Barbara McClintock (* 16. Juni 1902 in Hartford, Connecticut als Eleanor McClintock; † 2. September 1992 in Huntington, New York) war eine US-amerikanische Genetikerin und Botanikerin. In den 1930er und 1940er Jahren gehörte sie zu den führenden Zytogenetikern. Für ihre aus heutiger Sicht wichtigste Entdeckung, das Vorkommen von Transposons („springenden Genen“) beim Mais (1948), erhielt sie 1983 den Nobelpreis. Ein anderer wichtiger Beitrag war 1931 ihre Mitwirkung bei der Aufklärung des Crossing-over.
Barbara McClintock war das dritte von vier Kindern des Arztes Thomas Henry McClintock und der Pianistin Sara Ryder (geb. Handy) McClintock. Ihr ursprünglicher Vorname war Eleanor; seit früher Kindheit wurde sie jedoch Barbara genannt, weil das den Eltern besser zu ihrem temperamentvollen und burschikosen Wesen zu passen schien. Ab 1908 lebte die Familie im New Yorker Stadtteil Brooklyn, wo Barbara und ihre Geschwister die Schulzeit verbrachten. Barbara war sehr wissbegierig und las viel, begeisterte sich aber auch für Sport. Um mit ihrem Bruder und dessen Freunden Baseball und Football spielen zu können, bekam sie eine Hose, was damals für Mädchen sehr ungewöhnlich war. Auch sonst unterstützten die Eltern die individuellen Interessen ihrer Kinder und verteidigten sie gegen Anpassungszwänge. Wenn Barbara etwa bei geeigneter Witterung schlittschuhlaufen wollte, durfte sie dem Unterricht fernbleiben.
Barbara McClintock war als Kind ungewöhnlich eigenständig. Zeit ihres Lebens blieb sie alleinstehend, und sie gab an, nie ein Bedürfnis nach einer engen Bindung gehabt zu haben oder auch nur verstanden zu haben, warum man heiraten sollte. Ihr Wunsch zu studieren wäre fast nicht in Erfüllung gegangen, da ihre Mutter aus Sorge, dass sie dann kaum noch einen Ehemann finden würde, entschieden dagegen war und ihr Vater als Feldarzt in Europa war. Nachdem sie 1918 die High School ein Jahr früher als üblich abgeschlossen hatte, arbeitete Barbara – erst 16-jährig – zunächst als Arbeitsvermittlerin. Nach der Rückkehr des Vaters einigten sich die Eltern jedoch darauf, ihren Wunsch zu unterstützen. Sie schrieb sich an der Cornell University in Ithaca, New York, ein, einer der beiden Universitäten in den USA, die ausdrücklich auch für weibliche Studenten der Naturwissenschaften offen waren. Immatrikuliert war sie im Bereich Landwirtschaft, aber ihre Interessen waren breit gefächert; sie besuchte etwa auch Kurse in Meteorologie und Politikwissenschaft. Auch am studentischen Leben nahm sie regen Anteil, wobei sie sich besonders für die damals noch recht ausgegrenzten jüdischen Studenten interessierte und deshalb Jiddisch lernte. Zeitweilig spielte sie, obwohl sie kaum Vorkenntnisse hatte, in einer auf Improvisationen spezialisierten Jazzband Banjo.
Frühe Forschungstätigkeit in Cornell
Während ihres Studiums in Cornell begann McClintock mit Untersuchungen auf dem neuen Gebiet der Zytogenetik. Sie wurde Assistentin des Botanikers Lowell Randolph, mit dem sie erstmals eine triploide Maispflanze beschrieb. Damit war sie 1926 zum ersten Mal an einer wissenschaftlichen Publikation beteiligt. Außerdem löste sie für Randolph ein Problem, an dem er schon einige Jahre erfolglos gearbeitet hatte: die Unterscheidung der 10 verschiedenen Chromosomen des Maises. Während Randolph wie bis dahin üblich Präparate in der Metaphase der Mitose in der Wurzelspitze betrachtete, in der sie maximal kondensiert sind, wählte McClintock das Pachytän-Stadium der meiotischen Prophase in Pollenmutterzellen. Außerdem fertigte sie keine Schnittpräparate an, sondern griff eine neue Technik auf: das Quetschpräparat, bei dem das Objekt unter einem Deckgläschen gespreitet wird. So gelang es ihr in kurzer Zeit, alle 10 Chromosomen des haploiden Satzes zu unterscheiden. Randolph war über diese Situation jedoch keineswegs erfreut, und McClintock wechselte als Assistentin zu Lester W. Sharp, der sie ganz eigenständig forschen ließ und auch ihr Doktorvater wurde.
