ЖАНРЫ

Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК
Шрифт:

Стремление Уотсона найти «скелеты в шкафу» Ледерберга оставило Фрэнсиса Крика равнодушным {876} . Истратив все лето на необходимую для завершения диссертации работу, Крик был готов вернуться к проблеме ДНК. Он беспокоился, что чем больше времени Уотсон будет разбираться в проблеме полов у бактерий, тем меньше сил уделит ДНК и они рискуют утратить фору перед Лайнусом Полингом {877} . Настал черед Крика вернуть партнера на путь истинный – в неведомые дебри, ставшие их судьбой в науке.

876

Watson, The Double Helix, 84.

877

Watson, The Double Helix, 84.

У Крика были веские причины тревожиться из-за Полинга, который летом после собраний в Париже и Руайомоне посетил британских молекулярных биологов, занимавшихся белками. Это был вовсе не почетный тур. Он общался с теми, кто имел претензии к его теориям, внимательно выслушивал их возражения, отвечал на вопросы и вел дискуссии, таким образом укрепляя и совершенствуя свою модель ?-спирали {878} .

В первую очередь Полинг приехал в Кавендишскую лабораторию. К большому удивлению – во всяком случае, ее сотрудников, – больше всего он хотел встретиться не с Максом Перуцем и не с Джоном Кендрю. Он обратился к Брэггу с неожиданной просьбой: ему хотелось побеседовать с Фрэнсисом Криком, чтобы обсудить его математические выкладки для предсказания дифракции рентгеновских лучей на спиралях {879} . Не желая проявлять неприязнь к Крику, Брэгг неохотно все устроил, втайне надеясь, что раздражающий его аспирант скоро, возможно, будет бесить кого-нибудь другого. Позднее Крик оспорил предположение, что модель ?-спирали Полинга стала источником для его идеи суперспирали в белках и теории двойной спирали ДНК: «Это очень далеко от истины. Идея спирали витала в воздухе, и нужно было быть тупым или очень упрямым, чтобы не мыслить спирально» {880} .

878

Thomas Hager, Force of Nature: The Life of Linus Pauling (New York: Simon and Schuster, 1995), 413–15; письмо Лайнуса Полинга Арне Тизелиусу. 17 октября 1952 г., LAHPP, http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/calendar/1952/10/17.htmlNo.corr407.5-lp-tiselius-19521017.tei.xml.

879

Hager, Force of Nature, 413; W. Cochran and F. H. C. Crick, "Evidence for the Pauling–Corey ?-Helix in Synthetic Polypeptides," Nature 169, no. 4293 (1952): 234–35; W. Cochran, F. H. C. Crick, and V. Vand, "The structure of synthetic peptides. I. The transform of atoms on a helix," Acta Crystallographica 5 (1952): 581–86.

880

Francis Crick, What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery (New York: Basic Books, 1988), 60–61; интервью, взятое Хорасом Джадсоном у Фрэнсиса Крика 3 июля 1975 г., HFJP. Крик рассказал, что примерно в это время объяснял Уотсону теорию дифракции на спиралях.

Нетрудно себе представить, как простой аспирант – даже такой нахальный, блестящий и самоуверенный вроде Крика – держался бы в присутствии величайшего химика мира. В черном такси, которое везло их по улицам Кембриджа, Полинг, которому вообще-то нравилось, когда ему курили фимиам, был невозмутим, а Крик страшно напряжен и впервые за тридцать шесть лет своей жизни был настроен смиренно {881} . Да и можно ли было чувствовать себя иначе рядом с Полингом?

За обедом Крик избегал темы ДНК, но не только запрет Брэгга был тому причиной. Он не хотел направлять Полинга по пути, который они с Уотсоном жаждали пройти сами. Он вздохнул с облегчением, узнав, что Полинг не собирается посещать биофизическую лабораторию Королевского колледжа, потому что хотел завершить свои работы по белкам, прежде чем взяться за ДНК. Полинг сообщил Крику, что ранее Уилкинс и Рэндалл отказались делиться с ним данными; он не хотел усугублять и без того неприятную ситуацию {882} .

881

Watson, The Double Helix, 86.

882

Hager, Force of Nature, 414.

Вместо того чтобы обсуждать ДНК, Крик предложил объяснение одного из немногих пробелов в теории ?-спирали Полинга – отсутствие рефлекса на 5,1 A, наблюдающегося на дифракционных рентгенограммах большинства природных белков, причем сделал это так, чтобы заинтересовать почтенного профессора, но не дать ему готовое решение, в правильности которого не сомневался. Полинг сказал, что мыслил в том же направлении, а затем исполнил мечту Крика – предложил ему поработать год в Калифорнийском технологическом институте. Взволнованный Крик спросил, не рассматривал ли Полинг возможность того, что ?-спирали обвиваются одна вокруг другой. Полинг ответил просто: «Да, думал» – и оборвал эту тему, продемонстрировав, что более скрытен, чем его молодой коллега.

