Мы продали наш дом с пятью спальнями и видом на долину Большого соленого озера и горный хребет Уосатч, а здесь снимали жилье, находившееся в собственности Совета медицинских исследований (MRC). С первой же недели мы стали подыскивать дом. Прежде чем посвятить себя работе, я выяснил, сколько в Кембридже может стоить скромный таунхаус, и понял, что мы можем себе такой позволить. В период от решения до сделки цена успела вырасти на 50 %, так цены и росли практически каждую неделю. Некоторое время нашу цену перебивали практически по каждому варианту, и наша неспособность купить какое-либо жилье все сильнее удручала Веру. Пожалуй, ситуация усугублялась еще и тем, что я до одержимости сосредоточился на работе.
Как правило, переезд существенно замедляет рабочий темп, но у нас была пара факторов, которые позволили даже ускорить движение к цели. Мы уже собрали данные, требуемые на этом этапе, время для переезда было выбрано как нельзя удачно, ведь LMB располагала превосходными вычислительными мощностями. Это означало, что я мог ускорить работу, делая много параллельных вычислений, а затем использовать те, которые работали для следующего набора вычислений.
Оказалось, что прок будет практически от любого из соединений, в которых Бил выдерживал кристаллы 30S. Семнадцатиатомный вольфрамовый кластер единственный давал достаточно сильные сигналы, просматривавшиеся на картах Паттерсона как отчетливые пики. Однако все остальные соединения также хорошо связывались с субъединицей 30S.
Когда сигнал слабее, можно прибегнуть к программам, позволяющим отыскивать тяжелые атомы почти автоматически. К ним относится программа SOLVE, которую написал Том Тервиллигер – один из тех немногих блестящих кристаллографов-программистов, которые пишут софт, а затем отдают его в общее пользование. Жизнерадостный парень с отличным чувством юмора, он работал в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, а его жена служила егерем в Национальном лесном заказнике Санта-Фе неподалеку. Я пользовался его программой, сравнивая различные способы расшифровки структур методом MAD. Его программа была не хуже других, и пользоваться ею было гораздо проще. Том написал SOLVE, стараясь автоматизировать не только нахождение производных с тяжелыми атомами, но и их использование для расчета фаз и построения плотностных карт по данным электронного микроскопа, то есть объемных изображений.
К тому времени, когда я обосновался в Кембриджской лаборатории, Брайан обнаружил, что SOLVE находит пики, соответствующие позициям тяжелых атомов, для любого соединения, в котором Бил выдерживал кристаллы 30S, включая все другие кластеры и разные лантаноиды и гексааммин осмия.
Изначально программа выявляла только самые выраженные пики, но, комбинируя данные, мы постепенно смогли нащупать и более слабые. Такое комбинирование оказалось не слишком простым делом. При соединении кристалла с тяжелым атомом видоизменяется форма кристалла – он теряет изоморфность, а значит, субъединицы 30S слегка меняются. Поэтому не удавалось просто скомбинировать 15–20 множеств данных, взятых от разных кристаллов, – требовалось собрать такую комбинацию, которая давала бы наилучшие карты. Работать над этим в LMB, располагая ее многочисленными компьютерами, было особенно удобно, так как здесь я мог параллельно пробовать множество комбинаций и сравнивать карты.
Еще один странный выигрыш от переезда заключался в разнице часовых поясов. Я мог запустить ряд вычислительных задач, а под вечер отослать результаты их выполнения в Юту по электронной почте (В Юте было на семь часов меньше.) Брайан и Бил рассматривали карты во время их рабочего дня и сообщали мне, какие варианты работают, а какие – нет. Поэтому, приходя на работу следующим утром, я уже читал их сообщения. Наша команда работала почти круглосуточно.
Постепенно у нас перед глазами вырисовывалась молекула. Поначалу мы наблюдали лишь ее самые общие очертания, места ее расположения и соприкосновения с соседними молекулами в кристаллической решетке. Затем мы стали нащупывать все более детальные контуры. По мере совершенствования карт нам удавалось находить еще менее выраженные сигналы, даже такие, которые не позволяла автоматически выявить SOLVE – и, когда мы добавляли их в вычисления, карты получались еще лучше.
Примерно через месяц после моего прибытия в Кембридж нам удалось выстроить длинную двойную спираль РНК, шедшую прямо по поверхности субъединицы 30S. Я редко зарабатывался настолько допоздна, а в тот вечер выскочил из видеографической аппаратной LMB и обнаружил Ричарда Хендерсона, известного своей привычкой работать глубокой ночью. Он согласился, что контуры похожи на двойную спираль. Разволновавшись, я отправил снимок в Юту. И захотел оказаться там, когда они его увидят.
Брайан очень быстро нашел на карте характерные очертания 30S. Затем он обнаружил множество других участков РНК, закрученных в двойную спираль. Мы знали, что РНК в 30S образует около 40 спиралей, хотя некоторые из них были весьма короткими, в отличие от h44, которую мы заметили первой. Спирали РНК относятся к A-форме (ее впервые заметила Розалинда Франклин), а для ДНК более распространена B-форма. Бил увидел узкую глубокую большую и широкую мелкую малую бороздки, характерные для спиралей A-формы. Наша стратегия работала даже лучше, чем мы рассчитывали.
Рис. 11.1. Волнующий момент: здесь четко просматривается двойная спираль РНК с небольшими выпуклостями; это фосфатные группы на каждой из нитей
На данном этапе моя коллега Даниэла Роудс посоветовала опубликовать наши результаты в Nature. Даниэла широко известна благодаря своим исследованиям хроматина, но к тому же она еще двумя десятилетиями ранее занималась важной работой над тРНК совместно с Аароном Клугом и Брайаном Кларком. Во время моего творческого отпуска мы с ней крепко сдружились, а теперь она горячо поддержала мой переезд в Кембридж. Она сообщила редактору Nature о наших результатах, и он вышел с нами на связь, сказав, что очень заинтересован их напечатать. Мы рассудили, что краткий отчет о достигнутом нами прогрессе – хороший способ застолбить территорию. Такие короткие сообщения в Nature по традиции именуются письмами, в отличие от статей, представляющих собой фундаментальные работы. Однако длиннее не значит лучше. Одна из наиболее важных статей, опубликованных в Nature, принадлежит Уотсону и Крику и описывает структуру двойной спирали ДНК. Это удивительно краткая заметка – около восьмисот слов.
Но казалось, что что-то не так с нашими картами. Мы в изобилии видели на них РНК, но не замечали ни следа белков. Белки там должны были просматриваться, ведь известно, что в 30S их около двадцати. Возможно, из-за того, что они не были такими плотными, как РНК, их не было видно на наших картах. Ломая над этим голову, я заметил, что некоторые из уплотнений выглядели как трубочки, но гораздо более тонкие, чем двойные спирали РНК. Они напоминали по размеру альфа-спирали, зачастую образуемые белками, а в некоторых местах эти трубочки укладывались именно так, как это должно происходить в белках. Я написал Брайану, рассказав ему об увиденном, и отправился спать.
