Учитывая его успехи в кристаллизации столь многих важных белков, Парадису предложили работу в отделе Виттманна, который наверняка был в курсе обстоятельств отъезда Парадиса из Лондона. Проработав у Виттманна до 1974 года, он опубликовал статью о кристаллизации рибосом и после этого получил профессорскую кафедру в Свободном Университете Берлина. Несколько лет спустя, в 1983 году, Уэйн Хендриксон и несколько других ведущих кристаллографов изложили журналу Nature свои убеждения, что основные элементы исследований Парадиса представляют собой «заведомо неверную интерпретацию» и «должны быть отброшены»
[10]. Хотя Парадис и ответил на это письмо, защищая свою работу, вскоре он был вынужден оставить берлинский пост по причинам (он это подчеркивал) совершенно другого характера и исчез из мира структурной биологии.
Зачастую достаточно всего лишь сказать о чем-то «это возможно», чтобы сломать колоссальный психологический барьер и мотивировать людей что-то попробовать. Пусть даже результаты Парадиса о синтезе кристаллической тРНК были в основном опровергнуты, Брайан Кларк, также работавший над данной проблемой в то время, рассказывал, что его подстегнули именно заявления Парадиса, а некоторые его выводы даже пригодились ему при синтезе настоящих кристаллов тРНК. А Виттманн, не обращавший внимания на провалы Парадиса (или не веривший, что это провалы), продолжал искать сотрудника, который попытался бы кристаллизовать рибосому.
Одним из таких сотрудников сталл Боб Флеттерик, канадский кристаллограф, успешно работавший в Университете провинции Альберта в Эдмонтоне. Он был влюблен в девушку-немку, с которой решил провести пару лет в Германии. В начале 1978 года он связался с Виттманном и спросил, может ли поработать в его институте над кристаллизацией рибосом. Виттманн согласился, и по его рекомендации несколько месяцев спустя Флеттерику присудили стипендию Александра Гумбольдта – жалованье, превышающее доход от преподавательской должности в Канаде. Однако союз Флеттерика и Виттманна так и не состоялся, поскольку девушка Флеттерика вдруг изменила планы, и его больше ничто не влекло в Германию. К тому времени ему поступило множество предложений о преподавательской работе в США, и остаток карьеры он провел штатным сотрудником Калифорнийского университета в Сан-Франциско.
Возможно, потерпев неудачу и с Парадисом, и с Флеттериком, Виттманн упал духом, но ему повезло, и к нему обратилась Ада Йонат, которая обладала идеальным для проекта сочетанием амбиций и упорства.
На тот момент Йонат была штатным преподавателем в израильском Институте Вейцмана. После знакомства с Виттманном на конференции она предложила ему сотрудничество. К счастью, у Виттманна как раз была неиспользованная стипендия Гумбольдта, и он быстро договорился, чтобы вместо Флеттерика ее получила Йонат.
Рис. 4.1. Хайнц-Гюнтер Виттманн (публикуется с разрешения Бригитты Виттманн-Либольд) и Ада Йонат (публикуется с разрешения Уильяма Дуа)
Путь Йонат в Берлин был непрост, ей пришлось преодолеть ряд мучительных преград. Она выросла в Иерусалиме в небогатой ортодоксальной семье, находящейся в бедственном положении из-за смерти отца в возрасте сорока двух лет. Родители всячески мотивировали Аду учиться, но обстоятельства вынудили девушку помогать кормить семью. Было понятно, что она далеко пойдет, поскольку ей удалось окончить Еврейский университет в Иерусалиме и защитить кандидатскую диссертацию в Институте Вейцмана. Окончив постдокторантуру в США, она вернулась в Институт Вейцмана, чтобы преподавать.
Работу, связанную с исследованием рибосом, Йонат начала с попытки кристаллизовать один белковый фактор, помогающий рибосоме начать сборку с нужной точки мРНК, но, работая год, почти не получила результата. Кроме того, ей пришлось пережить простой в несколько месяцев после несчастного случая – велосипедной аварии. В тот период, как она рассказала в интервью Элизабет Пенниси для журнала Science в 1999 году, она осознала, что в лаборатории Виттманна приготавливают множество очищенных рибосом от самых разных организмов, и попросила его разрешения попробовать кристаллизовать их.
Опыт работы Йонат в кристаллографии сводился к исследованию пары небольших белков; кроме того, у нее еще не было публикаций, посвященных рибосомам. Однако после двух осечек с Парадисом и Флеттериком Виттманн, пожалуй, был только рад, что кто-то по доброй воле хочет взяться за столь нетривиальный проект. В той же статье под авторством Пенниси Йонат вспоминала: «Он сказал, что это мечта его жизни, и обеспечил меня всем необходимым»
[11].
Прорывы в биологии зачастую происходят благодаря тому, что ученый правильно подобрал подопытное животное. Например, изучить передачу нервных импульсов удалось на гигантских аксонах кальмаров – их волокна настолько толстые, что в них можно вставить электрод. Первые генетики работали с дрозофилами, так как эти плодовые мушки очень быстро размножаются, и у них можно отслеживать множество визуальных маркеров, например цвет глазок, чтобы логически вывести, как наследуются различные признаки. В мире бактерий стандартным организмом для всевозможных биохимических и генетических исследований является кишечная палочка (Escherichia coli, E. Coli), так как ее легко выращивать: численность удваивается каждые двадцать минут. Латинское название бактерии указывает как на ее первооткрывателя, Теодора Эшериха, так и на то, что она обитает в прямой кишке. Она известна широкой публике в основном из-за тяжелых вспышек дизентерии, которую могут вызывать некоторые ее вирулентные штаммы. Неудивительно, что именно кишечная палочка стала основным биоматериалом для получения очищенных рибосом и их изучения, а в лаборатории Виттманна она имелась в избытке. Первые попытки кристаллизовать ее рибосомы позволили синтезировать лишь микрокристаллы, настолько мелкие, что пользы в них было не больше, чем в плоских кристаллах, исследуемых под электронным микроскопом. Требовался новый организм, и, к счастью, коллега Виттманна Фолькер Эрдманн нашел его.
В пятнадцатилетнем возрасте Эрдманн эмигрировал из Германии в США, где окончил старшие классы и колледж в Нью-Гэмпшире. Ему было любопытно вернуться на историческую родину, поэтому в аспирантуру он отправился в Германию. Защитив кандидатскую диссертацию, Эрдманн стал работать в лаборатории у Масаясу Номуры в Висконсине. Он знал, что Номуре удалось разобрать и вновь собрать малую субъединицу рибосомы (30S), поэтому захотел проверить, получится ли проделать то же самое с большой субъединицей (50S). Названия субъединиц бактериальных рибосом (30S и 50S) характеризуют, как быстро они выпадают в осадок в пробирке при центрифугировании. Заглавная буква S означает «единицы Сведберга», названные в честь шведского ученого Теодора Сведберга, исследовавшего скорость седиментации молекул в ультрацентрифуге. Инересно, что коэффициент седиментации целой бактериальной рибосомы равен 70S, а не 80S, так как скорость оседания частицы зависит от ее формы (а также массы).
