Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК - Гарет Уильямс

более маленькие трудно зафиксировать, оценка может быть неверной. Является общепризнанным, что гены расположены линейно вдоль хромосом. Молекулярная масса типичного гена[746] (из чего бы он ни состоял) теперь постепенно увеличилась до 48 миллионов, в то время как его размер мог соответствовать любому значению от 10 до 300 кубических ангстрем.

Также имеется консенсус относительно того, что гены состоят из нуклеопротеида – массивного комплекса из ДНК и белков, которые образуют хромосомы. «Рабочим концом» гена может быть, в теории, или белок, или ДНК. Тем не менее белки все еще признаются вне конкуренции практически всеми значимыми специалистами, будь то генетики (которых, на самом деле, не очень интересует, из чего сделаны гены), биологи или биохимики. Более расплывчатые идеи о том, что такое гены, все еще держатся на плаву. Загадочные «апериодические кристаллы» Шрёдингера обратили на себя внимание нескольких физиков, ни у одного из которых не было какой-то конкретной зацепки, что это может значить. Некоторые из тех, кого первоначально соблазнила поэтичность этой идеи, теперь сочли Шрёдингера лжепророком. Морис Уилкинс, например, списал его со счетов[747] за «повторение» идей Нильса Бора, который утверждал в 1930-е годы, что гены – какими бы чудесными они ни казались – должны состоять из атомов, подчиняющихся законам квантовой физики.

ДНК остается скучным веществом и биохимическим тупиком. Практически все эксперты, в особенности Мирски (биохимик) и Астбери (молекулярный биолог), остаются зажатыми в тисках тетрануклеотидной гипотезы Левена; все доказательства против нее или игнорировались, или видоизменялись таким образом, чтобы обернуть их в ее пользу. Правда, что молекулярная масса ДНК[748] (на тот момент два миллиона или более) существенно больше, чем масса четырех нуклеотидов, но из неприятной ситуации легко найти выход, если объявить, что ДНК состоит из множества соединенных друг с другом тетрануклеотидных единиц и все они идентичны. Роллин Хотчкисс недавно доказал[749], что это утверждение не может быть истинным, продемонстрировав, что ДНК содержит неодинаковое количество каждого из четырех оснований, – но его данные оказались погребены во второсортном французском журнале и обречены оставаться незамеченными еще несколько лет.

Структура ДНК настолько неинтересна, что ее можно было специально придумать, чтобы убить всякое любопытство. Лучшим вариантом[750] представлялась предложенная Астбери «стопка пенни», каждый из которых состоит их дезоксирибозы, соединенной с одним из оснований, и все они вместе перевязаны в необычайно длинный стеллаж проходящей по краю тонкой нитью фосфатных групп. Как было продиктовано тетрануклеотидной гипотезой, Астбери полагал, что нуклеотиды организованы в группы по четыре[751] – каждого по одному, один за другим – и так повторяется до посинения вдоль всей молекулы.

Следовательно, ДНК не может делать ничего интересного. Большинство биохимиков считали ее каркасом, на который опираются по-настоящему важные ядерные вещества (конечно же, белки) – гистоны и протамины. Единственный слабый проблеск интереса виделся в предположении Астбери, что ДНК способствует организации белков в ядре: входящие в их состав аминокислоты прислоняются к нити ДНК и вставляются в то, что он считал своего рода местами стоянки, которые расположены с имеющими глубокий смысл интервалами 3,34 Å.

Естественно, это исключает всякую возможность того, что ДНК является носителем «шифровального кода» наследственности, предсказанного Шрёдингером. Заезженный порочный круг приводит к неизбежному выводу, что только белки являются достаточно «умными» для того, чтобы служить тем, что Астбери назвал «длинным свитком, на котором записаны инструкции относительно жизни»[752]. Недавно Освальд Эвери выкинул неожиданный номер, утверждая, что ДНК, а не белок, обусловливает странный бактериальный феномен трансформации. Это изменение является настолько фундаментальным, что некоторые генетики назвали его мутацией, но другие генетики (в числе которых есть нобелевский лауреат)[753] весьма скептически относятся к этому «революционному» открытию. Как бы то ни было, тех, кто полагал, что ДНК и гены – это одно и то же у бактерий, не было слышно за яростными атаками, возглавляемыми Альфредом Мирски.

Вывод: какова бы ни была роль ДНК, она не имеет к генам никакого отношения.

Лето тревоги

Альфред Мирски был уверен в себе на конференции в Колд-Спринг-Харбор в 1947 году. Тогда ему было 47 лет, он укрепил свои позиции в качестве естественного преемника Феба Левена в исследовании нуклеиновых кислот. Парадоксальным образом Эвери способствовал росту авторитета Мирски, давая ему множество возможностей опровергнуть идею, что гены состоят из ДНК. А теперь, когда Эвери удалился в Нэшвилл, Мирски мог твердить свое, не опасаясь опровержений.

Мирски приехал рассказать о новом пласте исследования[754], над которым они начали работать с коллегой Хансом Рисом: изолированные хромосомы. Это были не те аномально гигантские структуры, которые мисс Мелланд с таким трудом добывала из слюнных желез личинок комара, а полученные из ядер обычных клеток крови рыб («живого карпа можно достать в рыбных киосках многих городов»), черепах и жаб, а также из тимуса телят. Ядра получались обычным способом, затем измельчались в кухонном блендере и центрифугировались. В результате получалась беспорядочная смесь нитеобразных объектов, напоминающая микроскопическую вермишель в жидковатом супе. Неискушенному зрителю нити могли показаться кусками клеточного мусора, но Мирски оком эксперта разглядел их истинную природу: «микроскопический анализ не оставляет сомнений, что перед нами изолированные хромосомы». Биохимический анализ показал, что они содержат ДНК с новым белком, «принципиально отличающимся» от гистона, – волнующий прорыв, ведь это мог быть неуловимый наследственный белок, из которого должны состоять гены. После его речи никто не запросил у Мирски подтверждений того, что микроскопические нити действительно являлись изолированными хромосомами.

Тем не менее Мирски вскоре встретил на другие противоречия. Первое исходило от Андре Буавена, уважаемого биохимика-бактериолога с медицинского факультета в Страсбурге. Название речи Буавена[755] было немного громоздким: «Прямая мутация кишечной палочки посредством индуцирующего начала дезоксирибозной природы», но его результаты были пугающе ясны. Буавен повторил эксперимент Эвери на E. coli, бактериях в форме палочек, которые лучше всего себя чувствуют в человеческих экскрементах. Ему удалось трансформировать аналог варианта R у E. coli в вариант S посредством экстракта мертвых бактерий S и показать, что действующим материалом (образующим чистые белые волокна) являлась ДНК. Чтобы подтвердить ее природу, он удалил весь белок и подтвердил, что трансформирующий материал устойчив к РНКазе и расщепляющим белок ферментам, но немедленно разрушается ДНКазой. Буавен пошел дальше Эвери, продемонстрировав, что ДНК из E. coli может трансформировать эти бактерии; ДНК из других видов не оказывают никакого действия. Это настоятельно указывало на то, что ДНК отличается у разных