ДНК. История генетической революции

Этот злосчастный ноябрьский день повлек за собой целый шлейф последствий. Франклин лишь уверилась в своем нежелании заниматься моделированием. Она собиралась продолжать эксперименты, а не играть в конструктор. Хуже того, сэр Лоуренс Брэгг передал нам с Криком, чтобы мы воздержались от всяких попыток собрать модель ДНК. Впоследствии было предписано передать все исследования ДНК в лабораторию Кингс-Колледжа, а в Кембриджской лаборатории сосредоточиться сугубо на работе с белками. Не было смысла в такой конкуренции между двумя подразделениями, финансируемыми Лабораторией молекулярной биологии. Поскольку у нас с Криком не осталось блестящих идей, мы нехотя отступили, по крайней мере на время.

Был не лучший момент, чтобы перебираться в научные дисциплины, смежные с исследованием ДНК. Полинг написал Уилкинсу и попросил у того копию узора кристаллографической дифракции ДНК. Пусть Уилкинс и отказал, сославшись на то, что ему требуется дополнительное время, чтобы самому проанализировать полученные данные, Полинг отнюдь не был обязан, сложа руки, ждать информации из Кингс-Колледжа. При желании он мог и сам приступить к серьезным исследованиям рентгеновской дифракции в Калифорнийском технологическом институте.

Следующей весной я послушно отложил занятия ДНК и принялся за доработку довоенных исследований, посвященных вирусу палочковидной табачной мозаики, вооружившись новым мощным кавендишским генератором рентгеновских лучей. Это была несложная экспериментальная работа, оставлявшая мне массу времени для библиографических поисков в разнообразных кембриджских библиотеках. Так, в зоологическом корпусе я прочел статью Эрвина Чаргаффа, в которой тот описывал свое открытие. Оказалось, что основания аденин и тимин содержатся в ДНК в приблизительно равных объемах и гуанин и цитозин – тоже в приблизительно равных. Крик, узнав об этих соотношениях «1:1», заинтересовался, а могут ли адениновые остатки при репликации ДНК быть комплементарны тимину, и, наоборот, может ли аналогичное сродство существовать между гуанином и цитозином. В таком случае последовательности оснований из «исходных» цепочек (например, А-Т-Г-Ц) должны быть комплементарны последовательностям «конечных» последовательностей (в данном случае Т-А-Ц-Г).

Эти мысли так бы и оставались только теоретическими умозаключениями, если бы Эрвин Чаргафф не заглянул в Кембридж летом 1952 года, направляясь на Международный биохимический конгресс в Париж. Чаргафф расстроился, что ни я, ни Крик даже не пытались определить химический состав этих четырех оснований. Он еще более разочаровался, когда мы сказали, что ведь можно просто проверить их состав по справочнику, если возникнет подобная необходимость. Нам оставалось только надеяться, что данные Чаргаффа окажутся нерелевантны. Однако Крик всерьез собрался поставить несколько экспериментов и поискать молекулярные «сэндвич-структуры», которые могли бы образовываться при смешивании в растворе аденина и тимина (либо, напротив, гуанина и цитозина). Но эти эксперименты не дали результатов.

Полинг, как и Чаргафф, также присутствовал на Международном биохимическом конгрессе, где главной новостью стали последние результаты, полученные группой «Фейдж». Альфред Херши и Марта Чейз из Колд-Спринг-Харбора как раз подтвердили описанный Эвери принцип трансформации: да, наследственная информация передается именно через ДНК! Херши и Чейз доказали, что, как только ДНК бактериофага попадает в бактериальные клетки, белковая оболочка остается снаружи. Стало совершенно очевидно: чтобы докопаться до сущности генов, необходимо понять ДНК на молекулярном уровне. Теперь, когда результаты Херши и Чейз превратились в тему для всеобщего обсуждения, я не сомневался, что Полинг употребит свой интеллект титана науки и мудрость химика на решение проблемы ДНК.

В начале 1953 года Полинг действительно опубликовал статью с описанием структуры ДНК. Прочитав ее взахлеб, я обнаружил, что он предлагает модель из трех молекулярных цепочек с сахарофосфатными остовами, образующими плотное ядро. На первый взгляд, эта модель походила на ту модель, которую мы буквально сотворили «на коленке» и предложили пятнадцатью месяцами ранее. Однако в модели Полинга для стабилизации отрицательно заряженных участков не использовались положительно заряженные атомы, например ионы Mg²⁺, а было предложено нетривиальное решение: он предположил, что фосфаты удерживаются вместе благодаря водородным связям. Однако мне, биологу, казалось, что такие водородные связи могли существовать лишь в условиях исключительной кислотности, которая никогда не наблюдалась в живых клетках. Я опрометью ринулся в химическую лабораторию Александера Тодда и убедился: да, произошло невозможное. Известнейший, а может, и величайший химик в мире напутал с химией. Фактически Полинг вышиб из ДНК букву «К». Мы исследовали дезоксирибонуклеиновую кислоту, но предложенная Полингом формула даже не была кислотной.