डोरोथी हॉजकिन: वह क्रिस्टलोग्राफर जिसने अणुओं की तस्वीरें लीं

मार्गरेट थैचर (Margaret Thatcher), जिन्होंने ऑक्सफोर्ड में उनके अधीन रसायन विज्ञान का अध्ययन किया था, ने बाद में 10 डाउनिंग स्ट्रीट में अपने कार्यालय में डोरोथी हॉजकिन (Dorothy Hodgkin) की एक तस्वीर लगाई — यह एक प्रधानमंत्री की ओर से एक अजीब श्रद्धांजलि थी, जिनकी राजनीति लगभग हर मामले में अपनी पूर्व शिक्षिका के परमाणु निरस्त्रीकरण के आजीवन अभियान के विपरीत थी। तस्वीर का वहां लगा होना हॉजकिन के कद के बारे में कुछ कहता है: यहां तक कि राजनीतिक विरोधियों ने भी स्वीकार किया कि उन्होंने कुछ ऐसा किया था जो पृथ्वी पर शायद ही कोई और कर सकता था: एक्स-रे से टकराने पर अणु द्वारा डाली गई छाया से सीधे अणु का त्रि-आयामी आकार पढ़ना, और पेनिसिलिन, विटामिन B12, और इंसुलिन के लिए बारी-बारी से ऐसा करना।

खार्तूम में कंकड़

डोरोथी मैरी क्रोफुट (Dorothy Mary Crowfoot) का जन्म 1910 में काहिरा, मिस्र में हुआ था। उनके माता-पिता जॉन (John) और ग्रेस क्रोफुट (Grace Crowfoot) थे, जो उत्तरी अफ्रीका के उपनिवेश में पुरातत्व के विशेषज्ञ थे; उनके पिता स्कूल निरीक्षक के रूप में कार्यरत थे। डोरोथी ने अपना बचपन सूडान के खार्तूम में बिताया, और लगभग 14 वर्ष की आयु में मृदा वैज्ञानिक ए. एफ. जोसेफ (A. F. Joseph) के प्रोत्साहन पर, उन्होंने एक पोर्टेबल खनिज-विश्लेषण किट के साथ स्थानीय खनिजों और कंकड़ों का विश्लेषण करना शुरू किया। दो साल बाद, उनकी मां ने उन्हें भौतिक विज्ञानी विलियम हेनरी ब्रैग (William Henry Bragg) की पुस्तक 'कन्सेर्निंग द नेचर ऑफ थिंग्स' (Concerning the Nature of Things) की एक प्रति दी, जिसमें बताया गया था कि कैसे एक्स-रे का उपयोग क्रिस्टल के अंदर परमाणुओं की व्यवस्था को 'देखने' के लिए किया जा सकता है — यह एक ऐसा उपहार था जिसने उनके पूरे करियर की दिशा तय कर दी।

ऑक्सफोर्ड, कैम्ब्रिज, और एक नया विज्ञान

हॉजकिन ने 18 साल की उम्र में रसायन विज्ञान का अध्ययन करने के लिए ऑक्सफोर्ड के समरविले कॉलेज (Somerville College) में प्रवेश लिया, 1928 में अपनी स्नातक की डिग्री हासिल की, और अपने अंतिम वर्ष के शोध परियोजना के लिए एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी को चुना। उन्होंने क्रिस्टलोग्राफर जे. डी. बर्नल (J. D. Bernal) के अधीन कैम्ब्रिज में अपनी पढ़ाई जारी रखी और 1937 में अपनी पीएचडी पूरी की। कैम्ब्रिज में अपने समय के दौरान, वह उपस्थित थीं जब शोधकर्ताओं ने 1934 में प्रोटीन क्रिस्टल की पहली एक्स-रे तस्वीर हासिल की थी, जो एक ऐतिहासिक प्रदर्शन था कि बड़े, जटिल जैविक अणुओं को भी इस तरह से क्रिस्टलीकृत और अध्ययन किया जा सकता है — जो उनके बाद के पूरे करियर के लिए एक वैचारिक प्रमाण था।