Крик разрабатывал математические формулы, предсказывающие скручивание ?-спиралей друг вокруг друга в белках. Опасаясь, что Полинг мог «украсть» его идею, которую он выпалил во время поездки в такси, Крик поспешно написал сообщение о ходе исследования и послал его в журнал Nature. Она прибыла в редакцию в октябре, всего через несколько дней после того, как Полинг и Роберт Кори подали свою подробную статью, где предполагалось, что белок ?-кератин образует суперспирали, то есть спирали из спиралей наподобие каната {883} . Поскольку Крик прислал короткое сообщение, а не полноценную статью с экспериментальной частью, его письмо в редакцию под названием «Является ли ?-кератин суперспиральной структурой?» было опубликовано за шесть недель до статьи Полинга и Кори – 22 ноября 1952 г. {884} Этот случай подозрительно походил на то, что Крик учинил годом раньше, когда обвинил в плагиате Брэгга – своего руководителя в Кавендишской лаборатории; теперь дело грозило вылиться в международный скандал. Напряженная ситуация вызвала поток писем: от Питера Полинга своему отцу с объяснением случившегося, от Брэгга редактору Nature с требованием опубликовать статью Полинга, от Крика Полингу и от Полинга Крику. По совету Перуца Крик пошел на мировую и договорился с Полингом, что они независимо друг от друга одновременно пришли к одному и тому же {885} .

883

L. C. Pauling and R. B. Corey, "Compound Helical Configurations of Polypeptide Chains: Structure of Proteins of the ?-Keratin Type," Nature 171, no. 4341 (January 10, 1953): 59–61.

884

F. H. C. Crick, "Is ?-Keratin a Coiled Coil?," Nature 170, no. 4334 (November 22, 1952): 882–33; см. также: F. H. C. Crick, "The Packing of ?-helices. Simple Coiled-Coils," Acta Crystallographica 6 (1953): 689–97.

885

Полинг писал Донохью: «Крик спросил меня, думал ли я о возможности того, что ?-спирали обвиваются одна вокруг другой, и я сказал, что думал, – не помню, чтобы мы еще когда-нибудь обсуждали этот вопрос». Письмо Джерри Донохью Лайнусу Полингу. 19 ноября 1952 г., LAHPP, http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/calendar/1952/11/index.html.

В другом письме, датированном 19 декабря 1952 г., Донохью написал о мнении Крика по поводу времени публикации их с Полингом статьи об ?-кератине; LAHPP,См. также письмо Питера Полинга Лайнусу Полингу от 13 января 1953 г. и письмо Лайнуса Полинга Максу Перуцу от 29 марта 1953 г., LAHPP. См.: James Watson, The Annotated and Illustrated Double Helix, 152, 325.

Крик кое-что усвоил из этого столкновения: оно продемонстрировало, как плодотворно мыслит Полинг в вопросах структуры биологических молекул и каким грозным соперником он может стать. А самый важный вывод, который он сделал и доложил Уотсону, заключался в том, что Полинг близок к завершению своей работы по белкам и готов взяться за следующую грандиозную задачу, а значит, им нельзя терять времени. Полинг и сам вспоминал впоследствии: «Я всегда считал, что рано или поздно открою структуру ДНК. Это был лишь вопрос времени» {886} .

886

Hager, Force of Nature, 415–16.

Часть V

Финишная прямая: Ноябрь 1952-го – апрель 1953-го

Молодой Уотсон сыграл здесь колоссальную роль. Я не думаю, что Крик смог бы с этим справиться отдельно от Уотсона, просто мысли такой не допускаю. Уотсон обладал огромным энтузиазмом.

УИЛЬЯМ ЛОУРЕНС БРЭГГ {887}

Я бы ничего не добился без Фрэнсиса… Крик без Уотсона – возможно, но Уотсон без Крика – совершенно точно нет.

ДЖЕЙМС УОТСОН {888}

887

Интервью, взятое Хорасом Джадсоном у Уильяма Лоуренса Брэгга 28 января 1971 г., HFJP.

888

"Nature Conference: Thirty Years of DNA," Nature 302 (April 21, 1983): 651–54.

[20]

Песнь Лайнуса

В круге их отрок прекрасный по звонкорокочущей лире

Сладко бряцал, припевая прекрасно под льняные струны

Голосом тонким; они же, вокруг его пляшучи стройно,

С пеньем, и с криком, и с топотом ног хороводом несутся.

ГОМЕР. ИЛИАДА [58] {889}

58

Пер. Н. И. Гнедича. В древнегреческом оригинале в этом фрагменте имеется слово ????? (Лин – музыкант в древнегреческой мифологии, убитый Аполлоном), которое в переводах на английский язык присутствует как Linus (Лайнус), о котором автор говорит в примечании к этой цитате. – Прим. ред.

