Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК

На тот момент Уотсона угнетала не любовная история научного руководителя и не написание статей. 6 марта 1951 г. он получил письмо из районного военного комиссариата № 75 города Чикаго с требованием в течение трех недель явиться для медицинского осмотра перед призывом в армию. Чтобы воспрепятствовать планам вооруженных сил родной страны, Джеймс попросил Калькара, Лурию и Дельбрюка поддержать его прошение об отсрочке от прохождения службы в армии США (в конце концов он ее получил), тем более что тогда шла война в Корее. Кроме того, пора было снова подавать заявку на грант от Merck, чтобы продолжать исследования за пределами США. Из-за этих проблем он едва держался на плаву в океане тревог {388}.
Самым ярким событием в период пребывания Уотсона на Зоологической станции в Неаполе стал организованный ЮНЕСКО симпозиум «Субмикроскопическая структура протоплазмы», прошедший 22–25 мая 1951 г. Научные конференции имеют печальную славу скучных мероприятий, на которых слушатели клюют носом под монотонное бормотание докладчиков, читающих по бумажке заготовленные тексты. Лишь изредка случаются интересные и увлекательные выступления. Большинство ученых предпочитают сообщать о своих достижениях в печати не только потому, что им приятно видеть свое имя на журнальной странице, но, что важнее, зачастую публикация – единственный способ обеспечить себе приоритет, когда дело касается открытия. В современной науке выступлениями без публикаций авторитет не заработаешь.
На неаполитанском симпозиуме ключевым был доклад человека, вдохновившего Полинга на расшифровку строения белков, – Уильяма Астбери из Лидсского университета {389}. Астбери изучал белки шерсти, хлопка и волос, молекулы которых имеют вытянутую форму и образуют волокна, которые удобно исследовать методом рентгеноструктурного анализа. Молекулы ДНК тоже образуют волокна, хотя и совсем иные, но также достаточно длинные и растяжимые, подходящие для рентгеновской кристаллографии. Астбери бился над структурой ДНК больше десяти лет, но без особого успеха {390}.
В 1938 г. Астбери и его ученица Флоренс Белл опубликовали первые дифракционные рентгенограммы волокон ДНК. Хотя изображения были несколько нечеткими, по ним можно было определить, что полинуклеотидная цепь похожа на столбик монет {391}. В 1947 г. вышла статья Астбери «Исследование нуклеиновых кислот методом рентгеновской кристаллографии» [44], в которой приводилась верная оценка расстояния между нуклеотидами, а именно – 3,4 ангстрема (Å; 1 Å = 10–10 м); также был определен период идентичности, то есть повтор некой крупной структуры, – 27 Å. Астбери сделал вывод, что «нуклеотиды лежат один поверх другого, как тарелки в стопке, а не по спирали вокруг продольной оси молекулы (курсив мой. – Х. М.)» {392}.
Уотсон был рад присутствовать на симпозиуме, но Астбери его разочаровал. Жизнерадостный, лысый и пучеглазый, он показался ему примитивным, предпочитающим виски и сомнительные шутки научным дискуссиям {393}. Астбери был сторонником белковой природы активного начала наследственности и не желал исключать белки из решения загадки жизни. В своем докладе «Некоторые недавние приключения среди белков» Астбери предложил компромиссную гипотезу, согласно которой белки доминируют в репликации вирусов, однако и нуклеиновая кислота важна в этом процессе и во всех процессах биологического воспроизведения {394}. Уотсон признавался, что почти всю лекцию дремал {395}. В 2018 г. он назвал выступление Астбери «не очень вдохновляющим» {396}.
  
Из приглашенных докладчиков Уотсон больше всего хотел встретиться с Джоном Рэндаллом, который намеревался рассказать о работе своей группы по проекту о структуре нуклеиновых кислот, финансируемому Советом по медицинским исследованиям Великобритании. Случайно ли, что именно на этот грант претендовал Астбери, но не получил его? {397} Однако Уотсон никаких откровений не ожидал, считая разговоры о трехмерной структуре белков и нуклеиновых кислот по большей части «пустой болтовней». Хотя эта работа велась на протяжении почти двух десятилетий, надежных данных было мало. Уверенно высказанные идеи зачастую принадлежали фантазии кристаллографов, радующихся возможности сказать свое слово в области, в которой их нелегко опровергнуть. Лишь немногие биохимики, в том числе Герман Калькар, понимали сложные, полные профессионального жаргона речи специалистов по рентгеноструктурному анализу, и еще меньше было тех, кто готов был верить их предположениям. По мнению Уотсона, «бессмысленно осваивать сложные математические методы, чтобы понимать чушь. Никто из моих учителей даже не рассматривал возможность моего сотрудничества с такими специалистами» {398}.
К большому разочарованию Уотсона, Рэндалл так и не приехал, отменив свое участие в последний момент {399}. Своему заместителю Морису Уилкинсу он – вероятно, в качестве поощрения – дал возможность бесплатно съездить в Неаполь и выступить там с докладом {400}. Если бы в то утро кто-то предложил спор на то, какой докладчик поразит аудиторию чем-то подлинно замечательным, на Мориса Уилкинса никто бы не поставил. Однако ему это удалось.
Незадолго до симпозиума Уилкинс применил новый способ получения образцов ДНК из вилочковой железы телят для рентгеноструктурного анализа. Сначала он просто клал немного предоставленной Зигнером субстанции на предметное стекло микроскопа. Действуя другим стеклом как шпателем, он размазывал вещество в тонкую пленку. В 1962 г. в речи при вручении Нобелевской премии он вспоминал: «Каждый раз при погружении стеклянной палочки в банку с похожим на сопли "волшебным эликсиром" было видно, как оттуда извлекается тонкое и почти невидимое волокно ДНК, словно нить паутины. Совершенство и однородность волокон заставляли предположить, что молекулы в них упорядочены» {401}. Нововведение состояло в том, чтобы вытягивать, как бы прясть, тонкую нить субстанции, а не просто размазывать ее. И это оказалось принципиально важным. После того как Уилкинс вытягивал волокна, его аспирант Реймонд Гослинг навивал их на изогнутую проволоку (сначала использовали просто скрепку, в дальнейшем – вольфрамовую проволоку), соединял и приклеивал концы, так что получался «многожильный» образец {402}. Его помещали в старую рентгеновскую камеру, которую отыскали в подвале химического факультета, и после ряда манипуляций делали снимки. В результате удавалось добиться гораздо более четкой дифракционной картины, нежели на изображениях, полученных Астбери в 1938 г.
Гослинг с воодушевлением вспоминал, как, проявив один из снимков в пропахшей химикатами факультетской фотолаборатории, вернулся по туннелям на физический факультет, где Уилкинс буквально жил, и с восторгом показал ему {403}. Со временем Уилкинс набил руку в получении образцов новым способом, и качество рентгенограмм наконец-то позволило по дифракционной картине составить более четкое представление о структуре волокон ДНК, что явилось, наверное, важнейшим вкладом Уилкинса в успех открытия ее строения.