Гены и судьбы

Принципиальным звеном в разработке этого направления считаются работы английских ученых Ф. Гриффита и О. Эвери по превращению микробов-пневмококков (вызывают воспаление легких) из невирулентных, в вирулентные (от лат. «вирулентный» — ядовитый; вирулентность — степень болезнетворности микроорганизма). Эти два типа микроорганизмов хорошо различаются по внешнему виду. Невирулентные штаммы пневмококков образуют шероховатые колонии на чашках с агаром, а вирулентные — гладкие.

Ф. Гриффит, нагревая сосуд с микробами, тем самым убивал вирулентные бактерии. Затем он вводил их мышам, которые оставались живыми. Прогретые микробы теряли способность убивать мышей. Однако стоило «смешать» эти убитые нагреванием бактерии с живыми невирулентными, как введение их в организм мышей оказывалось смертельным. Тщательно исследовав бактерии, извлеченные из погибших мышей, Ф. Гриффит обнаружил, что они имеют внешний вид вирулентных бактерий, (гладкий), хотя вводил он живые невирулентные бактерии, дающие шероховатые колонии. А это могло означать единственное: живые невирулентные бактерии трансформировались в вирулентные.

О. Эвери повторил весь путь возможной трансформации бактерий не в организме мышей, а в пробирке. Ему удалось четко доказать, что трансформация осуществляется через ДНК.

Работа О. Эвери (вместе с Мак-Карти и Мак-Леодом) была опубликована в 1944 году. Нельзя сказать, что тогда она была воспринята генетиками как доказательное обоснование химических основ наследственности через ДНК. Да, большинство открытий воспринимается не сразу. Но сегодня, несомненно, работу О. Эвери с соавторами рассматривают в качестве одного из серьезных рычагов, с помощью которых генетику поворачивали на молекулярные рельсы.

Интересно отметить, что ученых, о работах которых я вам только что рассказал, казалось бы, не связывали никакие общие интересы. Фред Гриффит работал в министерстве здравоохранения в Лондоне, его научные интересы относились к области развития методов классификации патогенов (организмов, вызывающих болезни). Что же касается Освальда Эвери, то он трудился в лаборатории одного из лучших в тот период специалистов по ДНК, химика П. Левена, глубоко и серьезно изучавшего ее химическую структуру. И все же разные дороги привели этих разных специалистов к одной цели.

Концепция химических основ наследственности в виде ДНК, несмотря на убедительные опыты Ф. Гриффита и О. Эвери, была принята генетиками не сразу. Разберем следующий факт.

На печально знаменитой для нашей генетики августовской сессии ВАСХНИЛ (1948 г.), разгромившей советскую биологию, крупнейший советский ученый И. А. Рапопорт в своем смелом выступлении, призывая к материалистическому пониманию гена, все еще говорил о его белковой природе. А ведь И. А. Рапопорт всегда был и остается образованнейшим генетиком. Такое «упорствование» ни в коей мере нельзя рассматривать как его заблуждение. Речь может идти лишь о том, что пора восприятия открытий Ф. Гриффита и О. Эвери еще не пришла.

Не пришла, вероятно, для биологов. Дело в том, что химики стали уделять ДНК все больше и больше внимания. Вообще-то, эти работы велись с 1890 года. Четыре основания ДНК: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т) разделяются на две группы. К пуриновым основаниям относят А и Г, к пиримидиновым Т и Ц. Большинство ученых продолжали считать ДНК просто монотонной, или однообразной, ниточкой бус из четырех оснований. К тому же длительное время «подтверждалось» ошибочное представление, что в ДНК содержится равное количество всех четырех оснований. Для химиков подобного ряда молекулы «примитивны» из-за их однообразия, и они теряют к ним исследовательский интерес.

Теряют, но не все. Сообщество ученых очень уж разнообразное, и не узнаешь, кто когда куда пойдет. Цели при этом у всех разные, а мотивация одна — узнать, что там все-таки?

Тому, что работы по расшифровке тайны ДНК не прекратились, мы обязаны… химику — ученому, решившему проверить, верны ли бытовавшие в то время представления о химическом строении ДНК.

Имя этого ученого Эрвин Чаргафф. Занимался он вместе со своими коллегами изучением химической природы трансформации пневмококков. Тех самых шаровидных бактерий, вызывающих у человека пневмонию, с которыми работали Ф. Гриффит и О. Эвери. Именно он первым в мире подобрал к ДНК «ключ», воспользовавшись высокоразрешающим химическим методом очистки и техникой разделения всех четырех оснований, каждый раз количественно сопоставляя полученные таким образом молекулы. Но для этого ученый должен был получить каждое вещество в отдельности. Насколько это была трудная работа, можно судить хотя бы по тому, что вещества выделялись в ничтожно малых количествах, как сказали бы в наши дни — в наннограммах.