Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК: читать начало книги онлайн

Рэндалл, Джон (1905–1984)

Английский физик и ведущий изобретатель резонансного магнетрона – революционного элемента радара, который сыграл решающую роль в победе в воздушных и морских сражениях во время Второй мировой войны. Основал (1946 год) и возглавил отделение биофизики в Королевском колледже, Лондон, где Морис Уилкинс (в прошлом – его аспирант) и Розалинд Франклин независимо друг от друга занимались структурой ДНК. Стиль руководства Рэндалла описывали как «наполеоновский» в соответствии с принципом «Разделяй и властвуй», что препятствовало сотрудничеству Уилкинса и Франклин.

Саттон, Уолтер (1877–1916)

Американский хирург, защитивший диссертацию по теме деления клетки у кузнечиков, пока не забросил генетические исследования ради клинической практики. Сформулировал «хромосомную теорию наследственности», согласно которой выявленные Менделем «факторы» наследственности находятся в хромосомах.

Вавилов, Николай Иванович (1887–1943)

Русский ботаник и генетик, который считается по всему миру одним из величайших русских ученых. Прославился своей работой по генетике пшеницы и попытками увеличить ее урожаи, руководствуясь принципами Менделя. Пал жертвой Трофима Лысенко, третьесортного исследователя и первоклассного политикана, презиравшего менделизм и классическую генетику. В 1940 году Вавилов был арестован во время экспедиции по сбору растений; его судьба стала известна лишь после войны.

Уотсон, Джеймс Д. (Джим) (родился в 1928 году)

Вундеркинд, обладавший энциклопедическими знаниями в сфере орнитологии; поступил в университет в 15 лет и получил докторскую степень в 23 года. Книга Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь?» вдохновила его понять суть гена, а речь Мориса Уилкинса о кристаллической природе ДНК – разобраться в структуре ДНК. Устроившись на работу в Кавендишскую лабораторию в Кембридже в 1951 году, убедил Фрэнсиса Крика сосредоточиться на расшифровке структуры ДНК. Уотсон обнаружил ключевые связи, соединяющие основания двух нитей ДНК, что непосредственно указывало на структуру двойной спирали. Стал лауреатом Нобелевской премии (1962 год) совместно с Криком и Уилкинсом и написал вызывающую вопросы книгу «Двойная спираль» (1968 год).

Уилкинс, Морис (1916–2004)

Английский физик, ровесник Фрэнсиса Крика. После войны работал над экранами радиолокаторов (в качестве аспиранта Джона Рэндалла) и атомной бомбой, стал заместителем Рэндалла в Отделении биофизики в Королевском колледже. Изучал ДНК как волокна и в головках сперматозоидов, используя оптические методы и рентгеновскую дифракцию. Описание Уилкинсом кристаллической структуры ДНК заинтриговало Джима Уотсона и вдохновило его расшифровать структуру этой молекулы. Уилкинс стал лауреатом Нобелевской премии (1962 год) совместно с Уотсоном и Криком. Но были ли правы издатели его автобиографии, снабдив ее подзаголовком «Третий человек двойной спирали»?

Предисловие

Никогда не рекомендуется начинать с признания, но мне придется сознаться, что не я первый взялся за эту тему. Книгами о ДНК, среди которых будет и пара бестселлеров, легко можно уставить двухметровую полку. Зачем вам тогда сопровождать меня по настолько проторенной дорожке?

Я мог бы пытаться привлечь вас «уникальными торговыми предложениями», которым издатели придают большое значение. Пока не выходило ничего похожего на эту книгу, это правда. Она представляет собой не столько историю исследования молекулы, сколько истории людей, которые оказались с этим связаны и которые были различным образом очарованы, соблазнены или разъярены. Период, которому посвящена книга, – первые 85 лет ДНК – также необычен, поскольку он заканчивается открытием двойной спирали. Знаменитая работа Уотсона и Крика взмыла на научный небосвод за десятилетие до того года, когда (если верить Филипу Ларкину) начались сексуальные отношения. Это означает, что ДНК родилась в 1868 году, гораздо раньше, чем я (и, возможно, вы) ожидали. Разгадка двойной спирали является одной их самых блестящих драгоценностей на платье науки XX столетия, но это лишь один из эпизодов в длинном, все громче бурлящем потоке открытий; игнорировать все, что предшествовало этому эпизоду, будет так же неразумно, как вырвать самый яркий бриллиант из королевских регалий и закрыть глаза на остальное.

Если вас интересует, как и почему была написана эта книга, я могу сказать, что она возникла в результате незнания, любопытства и пары случайных встреч. Как и все остальные, я полагал, что знал историю ДНК. Я прочел книгу Джеймса Уотсона «Двойная спираль» в довольно нежном возрасте и сразу почувствовал себя зрителем одного из величайших научных шоу столетия. Это была захватывающая книга с увлекательным сюжетом, написанная настоящим нобелевским лауреатом, и я жадно глотал каждый ее атом: два молодых героя вовлечены в гонку за великолепным призом, в которой все достается победителю; своего рода злодей (ужасно талантливая, но колючая «Рози» Франклин); и какое-то предательство с намеком на шпионаж. Промелькнули и картины того, что двигало великим ученым: длинные летние дни в Кембридже были наполнены теннисом, вечеринками и красивыми девушками, но ночами Уотсону снились молекулярные структуры. Он рассказывает свою историю со смесью непринужденности и напряженного возбуждения и заканчивает тем, что в свой 25-й день рождения он стал «слишком стар, чтобы быть необычным».

