Фрэнсис Крик - Что за безумное стремленье! [litres]

Тем, кто пока еще не знаком с историей открытия двойной спирали, пригодится следующий краткий экскурс. Астбери сделал несколько нечетких, но интригующих рентгенограмм волокон ДНК в университете Лидса. После Второй мировой войны Морис Уилкинс, работая в лаборатории Рэндалла, в Королевском колледже в Лондоне, получил более качественные снимки. Тогда Рэндалл привлек опытную специалистку по кристаллографии Розалинду Франклин для помощи в расшифровке структуры. Увы, Розалинда и Морис не сработались. Он хотел, чтобы она уделяла внимание более влажной форме (так называемой В-форме), которая давала более простой рисунок рентгеновских пятен, но более информативный, чем немного подсушенная форма (А-форма), хотя последняя давала более детальные рентгенограммы.

В Кембридже я писал диссертацию о рентгеновской дифракции белков. Джим Уотсон, приезжий американец, которому в ту пору было двадцать три года, поставил задачу узнать, что такое гены, и надеялся, что этому может помочь расшифровка структуры ДНК. Мы заставляли лондонских сотрудников строить модели, используя тот же подход, который Лайнус Полинг применил для расшифровки альфа-спирали. Модель, которую построили мы сами, оказалась абсолютно ошибочной, как и модель Полинга, предложенная чуть позже. В конце концов, после череды успехов и поражений, мы с Джимом угадали истинную структуру, воспользовавшись кое-какими экспериментальными данными лондонской команды наряду с правилами Чаргаффа [26] По имени Эрвина Чаргаффа, американского биохимика (1905–2002). Он установил, в частности, что количество аденина всегда равно количеству тимина, а количество гуанина – количеству цитозина. , описывающими количественное соотношение четырех оснований в разных типах ДНК.

Впервые я услышал о Джиме от Одилии. Однажды, когда я пришел домой, она сказала: «Приходил Макс с каким-то молодым американцем, с которым он хочет тебя познакомить, и знаешь что? Он лысый!» Она имела в виду, что Джим острижен под бокс – в Кембридже это тогда было непривычно. Со временем Джим стал отращивать волосы всё длиннее, стараясь перенять местные обычаи, однако настоящие длинные волосы по моде шестидесятых так и не отпустил.

Мы с Джимом спелись немедленно – отчасти потому, что области наших интересов были удивительно близки, а отчасти, как я подозреваю, потому, что нам обоим от природы были присущи определенный юношеский максимализм, беспардонность и нетерпимость к недисциплинированному мышлению. Джим был заметно разговорчивее меня, но наш способ мышления был во многом сходен. Чем мы различались, так это багажом знаний. К тому времени я достаточно много знал о белках и рентгеновской дифракции. Джим знал об этих материях гораздо меньше меня, но ему было намного больше известно об экспериментальной работе с фагами (вирусами, поражающими бактерии), особенно той, что велась в Группе по фагам под руководством Макса Дельбрюка, Сальвадора Лурия и Альфреда Херши. Джим также больше знал о генетике бактерий. Наш уровень знаний классической генетики, кажется, был примерно одинаков.

Неудивительно, что мы проводили много времени за совместным обсуждением проблем. Это не осталось без внимания. В начале работы наша кавендишская команда была очень немногочисленной – был недолгий период в 1949 г., когда мы все умещались в одной комнате. Когда к нам присоединился Джим, у Макса и Джона Кендрю уже был собственный малюсенький кабинет. Как раз тогда команде предложили дополнительное помещение. Сперва было неясно, кто его получит, но в один прекрасный день Макс и Джон, потирая руки, объявили, что собираются отдать его нам с Джимом, «чтобы вы могли болтать между собой и всем остальным не мешать», по их словам. Как оказалось, это было удачное решение.

Когда мы познакомились, Джим уже защитил диссертацию, в то время как я, будучи лет на двенадцать старше, все еще ходил в аспирантах. В Лондоне Морис Уилкинс проделал большую подготовительную работу по рентгеновской дифракции, которую продолжила и углубила Розалинда Франклин. Нам с Джимом никогда не приходилось проводить эксперименты с ДНК, хотя мы бесконечно обсуждали эту проблематику. По примеру Полинга, мы были убеждены, что можно расшифровать ее структуру путем моделирования. Лондонские исследователи избрали более трудоемкий подход.

Наша первая попытка построить модели потерпела фиаско, поскольку я исходил из предположения – совершенно ошибочного, – что молекула почти не содержит воды. Причиной ошибки отчасти послужило невежество с моей стороны – мне следовало сообразить, что ион натрия с большой вероятностью должен быть сильно гидратирован, – а отчасти то, что Джим неверно понял технический термин кристаллографии, который употребила Розалинда на своем семинаре [Он спутал «независимую область» ( asymmetric unit ) с «ячейкой кристалла» ( unit cell ).]

Это была не единственная наша ошибка. Меня сбил с толку термин «таутомерные формы», и я решил, будто определенные атомы водорода на периферии оснований могут располагаться в одной из нескольких позиций. Впоследствии Джерри Донохью, американский кристаллограф, работавший с нами в одном помещении, сказал нам, что некоторые формулы в учебнике ошибочны и что каждое основание встречается почти исключительно в единственной форме. С этого момента дела пошли легко.

Ключевым открытием стала точно установленная Джимом природа комплементарных пар оснований (А и Т, Г и Ц). Ему это удалось благодаря не логике, а интуиции. [Логический подход, до которого мы бы непременно дошли, если бы он не оказался излишним, состоял бы в следующем: во-первых, исходя из посылки, что правила Чаргаффа верны, рассмотреть только те пары, на существование которых указывают эти правила, а во-вторых, поискать парную симметрию, на которую указывала пространственная группа С2 на рентгенограммах волокон. Это очень быстро помогло бы установить истинные пары оснований.] В некотором смысле открытие Джима было везением, но в те годы многие открытия включали в себя элемент везения. Гораздо существеннее то, что Джим искал нечто важное и тут же понял важность правильного определения комплементарных пар, когда оно ему случайно удалось, – как говорится, «удача выбирает того, кто к ней готов» [27] Слова Луи Пастера. . Эта история также демонстрирует, как важно в научной работе игровое начало.

Весной-осенью 1953 г. мы с Джимом Уотсоном написали четыре статьи о структуре и функциях ДНК. Первая вышла в Nature 25 апреля вместе с двумя статьями сотрудников Королевского колледжа в Лондоне: одну дали Уилкинс, Стокс и Уилсон, другую – Франклин и Гослинг. Пять недель спустя мы опубликовали в Nature вторую статью, на сей раз посвященную генетическому значению структуры. (Порядок имен соавторов под статьей мы разыграли в орлянку.) Общие соображения были опубликованы в выпуске материалов симпозиума лаборатории Колд Спринг Харбор за тот же год, посвященном вирусам. Кроме того, подробное техническое описание структуры, с приблизительными координатами, мы опубликовали в малоизвестном журнальчике в середине 1954 г.