Закономерные чудеса

События развертывались стремительнее, чем можно было ожидать. Очень скоро один из ученых, Д. Тодаро, доказал: фермент обратная транскриптаза содержится и не в онкогенных вирусах. И уже совсем было грустно слышать всем, кто лелеял радужные мечты о наметившихся путях решения проблемы лечения рака, когда несколько ученых сообщили: обратная транскриптаза обнаружена в здоровых клетках. Затеплившиеся надежды рухнули. Обратная транскриптаза оказалась не характерной ни для онкогенных вирусов, ни для раковых клеток.

Увы, дороги молекулярной биологии не усыпаны только розами. Проблема обратной транскрипции еще далеко не разрешена. Желающим ею заняться можно порекомендовать поразмыслить хотя бы над таким вопросом: что делает обратная транскриптаза в клетках здорового организма?

После сенсационного сообщения Г. Темина прошло шесть лет. Открытие выдержало проверку временем. Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 1975 год присудили двум талантливым исследователям — Г. Темину и Д. Балтимору.

В стеклянной колыбели

Синтезировать ген — эта дерзкая мечта десять лет назад казалась неосуществимой. Но достижения молекулярной биологии скоро позволили вплотную подойти к ее воплощению.

В 1965 году было разгадано строение первой транспортной РНК. Сегодня известны первичные структуры почти всех транспортеров аминокислот, и усилия ученых направлены на разгадку их пространственной конфигурации. Важно понять связь между химическим строением этих молекул и функциями, которые они выполняют в живой клетке.

Р. Холли установил первичную структуру аланиновой транспортной РНК, той, что переносит к месту сборки белковой молекулы аминокислоту аланин. Результаты его исследований вызвали настоящую цепную реакцию и привели к серии других выдающихся достижений. Среди них едва ли не первое место занимает синтез гена в лаборатории X. Кораны. Это о нем один из крупнейших биохимиков нашего времени, А. Корнберг, сказал: "То, что вы сделали, — это атомная бомба 1980 года".

Как развивались события, предшествующие синтезу гена?

Сам X. Корана как-то сказал, что решение синтезировать ген было принято тотчас же, как он узнал от Р. Холли последовательность нуклеотидов в аланиновой транспортной РНК. Успех дела обеспечили ряд обстоятельств. X. Корана в совершенстве овладел химией нуклеотидов и умел целенаправленно создавать связи между нужными нуклеотидами.

Способность нуклеотида вступать в реакции весьма многообразна. Если только так можно выразиться, нуклеотид обладает норовистым характером. Важно заставить это элементарное звено подчиняться желанию экспериментатора и обязать нуклеотид вступать в нужные для химика реакции. В лаборатории X. Кораны сумели полностью обуздать непокорные нуклеотиды.

Программа исследований по синтезу гена делилась на несколько этапов. Прежде всего нужно было синтезировать блоки, состоящие из 4-20 нуклеотидов. Такие блоки химики называют олигонуклеотидами.

Полученные химическим путем блоки нуклеотидов соединялись в две нити, которые были комплементарны. А вот чтобы связать готовые олигонуклеотиды в единую цепь, использовали фермент, который умеет "сшивать" концы этих блоков, лигазу.

Итак, можно взять нуклеотидный блок, состоящий из 20 нуклеотидов. Добавить к нему два других блока, каждый из которых тоже состоит из 20 нуклеотидов. Половина каждого из этих двух блоков должна быть комплементарна половинкам первого нуклеотида. Если теперь смешать в одной колбе растворы всех трех блоков, то произойдет самосборка. В результате образуется фрагмент двухцепочной молекулы ДНК. Но пока в этой новой двухцепочной молекуле каждая из цепочек составлена из отдельных блоков. Если теперь к раствору добавить фермент лигазу, то блоки будут "пришиваться" по концам нуклеиновой кислоты. Таким образом, можно последовательно удлинять "нить жизни". Действуя как опытный дирижер, умело сочетая методы химического и биологического синтеза, X. Корана ?нтезировал ген аланиновой транспортной РНК, ответственной за перенос аминокислоты аланина.

В последнее время в его лаборатории ведутся работы по синтезу гена тирозиновой транспортной РНК, которая транспортирует другую аминокислоту, тирозин, наконец, перед исследователями стоит труднейшая задача: заставить синтетические гены работать.

Однажды X. Корану спросили, какие события в его жизни запомнились ему больше всего. "Были очень волнующие моменты, — ответил ученый. — Например, когда мы впервые в начале 1968 года (это было 9 января, в день моего рождения) применили ДНК-лигазу и видели, что с ее помощью можно сшивать олигонуклеотиды... Дни, подобные этому, редки". В 1968 году Коране совместно с двумя другими выдающимися иохимиками М. Ниренбергом и Р. Холли была присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии за расшифровку генетического кода.

Как работает прославленный биохимик X. Корана? В чем секрет его замечательных достижений?