Гарет Уильямс - Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК

Было лишь одно место, куда мог пойти многообещающий юноша: Тюбинген, первая в Европе лаборатория физиологической химии. Она была недавно открыта Феликсом Гоппе-Зейлером, чрезвычайно энергичным человеком за 40, на фоне которого другие восходящие звезды выглядели довольно блекло. Гоппе-Зейлер прославился серией поразительных открытий в новой области химии белков; термины «гемоглобин» и «протеин» были введены им.

Лаборатория Гоппе-Зейлера начала свое существование в качестве кухни и прачечной замка Хоэнтюбинген, который недавно перешел к университету. Это был настоящий конвейер для людей, мечтающих стать исследователями, со всех концов Европы, все они жаждали учиться искусству и науке химии белков у самого мастера. Стиль руководства Гоппе-Зейлера не предполагал его участия в процессе; после первоначального краткого инструктажа вновь прибывшему давался проект, и он предоставлялся собственным методам. К счастью, сфера была новой, а живые организмы были битком набиты белками, ждущими своего открытия; лаборатории сопутствовал феноменальный успех.

Мишер попал в этот рассадник исследователей в октябре 1868 года. Ему было выделено место в плохо переоборудованной кухне рядом с личной лабораторией руководителя (в прошлом – прачечной) и поручено найти увлекательные белки в белых клетках крови (лейкоцитах), которые представляли собой неизведанную область для специалистов по химии белков. Гоппе-Зейлер предположил, что гной мог бы быть хорошим источником лейкоцитов и попросил своего нового стажера сообщить, когда он добьется успеха.

Мишеру потребовались недели, чтобы придумать способ извлечения лейкоцитов из пропитанных гноем повязок путем повторения циклов промывки и фильтрации. Как ожидалось, он выделил четыре новых белка – а затем открыл нечто [10] Dahm, p. 276–9. столь неожиданное, что закончил свою карьеру в модной специализации «химия белков». Момент озарения может не показаться столь захватывающим: когда Мишер добавил кислоту в экстракт гноя, появился рыхлый серый осадок, а затем растаял при добавлении щелочи. Тем не менее это было поразительно, поскольку белки не реагируют подобным образом; и по некоторым причинам необычность материала заставила Мишера задуматься, не происходит ли он из ядра, округлой структуры в центре клетки, которая недавно начала вызывать интерес.

Не спрашивая Гоппе-Зейлера, Мишер прекратил поиски белков, а вместо этого сосредоточился на рыхлом осадке, который можно найти в ядрах клеток гноя. Всю зиму 1868–1869 годов он упорно работал над тем, что никогда не делалось раньше – выделение неповрежденных ядер из живых клеток. Рабочий день Мишера начинался в пять утра и зачастую продолжался до глубокой ночи; он поддерживал в своей кухне-лаборатории лютый холод, оставляя все окна открытыми, поскольку зимняя погода способствовала его экспериментам.

Извлекать ядра из клеток – все равно что доставать косточки из вишен, которые составляют менее одной тысячной их обычного размера. Современная настольная центрифуга справится с этой задачей за пару часов, но Мишеру для извлечения ядер потребовались недели. Клетки гноя аккуратно смывались с замоченных грязных повязок, фильтровались через простыню и отстаивались в холодном солевом растворе в течение двух недель. Цикл повторялся до получения мелкозернистого осадка из целых лейкоцитов. Мишер расщеплял их посредством промывки слабой кислотой и добавлял экстракт свиного желудка (богатого ферментами, переваривающими белки) для удаления клеточного мусора. После этого оставался осадок, который, как было видно под микроскопом, состоял из чистых «совершенно голых» ядер [11] Dahm, p. 278. . Они действительно являлись источником интересного материала, который заставил его оторваться от белков. При добавлении щелочи ядра быстро превращались в желтый раствор, из которого, если добавить кислоту, получалось загадочное серое рыхлое вещество.

Мишер потратил несколько недель на сбор достаточного количества этого осадка, чтобы разобраться с его составом при помощи кропотливого метода, который предусматривал сжигание взвешенных образцов и измерение продуктов горения. Это привело к еще одной неожиданности. Углерод, водород, азот и кислород (C, H, N и O), содержащиеся в белках, были в наличии, а сера (S), еще один отличительный компонент белков, не наблюдалась. Вместо нее материал сдержал большое количество фосфора (P). Это подтвердило, что вещество не являлось белком. На самом деле, оно не напоминало ни одно соединение, известное биохимии.

В честь его источника Мишер назвал вещество нуклеином. При старте с нулевой отметки от пропитанных гноем повязок в конце октября Мишер добился поразительного успеха, особенно принимая во внимание, что он все делал сам. Лаборатория Гоппе-Зейлера располагалась по соседству, но руководителя было невозможно поймать, он постоянно метался между собственными проектами и проектами других студентов. После первоначального обсуждения Мишер вообще не консультировался с ним.

В конце февраля 1869 года Мишер написал возбужденное письмо своим родителям [12] Dahm, p. 276–8. . Забудьте об этих белках; он открыл первое соединение в ядре клетки и оно «не относилось к какому-либо типу белков». 21 августа он направил им обновленную информацию: нуклеин был совершенно новым веществом и мог относиться к кислотам. Он размышлял о том, что вещество играет важную роль в обычных клетках и, возможно, в раковых. При знании последующих открытий его слова выглядят зловещим пророчеством, но это был просто полет фантазии новоиспеченного исследователя.

Стажировка Мишера в лаборатории Гоппе-Зейлера проходила хорошо, но целеустремленному молодому человеку, который хотел продолжить семейную традицию и стать профессором Базельского университета, пора было идти дальше. Он направился в знаменитую лабораторию Карла Людвига в Лейпциге, чтобы изучать нервные пути, которые переносят болевые импульсы в мозг. Мишер завершил свое пребывание в Тюбингине описанием своих открытий. 23 декабря 1869 года, за день до отъезда в Лейпциг, он рассказал в письме родителям, что отправляет свою работу по нуклеину в лучший в мире журнал по «медицинским химическим исследованиям». Он думал, что статья будет принята, но разумно добавил: «если Гоппе-Зейлер не откажется». Это объяснялось тем, что упомянутый журнал издавался его основателем, чье имя красовалось на обложке: Hoppe-Seylers Medizin-Chemische Untersuchungen («Медико-химические исследования Гоппе-Зейлера»).

Неврология в Лейпциге [13] Buess, p. 256. резко контрастировала с химией на кухне в Тюбингене: многонациональное общедоступное пространство, где студенты и посетители толпятся, чтобы посмотреть, как Карл Людвиг мастерски препарирует центральную нервную систему. «Итальянцы, французы, шведы, норвежцы, русские, американцы, магометане толпились вокруг экспериментальных столов», – писал Мишер. Тем не менее вскоре его отвлекли другие обстоятельства. Базельский университет объявил о вакантной должности преподавателя, последней ступени на лестнице, ведущей к желаемому месту профессора – и благодаря Феликсу Гоппе-Зейлеру у Мишера было немного шансов получить эту должность.