Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК - Гарет Уильямс

сок собак расщепляет нуклеиновые кислоты, побудило Левена провести хирургическую операцию5, которую он наблюдал при посещении лаборатории Павлова в Санкт-Петербурге. Посредством этой процедуры он ввел тимусную нуклеиновую кислоту в тонкую кишку живой собаки и отсасывал содержимое через определенные интервалы. Собаку ничто не беспокоило протяжении всей процедуры; Левен вывел петлю ее кишки на кожу и проделал крошечное отверстие в стенке[274]. Условия in canem (с лат. «в собаке») были более мягкими, чем в пробирке, и деликатный сахар должным образом проявился в кишечном соке.

Загадочный ингредиент[275] оказался ранее неизвестным пентозным сахаром, представлявшим собой вариацию на имеющуюся тему. Он был похож на D-рибозу, пентозу дрожжевой нуклеиновой кислоты, но с H (атомом водорода) вместо OH (гидроксильной группы). Поскольку фактически это была рибоза минус атом кислорода, Левен назвал ее дезоксирибозой (Рис. 9.2).

Левен сделал большой шаг вперед, выявив последний компонент дезоксирибонуклеиновой кислоты, но он также сделал как минимум два шага назад – и потащил за собой всех, кто имел значение. Его «тетрануклеотидная гипотеза», согласно которой молекула нуклеиновой кислоты содержала лишь по одному каждого из четырех нуклеотидов, каким-то образом стала общепризнанной. Предлагались различные структуры: от линейной цепочки Левена (Рис. 7.2) до закрытой «циклической» формы[276], где нуклеотиды соединялись вместе как четыре человека, держащиеся за руки. Все это было писано вилами по воде, но выглядело правдоподобно и исходило от крупнейшего в мире авторитета по нуклеиновым кислотам.

Рис. 9.2. Рибоза и дезоксирибоза, пентозные сахара в РНК и ДНК. Найдите отличие.

Любые свидетельства, ставившие под сомнение тетрануклеотид Левена, быстро втаптывались в грязь[277]. Когда некто показал, что молекулярная масса нуклеиновых кислот значительно больше, Левен сначала попытался дискредитировать исследование, а потом уступил: молекула нуклеиновой кислоты может содержать больше четырех нуклеотидов – если она состоит из одинаковых тетрануклеотидных единиц, объединенных в единую цепь. Тетрануклеотидная гипотеза завела в тупик всю область химии нуклеиновых кислот. Она породила убеждение, что нуклеиновые кислоты было гораздо меньше типичных белков и обладали скучной негибкой структурой, которая исключала какую-либо важную биологическую функцию.

В 1929 году Левен подвел итог 25 годам исследований, написав книгу[278]. Труд «Нуклеиновые кислоты» был всеобъемлющим и ультрасовременным, но вступление могло оставить читателя в недоумении, к чему было писать целую книгу: «Химию нуклеиновых кислот можно изложить очень кратко. Действительно, нескольких графических формул, которые даже не заполнят одного печатного листа, может быть достаточно, чтобы изложить все наше знание об этом предмете на сегодняшний день».

В Гейдельберге Альбрехт Коссель уже написал[279] подводящую итог книгу о собственном величайшем увлечении. У него ушло на это три года после выхода на пенсию летом 1924 года. Он окончил свою рукопись как раз вовремя, пока не слег с ужасным приступом ангины, но недостаточно быстро, чтобы иметь возможность подержать в руках плод своего бескорыстного труда. Книга была опубликована в начале осени 1927 года, через несколько недель после того, как Гертруда и Вальтер Коссель поместили в газетах краткое уведомление. В уведомлении, озаглавленном Zum Gedächtnis («В память»), сообщалось о смерти их любимого отца, наступившей 5 июля.

Покойного редактора «Журнала Гоппе-Зейлера по физиологической химии» вспоминали с уважением[280] и любовью на вечере памяти, проведенном журналом в марте 1928 года. Были представлены плоды чрезвычайно богатой научной жизни: открытия и статьи Косселя, Нобелевская и другие премии – и книга, благодаря которой он хотел остаться в памяти поколений[281]. Она была посвящена молекулам, которые больше всего волновали его в течение 40 лет занятий биохимией, и называлась «Протамины и гистоны». Нуклеиновые кислоты упоминались лишь мимоходом, как второстепенные фигуры, которым довелось выйти на сцену вместе с этими интереснейшими белками, которые были «с биологической точки зрения самыми важными из всех веществ ядра»[282].

«В память» было бы хорошим заголовком и для той одной страницы, на которой Феб Левен мог бы подытожить «все наше знание на сегодняшний день» о нуклеиновых кислотах. Они были списаны со счетов как не заслуживающие дальнейшего интереса двумя величайшими экспертами в данной сфере – как раз к шестидесятой годовщине открытия нуклеина. И этот отрицательный вердикт неизбежно сказался на зарождающихся дебатах о химической природе «вещества наследственности», которое обеспечивало передачу характеристик живого организма его потомкам.

Единственный претендент

Гены далеко ушли с момента появления этого термина в 1909 году, но две большие загадки оставались нерешенными, пока «ревущие» 20-е набирали обороты. Как работают гены? И какой первый шаг на пути к ответу на этот вопрос, из чего состоят гены?

Научное представление ушло от идиоплазмы, геммул и других призрачных понятий, обсуждавшихся 20 годами ранее. Нильс Бор, великий датский квантовый физик, зашел в чуждую ему область биологии после получения Нобелевской премии в 1922 году. Бор утверждал, что жизнь не вливается в организм какой-то загадочной «жизненной» силой, а, как и все остальное во вселенной, должна основываться на атомах и молекулах, которые подчиняются законам физики и химии[283]. Тот же принцип должен применяться и к генетике, хотя было сложно увидеть, как голые факты квантовой физики могли преобразоваться в наследственность таких недоступных пониманию признаков, как цвет глаз, рост или разум.

Это означало, что гены должны состоять из какого-то химического вещества или веществ – отсюда взялось предсказание Германа Мёллера[284] 1922 года, согласно которому «возможно, мы можем измельчить гены в ступке и сварить их в мензурке». Было всего два кандидата на звание «генетического материала», а именно единственные вещества, которые на тот момент обнаружили в ядре: белки (любимые Косселем протамины и гистоны) и нуклеиновые кислоты. И был лишь один серьезный претендент, потому что белки казались соответствующими этой роли, а нуклеиновые кислоты – нет.

Казалось, что только белки обладают достаточным структурным разнообразием, чтобы переносить наследственную информацию. Их «кирпичики» – к тому времени было известно почти 20 разных аминокислот – могли соединяться впритык, «как вагоны поезда»[285], в любом порядке и любой длины, создавая миллиарды различных структур. Так же, как при помощи 26 букв алфавита можно выразить «бесконечно большое число мыслей», так различная последовательность аминокислот в определенных белках могла прописать все инструкции относительно жизни. Белки поступали в «неисчерпаемом разнообразии» форм и размеров, и, если окинуть быстрым взглядом человеческое тело, усиливалось впечатление, что белки способны на все. Коллаген удерживает