ДНК. История генетической революции

Они воспользовались методом центрифугирования и смогли отсортировать молекулы по весу, хотя разница и была минимальной. Благодаря вращению центрифуги сравнительно тяжелые молекулы скапливались на дне пробирки, а более легкие – над ними. Поскольку в состав ДНК входят атомы азота (N) и поскольку есть два изотопа азота – один тяжелее, другой легче, – Мезельсон и Шталь смогли пометить сегменты ДНК и таким образом отследить процесс их репликации у бактерий. Исходно все бактерии выращивались в среде, содержащей тяжелый азот, и, таким образом, его атомы встраивались в обе нити ДНК. Ученые взяли образец этой культуры, перенесли его в среду, содержащую только легкие атомы азота, и при репликации в ДНК стал попадать только легкий азот. Если мы с Криком были правы относительно того, что ДНК при репликации расстегивается, как молния, и обе нити копируются, то две образующиеся в результате «дочерние» молекулы ДНК должны бы были получиться гибридными. В каждой была бы одна нить с тяжелыми атомами азота, послужившая шаблоном и взятая из исходной молекулы, и одна нить с легким азотом (собранная уже в новой среде). Центрифугирование, проведенное Мезельсоном и Шталем, дало именно такой результат. В цен-трифужных пробирках они обнаружили три четких слоя ДНК. Молекулы с сочетанием тяжелых и легких атомов азота расположились посередине; над ними были молекулы только с легким азотом, а под ними – только с тяжелым. Репликация ДНК происходила именно так, как описано в нашей модели.

Примерно в то же время биохимический механизм репликации ДНК анализировали в лаборатории Артура Корнберга в Университете им. Дж. Вашингтона в Сент-Луисе. Разработав новую, «внеклеточную» систему синтеза ДНК, Корнберг открыл особый фермент – ДНК-полимеразу, – скрепляющий элементы ДНК и обеспечивающий образование химических связей в остове ДНК. Выполненный Корнбергом синтез ДНК с использованием фермента ДНК-полимеразы оказался столь неожиданным и важным событием, что уже в 1959 году, менее чем через два года после ключевых экспериментов, Корнберг был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. После объявления о том, что Корнберг стал лауреатом этой премии, он сфотографировался с копией той модели двойной спирали, которую я возил в Колд-Спринг-Харбор в 1953 году.

Артур Корнберг на момент присуждения ему Нобелевской премии

Мэтт Мезельсон с ультрацентрифугой – аппаратом, в котором был проведен «самый красивый биологический эксперимент»

Вошла в роль: Николь Кидман снискала восторженные отзывы за роль Розалинд Франклин в театральной постановке «Фотография 51» компании Уэст-Энд (2015) по одноименной пьесе Анны Циглер (Anna Ziegler). Здесь Кидман рассматривает красивое рентгенографическое изображение, в честь которого и названа пьеса

Лишь в 1962 году Френсис Крик, Морис Уилкинс и я сам получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Розалинд Франклин четырьмя годами ранее безвременно скончалась от рака яичников – ей было всего тридцать семь лет. Незадолго до того они с Криком хорошо сработались и стали настоящими друзьями. После двух онкологических операций, которые так и не остановили рост раковой опухоли, Франклин любила прогуливаться в Кембридже с Криком и его женой Одиль.

В Нобелевском комитете существовало и продолжает соблюдаться строгое правило: никогда не делить одну премию более чем натрое. Если бы Франклин выжила, то возникла бы дилемма, кому присудить часть премии: ей или Морису Уилкинсу. Шведы могли бы решить эту проблему, удостоив в тот год их обоих Нобелевской премии по химии. Однако в данном случае эту премию по химии получили Макс Перуц и Джон Кендрю, выяснившие соответственно объемные структуры гемоглобина и миоглобина.

Меня много критиковали за то, как я охарактеризовал Розалинд Франклин в моей опубликованной в 1968 году книге «Двойная спираль», повествующей о событиях того времени. Хотя Розалинд долгое время отказывалась признавать, что ДНК – это двойная спираль, благодаря ее работе мы получили абсолютно незаменимые научные данные. К счастью, в настоящее время ее заслуги оценены по достоинству, в том числе и с моей стороны, в послесловии к книге «Двойная спираль». Бренда Мэддокс написала о ней душевную биографическую книгу «Розалинд Франклин: темная леди ДНК». Не менее талантливо образ Розалинд воссоздала Николь Кидман, завораживающе сыгравшая ее в пьесе «Фотография 51» (компания Уэст-Энд, 2015). Так называлась одна из фотографий B-формы ДНК, полученных методом рентгеновской дифракции, которые сделал Раймонд Гослинг, аспирант Розалинд (о нем я рассказывал на с. 62). Этот снимок позволял предположить, что молекула имеет спиралевидную форму. Розалинд отложила этот снимок в сторону в мае 1952 года, а Морис Уилкинс показал мне его только в январе 1953 года. Честно говоря, ей он в этом так не признался. Вообще-то вся эта история с ДНК развивалась в духе «рыцарей плаща и кинжала».