Я был всего на несколько лет младше Уотсона, когда поступил в Клэр-колледж в Кембридже осенью 1971 года, чтобы изучать медицину. Мой экземпляр «Двойной спирали» прибыл вместе со мной, возможно, в надежде, что он наладит для меня связь с тем блеском и эмоциональным подъемом, какими было проникнуто пребывание Уотсона в Кембридже. Тень двойной спирали все еще ясно прослеживалась через 18 лет после ее открытия. Уотсон был научным сотрудником в Клэр-колледже; Кавендишская лаборатория, где все произошло, располагалась по дороге в секционный зал в Анатомическом отделении; а неподалеку был Eagle – паб, куда Крик однажды влетел в обеденное время, чтобы рассказать всем, что они с Уотсоном раскрыли тайну жизни.

Но удивление поджидало меня позже, когда на первом курсе я пил чай вместе с Дороти Стрэнжвэйс, старым другом семьи. Дороти была олицетворением Кембриджа и научной среды: некогда работавшая в Ньюнхэм-колледже и занимавшаяся исследованием культуры тканей трезвомыслящая старая дева, которая не обратила бы ни малейшего внимания на то, что ее называют синим чулком. На пенсии она стала мягче и была олицетворением благодушия до тех пор, пока я не упомянул источник моего вдохновения. «Эта ужасная книга! – оборвала она. – Тот человек не должен был ее писать, а им не стоило ее публиковать».

Я был одновременно сбит с толку и заинтригован, но она твердо перевела разговор на другую тему. Вопрос никогда больше не поднимался, и я давно забыл этот случай, а через 14 лет услышал, что Дороти умерла. Потом, спустя 30 лет, я вновь столкнулся с Уотсоном, Криком и Франклин, когда читал книгу об истории борьбы с полиомиелитом. Для меня стало неожиданностью, что все они занимались структурой вирусов; последние работы Франклин, опубликованные посмертно, были посвящены кристаллографии полиовируса.

Встреча со знакомыми персонажами вне контекста заставила меня взглянуть на них свежим взглядом. Я перечитал «Двойную спираль» впервые с 1971 года – и пожалел, что не упросил Дороти Стрэнвэйс рассказать мне больше. Автобиографии Фрэнсиса Крика и Мориса Уилкинса («третьего человека двойной спирали») были менее возмутительными, но все же казались односторонними. Безвременная трагическая смерть украла у Розалинд Франклин возможность закончить свои работы, сидя за столом, не говоря уж о том, чтобы начать собственную автобиографию, но другие попытались написать ее историю за нее – и стереть память о непривлекательной токсичной «Рози», изображенной Уотсоном в «Двойной спирали». Было очевидно, что под действием сильных страстей эти увлекательные воды были взбаламучены и основательно загрязнены.

Когда я попытался выяснить, откуда взялась сама двойная спираль, я быстро понял, как мало я знал. За первые 85 лет ДНК появилась Нобелевская премия, антибиотики, рентгеновская кристаллография, радар и атомная бомба, не говоря уже о том, что прошли две разрушительные мировые войны. Эти события, нанизанные, как бусины, на нить повествования о ДНК, выбраны неслучайно. Каждое из них в какой-то мере повлияло на историю ДНК.

К моему стыду, я также обнаружил, что знал мало или совсем ничего не знал о многих ученых, работа которых заполнила эти 85 лет и которые проложили дорогу к расшифровке двойной спирали. В свое оправдание скажу, что они мельком упоминались (если вообще упоминались) в большинстве классических книг о ДНК. Что с ними произошло? Некоторые были стерты из исторической памяти, потому что, как объяснил один выдающийся историк[1], все, произошедшее до 1900 года не имеет значения для «чистого знания» XX столетия. Другие пропали во тьме, когда прожектор всеобщего внимания переключился на Уотсона, Крика, Уилкинса и Франклин. И, к сожалению, почитание предшественников вышло из моды. Ньютон признавал, что видел дальше только потому, что стоял на плечах гигантов, но немногие современные исследователи достаточно внимательны, чтобы отдать должное тем, кто шел перед ними.

Некоторые из этих оставленных без внимания гигантов были истинными первооткрывателями ДНК. Они пробивались сквозь лес неизведанного в те времена, когда узкие просеки знания были немногочисленны и располагались далеко друг от друга, прокладывая путь, который шедшие за ними воспринимали как должное. Уотсон, Крик и их товарищи блестяще справились с задачей, но они занимали уникальную выгодную позицию – им оставалось сложить последние несколько деталей гигантского пазла, который несколько десятилетий собирали их предшественники.

