왓슨, 미국 분자생물학자 제임스 듀이(1928~)는 디옥시리보핵산(DNA)의 분자 구조를 결정하는 데 도움을 주었는데, 이는 생명체의 유전 물질 운반체입니다. 이 업적으로 왓슨은 영국 생물학자 프랜시스 HC 크릭(Francis HC Crick), 영국 생물물리학자 모리스 휴 프레더릭 윌킨스(Maurice Hugh Frederick Wilkins)와 1962년 노벨 생리의학상을 공동 수상했습니다.
1950년대 초반에 Watson과 Crick은 DNA 구조를 찾기 위한 탐색의 파트너가 되었습니다. 그러나 그들은 DNA를 조사하는 유일한 과학자가 아니었고 곧 문제를 해결하는 첫 번째 사람이 되기 위한 경쟁에 뛰어들었습니다. 두 사람은 하루에 몇 시간씩 만나 접근 방식을 논의했습니다. Wilkins의 실험실에서 수행되는 결정학 실험의 결과를 기반으로 합니다. Watson과 Crick은 구슬, 와이어 및 판지를 사용하여 DNA 분자의 3차원 모델을 구성할 수 있었습니다. 1953년 왓슨과 크릭은 그들의 발견 결과를 영국 학술지 네이처에 발표했습니다. 그들은 DNA 구조를 찾기 위한 경쟁에서 이겼고 그 결과 생명의 구성 요소를 발견했습니다.
Watson-Crick 모델은 DNA 분자가 이중 나선임을 보여주었습니다. DNA의 구조는 그것이 스스로 복제하는 방식을 밝혀줍니다. DNA는 사다리의 측면을 형성하는 두 가닥으로 구성되어 있으며 나선형 계단을 닮도록 꼬여 있습니다. 사다리의 가로대는 화학 물질이 번갈아 가며 쌍을 이루는 기지로 구성됩니다. 세포 분열 중에 사다리가 중간으로 나누어 져있는 것처럼 사다리의 압축이 풀립니다. 이 경우 베이스 시퀀스가 템플릿 역할을 하여 원래 래더와 동일한 새 래더를 생성합니다. 이런 식으로 유전 정보는 세대를 통해 전달됩니다.
왓슨은 1968년부터 뉴욕 롱아일랜드 콜드스프링하버에 있는 양적생물학의 콜드스프링하버 연구소와 제휴해 왔습니다. 그 당시 그는 유전학자의 후손을 양성하는 일을 도왔습니다. 그는 널리 사용되는 분자 생물학 교과서인 The Molecular Biology of the Gene(1965)의 저자이자 The Molecular Biology of the Cell(1983)의 공동 저자입니다. 그는 과학 문제에 대한 노골적인 비평가로 알려져 있으며 1968년 회고록 The Double Helix에서 동료 과학자들에 대해 솔직하게 썼습니다.
Watson은 James D.와 Jean(Mitchell) Watson의 외아들이었습니다. 소년 시절 그는 새 관찰을 즐겼습니다. 그는 시카고 공립학교에서 교육을 받았으며 Horace Mann Grammar School과 South Shore 고등학교에 다녔습니다. 왓슨은 학업에 뛰어났고 1940년대 인기 라디오 쇼인 퀴즈 키즈에 출연했습니다. 그는 2년 후인 1943년에 고등학교를 중퇴하고 시카고 대학교의 실험 대학에 입학하여 조류학을 공부했습니다. 처음에 그는 조류학자가 되어 야생 동물 보호소에서 일하고 싶었습니다. 그러나 4년 후 동물학 학사 학위를 취득할 무렵 그의 관심은 유전학과 "유전자가 무엇인지 배우고자"하는 열망으로 바뀌었습니다.
Watson은 장학금으로 블루밍턴에 있는 인디애나 대학교 대학원에 등록했습니다. 인디애나에 있는 동안. 왓슨은 이탈리아 세균학자 살바도르 에드워드 루리아(Salvador Edward Luria)의 감독하에 박사 학위 논문을 진행했습니다. Watson의 연구는 X선이 파지 또는 박테리아 바이러스의 증식에 미치는 영향에 초점을 맞췄습니다. 1948년 여름, 왓슨과 루리아는 콜드 스프링 하버 연구소로 여행을 갔다. 왓슨은 이 시설을 처음 방문했고 파지 유전학에 관한 획기적인 논문을 발표한 독일 생물학자인 막스 델브뤼크(Max Delbrück)가 가르치는 3주 과정을 듣기 위해 그곳에 있었습니다. Watson은 박사 학위를 수료했습니다. 1950년에 학위를 취득한 후 National Research Council에서 박사후 연구원으로 참여하여 코펜하겐 대학에서 DNA 생화학을 연구하는 데 1년을 보냈습니다.
