Watson, James Dewey (1928-), một nhà sinh học phân tử người Mỹ, đã giúp xác định cấu trúc phân tử của axit deoxyribonucleic, hay DNA, chất mang vật chất di truyền trong cơ thể sống. Để đạt được thành tựu này, Watson đã chia sẻ giải Nobel sinh lý học hoặc y học năm 1962 với nhà sinh vật học người Anh Francis HC Crick và nhà lý sinh người Anh Maurice Hugh Frederick Wilkins.
Vào đầu những năm 1950, Watson và Crick trở thành đối tác của nhau trong nỗ lực tìm kiếm cấu trúc của DNA. Tuy nhiên, họ không phải là nhà khoa học duy nhất điều tra DNA, và họ sớm nhận ra mình đang trong cuộc chạy đua để trở thành người đầu tiên giải quyết được vấn đề. Hai người gặp nhau vài giờ mỗi ngày để thảo luận về cách tiếp cận của họ. Dựa trên kết quả của các thí nghiệm tinh thể học đang được thực hiện trong phòng thí nghiệm của Wilkins. Watson và Crick đã có thể xây dựng mô hình ba chiều của phân tử DNA bằng cách sử dụng hạt, dây và bìa cứng. Năm 1953, Watson và Crick công bố kết quả nghiên cứu của họ trên tạp chí Nature của Anh. Họ đã chiến thắng trong cuộc đua tìm kiếm cấu trúc của DNA và kết quả là họ đã phát hiện ra các khối cấu tạo của sự sống.
Mô hình Watson-Crick cho thấy phân tử DNA là một chuỗi xoắn kép. Cấu trúc của DNA làm sáng tỏ cách nó tự tái tạo. DNA bao gồm hai sợi tạo thành các cạnh của bậc thang, được xoắn lại để trông giống như một cầu thang xoắn ốc. Các bậc của thang bao gồm các đế ghép nối, với các chất hóa học xen kẽ. Trong quá trình phân chia ô, thang được giải nén, như thể thang được chia ở giữa. Khi điều này xảy ra, chuỗi các cơ sở hoạt động như một khuôn mẫu, tạo ra các thang mới, giống với các thang ban đầu. Bằng cách này, thông tin di truyền được truyền qua các thế hệ.
Watson đã liên kết với Phòng thí nghiệm Sinh học Định lượng Cold Spring Harbor ở Cold Spring Harbour, Long Island, New York, từ năm 1968. Trong thời gian đó, ông đã giúp nuôi dưỡng các thế hệ nhà di truyền học thành công. Ông là tác giả của The Molecular Biology of the Gene (1965), một cuốn sách giáo khoa sinh học phân tử được sử dụng rộng rãi, và là đồng tác giả của The Molecular Biology of the Cell (1983). Ông được biết đến như một nhà phê bình thẳng thắn về các vấn đề khoa học và đã viết thẳng thắn về các nhà khoa học đồng nghiệp của mình trong cuốn hồi ký năm 1968, The Double Helix, cuốn sách kể lại sự hợp tác kéo dài hai năm của ông và Crick.
Watson là con trai duy nhất của James D. và Jean (Mitchell) Watson. Khi còn là một cậu bé, ông thích ngắm chim. Ông được học tại các trường công lập ở Chicago, theo học Trường Ngữ pháp Horace Mann và Trường Trung học South Shore. Watson đã hoàn thành xuất sắc các bài tập ở trường và xuất hiện trên Quiz Kids, một chương trình radio nổi tiếng vào những năm 1940. Ông rời trường trung học vào năm 1943, sau hai năm, để đăng ký vào một trường cao đẳng thực nghiệm của Đại học Chicago, nơi ông nghiên cứu về điểu học. Ban đầu, anh muốn trở thành một nhà điểu học và làm việc trong một nơi trú ẩn của động vật hoang dã. Tuy nhiên, vào thời điểm anh lấy bằng cử nhân về động vật học 4 năm sau đó, sở thích của anh đã chuyển sang di truyền học và mong muốn “tìm hiểu gen là gì”.
Watson đăng ký học cao học tại Đại học Indiana ở Bloomington bằng học bổng. Khi ở Indiana. Watson đã thực hiện luận án tiến sĩ của mình dưới sự giám sát của nhà vi khuẩn học người Ý Salvador Edward Luria. Nghiên cứu của Watson tập trung vào tác động của tia X đối với sự nhân lên của một thể thực khuẩn, hay vi rút vi khuẩn. Vào mùa hè năm 1948, Watson và Luria đi đến Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor. Đây là chuyến thăm đầu tiên của Watson đến cơ sở và anh ấy ở đó để tham gia một khóa học ba tuần, do Max Delbrück, một nhà sinh vật học người Đức, giảng dạy, người đã xuất bản một bài báo mang tính bước ngoặt về di truyền thực khuẩn. Watson đã hoàn thành bằng Tiến sĩ của mình. cấp bằng vào năm 1950 và sau đó dành một năm để nghiên cứu về hóa sinh của DNA tại Đại học Copenhagen theo học bổng sau tiến sĩ của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia.
Mùa xuân năm 1951, Watson tham dự một hội nghị khoa học ở Naples, Ý. Chính tại hội nghị chuyên đề này, Maurice Wilkins, một nhà nghiên cứu di truyền học từ Phòng thí nghiệm Đại học King ở London, đã nói về công trình chụp X-quang của ông trên DNA và cho xem một bức ảnh mà ông đã chụp bằng kỹ thuật này. Cuộc nói chuyện có ảnh hưởng sâu sắc đến Watson và khơi dậy sự quan tâm của anh ấy đối với chủ đề này. Ngay sau đó, Watson đã nghe về các mô hình của Linus Carl Pauling cho thấy cấu trúc một phần của protein. Được truyền cảm hứng để theo đuổi dòng công việc này, Watson đã sắp xếp để hỗ trợ John Cowdery Kendrew tại Phòng thí nghiệm Cavendish ở Cambridge, Anh, nghiên cứu cấu trúc của protein.
