Дана Кэрролл, взявший меня на работу всего несколькими годами ранее, не скрывал, насколько потрясен этой новостью. Он сразу предложил мне прибавку к зарплате, из-за чего светившее мне снижение жалования стало еще болезненнее; но в глубине души он понимал, что дело не в деньгах. В конце концов он, Уэс и Крис поддерживали меня, даже после того, как я сообщил об уходе. Я чувствовал, что они не злятся, а наоборот – болеют за меня.
Но нужно было добиться максимального прогресса за время, оставшееся у меня до переезда. Брайан Уимберли успел расшифровать две структуры, в том числе – важного рибосомного белка, связывающегося с фрагментом РНК. К этому моменту его постдокторантуру уже можно было считать успешной, и он тоже без остатка посвятил себя проекту по изучению 30S.
Затем предстояло определиться, как получить все соединения, нужные для извлечения первичной структуры из кристаллов. Я собирался перебрать таблицу Менделеева и отыскать все металлы, которые могли бы давать сильный аномальный сигнал в рентгеновском спектре на синхротроне. В основном я обращал внимание на лантаноиды, например гольмий, иттербий, европий и т. п. Чтобы использовать эти элементы для получения фаз и, следовательно, карт, сначала требовалось определить, где они связываются с кристаллом. Существовали вычислительные методы, теоретически позволявшие локализовать эти атомы напрямую, но их еще никогда не применяли для решения подобной задачи.
Йельская группа уже продемонстрировала, что как минимум один кластер тяжелых атомов удается рассматривать на картах Паттерсона. Хотя от него получались лишь фазы с низким разрешением, отталкиваясь от этих фаз, можно было обнаруживать и местоположение других атомов, например лантаноидов. Поскольку между нами уже шла гонка, я чувствовал, что должен подстраховаться. Поэтому, как и Ада, а за ней – Том и Питер, я написал Майклу Поупу, химику-неорганику из Университета Джорджтауна, и попросил у него образцы соединений с кластерами вольфрама. Он отнесся ко мне очень приветливо и предоставил весь ряд таких соединений в виде неорганических молекул, содержавших от одиннадцати до тридцати атомов вольфрама. Вполне возможно, он удивился столь внезапному интересу к соединениям вольфрама со стороны различных кристаллографов, о которых он, вероятно, никогда не слышал. Еще мне удалось получить бромид тантала от Гунтера Шнайдера из Стокгольма, использовавшего это соединение для расшифровки крупного белкового комплекса. Наука действительно зависит от добродушия незнакомцев.
Стратегия была ясна. От одного из этих кластеров (или от карты, сделанной на электронном микроскопе) я мог получить фазы с низким разрешением, как это сделали в Йеле. Затем, воспользовавшись этими фазами для обнаружения в кристалле атомов, дававших сильный аномальный сигнал, я мог постепенно проложить путь к фазам с более высоким разрешением и пускаться в гонку. В конце концов мои расчеты уже показывали, что сигнал должен оказаться достаточно сильным. Но эти сигналы предполагали примерно такую дифракцию, которую мы получаем от типичного белка, и дифракция от 30S должна была выйти гораздо слабее. Поэтому я вдруг понял, что не уверен в работоспособности этого метода. Пришлось ставить опыт и просто надеяться, что данные на выходе получатся достаточно качественными.
Более надежную альтернативу я приметил, когда вышла статья о структуре крупнейшего фрагмента РНК, расшифрованного на тот момент. Том Чек показал, что участок РНК (рибозим) может самостоятельно расщепляться без участия фермента. За это открытие Том удостоился части Нобелевской премии. Постдок Тома, Дженнифер Дудна, начала проект по определению этой структуры у себя в лаборатории в Боулдере, а затем продолжила в Йеле, когда стала там штатной преподавательницей.
Рис. 10.1. Дженнифер Дудна и Джейми Кейт (публикуется с разрешения Джейми Кейта)
Дженнифер защитила кандидатскую диссертацию под руководством Джека Шостака в Гарварде, где занималась изучением катализа РНК. После постдокторантуры у Чека она отправилась в Йель, где продолжила делать успехи, а затем ее ждала завидная карьера в Беркли. В последние несколько лет она покорила весь мир, благодаря своему участию в разработке метода редактирования генов CRISPR-Cas, за что уже получила множество наград и, возможно, получит Нобелевскую премию. С учеными такое бывает нечасто, но однажды она появилась в журнале Vogue. Аспирант Джейми Кейт, который стал вместе с ней работать над проектом в Колорадо, последовал за ней в Йель. И не просто последовал, они стали звездной парой, как Том и Джоан.
В своей статье Джейми и Дженнифер не только описали MAD-метод, который я планировал применить для исследования субъединицы 30S, но и предложили компонент намного лучше лантаноида. Это был гексааммин осмия, который ранее никто не использовал для получения фаз кристаллических структур больших молекул. Выяснив, как это соединение связывается с молекулой РНК, я определил, что у него с рибосомой будут десятки таких «стыковочных точек», чего не скажешь о лантаноидах, которые могут соединиться с РНК в десяти, максимум двадцати местах. Поэтому сигнал от гексааммина осмия должен был получиться гораздо лучше.
Увы, в коммерческой продаже его не было. В статье авторы указали, что получили вещество от Генри Таубе, известного химика-неорганика из Стэнфорда. Я написал Таубе, но здесь удача оказалась на исходе. Он ответил мне лаконичным и несколько гневным письмом, в котором сообщил, что вещества у него не осталось, а поскольку грант его ликвидирован, у него нет средств на пополнение запасов. Я, физик-теоретик, подавшийся в биологи, определенно не мог синтезировать его самостоятельно. Но, к счастью, наука делается благодаря отзывчивости не только незнакомцев, но и друзей.
В данном случае на помощь пришел наш друг Брюс Бруншвиг. Мы с Верой познакомились с Брюсом и его женой Карен в Брукхейвене. Они понравились мне с первого взгляда. Брюс, выросший в Филадельфии, обладал чувством юмора на грани фола, какое бывает у евреев с Восточного Побережья; эту его черту я особенно обожал. Мы стали (и остаемся) очень близкими друзьями – отчасти потому, что у нас многое получилось, а также потому, что наши дети росли вместе и ходили в одну школу. Они жили в паре кварталов от нас, мы часто выезжали вместе погулять на выходные, и в такие вылазки нам с Брюсом больше всего запомнился долгий расслабленный отдых после обеда.
В отчаянии я обратился к Брюсу, бывалому химику-неорганику, и спросил, не смог бы он добыть мне немного гексааммина осмия. Он посмотрел на реакцию синтеза и сказал, что, возможно, справился бы с этим за пару недель с помощью лаборанта. Он не изменил себе и отказался обозначиться соавтором статей, которые позже меня прославили, назвав свой вклад обычным синтезом. Другие получали соавторство и за меньшее, а его помощь спасла меня от провала на пути к успеху.
Итак, я, наконец, собрал все соединения, которые, как я считал, понадобятся для выяснения структуры кристаллов. Сотрудничество с Иоахимом и Раджем по проекту IF3 также продвигалось хорошо, и вскоре мы картировали на электронном микроскопе 30S, а также получили первичные фазы. Постоянно пополняя запас кристаллов, которые медленно росли в холодном помещении, мы были готовы к прорыву.