889

«Песнь Лина» (??~???) – плач о тех, кто умер молодым, а также песнь прощания с летом. См.: Homer, The Iliad, translated by Robert Fagles (New York: Penguin, 1990), 586 (Book 18, строки 664–69).

Опасения Крика сбывались – Полинг трудился без устали. Хотя у него была масса дел: он преподавал химию старшекурсникам, управлял своей химической «империей» в Калифорнийском технологическом институте, читал лекции и писал статьи для широкой аудитории, – ни одно из этих занятий не насыщало его неутолимую любознательность. Он жаждал покорять новые территории в науке. Говоря конкретнее, ему нужна была ДНК.

Во второй половине дня во вторник, 25 ноября, Полинг прошел коридором от своего кабинета на втором этаже химической лаборатории Гейтса и Креллина в конференц-зал биологической лаборатории Керкхоффа на доклад биофизика и вирусолога Робли Уильямса из Калифорнийского университета в Беркли. Совместно с кристаллографом Ральфом Уайкоффом Уильямс разработал новый метод электронной микроскопии, включавший напыление образца металлом, что позволяло получать подробные трехмерные изображения микроорганизмов. Полинга восхитили четкость и детальность микрофотографий, показанных Уильямсом с помощью проектора, особенно вирусной РНК.

Сидя в переднем ряду затемненного зала, Полинг мысленно сравнивал дифракционные рентгенограммы ДНК, сделанные Астбери в 1938 г., с поразительными изображениями Уильямса. На снимках Астбери нуклеиновая кислота выглядела как плоская лента, а на микрофотографиях – как цилиндр или длинная узкая трубка. Хотя Уильямс представил РНК, а не ДНК, для Полинга его результаты свидетельствовали, что ДНК должна быть спиралью {890} .

Уже вернувшись домой и поужинав, Полинг еще долго размышлял о возможных вариантах строения молекулы ДНК. На следующий день в своем служебном кабинете, вооружившись карандашом, пачкой бумаги и логарифмической линейкой {891} , он выискал в кипе научных журналов, высившейся на его столе, последний номер британского издания Journal of Chemical Society со статьей о химии нуклеотидов Дэниела Брауна и Александра Тодда из Кембриджского университета. Они показали, что соседние нуклеотиды в цепи ДНК соединены ковалентными фосфодиэфирными связями, образующимися в результате взаимодействия между гидроксильной группой при третьем углеродном атоме остатка дезоксирибозы одного нуклеотида и фосфатной группой при пятом атоме углерода другого нуклеотида {892} . Собственно, это описание сахаро-фосфатного остова молекулы ДНК.

890

Thomas Hager, Force of Nature: The Life of Linus Pauling (New York: Simon and Schuster, 1995), 416–21.

891

Hager, Force of Nature, 417.

892

James D. Watson, The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA, edited by Gunther Stent (New York: Norton, 1980), 33. Александр Тодд получил Нобелевскую премию по химии в 1957 г. за работы по нуклеотидам и нуклеотидным коферментам. См.: Alexander R. Todd and Daniel M. Brown, "Nucleotides. Part 10. Some observations on the structure and chemical behavior of the nucleic acids," Journal of the Chemical Society 1952: 52–58; Daniel M. Brown and Hans Kornberg, "Alexander Robertus Todd, O.M., Baron Todd of Trumpington, 2 October 1907–10 January 1997," Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society 46 (2000): 515–32; Alexander Todd, A Time to Remember: The Autobiography of a Chemist (Cambridge: Cambridge University Press, 1983), 83–91; письмо Лайнуса Полинга Генри Аллену Мо. 19 декабря 1952 г., LAHPP, http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/dna/corr/sci14.014.7-lp-moe-19521219–01.html.

Затем Полинг пересмотрел то, что записал накануне на семинаре, и прочел, что ответил Уильямс, когда его спросили о диаметре молекулы РНК: 15 A, но точное определение затруднительно. Полинг использовал данные Уильямса о плотности для оценки количества полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК и пришел к выводу, который записал в своем блокноте: «Возможно, это трехцепочечная структура!» {893} В 1974 г. он вспоминал, как удивился этому результату, потому что его расчеты и вышедшая в 1940 г. статья о комплементарности указывали на двухцепочечную структуру. Однако Полинг ошибочно решил, что в имевшихся данных были артефакты, и устремился по ложному пути. Впоследствии он признался: «Теперь мне странно, что я стал работать над трех-, а не двухцепочечной структурой» {894} .

893

Linus Pauling, "A Proposed Structure for the Nucleic Acids" (70 pp. рукопись, 2 pp. машинописный текст, 7 pp. примечания), ноябрь – декабрь 1952, "Atomic Coordinates for Nucleic Acid, December 20, 1952," LAHPP, http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/dna/notes/1952a.22.html.

894

"The Triple Helix," в документальном фильме "Linus Pauling and the Race for DNA", Nova, PBS and Oregon State University, 1977, LAHPP, http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/dna/narrative/page19.html.

Поделиться с друзьями: