Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК - Гарет Уильямс

должен обладать большой молекулярной массой, они предположили, что она объясняется длинными цепочками «дезоксирибозных тетрануклеотидов»[635]. Через пару лет после смерти Феба Левена его тетрануклеотидная гипотеза была более чем жива. И очень скоро она разрушит сотрудничество, которое могло бы быть таким же красивым, как выпавшие в осадок шелковистые волокна дезоксирибонуклеиновой кислоты.Внутренний фронт

Для лейтенанта Маклина Маккарти 1942 год начался с чувства неопределенности и опустошенности. Они с Эвери знали, что трансформирующим началом был волокнистый осадок, но у них все еще не было идей, из чего он состоит. Даже если Эвери знал, что годом ранее Маклауд выявил дезоксирибозу, то он об этом забыл. Кроме того, они были бы сбиты со следа, если бы заглянули в забытую бутылочку[636] с этикеткой «Тимусная нуклеиновая кислота», которую Маклауд использовал для стандартизации своего колориметрического теста. Внутри был грязный коричневатый порошок, который не имел ничего общего с шелковистым белым трансформирующим началом, но который должен был быть подлинным, ведь он был предоставлен покойным Фебом Левеном.

Тупик удалось преодолеть, когда кто-то обратил внимание, что две серии экспериментов, которые были начаты на разных континентах и закончились в одном и том же здании в Нью-Йорке, привели к выделению белых волокнистых осадков, выглядевших подозрительно похожими. Мы никогда не узнаем, кто задался вопросом, не могут ли они быть идентичными, поскольку Маккарти, единственный, кто хоть что-то записал, изъяснялся безнадежно туманно: «К январю 1942 года мы знали, что трансформирующее начало обычно ассоциировалось с вязким волокнистым осадком, и вскоре мы осознали, что большая часть ДНК в наших экстрактах была представлена такой же волокнистой фракцией… Где-то в конце зимы или начале весны 1942 года Мирски дал нам препараты ДНК млекопитающих»[637].

30 марта 1942 года Маккарти поставил эпохальный эксперимент[638], «чтобы определить отношение “вязкого” материала к тимусной нуклеиновой кислоте и к трансформирующему началу». Он собрал «вязкий материал» по методу Мирски путем наматывания его на деревянную палочку, убедился, что он способен трансформировать пневмококки R, и (с помощью того же колориметрического теста, который использовал Маклауд) показал, что в нем полно дезоксирибозы.

Они пришли к тому же выводу, проведя несколько недель в комнате в подвале больницы, где стояла массивная новая ультрацентрифуга[639], в которой образцы вращались так быстро (50 000 оборотов в минуту), что можно было разделять субстанции в растворе. Субстанции с наибольшей молекулярной массой быстрее вытягивались наружу; полосы перемещающихся молекул можно было отслеживать в режиме реального времени с помощью хитроумной оптической интерференционной системы, а их молекулярную массу можно было рассчитать исходя из скорости осаждения. Расчеты показали, что молекулярная масса трансформирующего начала соответствовала значению между 500 000 и 1 миллионом – в районе оценочной величины, установленной для дезоксирибонуклеиновой кислоты. А когда они раскопали желатиновый осадок со дна камеры центрифуги после ее вращения в течение нескольких дней, то обнаружили, что в этом осадке заключалось практически все трансформирующее действие первоначального образца и что он состоял из дезоксирибонуклеиновой кислоты – или ДНК, как мы ее теперь называем.

Опыты на ультрацентрифуге еще продолжались, когда Эвери готовил очередной отчет[640] за апрель 1942 года, предпоследний за 35 лет работы в Рокфеллеровском институте. Он решил сохранить в тайне химическую природу трансформирующего начала, пока не будет неоспоримых доказательств, и лишь вскользь упомянул Маккарти; сторонний наблюдатель мог бы предположить, что трансформационное исследование, о котором семь лет ничего не было слышно, совсем заглохло. На самом деле Маккарти работал изо всех сил, подгоняемый «ускоряющимся темпом исследования»[641] и возрастающим увлечением, поскольку «казалось, что все дороги ведут к ДНК». Он обнаружил, что ферменты, расщеплявшие белок, субстанцию SSS типа III или РНК, никак не влияли ни на аутентичную ДНК (полученную из предоставленных Мирски животных тканей), ни на трансформирующее начало.

В июле Эвери и Маккарти объединили усилия с группой с верхнего этажа[642], чтобы посмотреть, может ли подлинная ДНК, выделенная Мирски из пневмококков S типа III, трансформировать пневмококки R36 в вирулентный тип III. Маккарти предоставил Мирски убитые посредством тепловой обработки пневмококки S типа III, полученные из 75 литров культурной среды, и Мирски принялся за работу по своему методу солевой экстракции. Выход был небольшим, поскольку пневмококки были прочнее клеток печени, но он получил некоторое количество волокнистого белого осадка. Часть его осталась на верхнем этаже, где Мирски показал, что осадок содержит ДНК и немного белка, остальное было передано в лабораторию Эвери, где Маккарти подтвердил, что он обладает способностью к трансформации.

Этого все еще не было достаточно для Эвери, желавшего, чтобы «друзьями-физхимиками» был проведен независимый анализ. Маккарти провел июль и август вместе с верным «Шарплесом», готовя трансформирующее начало высокой очистки почти в промышленном количестве. После экстракции и очистки[643] из 200 литров инкубационной среды, кишевшей пневмококками типа III, было получено всего 45 миллиграмм трансформирующего начала[644]. Этого было достаточно, чтобы дружелюбные физхимики подтвердили в ноябре 1942 года, что трансформирующее начало имеет то же содержание азота и фосфора, что и ДНК.

Всю зиму Маккарти трудился над усовершенствованием рецептуры и к середине февраля 1943 года мог выжать 100 миллиграмм трансформирующего начала/ДНК из 300 литров инкубационной среды. Готовый продукт был необычайно эффективным[645]: для трансформации пневмококков было достаточно всего три тысячемиллионных долей грамма осадка, грубо говоря, одной части из 600 миллионов полученных волокон.

Торжественное завершение

В апреле 1943 года Освальд Эвери представил свой последний годовой отчет[646], всего за 12 недель до того, как он должен был перейти в лучший мир жизни на пенсии. Его лебединая песнь могла бы стать чествованием достижений лаборатории за прошедшие 35 лет; вместо этого он ожидал наступления «постэверевской» эпохи, когда долевая пневмония будет вытеснена вирусной пневмонией и другими инфекциями нового времени.

Высшей точкой отчета, тем не менее, стал десятистраничный доклад о «химической природе субстанции, провоцирующей трансформацию специфического типа у пневмококков». До самого недавнего времени эта тема была наименее продуктивной за карьеру Эвери, но теперь – как раз вовремя – он мог сообщить о существенном прорыве.

Сначала он обрисовал картину: «Биологи, в особенности генетики, давно пытались химическими методами вызвать у высших организмов предсказуемые и конкретные изменения, которые впоследствии могли бы передаваться в качестве наследственных признаков»[647]. Именно это достигалось при трансформации, и теперь, «после многочисленных экспериментов,