Если вы уже знаете конец этой саги, стоит ли ее читать? Если вы станете, то найдете историю, в которой достаточно героев и злодеев, красивых научных открытий и грубых ошибок. Зрелище становится не менее эффектным, если гигантские прыжки вдохновения оказываются неудачными, причем некоторые из них красиво исполняют «чемпионы мира» в своей области. И это наука без прикрас, где исследователи показаны в своей естественной среде, демонстрирующими характерные для себя модели поведения. Некоторые поступают абсолютно честно, а другие скорее напоминают Макиавелли, чем Франциска Ассизского. В некоторых случаях вам покажется сложным назвать кого-либо героем или злодеем, и ваше суждение может поменяться по ходу развития сюжета. Временами вы будете видеть научную работу в самых благородных ее проявлениях, а в другое время она превратится в мышиную возню с несколькими примечательными мышами. Некоторые из последних могут оказаться наравне с первооткрывателями полиовакцины, названными (я цитирую) «настоящими ублюдками», и вы можете начать размышлять над тем, что есть гены, которые предварительно называют БЛЕСТЯЩИЙ и УБЛЮДОК и которые расположены так близко друг к другу в геноме человека, что обычно они наследуются совместно.

Кроме того, вы перенесетесь в места, куда, возможно, не ожидали попасть. Сохо, Лондон, где микроскопист отвлекается от изучения половой жизни орхидей, чтобы выделить из живой растительной клетки крошечную линзовидную структуру, которую он называет ядром. Санаторий высоко в Швейцарских Альпах, где умирает человек, положивший начало всему этому, – не зная о сообщении в ведущем медицинском журнале США о том, что открытое им вещество может излечить болезнь, которая его убивает. Факельное шествие студентов и ученых, проходящее по извилистым улочкам Гейдельберга и приветствующее своего профессора, возвращающегося из Стокгольма с Нобелевской премией. Лаборатория в Нью-Йорке, где великолепное новое лекарство от страшной инфекции, известной как «капитан армии смерти» появилось слишком поздно. «Площадка X» и группа американских и британских физиков, которые упорно работают над «49», где «X» = Беркли, Калифорния, а «49» = плутоний для атомной бомбы. И удивительное сокровище из архивов, но не Лондона или Кембриджа: рентгеновский снимок, где виден четкий черный крест, доказывающий, что ДНК имеет форму спирали, – сделанный за год до знаменитой фотографии 51 Розалинд Франклин человеком, о котором я никогда не слышал.

Итак, вот она: история о ДНК и ее забытых героях, какой я не ожидал ее увидеть. Это очень сильная история, и собирать ее воедино было интересно, увлекательно и трогательно, а еще такая работа заставляла задуматься. Я надеюсь, что мне удалось превратить все это в увлекательное чтение, ведь оно того заслуживает.

Глава 1

Обратная перемотка

Случай № 1[2]. Причина – пулевое отверстие в задней части черепа – как и время смерти 19-летнего мужчины вопросов не вызывало. Вместе со своим братом и отцом он был среди 8100 мужчин и мальчиков-мусульман, убитых сербскими солдатами, ворвавшимися в город Сребреницу в восточной Боснии 11 июля 1995 года.

Большую часть прошедших с тех пор лет молодой человек провел в массовом захоронении среди нескольких сотен других тел. Когда его останки были эксгумированы, скелет был собран, а небольшая часть, извлеченная из правой бедренной кости, была отправлена на генетическое тестирование. Данные анализа показали близкое соответствие другому скелету из той же погребальной ямы и одному из 100 000 образцов крови, предоставленных выжившими родственниками жертв резни.

Несколькими месяцами позже, в 19-ю годовщину зверского преступления, их мать похоронила двух своих сыновей. Она положила их рядом с мужем, чьи кости были опознаны в другой могиле 10 годами ранее.

Случай № 2[3]. Женщина 25 лет с сильным семейным анамнезом рака молочной железы пришла в клинику генетической консультации вместе с мужем. Они пришли за результатами ее недавнего скрининга. Доктор объяснил, что у нее точечная мутация гена, который называется BRCA1. Она хотела узнать, что это значит, он подробно объяснил ей. Это настолько небольшое изменение, что его легко пропустить: просто одна «опечатка» в генетическом коде у начала гена. Однако это провоцирует осложнения. После дальнейшего обсуждения она пошла домой, чтобы все обдумать.

Вернувшись через несколько дней, она сказала доктору, что решила сделать операцию по удалению обеих грудей.

[1] Роберт Олби, см. Olby 1974, с. xix – xxi.

[2] Jennings C. From Bosnia to Syria – the investigators identifying victims of genocide. Guardian, 10 Nov 2013; Emric A., Cerkez A. Bosnian Mom buries two sons 19 years after massacre. San Diego Union-Tribune, 10 July 2014.

[3] Fackenthal J. D., Olopade O. I. Breast cancer risk associated with BRCA1 and BRCA2 in diverse populations. Nature Reviews Cancer 200; 7:937–48. Ген BRCA1 кодирует белок, который восстанавливает разрывы ДНК, вызванные неконтролируемым клеточным делением; мутации, подобные этой, препятствуют белку выполнять свою обычную функцию и вызы-вают предрасположенность к раку.