McClintock promovierte 1927. Der Gegenstand ihrer Dissertation war der triploide Mais, über den sie schon mit Randolph geforscht hatte. Der Mais blieb zeitlebens ihr Forschungsobjekt. In den nächsten Jahren arbeitete sie vor allem mit dem späteren Nobelpreisträger George Beadle und mit Marcus M. Rhoades zusammen, die zum Promovieren nach Cornell kamen und großes Interesse an ihrer Arbeit zeigten. Die drei jungen Wissenschaftler lebten in den wirtschaftlich schwierigen Jahren der Great Depression großenteils von Fördergeldern des National Research Councils.
Da man nun die 10 Chromosomen des Maises unterscheiden konnte, war es für McClintock der folgerichtig nächste Schritt, die aus genetischen Untersuchungen bekannten Koppelungsgruppen (bei Kreuzungen gemeinsam vererbte Gene) jeweils einem Chromosom zuzuordnen. Zu diesem Zweck kreuzte sie normale diploide Pflanzen mit solchen, bei denen ein Chromosom in dreifacher Ausfertigung vorlag (Trisomie), und suchte nach Unregelmäßigkeiten bei der Vererbung bekannter Gene. So konnte sie – teils allein, teils mit Kollegen – bis 1931 alle 10 Chromosomen mit Koppelungsgruppen assoziieren.
1930 begann die Studentin Harriet B. Creighton, im Rahmen ihrer Dissertation unter McClintocks Anleitung das Crossing-over beim Mais zu untersuchen. Es war schon lange bekannt, dass Koppelungsgruppen nicht unveränderlich sind, sondern neu kombiniert werden können, und man nahm an, dass das bei einem Austausch homologer Chromosomenabschnitte bei der Meiose geschieht, den man mikroskopisch beobachten konnte. Ein Beweis für diesen Zusammenhang stand jedoch aus. McClintock hatte Experimente konzipiert, mit denen der Beweis möglich sein sollte, und gab Creighton geeignete Versuchspflanzen. Als im Jahr darauf Thomas Hunt Morgan nach Cornell kam und von Creightons ersten Erfolgen erfuhr, überredete er sie und McClintock, ihre bisherigen Ergebnisse umgehend zu publizieren, weil er wusste, dass in Berlin Curt Stern entsprechende Untersuchungen mit Drosophila-Fliegen durchführte. Die Mais-Forscherinnen wollten eigentlich noch weitere Daten sammeln, was eine ganze Vegetationsperiode gedauert hätte, während bei Drosophila eine Generation nur 10 Tage dauert. Aufgrund dieser Intervention Morgans erschien Creightons und McClintocks Artikel kurze Zeit vor Sterns Arbeit.
Schwierige Jahre an verschiedenen Orten
Bis 1931 blieb McClintock an der Cornell University, wo sie neben einem Lehrauftrag frei forschen konnte. Dann erhielt sie ein Stipendium des National Research Councils, das ihr zwei Jahre lang Gastaufenthalte an anderen Forschungsstätten ermöglichte. Der erste Aufenthalt war bei Lewis Stadler, einem der Entdecker der mutagenen Wirkung von Röntgenstrahlen (1927), an der University of Missouri in Columbia, Missouri. Dort untersuchte sie die Effekte von Röntgenstrahlen auf die Struktur von Mais-Chromosomen: Translokationen, Inversionen, Deletionen und die Bildung von Ringchromosomen. Auf Einladung von Thomas Hunt Morgan setzte sie diese Forschungen am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena, Kalifornien, fort, wobei sie die Bildung des Nucleolus, einer auffälligen Struktur im Zellkern mit damals unbekannter Funktion, aufklärte und dabei die Nukleolusorganisatorregion als Bestandteil eines Chromosoms entdeckte.
Im Jahr 1933 erhielt McClintock aufgrund von Empfehlungen von Morgan, Sharp, Stadler und Anderen ein Stipendium der Guggenheim Foundation, das ihr ermöglichen sollte, in Berlin mit Curt Stern zu arbeiten. Kurz zuvor war jedoch Adolf Hitler an die Macht gekommen, und jüdische Wissenschaftler wie Stern sahen sich ersten Repressionen ausgesetzt. Stern war nach Kalifornien an das Caltech gewechselt und kehrte nicht mehr nach Deutschland zurück. Die Guggenheim Foundation drängte McClintock, dennoch wie vorgesehen nach Berlin an das Kaiser-Wilhelm-Institut zu gehen. Dort fand sie in dem Institutsleiter Richard Goldschmidt einen interessanten Gesprächspartner, wenngleich er die Konzepte des Gens und der Mutation ablehnte. Die politischen Verhältnisse, auf die sie nicht vorbereitet war, schockierten sie jedoch so sehr, dass Goldschmidt nach wenigen Wochen vorschlug, sie solle Berlin verlassen, und einen Aufenthalt bei Friedrich Oehlkers in Freiburg im Breisgau vermittelte. Auch dort blieb sie jedoch nicht lange, und die Guggenheim Foundation stimmte ihrer vorzeitigen Rückkehr in die USA zu.