एक शरीर जिसने उनका मुकाबला किया, और एक तरीका जिसे परवाह नहीं थी

हॉजकिन को 24 साल की उम्र में रुमेटॉइड अर्थराइटिस (रुमेटाइड गठिया) का निदान हुआ था, जो एक पुरानी और धीरे-धीरे अक्षम करने वाली स्थिति थी जिसने अंततः उनके हाथों और जोड़ों को विकृत कर दिया। प्रयोगशाला का काम छोड़ने के बजाय, उन्होंने अपने उपकरणों और तकनीकों में संशोधन किया ताकि वे दशकों के बढ़ते शारीरिक दर्द के बावजूद काम करती रहें, और ऑक्सफोर्ड में अपनी प्रयोगशाला चलाना जारी रखें। यहाँ एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी का चयन उनके रोग की दृष्टि से महत्वपूर्ण था: यह तकनीक बारीक, दोहरावदार हस्त कौशल के बजाय सावधानीपूर्वक गणना और पैटर्न व्याख्या पर निर्भर थी, जिसकी अन्य प्रयोगशाला विज्ञानों में मांग थी, जिससे उन्हें अपनी शारीरिक क्षमताओं में गिरावट के बावजूद उच्चतम स्तर पर योगदान जारी रखने की अनुमति मिली।

पेनिसिलिन पढ़ना, फिर विटामिन B12, फिर इंसुलिन

1942 में, जैव रसायनज्ञ अर्न्स्ट चेन (Ernst Chain), जिन्होंने पेनिसिलिन को एक उपयोगी दवा के रूप में विकसित करने में मदद की थी, ने हॉजकिन को इसकी सटीक रासायनिक संरचना निर्धारित करने की चुनौती दी — यह जानकारी डॉक्टरों को यह समझने के लिए आवश्यक थी कि दवा वास्तव में कैसे काम करती है और संबंधित यौगिकों का निर्माण कैसे किया जाए। युद्ध के वर्षों के दौरान काम करते हुए, हॉजकिन ने पेनिसिलिन अणुओं को क्रिस्टलीकृत किया और उनसे एक्स-रे गुजारे, फोटोग्राफिक प्लेटों पर विवर्तन पैटर्न रिकॉर्ड किए और कड़ी मेहनत से, हाथ से, उन पैटर्न द्वारा निहित परमाणु व्यवस्था की गणना की। मई 1945 तक उन्होंने इसे हल कर लिया था, एक बीटा-लैक्टम रिंग संरचना की पुष्टि की जिसे चेन ने संदेह तो किया था लेकिन सिद्ध नहीं किया था, एक ऐसा परिणाम जिसने सेफैलोस्पोरिन और एमोक्सिसिलिन जैसी संबंधित एंटीबायोटिक दवाओं के विकास का रास्ता खोल दिया। इसके बाद उन्होंने विटामिन B12 की ओर रुख किया, जो लगभग दस गुना बड़ा और अधिक जटिल अणु था। 1954 तक आठ साल के काम के बाद उन्होंने 181 परमाणुओं की इसकी संरचना को हल किया, और इस प्रक्रिया में क्रिस्टलोग्राफी के लिए इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग को जल्दी अपनाने वाली बन गईं, एलन ट्यूरिंग (Alan Turing) की पायलट ACE मशीन का उपयोग करके उन गणनाओं को संभाला जो हाथ से करने के लिए बहुत श्रमसाध्य थीं। उनका सबसे महत्वाकांक्षी लक्ष्य इंसुलिन था, एक हार्मोन जिसकी संरचना का उन्होंने 34 वर्षों तक रुक-रुक कर पीछा किया, अंततः 1969 में इसके 788-परमाणु व्यवस्था को हल किया — यह एक ऐसी परियोजना थी जिसने उनके पहले प्रयास से लेकर पूर्ण होने तक उनके लगभग पूरे वैज्ञानिक करियर को कवर किया।

