Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК - Гарет Уильямс

вместе кожу и кости; миозин заставляет мышцы сокращаться; гемоглобин доносит кислород до каждой клетки; пищеварительные ферменты, такие как пепсин и амилаза, легко справляются с завтраком; а инсулин может победить метаболическую анархию при диабете и спасти от смерти больных диабетом детей. Если все это могли сделать белки, то, конечно, гены должны состоять из «наследственных белков», отличающихся большой продолжительностью жизни и передающихся от одного поколения следующему.

Нуклеиновые кислоты, наоборот, были лишены гибкости, имеющей ключевое значение. Тетрануклеотидная гипотеза Левена нанесла сокрушительный удар их кандидатуре. Даже если тетрануклеотиды соединялись в длинную цепочку, все ее элементы были идентичными и, таким образом, могли перенести немного полезной информации. Более того, нуклеиновые кислоты выглядели «примечательно однообразными» по строению, даже у совершенно разных видов животных и растений. Казалось, что это исключает какую-либо регулирующую роль нуклеиновых кислот. Как может одна и та же молекула велеть растению выделять хлорофилл, а млекопитающему – наполнить красные клетки крови гемоглобином?

Приговор был очевиден. Белки имели «первостепенное значение»[286] в передаче того, что Коссель красноречиво назвал «особенностью вида», следующему поколению, а нуклеиновые кислоты просто «не могли быть веществом наследственности». Чтобы исключить дальнейшее бесцельное обсуждение, Феб Левен был прямолинеен в свойственной ему манере: «Нуклеиновые кислоты не несут никакой индивидуальности или своеобразия… Может быть, правильно будет принять заключение биолога, что они не определяют своеобразия видов и не являются носителями менделевских признаков»[287].

Разрыв

Год смерти Альбрехта Косселя (1928 год) ознаменовал также свертывание «Мушиной комнаты». Томасу Ханту Моргану было сделано предложение, от которого невозможно отказаться[288], – организовать новый Институт биологии в Калифорнийском технологическом институте (Калтехе) в Пасадине. Ему было 62 года и оставалось всего два года до пенсии в Колумбийском университете. Калтех обещал щедрое финансирование, среду, которая уже вскормила двух нобелевских лауреатов, и новый старт в жизни. После 17 лет, проведенных в окружении всех этих бутылок из-под молока, Морган решил, что настало время уйти. Он взял с собой двух самых старослужащих ветеранов в сфере дрозофил – Альфреда Стёртеванта и Кэлвина Бриджеса. Стёртевант, который выдумал оригинальную хромосомную карту, продолжил разрабатывать этот в высший степени производительный пласт[289]. Бриджес показал, что мутации дрозофилы объединяются в четыре группы разного размера, что соответствовало четырем хромосомам мухи[290]. Это было важным доказательством, свидетельствующим о том, что хромосомы содержат всю наследственную информацию и что гены расположены в фиксированном порядке вдоль каждой хромосомы.

Морган и его группа процветали в Калтехе. Он привлек генетиков, находящихся на пике своих возможностей, и приветствовал поток видных посетителей, среди которых был и романист Г. Дж. Уэллс[291], фантаст в другом измерении, написавший об опасностях, которые таит наука, работающая вхолостую. Неудивительно, что было лишь вопросом времени, когда Нобелевский комитет в Стокгольме обратит внимание на работу Моргана[292]. На тот момент (1933 год) он и его команда определили точное физическое расположение почти 3000 генов вплоть до уровня тонкой полосы на конкретной хромосоме.

Тем не менее другая великая загадка генетики не стала ближе к решению. На рубеже веков ген был непроницаемой черной коробкой; теперь, спустя почти три десятилетия, он все еще оставался ею. Природа гена была все еще совершенно неизвестна. К концу 1928 года видный биолог Эдмунд Уилсон описал ген[293] как «комплекс особых автокаталитических коллоидных частиц в половых клетках», которые «в соответствии с признанными физическими принципами могут спроектировать строение позвоночного организма» – это был многословный способ выразить мысль, что он не имеет ни малейшего представления о том, чем на самом деле является ген.

Тем не менее одно было совершенно очевидно. Услышав отрицательные вердикты Феба Левена и Альбрехта Косселя, двух величайших людей героической эпохи химии нуклеиновых кислот, только смелый человек или дурак рискнули бы предположить, что нуклеиновые кислоты имеют какое-то отношение к генам или передаче наследственных признаков.

Глава 10

Изобретения и усовершенствования

Редко когда река научных открытий течет ровно и прямо. Кроме как течь в гору, эта река способна практически на все, в основном потому, что она пополняется притоками, поведение которых неуправляемо и непредсказуемо. Некоторые из таких притоков вносят ясность, свежие идеи и новые перспективы, словно горный поток, переполненный кислородом и жизненной силой. Другие практически безжизненны, мутны от осадка истощенной мысли и готовы сбросить свою ношу при первой возможности.

Продолжая эту метафору, можно сказать, что история ДНК является наглядной иллюстрацией этого принципа. Феб Левен и Альбрехт Коссель практически убили все живое в своих притоках, которые затем грозили отравить куда более широкие воды ниже по течению. Тем временем другой приток набирал силу и преобразовывал окружающий ландшафт – но не подавал каких-либо признаков того, что ему суждено слиться с другим потоком, вившимся в сторону понимания генов и их загадок.

Этим другим притоком была дисциплина рентгеновской кристаллографии. Каждый, кто знаком с кульминацией саги о двойной спирали, знает, что она была решающей технологией, сделавшая возможным это открытие. Тем не менее роль рентгеновской кристаллографии и ее специалистов куда больше, чем этот драматичный, но краткий эпизод. Обойти молчанием 20 лет исследований, благодаря которым все произошло, – как поступили многие авторы – будет еще одним плевком в лицо нескольких безвестных героев, без которых финальная глава не была бы написана в той форме, в какой мы ее знаем. Кроме того, отказав им в заслуженных минутах славы, мы лишимся возможности встретить некоторых из самых колоритных персонажей в этой истории.

После этого вступления мы оказываемся в Лондоне на пороге «ревущих» 20-х в некогда славном институте, который срочно нуждался в возвращении к жизни.

Распространение знаний

Если окинуть беглым взглядом аудиторию, можно было убедиться, что это давалось Уильяму Брэггу необыкновенно хорошо. Он был приглашен прочитать Рождественские лекции[294] в 1919 году в Королевском институте Лондона и выбрал тему «Звук». Шесть вечеров подряд темы выступлений варьировались от «Звука и музыки» до «Звуков природы», а последняя лекция касалось предмета, который был еще свеж в памяти каждого. «Звуки войны» отражали интересы семьи Брэггов в обнаружении немецких подводных лодок и артиллерийской звукометрии – при соблюдении границ того, о чем ему можно было рассказывать согласно закону «О государственной тайне». На протяжении всех своих лекций Брэгг просто приковывал внимание аудитории. Слушатели молча наполняли все ряды