Конечно, самого вопроса это допущение не разрешало. Оно просто превращало его из непосильного в посильный. Потому что все еще оставался вопрос, как сделать точную копию с одномерной последовательности. Чтобы подступиться к нему, нужно вернуться к тому, что в ту пору было известно о ДНК.
К концу сороковых наши знания о ДНК углубились в нескольких существенных отношениях. Было установлено, что молекулы ДНК все же не так уж коротки. Их точная длина оставалась неясной. Теперь мы знаем, что они казались короткими потому, что, хотя это и длинные молекулы (длинные в прямом смысле, как веревка), они легко разрываются, когда их извлекают из клетки и помещают в пробирку. Достаточно перемешать раствор ДНК, чтобы длинные молекулы распались. Их химическая природа теперь была известна лучше, и более того, тетрануклеотидная гипотеза приказала долго жить – ее похоронили великолепные исследования химика из Колумбийского университета, австрийского эмигранта Эрвина Чаргаффа. Было известно, что ДНК – тоже полимер, но с совсем другим остовом и всего четырьмя «буквами алфавита» вместо двадцати. Чаргафф показал, что ДНК разного происхождения содержит совершенно разные количества этих четырех оснований (как их назвали). Возможно, ДНК была не такой уж убогой молекулой. Она теоретически могла быть достаточно длинной и разнообразной, чтобы нести генетическую информацию.
Еще до того как я уволился из Адмиралтейства, появились кое-какие довольно неожиданные данные, указывающие, что разгадка связана с ДНК. В 1944 г. Эвери, Маклеод и Маккарти – команда исследователей Рокфеллеровского института в Нью-Йорке – опубликовали статью, в которой утверждалось, что «трансформирующий фактор» пневмококка состоит из чистой ДНК.
«Трансформирующим фактором» было вещество, полученное из штамма бактерий с гладкой оболочкой. Добавленный к родственному штамму, у которого не было такой оболочки, он «трансформировал» его, и некоторые из бактерий-реципиентов тоже приобретали гладкую оболочку. Что еще важнее, у всех потомков таких клеток была одинаковая гладкая оболочка. В статье авторы были осторожны по части интерпретации результатов, но в письме брату, ныне знаменитом, Эвери высказался более откровенно. «Что-то вроде вируса – может быть, и ген», – написал он.
Этот вывод научная общественность приняла не сразу. Авторитетный биохимик Альфред Мирский, тоже сотрудник Рокфеллеровского института, был убежден, что трансформация вызывалась какой-то примесью загрязнения в ДНК. Позднее более тщательные исследования Роллина Хотчкисса в том же Рокфеллеровском институте показали, что это маловероятно. Скептики возражали, что данные Эвери, Маклеода и Маккарти неубедительны, поскольку трансформируется только один признак. Хотчкисс продемонстрировал возможность трансформации еще одного признака. То, что подобные трансформации часто оказывались неустойчивыми, трудными для осуществления и затрагивали меньшинство клеток, не способствовало победе. Другое возражение заключалось в том, что явление было доказано только для данных бактерий. Хуже того, тогда еще не было доказано наличие генов у каких бы то ни было бактерий; правда, в скором времени гены бактерий будут открыты Джошуа Ледербергом и Эдом Тейтемом. Короче говоря, существовало опасение, что трансформация – единичный курьез и не имеет отношения к высшим организмам. Эта точка зрения была не совсем безосновательна. Единичное изолированное свидетельство, сколь угодно впечатляющее, всегда оставляет место для сомнений. Убедительным может быть только схождение нескольких различных рядов данных.
Иногда утверждают, будто работу Эвери и его коллег не признали и оставили без внимания. Естественно, их выводы вызвали пестрый спектр реакций, но трудно сказать, что они остались никому не известными. Например, высокочтимая и довольно консервативная организация – Лондонское королевское общество – наградила Эвери в 1945 г. медалью Копли, сославшись именно на его работу о трансформирующем факторе. Хотел бы я знать, кто выписывал для них цитату!
И все же, даже если оставить в стороне все возражения и оговорки, тот факт, что трансформирующий фактор состоял из одной ДНК, сам по себе не доказывал, что только ДНК служит наследственным материалом у пневмококка. Можно было выдвинуть вполне логичное утверждение, что ген состоит и из ДНК, и из белка, что каждый компонент несет свою долю наследственной информации и что по чистой случайности измененная ДНК-составляющая оказалась носителем информации, изменяющей полисахаридную оболочку. Возможно, при другом эксперименте нашелся бы белок, тоже способный дать наследуемые изменения оболочки или других признаков клетки.
Как бы ни интерпретировать данные, благодаря этому эксперименту и накопившимся знаниям о химической природе ДНК появилась возможность допустить, что только из ДНК гены и состоят. Между тем основной сферой интересов команды в Кавендишской лаборатории оставалась трехмерная структура белков, таких как гемоглобин и миоглобин.
4. Раскачивая лодку
Вернемся к моей биографии. Я все еще не мог связаться с Максом Перуцем. Как-то в конце сороковых я возвращался в Кембридж из лондонской поездки, договорившись о встрече с Перуцем в лаборатории физики, где он работал. Дорога поездом из Лондона была ничем не примечательна. Я смотрел, как мимо меня проплывают деревни, но мысли мои витали в другой области – их предметом был в основном грядущий визит в Кавендишскую лабораторию. Для британского физика Кавендишская лаборатория обладала особым ореолом престижа. Она получила название в честь Генри Кавендиша, физика XVIII столетия – отшельника и гениального экспериментатора. Первым ее профессором стал шотландский физик-теоретик Джеймс Кларк Максвелл (тот самый, которого уравнения). Пока лаборатория достраивалась, он проводил опыты у себя дома на кухне, а жена помогала ему поднимать температуру в помещении, кипятя воду в тазах.
Именно в Кавендишской лаборатории Дж. Дж. Томпсон «открыл» электрон, измерив его массу и заряд. Томпсон был любопытным примером экспериментатора, столь неловкого, что его коллеги старались не подпускать его к его собственным приборам, опасаясь, что он их сломает. Там начинал свою научную карьеру Эрнест Резерфорд, только что переехав из Новой Зеландии; впоследствии он сменит Томпсона на должности руководителя Кавендишской лаборатории. Под его руководством Кокрофт и Уолтон впервые «расщепили атом», то есть впервые осуществили распад атома в искусственных условиях. Там все еще стоял их подлинный ускоритель. А в начале тридцатых Джеймс Чедвик (с которым я познакомился позже, когда он возглавлял Кейус-колледж) за короткий срок в несколько недель открыл нейтрон. В те времена Кавендишская лаборатория находилась на передовых фронтах фундаментальных исследований в физике.
Директором лаборатории в то время был сэр Лоренс Брэгг (для близких друзей – Вилли
[16]), сформулировавший закон Брэгга для рентгеновской дифракции. Он стал самым молодым нобелевским лауреатом в истории – ему было лишь двадцать пять, когда он разделил Нобелевскую премию со своим отцом, сэром Уильямом Брэггом. Неудивительно, что я испытывал благоговейный трепет перед прославленным на весь мир учреждением и был взбудоражен предстоящим визитом.
