Гулланд, Мэссон (18981947)
Шотландский биохимик, целью всей жизни которого было вернуться в Эдинбург профессором биохимии. Его научные интересы простирались от нуклеиновых кислот до использования шотландских водорослей для изготовления водонепроницаемой одежды. Занимая пост профессора биохимии в Шеффилде, руководил исследованием, которое показало, что молекула ДНК удерживается за счет водородных связей между основаниями.
Коссель, Альбрехт (18531927)
Немецкий биохимик и человек принципа, который посвятил свою карьеру поиску структурных элементов («кирпичиков») больших биологически значимых молекул, в том числе нуклеиновых кислот. Получил Нобелевскую премию по химии (1910 год), преимущественно за свои работы по белкам, связанных с ДНК в ядре. В своей основной книге (опубликованной посмертно) о компонентах ядра он сделал вывод, что ДНК играет меньшую роль, чем белки, чем помог подорвать интерес к ее роли в наследственности.
Левен, Феб (18691940)
Родившийся в России американский биохимик, работавший в Рокфеллеровском университете с 1915 года до дня своей смерти. Плодовитый исследователь, не оставивший без внимания ни одного раздела биохимии. Проделал основополагающую работу по компонентам ДНК и написал оказавшую значительное влияние книгу «Нуклеиновые кислоты» (1928 год). Пришел к убеждению, что ДНК состоит из повторяющихся элементов, содержащих по одному из четырех оснований. Эта «тетрануклеотидная гипотеза» подразумевала, что структура ДНК является слишком примитивной, чтобы быть носителем генетической информации, это убеждение более 30 лет тормозило исследования ДНК.
Маклауд, Колин (19091972)
Родившийся в Канаде физик и бактериолог, работавший вместе с Освальдом Эвери в Рокфеллеровском университете (19391941 годы) над «трансформирующим началом», которое могло изменить генетические характеристики пневмококков. Обнаружил, что трансформирующее начало содержит дезоксирибозу сахар, характерный для ДНК, но ему не удалось развить эту идею. Выступал в качестве соавтора Эвери в работе (1944 год), демонстрировавшей, что трансформирующим началом являлось ДНК и что, следовательно, именно ДНК являлось генетическим материалом у пневмококков.
Маккарти, Маклин (19112005)
Американский физик, биохимик и бактериолог, устроившийся вслед за Маклаудом в лабораторию Эвери в Рокфеллеровском университете. Провел ключевые эксперименты, доказавшие, что ДНК являлось трансформирующим началом, а следовательно генетическим материалом в пневмококках; третий автор эпохальной работы Эвери 1944 года. Многие считали его «ученым для ученых».
Мендель, Грегор (18221884)
Монах и впоследствии настоятель Августинского аббатства святого Томаша в Старе Брно, Австрийская империя (теперь город Брно в Чешской Республике). Отличался широким кругом исследовательских интересов, особенно в области метеорологии и растениеводства. В своей книге «Опыты над растительными гибридами» (1866 год) сформулировал основные законы наследственности на основании семи лет наблюдений за садовым горошком. Работа Менделя оставалась незамеченной до 1900 года, когда она была заново открыта практически одновременно тремя учеными-ботаниками; в разгоревшемся впоследствии ожесточенном споре высказывались обвинения, что Мендель сфальсифицировал свои результаты.
Мишер, Фридрих (18441895)
Швейцарский доктор, вынужденно ставший биохимиком, поскольку глухота помешала ему заниматься врачебной практикой. В 1868 году обнаружил неизвестное ранее соединение в лейкоцитах, полученных из гнойных повязок. Мишер продемонстрировал, что соединение было кислотным, с большим содержанием фосфора и поступало из ядер клеток поэтому он назвал его «нуклеин» (от лат. nucleus «ядро»), но утверждал, что эта субстанция не играет никакой роли в наследственности. Нуклеин был впоследствии переименован в «тимонуклеиновую кислоту», а затем в «дезоксирибонуклеиновую кислоту» (ДНК).
Мирски, Альфред (19001974)
Американский биохимик и эксперт мирового уровня по нуклеиновым кислотам. Выделил «хромозин» из клеточных ядер как белые волокна, которые могли накручиваться на стержень, как сахарная вата, и показал, что хромозин состоит из ДНК и связанного с ней белка. Мирски был убежден, что гены могут состоять только из белка, и всего себя посвятил нападкам на доказательства Эвери и других, что генетическим материалом является ДНК.
Морган, Томас Хант (18661945)
Американский зоолог и генетик, первоначально скептически относившийся к результатам Менделя и роли хромосом, но впоследствии изменивший свое мнение после собственных экспериментов по наследованию мутаций у плодовой мушки дрозофилы. Руководил исследованиями в «Мушиной комнате» Колумбийского университета в Нью-Йорке; выступал одним из соавторов книги «Механизм менделевской наследственности» (1915 год) и стал первым лауреатом Нобелевской премии по генетике (1933 год).
Полинг, Лайнус (19011994)
Американский химик, борец за мир, эрудит и публичный человек, о котором было сказано: «Его имя будут помнить до тех пор, пока будет существовать наука химия». Написал приобретшую популярность книгу «Природа химической связи» (1939 год) и описал альфа-спираль, которая определяет форму белков; кроме того, выдвинул, к сожалению, ошибочную гипотезу о структуре ДНК (1952 год). Получил Нобелевскую премию по химии (1954 год) и Нобелевскую премию мира (1962 год).
Рэндалл, Джон (19051984)
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 (18771916)
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 (18871943)
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 (19162004)
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
Не «еще одна книга»
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.