В последние годы было продемонстрировано – главным образом в работах Джерома Карле и Херберта Хауптмана, – как выполнить эту задачу для малых молекул, внеся в расчеты различные естественные ограничения. За эти работы они получили Нобелевскую премию по химии 1985 г. Но даже в наше время подобные методы сами по себе не годятся для крупных молекул большинства белков.
Поэтому неудивительно, что на конец 1940-х Перуц далеко не продвинулся. Я внимательно выслушал, как он рассказывает о своей работе, и даже отважился на несколько замечаний. Благодаря этому, вероятно, я сумел показаться ему более восприимчивым и способным схватывать на лету, чем был на самом деле. Во всяком случае, я произвел на Перуца достаточное впечатление, чтобы он одобрил мое намерение работать с ним, при условии, что Совет выдаст мне финансирование.
В 1949 г. мы с Одилией поженились. Впервые мы познакомились в войну, когда она служила офицером на флоте (точнее, во WREN – женской вспомогательной службе ВМС, аналоге американской WAVES)
[17]. Под конец войны она работала в штаб-квартире Адмиралтейства в Уайтхолле (улица в Лондоне, где располагаются основные правительственные организации), переводя перехваченные немецкие документы. После войны она продолжила художественное образование в Школе искусств св. Мартина на Черинг-кросс, неподалеку от Уайтхолла. Я тоже тогда работал в Уайтхолле, в службе морской разведки, так что нам было нетрудно видеться. В 1947 г. мы с Дорин развелись. Одилия перешла в Королевский колледж искусств учиться на модельера, но после первого курса решила оставить учебу и выйти замуж.
Медовый месяц мы провели в Италии. Лишь после возвращения я узнал, что в наше отсутствие в Кембридже проходил Первый международный конгресс по биохимии. В то время научных конференций было куда меньше, чем теперь. Как начинающий исследователь, все еще, можно сказать, любитель, я даже не особо подозревал об их существовании. Полагаю, в подсознании у меня гнездилось убеждение, что наука – занятие для джентльменов (пускай и обедневших). Как ни трудно в это поверить, я не представлял себе, что для многих это поле конкурентной борьбы.
Перуцы на тот момент проживали в тесной меблированной квартирке, очень удобно расположенной – вблизи центра Кембриджа, всего в нескольких минутах ходьбы от Кавендишской лаборатории. Теперь они собирались переехать в пригородный дом, чтобы жить просторнее, и предложили нам свою квартиру. Мы обрадовались этому предложению и въехали в «Зеленую дверь» – так называлась квартира, состоявшая из двух с половиной комнат и кухоньки, в верхнем этаже бывшего дома священника при церкви св. Клемента на Бридж-стрит, между началом Португал-плейс и Томпсонс-лейн. Хозяин, державший табачную лавку, вместе со своей женой занимал главную часть дома, а мы – чердак. Собственно зеленая дверь находилась на первом этаже, с заднего крыльца, и вела на узкую лестницу, поднимавшуюся наверх к нашим комнатам. Уборная и раковина находились на площадке в середине лестницы, а ванна, накрытая откидной доской, была втиснута в кухню. Тому, кто хотел принять ванну, зачастую приходилось переставлять разношерстное собрание кастрюль и тарелок. Одна комната служила гостиной, вторая – спальней, а в самой маленькой комнатке спал мой сын Майкл.
Мы с Одилией неторопливо завтракали у чердачного окошка в нашей тесной гостиной, глядя оттуда на кладбище, Бридж-стрит и дальше, до часовни колледжа св. Иоанна. В те годы машин было гораздо меньше, зато велосипедов много. Порой вечерами мы слышали, как на дереве у колледжа ухает сова. Доход у нас был маленький, но, по счастью, и квартирная плата была совсем низкой, при том что квартира сдавалась с мебелью. Хозяин принес глубокие извинения, когда ему пришлось поднять плату с тридцати шиллингов в неделю до тридцати шиллингов и шести пенсов. Одилия наслаждалась новообретенным досугом, читала французские романы у газового нагревателя и ходила вольнослушательницей на лекции по французской литературе, тогда как я погрузился в романтику настоящего научного исследования и восторг перед новой темой.
Первое, что мне пришлось сделать, – выучиться рентгеновской кристаллографии, как теории, так и практике. Перуц посоветовал мне учебники, и меня познакомили с азами выращивания кристаллов и съемки в рентгеновских лучах. Простой обзор составляющих рисунка рентгеновской дифракции, как правило, не только достаточно непосредственно выявлял физические параметры элементарной ячейки (повторяющегося элемента пространственной организации), но также давал некоторые сведения о ее симметрии. Поскольку биологические молекулы часто обладают хиральностью – их зеркальные отображения не встречаются в живых организмах, – то некоторые элементы симметрии [инверсия по центру, зеркальное отражение и соответствующие плоскости скольжения] невозможны в белковых кристаллах. Это ограничение резко сокращает возможный набор комбинаций симметрии, или, как их называют, пространственных групп.
Имеется также известное ограничение на оси вращения. Например, рисунок обоев может обладать симметрией второго порядка – он выглядит точно так же, если повернуть его на 180 градусов, – или третьего, четвертого либо шестого. Все остальные оси вращения невозможны, включая ось симметрии пятого порядка. Это ограничение верно для любого протяженного рисунка с двумерной симметрией (плоскостной группы), а следовательно, и для протяженной трехмерной симметрии (пространственной группы). Разумеется, одиночный объект может обладать симметрией пятого порядка. Правильные додекаэдр и икосаэдр, обладающие осями симметрии пятого порядка, были известны еще древним грекам, но что дозволено в точечной группе (у которой нет измерений), невозможно в плоскостной группе (у которой два измерения) и тем более в пространственной (с тремя измерениями). В мусульманском искусстве, где вера запрещает изображать людей и животных (так как Пророк был настроен резко против язычества), по этой причине часто преобладают геометрические орнаменты. Порой можно наблюдать, как художник пробует там и сям экспериментировать с симметрией пятого порядка, но ему никогда не удается создать на ее основе повторяющийся узор. Как оказалось, белковые оболочки многих мелких «сферических» вирусов (например полиомиелита) обладают симметрией пятого порядка, но это совсем другая история.
Теория рентгеновской дифракции на кристаллах проста – настолько, что большинство современных физиков считают ее довольно скучной. Хотя в ней необходимо владение алгебраическими расчетами, я вскоре обнаружил, что могу решить многие математические проблемы благодаря комбинации картинок и логики, не продираясь предварительно сквозь математику.
Несколько лет спустя, когда к нам в Кавендишскую лабораторию пришел Джим Уотсон, я использовал кое-что из этих визуальных методов с более глубоким привлечением математики, чтобы обучить его основам рентгеновской дифракции. Я даже собирался написать по этой теме небольшое учебное пособие, под заголовком «Преобразования Фурье для орнитологов» (Джим стал биологом потому, что с детства любил наблюдать за птицами), но меня в ту пору слишком многое отвлекало, и книга так и не была написана.
