Паоло Пелоси - Обоняние [Увлекательное погружение в науку о запахах]

После синтеза радиоактивной пробы из прекурсора лаборатория наконец смогла приступить к поискам… иголки в стоге сена. Стог представлял собой смесь сотен разных белков, выделенных из ткани, выстилающей назальные полости коровы и свиньи – их мы выбрали за большой размер и доступность биологического материала.

Работу мы начинали с визита на местную бойню рано поутру. Там мы вскрывали коровьи и свиные головы, забирали ольфакторные ткани, клали на лед и бегом бежали в лабораторию – экстрагировать белки. Получив экстракт, его инкубировали с малым количеством радиоактивного андростанона, давая пробе разойтись в растворе и связаться с любым подходящим белком (в надежде, что это окажется ольфакторный рецептор), который таким образом окажется радиоактивно промаркирован. Затем из смеси изолировали остатки лиганда и измеряли количество андростанона, связанного с белком. Этот этап старались пройти как можно быстрее, чтобы не дать лиганду отцепиться от белка.

Казалось бы, совершенно понятная процедура, если бы не тот факт, что искомого белка в сложнейшей смеси было ничтожно мало. Количество андростанона, неспецифически связавшегося с другими белками, в разы превышало количество специфически связанного с нашим гипотетическим рецептором. Суть в том, что андростанон – очень гидрофобная молекула, с 19 атомами углерода и единственным кислородом, который во всей структуре только и может взаимодействовать с водой. Андростанон и подобные ему соединения не любят оставаться в воде и охотно цепляются за что угодно, включая другие белки и даже стекло реторты. Где-то здесь мы начали подозревать, что андростанон, возможно, был далеко не лучшим выбором.

Эксперименты выдались долгие и трудные – в основном в холодном отсеке и с неизменно скудными результатами. Мы никак не могли получить внятные доказательства того, что специфичный андростенону белок вообще есть в экстракте. Пока мы сражались с материалом, стараясь добиться хотя бы приблизительно воспроизводимого выхода, в одном из ведущих журналов по биохимии появилась статья ровно с теми результатами, о которых мы мечтали, и полученными по тому же самому протоколу. У конкурентов все сработало превосходно, доказательства были недвусмысленны: да, существует специфичный белок, избирательно и воспроизводимо связывающий андростенон.

С одной стороны, это доказывало, что моя идея верна, но мысль о том, что я только что упустил свой золотой шанс, не слишком утешала. Было ясно, что я проглядел какие-то сугубо практические, но исключительно важные детали. В таких ситуациях вас накрывает не только разочарование от проигрыша как такового, но еще и ощущение собственной неадекватности. Многие в нашей профессии не умеют справляться с такими провалами; трудности подобного рода часто заставляют ученых бросать исследования. По-настоящему хороший специалист на самом деле умеет не только «делать хорошую науку»: еще он должен быть стойким, способным держать удар, падать и снова вставать – как боксер или игрок в покер.

В науке прийти к финишу вторым – значит не прийти вовсе. Вся слава достается тому, кто порвал грудью финишную ленточку. Но и это еще не все: часто она уходит не к тому, кто выдвинул новаторскую идею, и даже не к тому, кто получил доказательные результаты, – а к тому, кто их первым опубликовал. Сами понимаете, это далеко не всегда один и тот же человек. Гонка за публикациями подчас заставляет людей вести себя неэтично. Бывают случаи, хотя и нечасто, когда какой-нибудь ученый, узнав, что коллега отправил в журнал результаты, которые он сам пытался получить, начинает добиваться отсрочки чужой публикации в надежде тиснуть свою собственную первым, объехав конкурента на кривой козе.

Иногда давление столь велико, что статьи подаются (и местами принимаются) к публикации еще до того, как будет собран достаточно надежный пул доказательств, или с сильно отретушированными данными.

Да, я был сильно разочарован, но вместе с тем эта публикация странным образом укрепила меня в решимости продолжать двигаться выбранным курсом. Мы находились в самом начале; много чего еще предстояло сделать и выяснить. Доказательство того, что рецептор действительно существует, лишь закладывало основу для будущей работы: нам еще нужно было изолировать белок, понять его свойства, структуру и где именно в нее вписывается лиганд.

К тому же оставалась еще масса вопросов относительно физиологических аспектов такого рецептора. Как химический сигнал переводится в электрические импульсы? Как нейроны ольфакторной слизистой оболочки связаны с высшими областями мозга, отвечающими за восприятие и поведение?

Однако первым делом наша лаборатория должна была добиться ясных и точных результатов. В то время мы близко общались с коллегой по имени Кришна Персо – он работал в Уорикском университете (Англия), в лаборатории Джорджа Додда. Кришна тоже сходил с ума по этой теме, и мы вместе с ним решили сосредоточить усилия на поисках рецептора андростенона. Мы еще раз провели все те же эксперименты и получили прежние неубедительные результаты. Странным образом данные наших двух лабораторий во многом повторяли друг друга, а вот с той публикацией решительно расходились.

Потратив несколько месяцев на борьбу с андростеноном – неизменно с отрицательным результатом, – я решил бросить этот одорант и выбрать какой-нибудь другой, более гидрофильный.

Любопытно, что и по сей день те опубликованные данные никому не удалось повторить; судя по всему, принесшие их опыты были проведены некорректно.

Сидя на пепелище своего великого андростенонового провала, я принялся искать нового кандидата, который не обладал бы неудобной гидрофобностью этого стероида. Выбор пал на еще один мощный одорант, 2-изобутил-3-метоксипиразин, с его знаменитым запахом сладкого перца. Эта молекула обладает ароматом не менее (а возможно, и более) интенсивным, чем у андростенона, но при этом гораздо более гидрофильна. Это тоже маслянистое вещество, которое теоретически должно бы считаться нерастворимым. Однако по меньшей мере один грамм его можно растворить в литре воды – а это куда больше, чем требовалось для наших биохимических экспериментов. Как и с предыдущим нашим кандидатом, исключительно мощный запах этого пиразина предполагал, что у него должны быть совершенно особые отношения с ольфакторными рецепторами.

Я начал с самого начала и синтезировал пиразин, чтобы его можно было радиоактивно промаркировать. На сей раз лаборатория наполнилась свежим и куда более приятным ароматом – не чета затхлой вони андростенона. Но, сколь бы приятен и натурален ни был этот сладкий перец, им вскоре пропах весь отдел. Все, что попадало в холодильник, где хранился образец пиразина, скоро приобретало тот же узнаваемый аромат. Казалось, запах чудесным образом умножается, словно какой-нибудь вирус, и постоянно завоевывает новые территории. Простые вычисления, основанные на исключительно низком ольфакторном пороге этого дивного вещества, показывают, что одной-единственной капельки, всего в несколько миллиграммов, достаточно для ароматизации большого здания.