एक नोबेल पुरस्कार, और दो करियर का विवाह

1964 में, हॉजकिन को "महत्वपूर्ण जैव रासायनिक पदार्थों की संरचनाओं के एक्स-रे तकनीकों द्वारा उनके निर्धारण के लिए" रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, वह मैरी क्यूरी (Marie Curie) और आइरीन जोलियट-क्यूरी (Irène Joliot-Curie) के बाद किसी भी वैज्ञानिक श्रेणी में नोबेल पुरस्कार जीतने वाली केवल तीसरी महिला बनीं। उन्होंने 1937 में थॉमस एल. हॉजकिन (Thomas L. Hodgkin) से शादी की थी, जो अफ्रीकी इतिहास के एक प्रसिद्ध अधिकार बन गए थे, और 1949 तक पेशेवर रूप से अपने कन्या नाम के तहत प्रकाशित करना जारी रखा; दंपति ने अकादमिक पदों पर रहते हुए तीन बच्चों की परवरिश की, और दो गंभीर करियर की मांगों को प्रबंधित करने में अपने विस्तारित परिवार से समर्थन प्राप्त किया। उन्हें 1947 में रॉयल सोसाइटी का फेलो चुना गया था।

डोरोथी को जीनियस क्यों कहा जाता है

हॉजकिन को जीनियस कहने का मामला एक बेहद कठिन तरीके की प्रदर्शनकारी, बढ़ती महारत पर टिका है: एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी के लिए एक अप्रत्यक्ष, गणितीय रूप से अस्पष्ट छाया पैटर्न से एक अदृश्य त्रि-आयामी परमाणु संरचना का अनुमान लगाने की आवश्यकता होती है, और हॉजकिन ने बढ़ते आकार और जटिलता के अणुओं के साथ बार-बार सफलता प्राप्त की — पेनिसिलिन के 17 परमाणुओं से लेकर इंसुलिन के 788 तक — एक ऐसे करियर के दौरान जिसमें अधिकांश आवश्यक कंप्यूटिंग उपकरण अभी तक अस्तित्व में नहीं थे, जिससे उन्हें वर्षों तक हाथ से गणना करने के लिए मजबूर होना पड़ा। यह कि उन्होंने बिगड़ते रुमेटॉइड अर्थराइटिस के दशकों के दौरान इस काम को जारी रखा, बौद्धिक उपलब्धि में शुद्ध सहनशक्ति का एक आयाम जोड़ता है, हालांकि यह सटीक होना उचित है कि उनकी विकलांगता ने स्वयं वैज्ञानिक अंतर्दृष्टि प्रदान नहीं की; यह अंतर्निहित क्रिस्टलोग्राफिक तर्क है, न कि केवल दृढ़ता, जिसे नोबेल समिति और उनके वैज्ञानिक साथियों ने पहचाना। ईमानदार जटिलता यह है कि क्रिस्टलोग्राफी अपनी प्रकृति से एक सहयोगी, पुनरावृत्ति विज्ञान है जो उपकरणों और पूर्ववर्तियों पर निर्मित है — ब्रैग की मूलभूत एक्स-रे तकनीकें, बर्नल की शुरुआती प्रोटीन क्रिस्टलोग्राफी, और अंततः दूसरों की मशीनों द्वारा आपूर्ति की गई कंप्यूटिंग शक्ति — इसलिए हॉजकिन की प्रतिभा मूल सिद्धांत की एक चमक में कम है और जैव रसायन विज्ञान की सबसे कठिन संरचनात्मक पहेलियों में से कुछ पर लगातार लागू की गई बेजोड़, निरंतर तकनीकी महारत में अधिक है।

विरासत

हॉजकिन ने 1976 से 1988 तक विज्ञान और विश्व मामलों पर पगवॉश सम्मेलनों (Pugwash Conferences on Science and World Affairs) की अध्यक्षता की (उससे पहले एक दशक से अधिक समय तक संगठन में सक्रिय रहने के बाद), शीत युद्ध के सबसे तनावपूर्ण वर्षों के दौरान परमाणु निरस्त्रीकरण और अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक सहयोग के लिए अभियान चलाया, और उन्होंने शोध छात्रों की एक पीढ़ी का मार्गदर्शन किया, जिनमें से कई महिलाएं थीं, एक ऐसे क्षेत्र में जिसने उनसे पहले कुछ ही महिला रोल मॉडल पेश किए थे। 1994 में उनके घर पर स्ट्रोक के कारण उनका निधन हो गया। पेनिसिलिन, विटामिन B12 और इंसुलिन के उनके संरचनात्मक निर्धारण आधुनिक औषध विज्ञान और संरचनात्मक जीव विज्ञान के लिए आधार बने हुए हैं, जो एंटीबायोटिक दवाओं और मधुमेह उपचार दोनों के डिजाइन को रेखांकित करते हैं।