'University of St Andrews. Nel 1945, nominò Wilkins come assistente al proprio dipartimento. Randall stava negoziando con il Medical Research Council (MRC) per realizzare un laboratorio per applicare i metodi sperimentali fisici a problemi biologici. La combinazione di queste discipline nella biofisica fu un'idea nuova. L'MRC disse a Randall che questo si doveva fare in un'altra università. Nel 1946 Randal fu nominato professore di fisica di Wheatstone, in carica dell'intero dipartimento di fisica del King's College, Londra, con i fondi necessari a creare un'unità di biofisica. Portò Wilkins con sé, come dottore assistente all'unità. Crearono un gruppo di scienziati istruiti sia in scienze fisiche che biologiche.

La “filosofia gestionale” doveva esplorare l'uso di varie tecniche in parallelo, per trovare quali sembrassero più promettenti, per poi concentrarsi su quest'ultime. Wilkins, come scienziato con la più varia esperienza fisica e direttore assistente dell'unità, aveva una vista generale dei vari progetti insieme al coinvolgimento diretto nelle sue ricerche personali che includevano nuovi tipi di microscopia ottica.Wilkins, Ch 5 Il King's College ricevette fondi per costruire dipartimenti di fisica e ingegneria completamente nuovi dove le camere blindate sotto il piazzale del college erano state distrutte dai bombardamenti della Guerra. L'unità di biofisica, molti gruppi di fisici sperimentali e il gruppo teorico cominciarono a trasferircisi durante i primi mesi del 1952. I laboratori vennero aperti formalmente da Lord Cherwell il 27 giugno. L'articolo di Wilkins per la rivista Nature descriveva entrambi i dipartimenti, in accordo con il suo ruolo di leader e il prestigio del college.

DNA – Fase Uno Al King's College Wilkins si dedicò, insieme alle altre cose, a lavorare sulla diffrazione dei raggi X su sperma e DNA di montone ottenuto dalla ghiandola linfatica di un cucciolo dallo scienziato svizzero Rudolf Signer. Il DNA dal laboratorio di Signer era molto più intatto del DNA che era stato isolato in precedenza. Wilkins scoprì che era possibile produrre fili sottili da questa soluzione di DNA concentrato che conteneva file di DNA altamente ordinate adatte alla produzione di schemi di diffrazione a raggi X.See Figure 1 of the Nobel lecture by Wilkins. See other examples at the King's College website for DNA structure. Usando un gruppo accuratamente arrotolato di questi fili di DNA tenendoli ben idratati, Wilkins e un diplomato Raymond Gosling ottennero fotografie ai raggi X del DNA le quali mostravano che la lunga, sottile molecola di DNA nel campione di Signer aveva una struttura regolare nei suoi fili, simili a un reticolo cristallino.

Gosling più tardi disse “Quando… Ho inizialmente visto quei discreti punti di diffrazione…emergere sulla pellicola di sviluppo fu veramente un momento eureka…realizzammo che se il DNA era il materiale genico noi avevamo appena mostrato che i geni possono cristallizzarsi!James D. Watson, The Annotated and Illustrated Double Helix p25”Questo iniziale lavoro sulla diffrazione dei raggi X al King's College venne fatta nel Marzo/Giugno del 1950. Fu una delle foto di diffrazione dei raggi X fatta nel 1950, mostrata in un convegno a Napoli l'anno dopo, ad accendere l'interesse di James Watson nel DNAWilkins, p 138 facendogli così scrivere “Ad un tratto ero appassionato alla chimica…..Ho cominciato a chiedermi se fosse possibile per me unirmi a Wilkins nel suo lavoro col DNA”.James D. Watson, The Annotated and Illustrated Double Helix p25-26 A quei tempi Wilkins introdusse anche Francis Crick all'importanza del DNA. Crick gli consigliò di lavorare sulle proteine, dicendogli “Ciò che devi fare è trovarti una buona proteina”.Robert Olby; "The Path to The Double Helix: Discovery of DNA"; p354 Wilkins sapeva che esperimenti appropriati sui fili di DNA purificato avrebbero richiesto degli strumenti per i raggi X migliori. Wilkins ordinò un nuovo tubo per raggi X e una nuova microcamera. Suggerì inoltre a Randall che l'appena assunta Rosalind Franklin avrebbe dovuto essere assegnata al lavoro sulle proteine.Wilkins, p 128

Per l'estate del 1950 Randall aveva concordato una borsa di studio di tre anni che avrebbe finanziato Rosalind Franklin nel suo laboratorio. Franklin ritardò a finire il suo lavoro a Parigi. Alla fine del 1950, Randall scrisse a Franklin che piuttosto che lavorare sulle proteine si sarebbe dovuta avvantaggiare sul lavoro preliminare di WilkinsWilkins pp 144–145 e che avrebbe dovuto fare studi coi raggi X sulle fibre di DNA fatte dai campioni dati da Signer.