Vào mùa thu năm 1951, Watson đến Cambridge theo một khoản trợ cấp từ Quỹ Quốc gia về Bệnh bại liệt ở trẻ sơ sinh. Với nỗ lực tiết kiệm tiền, anh sống trong một căn phòng trong nhà của Kendrew. Watson sớm biết rằng anh không quan tâm đến protein và anh muốn nghiên cứu DNA. Ngay sau khi đến phòng thí nghiệm, anh gặp Francis Crick và cả hai nhanh chóng phát hiện ra mối quan tâm chung của họ trong việc điều tra DNA. Vào thời điểm đó, Crick là một sinh viên mới tốt nghiệp 35 tuổi, đang thử nghiệm với protein. Cả Watson và Crick đều quyết định rằng cách tốt nhất để khám phá cấu trúc của DNA là thực hiện theo cùng một phương pháp mà Pauling đã sử dụng để xây dựng các mô hình protein của mình. Thay vì sử dụng lý luận toán học mở rộng để giải quyết vấn đề của mình, Pauling đã dựa vào các định luật đơn giản của hóa học cấu trúc. Sau đó, ông tạo ra các mô hình đo thời gian cho thấy những nguyên tử nào ở cạnh nhau. Giống như Pauling, Watson và Crick lý luận về vấn đề của họ, gặp nhau vài giờ mỗi ngày. Họ đã phát triển mô hình của mình, cải tiến khi họ tiến hành để đảm bảo nó phù hợp với các bằng chứng khoa học hiện có.
Watson và Crick đã nhận được một số trợ giúp trong cuộc điều tra của họ từ Rosalind Elsie Franklin, một nhà hóa học vật lý người Anh và là đồng nghiệp của Wilkins tại King's College ở London. Watson và Crick đang vật lộn về hình dạng của DNA khi Watson được xem một nhiễu xạ tia X do Franklin thực hiện, điều này tiết lộ rõ ràng rằng cấu trúc của DNA là cấu trúc của một chuỗi xoắn. Mặc dù bức ảnh này rất quan trọng đối với sự khám phá của Watson và Crick, nhưng Franklin không hề hay biết rằng họ đã nhìn thấy nó. Bà qua đời vì bệnh ung thư vào năm 1958 và Watson đã đưa ra sự công nhận muộn màng cho đóng góp của Franklin trong cuốn sách The Double Helix của ông. Watson và Crick đã báo cáo kết quả của họ trong hai bài báo được xuất bản vào mùa xuân năm 1953. Bài báo đầu tiên có kèm theo hình minh họa về một đường xoắn, được vẽ bởi vợ của Crick, Odile.
Sau đó vào năm 1953, Watson nhận lời làm nghiên cứu viên cao cấp về sinh học tại Viện Công nghệ California ở Pasadena, California. Hai năm sau, ông được bổ nhiệm làm trợ lý giáo sư sinh học tại Đại học Harvard, nơi ông được phong hàm phó giáo sư năm 1958 và giáo sư chính thức năm 1961. Bảy năm sau, Watson trở thành giám đốc Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbour ở Cold Spring Harbour, Long Island, New York, trong khi vẫn còn trong giảng viên tại Harvard. Ông tiếp tục với nhiệm vụ kép này cho đến năm 1976, khi ông rời Harvard để cống hiến tất cả sức lực của mình cho Cold Spring Harbor.
Kể từ khi đảm nhận vai trò lãnh đạo tại Cold Spring Harbor, Watson đã thúc đẩy nghiên cứu trong lĩnh vực virus học khối u và dòng điều tra này đã đưa các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các gen ung thư. Watson cũng đã nhấn mạnh đến giáo dục và mở rộng các lớp học của phòng thí nghiệm cho sinh viên nâng cao về sinh học phân tử cũng như học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông. Để nâng cao mục tiêu giáo dục của mình, ông đã thành lập một tổ chức cấp bằng, Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor Trường Khoa học Sinh học Watson. Năm 1994, ông trở thành chủ tịch Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor, một vị trí mà ông vẫn giữ. Với tư cách là chủ tịch, ông đã giúp định hướng chính sách tổng thể cho cơ sở.
Năm 1988, Watson trở thành trợ lý giám đốc, và một năm sau đó là giám đốc của Trung tâm Quốc gia về Dự án Bộ gen người của Viện Y tế Quốc gia (NIH). Trong khi giám sát dự án, ông đã dành một phần nhỏ quỹ để nghiên cứu các vấn đề đạo đức do phát hiện của dự án. Trong suốt nhiệm kỳ của mình, Watson đã có một số bất đồng chính sách với NIH và vào năm 1992, ông từ chức.
Ngoài giải Nobel, Watson đã nhận được nhiều giải thưởng bao gồm Giải John Collins Warren của Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, 1959; Giải thưởng Eli Lilly về Hóa sinh, 1960; Giải thưởng Lasker của Hiệp hội Y tế Công cộng Hoa Kỳ, năm 1960; John J. Carty Huy chương vàng của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, năm 1971; và Huân chương Tự do của Tổng thống, năm 1977. Ông là thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Hoa Kỳ từ năm 1958 và Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia từ năm 1962.
