Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК - Гарет Уильямс

Позднее он стал подталкивать мать-природу, подвергая мух воздействию неблагоприятных условий – экстремальных температур, токсичных химикатов, ультрафиолетовому излучению и облучению радием – в надежде провоцировать мутации. Мощное рентгеновское излучение, впервые примененное Германом Мёллером, оказалось наиболее эффективным способом и значительно увеличило как частоту (более чем в 150 раз), так и разнообразие появляющихся мутаций. В журнале Scientific Monthly позднее появилось драматичное описание[142] доходившей до потолка рентгеновской трубки, которая справлялась со своей работой всего за три секунды: «Резкий шипящий звук едва проникал сквозь свинцово-бетонные стены, когда электрическое пламя с напряжением в миллион вольт с грохотом ударилось о межэлектродный зазор». В результате такой процедуры в духе Франкенштейна появились сотни новых мутантов, в том числе мухи без глаз, или без крыльев, или с двумя телами, или с лапкой на месте усика. Был даже печальный аналог таксы; у мух с «таксовой» мутацией были такие короткие лапки, что они не могли пить и умерли от обезвоживания.

Морган достиг первых успехов в начале 1910 года, когда появился самец мухи[143] ни с того ни с сего с белыми глазами, резко отличавшими его от красноглазых товарищей. Белоглазой мухе пришлось соперничать с другим новорожденным – первенцем Моргана, недавно появившимся на свет и все еще находящимся в больнице вместе со своей мамой Лилиан. Морган безраздельно посвятил ему[144] все свое внимание; он находился в безопасности в своей детской-пузырьке и постоянно был с ним (даже в постели), пока не прошло его недельное детство и он не был готов к размножению. Чем он был рад заняться и что дало поразительные результаты. Что удивительно, все его потомки с белыми глазами были также самцами. Более того, пропорция белоглазых мух среди внуков белоглазого самца, скрещенного с красноглазой самкой, составляла 25 % – точно такое же количество, что и рецессивный «элемент» в опытах Менделя с горохом.

Это было чрезвычайно интересно для Моргана, но ставило его в очень неловкое положение как ярого противника менделизма. Налицо было четкое подтверждение[145], что «объяснения» Менделя применимы также и к животным. Что еще хуже для отрицателя хромосом, результаты ясно указывали на физическое обиталище эфемерных «элементов» Менделя. Поскольку белые глаза появлялись только у самцов, ответственный за признак фактор должен был находиться в отличительной X-хромосоме, которая отвечала за мужской пол у дрозофил.

Группа быстро выявила еще мутации – недоразвитые «миниатюрные» крылья и желтый цвет тельца, – которые затрагивали только самцов и, таким образом, также были связаны с хромосомой, определяющей пол. В отличие от этого, другие мутации (например, черный цвет тельца и «рудиментарные» крылышки) не были сцеплены с полом, что указывало, что они затрагивали разные хромосомы. Собрание мутаций[146] стремительно возрастало, с 12 в 1913 году до 200 в 1915 году и 500 всего четырьмя годами позднее.

Команда Моргана занималась гораздо большим, чем простой каталогизацией странностей в параде мух-уродцев. От подтверждения, что конкретная мутация затрагивает лишь одну хромосому, они перешли к тому, что связали мутацию с определенным физическим расположением этой хромосомы. Они начали с изучения совместного наследования различных мутаций, затрагивавших только самцов, аккуратно скрещивая огромное количество мутантов и изучая их детей и внуков. Некоторые сочетания мутаций (например, белые глаза и желтое тельце) часто наследовались совместно, в то время как другие (например, «миниатюрные» крылья) не склонны были появляться вместе с этими признаками. Морган и Стёртевант предположили, что мутации, которые часто наследовались совместно, должны были располагаться рядом друг с другом в одной хромосоме, а наблюдающиеся по отдельности должны были находиться поодаль.

Их гениальной находкой было превратить частоту совместного наследования определенных генов в меру расстояния, отделявшего их друг от друга. Исходя из этих измерений, они начали составлять схему расположения мутаций друг относительно друга, как станции на прямом отрезке железной дороги, на каждой из четырех хромосом. Слава этого открытия принадлежит Стёртеванту, который предложил эту идею и разработал проект карты[147] во время героического мозгового штурма, продолжавшегося всю ночь. Это тем более удивительно, если учесть, что он был 19-летним студентом, которому следовало бы заканчивать студенческий проект, сдачу которого он задерживал.

Их первые хромосомные «карты» были примитивны. В 1913 году Стёртевант сообщил о «линейном расположении шести факторов»[148] на хромосоме, определяющей пол. С этой точки они начали постоянно накапливать новые детали. Именно здесь в дело включился высокий деревянный столб с квадратным сечением (изобретение Бриджеса). Каждая сторона «Тотемного столба»[149] изображала одну из четырех хромосом дрозофилы, на нее была нанесена вертикальная шкала, соответствующая длине хромосомы. Когда выявлялась новая мутация и определялось ее расположение, на шкалу прикреплялась канцелярская кнопка с кодом мутации.

К этому времени Морган на основании доказательств кардинально сменил свою точку зрения и стал горячим поборником Менделя и хромосом. В январе 1912 года он признал, что, по-видимому, хромосомы являются «носителями наследственного материала»[150]; в 1915 году он принес публичное покаяние в своих прежних грехах в книге «Механизм менделевской наследственности», написанной им самим, Стёртевантом, Бриджесом и Мёллером. Эта эпохальная книга[151] моментально стала «библией» в своей области.

Достижения «Мушиной комнаты» были чрезвычайны. Морган пользовался теми же инструментами, что и Мендель: увеличительное стекло, чтобы видеть яснее, ручка и бумага, а также воображение, переносившее его в места, где никто не был до него. Планы хромосом, составленные его командой, представляли собой чисто математические схемы, разработанные путем подсчета необычных внешних характеристик у миллионов мух. Эта работа обеспечила первое доказательство, что гены – их положение отмечалось мутациями, которые вызывали видимые фенотипические изменения, – располагаются в фиксированной линейной последовательности вдоль хромосом, словно бусины, нанизанные на нить.

И хотя Морган никогда не предпринимал каких-либо попыток самому заняться их изучением, его работа помогла сосредоточить внимание на следующем большом вопросе:

А что такое, собственно, ген? И из чего он состоит?

Глава 6

«Кирпичики»

В 1900 году казалось, что все складывается хорошо для протонуклеина, нового чудо-лекарства[152], которое – по свидетельствам медиков – смогло бы спасти жизнь Фридриху Мишеру. Протонуклеин шел нарасхват в виде таблеток (100 штук за $1) или порошка (8 унций (226 грамм) за $7,50), который можно было насыпать на раны, втереть в опухоли или вдуть в больные легкие при помощи специального испарителя