Rosalind Franklin arriva al King's All'inizio del 1951 finalmente arriva Franklin. Wilkins era in vacanza e perse l'incontro iniziale nel quale Raymond Gosling presenziò per lui assieme a Alex Strokes il quale, come Crick, avrebbe risolto la matematica basilare che rendesse possibile una teoria generale di come le strutture elicoidali diffraggono i raggi X. Nessun lavoro sul DNA venne svolto nel laboratorio per molti mesi; il nuovo tubo per raggi X rimaneva inutilizzato ad aspettare Franklin. Franklin finì col DNA dato da Signer, Gosling divenne suo studente e lei ebbe la sensazione che lo studio della diffrazione dei raggi X del DNA fosse la sua strada. Wilkins tornò al laboratorio aspettandosi di avere Franklin come collaboratrice per lo studio sul DNA che aveva iniziato.

La confusione riguardante i ruoli di Wilkins e Franklin in relazione al lavoro sul DNA (che successivamente evolse in una tensione considerevole tra i due) è chiaramente attribuibile a Randall. Nella sua lettera d'assunzione disse a Franklin “fino a quando lo studio dei raggi X [sul DNA] è preso in causa, ci sarete solo tu e Gosling".Wilkins, p 145 Comunque, Randall non ha mai informato Wilkins della sua decisione di dare a Franklin piena responsabilità del lavoro sul DNA e Wilkins venne a conoscenza della lettera anni dopo la morte di Franklin. Più tardi scrisse “La mia opinione è molto chiara: Randall sbagliò decisamente a scrivere a Rosalind dicendole che io e Strokes volevamo fermare il nostro lavoro sul DNA, senza consultarci. Dopo che io e Raymond [Gosling] ottenemmo un chiaro schema cristallino di raggi X, io ero molto voglioso di continuare quel lavoro… Cercare di capire ‘cosa è successo davvero’ quando un ammirevole scienziato [Randall] modella se stesso su Napoleone non è semplice... [ma la lettera] ha recato molto danno a me e a lei".Wilkins, p 143-150

DNA - Fase Due Per il novembre del 1951 Wilkins aveva le prove che sia il DNA in celle che il DNA purificato avevano una struttura elicoidale.See Chapter 2 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. Alex Strokes aveva risolto la matematica base della teoria della diffrazione elicoidale e pensò che i dati della diffrazione dei raggi X di Wilkins indicassero la struttura elicoidale del DNA. Wilkins si incontrò con Watson e Crick e disse loro i suoi risultati. Le informazioni di Wilkins, assieme a informazioni aggiuntive apprese da Watson quando udì Franklin parlare delle sue ricerche durante un incontro di ricerca al King's College, stimolò Watson e Crick a creare il loro primo modello molecolare del DNA, un modello con una spina dorsale di fosfati al centro. Avendo visto il modello della struttura proposta, Franklin disse a Watson e Crick che era sbagliato. Franklin si basò su due osservazioni. In primis, esperimenti di J.M.Gulland mostravano che i gruppi di CO- e HN2 delle basi non potevano essere titolati, e quindi erano probabilmente inaccessibili. In secondo luogo, prove cristallografiche mostravano che le unità strutturali del DNA venivano progressivamente separate con l'aggiunta di acqua, portando alla formazione di un gel e poi di una soluzione. Franklin credeva che la spiegazione più semplice di ciò era che le parti idrofile fossero all'esterno. Crick cercò di convincere Wilkins a continuare con altri modelli molecolari, ma Wilkins non prese questo approccio.

All'inizio del 1952 Wilkins cominciò una serie di esperimenti sullo sperma di seppia i quali furono molto incoraggianti. “Ho…trovato schemi molto più chiari dell'anno scorso…..quando ho incontrato Bragg per caso gli ho mostrato lo schema [il quale] offriva chiara evidenza della struttura elicoidale del DNA….il sottile schema dello sperma era molto ispirante, e aveva l'interesse particolare che lo sperma sia composto da esseri viventi e non siano solo DNA purificato estratto dagli scienziati da esseri viventi”. Wilkins era particolarmente interessato a vedere se degli esemplari vivi potessero cedere schemi significativi di diffrazione di raggi X- i suoi risultati dimostrarono che potevano.Wilkins, p 179-181