1951년 봄, 왓슨은 이탈리아 나폴리에서 열린 과학 회의에 참석했습니다. 런던 킹스 칼리지 연구소의 유전학 연구원인 모리스 윌킨스(Maurice Wilkins)는 이 심포지엄에서 DNA에 대한 X선 연구에 대해 이야기하고 이 기술을 사용하여 찍은 사진을 보여주었습니다. 그 강연은 왓슨에게 지대한 영향을 미쳤고 그 주제에 대한 관심을 불러일으켰습니다. 얼마 지나지 않아 Watson은 단백질의 부분 구조를 보여주는 Linus Carl Pauling의 모델에 대해 들었습니다. 이 작업을 수행하기 위해 영감을 받은 Watson은 영국 케임브리지에 있는 Cavendish 연구소의 John Cowdery Kendrew를 도와 단백질 구조를 연구하도록 했습니다.
1951년 가을, Watson은 National Foundation of Infantile Paralysis의 기금으로 캠브리지에 왔습니다. 돈을 절약하기 위해 그는 Kendrew의 집에 있는 방에서 살았습니다. 왓슨은 자신이 단백질에 관심이 없고 DNA를 연구하고 싶어한다는 것을 곧 알게 되었습니다. 실험실에 도착한 직후 그는 Francis Crick을 만났고 두 사람은 DNA 조사에 대한 상호 관심을 빠르게 발견했습니다. 당시 크릭은 단백질 실험을 하던 35세 대학원생이었다. Watson과 Crick 모두 DNA 구조를 탐색하는 가장 좋은 방법은 Pauling이 그의 단백질 모델을 구성하는 데 사용한 것과 동일한 방법을 따르는 것이라고 결정했습니다. 폴링은 자신의 문제를 해결하기 위해 광범위한 수학적 추론을 사용하는 대신 구조 화학의 간단한 법칙에 의존했습니다. 그런 다음 그는 어떤 원자가 서로 옆에 있는지 보여주는 3차원 모델을 만들었습니다. Pauling과 마찬가지로 Watson과 Crick은 매일 몇 시간씩 만나 문제를 추리했습니다. 그들은 기존의 과학적 증거와 일치하는지 확인하기 위해 진행하면서 모델을 개발했습니다.
Watson과 Crick은 영국의 물리화학자이자 런던 King's College의 Wilkins 동료인 Rosalind Elsie Franklin의 조사에 도움을 받았습니다. 왓슨과 크릭은 프랭클린이 만든 X선 회절을 왓슨에게 보여주었을 때 DNA의 모양을 놓고 고군분투하고 있었는데, 이는 DNA의 구조가 나선의 구조임을 분명히 보여주었습니다. 이 사진이 왓슨과 크릭의 발견에 중요한 것으로 판명되었지만 프랭클린은 그들이 그것을 보았다는 것을 알지 못했습니다. 그녀는 1958년 암으로 사망했고 Watson은 그의 책 The Double Helix에서 Franklin의 공헌을 뒤늦게 인정했습니다. Watson과 Crick은 1953년 봄에 발표된 두 개의 논문에서 결과를 보고했습니다. 첫 번째 기사에는 Crick의 아내 Odile이 그린 나선 그림이 함께 제공되었습니다.
1953년 후반에 왓슨은 캘리포니아 패서디나에 있는 캘리포니아 공과 대학의 생물학 선임 연구원 자리를 수락했습니다. 2년 후 그는 하버드 대학교의 생물학 조교수로 임명되었으며, 그곳에서 1958년에는 부교수로, 1961년에는 정교수로 임명되었습니다. 요크는 여전히 하버드 교수진에 남아 있습니다. 그는 이 이중 의무를 1976년까지 계속했으며, 그 때 그는 하버드를 떠나 Cold Spring Harbor에 모든 에너지를 바쳤습니다.
Cold Spring Harbor에서 리더십을 맡은 이래로 Watson은 종양 바이러스학 분야의 연구를 촉진했으며 이 조사 라인을 통해 과학자들은 암 유전자에 대해 더 잘 이해할 수 있었습니다. Watson은 또한 교육을 강조하고 분자 생물학의 고급 학생과 중학생 및 고등학생을 위한 실험실의 수업 제공을 확대했습니다. 교육 목표를 달성하기 위해 그는 학위 수여 기관인 Cold Spring Harbor Laboratory Watson School of Biological Sciences를 설립했습니다. 1994년에 그는 콜드 스프링 하버 연구소의 사장이 되었으며 여전히 그 자리를 유지하고 있습니다. 회장으로서 그는 시설에 대한 전반적인 정책을 안내하는 데 도움을 주었습니다.
1988년에 왓슨은 미국 국립보건원(NIH)의 인간 게놈 프로젝트를 위한 국립 센터의 부국장이 되었고 1년 후 소장이 되었습니다. 프로젝트를 감독하는 동안 그는 프로젝트의 발견으로 인한 윤리적 문제를 연구하기 위해 기금의 작은 부분을 할당했습니다. 재임 기간 동안 왓슨은 NIH와 여러 정책 불일치를 겪었고 1992년에 사임했습니다.
노벨상 외에도 왓슨은 1959년 매사추세츠 종합병원의 존 콜린스 워렌상(John Collins Warren Prize); 1960년 생화학 부문 Eli Lilly Award; 1960년 미국 공중 보건 협회의 래스커 상; 1971년 국립 과학 아카데미의 John J. Carty 금메달; 및 1977년 대통령 자유 메달. 그는 1958년부터 미국 예술 과학 아카데미 및 1962년부터 국립 과학 아카데미의 회원이었습니다.
