Десять величайших открытий в истории медицины - Мейер Фридман

Великолепным и по-настоящему смертельным ударом по соперникам стала и простая диаграмма структуры молекулы, нарисованная от руки женой Крика Одиль: две линии (изображающие две цепочки молекул) обвивались вокруг вертикальной осевой нити, а проходившие между ними горизонтальные линии изображали пары пуриново-пиримидиновых оснований, соединяющие две спиральные цепочки.

Этот рисунок, выполненный Одиль Крик, с сопроводительной подписью появился в статье Уотсона и Крика, ОПУБЛИКОВАННОЙ В ВЫПУСКЕ ЖУРНАЛА «Nature» от 25 апреля 1953 года

Простое визуальное изучение спиральных линий позволяло увидеть, что их разделение, по всей видимости, и является тем механизмом, с помощью которого самовоспроизводятся все клетки организма.

После объяснения химического состава цепочек и поперечных линий, разделяющих и в то же время соединяющих их, авторы сообщали: «Следует заметить, что из постулированного нами специфического образования пар сразу же следует возможный механизм копирования генетического материала». Это решительное заявление, сформулированное лично Криком, не могло остаться незамеченным ни одним ученым независимо от того, в какой области он работал. Опять-таки и схематичное изображение рентгенограммы молекулы ДНК, представленное в статье Уилкинса, и впечатляющие дифракционные картинки в работе Франклин могли рассчитывать на внимание лишь со стороны специалистов по кристаллографии. К счастью для Уилкинса, по меньшей мере один из этих специалистов сумел в 1962 году довести до сведения Нобелевского комитета, насколько важную роль сыграли дифракционные рентгенографические изображения в расшифровке строения одной из самых главных молекул в мире, молекулы, определяющей облик человека, его разум, а может быть, и душу.

Какой бы потрясающей и дерзкой ни была статья Уотсона и Крика, опубликованная 25 апреля, настоящим шедевром чистого мышления следует признать их вторую работу, увидевшую свет спустя пять недель в том же журнале[162]. В первом параграфе утверждалось, что «имеется множество доказательств», указывающих на то, что ДНК является «носителем части (если не всей) генетической специфики хромосомы и, следовательно, самого гена». Однако на самом деле никакого «множества доказательств» не существовало. Имелись только данные Эвери и его коллег, о которых в статье даже не упоминалось. Затем, согласившись с тем, что их модель нашла подтверждение в экспериментальных работах Уилкинса и Фанклин, Крик и Уотсон достаточно осмелели, чтобы указать, что две цепочки соединяются связями между аденином и тимином и между гуанином и цитозином. В качестве подкрепления этих данных они использовали экспериментальные данные, полученные Чаргаффом, — во всех исследованных им нуклеиновых кислотах количество пуриновых и пиримидиновых оснований было примерно одинаковым.

Напомнив о принципе образования пар оснований, авторы указывали, что ввиду своей длины молекула ДНК допускает существование любой последовательности пар оснований в своей структуре, после чего делали потрясающий вывод о том, что в такой длинной молекуле, как ДНК, со множеством возможных последовательностей пар оснований, «возможно множество различных пермутаций, и поэтому представляется вероятным, что точная последовательность оснований является кодом, переносящим генетическую информацию».

Далее Уотсон и Крик писали: «Поскольку могут образовываться только определенные пары оснований, то при заданной последовательности оснований одной цепи последовательность оснований другой цепи определяется автоматически. Таким образом, одна цепочка является дополнением другой, и именно эта особенность объясняет, как молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты может самовоспроизводиться». И затем: «Каждая цепочка служит собственным шаблоном для воспроизведения новой цепочки, и в конечном итоге там, где мы имели всего одну пару цепочек, получается две пары».

Скромно указав, что почти каждое утверждение в статье следует рассматривать как предположение и что многое еще только предстоит открыть, авторы заключали: «Суть предлагаемой нами гипотезы состоит в том, что шаблон является паттерном оснований, образованным одной цепочкой дезоксирибонуклеиновой кислоты, и что в гене содержится дополняющая пара таких шаблонов».

Питер Медавар, один из самых талантливых английских ученых, считал, что статья Уотсона и Крика, появившаяся в «Nature» 30 мая 1953 года, была не только более значимой, чем его собственное открытие, также удостоившееся Нобелевской премии, но и вообще представляла собой самое крупное событие в истории науки XX века, причем важнейшая особенность этого открытия заключалась в его завершенности. Он говорил о том, что если бы Уотсон и Крик только «нащупывали пути к ответу» или если бы они представили свое решение проблемы «как поэтапное, а не как родившееся из озарения», статья воспринималась бы как хорошо написанная, но «лишенная настоящего романтизма».

Следует отметить, что эти комментарии Медавар сделал в 1968 году, то есть через пятнадцать лет после изложения гипотезы Уотсона — Крика. Мы испытываем серьезные сомнения относительно того, мог ли он высказываться подобным образом в мае 1953 года, сразу после появления второй статьи. Скорее он был бы склонен полагать, что вся гипотеза о структуре ДНК представляет собой серию блестящих догадок, основанных только на экспериментальных выводах Эвери, Чаргаффа, Уилкинса, Франклин, и что самое главное, на подсказках химика Донахью, настаивавшего на том, что, вопреки прочитанному Уотсоном в учебниках, пуриновые основания в ДНК имели кетонную, а не енольную форму. Именно эта информация, полученная от Донахью, помогла Уотсону открыть связи пуринов и пиримидинов в ДНК. Уилкинс знал о том, что ДНК, вероятно, представляет собой двойную спираль, уже в 1950 году, а Франклин впервые открыла, что основа молекулы ДНК сформирована основаниями; однако ни Уилкинс, ни Франклин так и не поняли, что аденин может связываться только с тимином, а гуанин — только с цитозином. Эта поистине замечательная догадка принадлежала Уотсону и Крику.

Никогда еще для того, чтобы сделать открытие такого масштаба, ученые не пользовались столь простым набором средств: чертежи на доске, изучение результатов экспериментов и публикаций других исследователей, прилаживание друг к другу пластмассовых шариков, проволочек и металлических пластинок. За несколько лет совместной работы ни Уотсон, ни Крик ни разу не прикоснулись к нитям ДНК и не взглянули на них. Да им не нужно было этого делать: эту часть работы за них провели Эвери, Чаргафф, Уилкинс и Франклин.

Позже Крик признавал, что их смелая гипотеза не получила немедленного и широкого признания. Однако в 1958 году Мэтью Мезельсон и Франклин Сталь провели изящный эксперимент и подтвердили, что ДНК действительно представляет собой двойную цепочку, делящуюся в каждом поколении таким образом, что субъединицы материнской цепочки переходят к дочерним молекулам, а исходные субъединицы после многочисленных делений сохраняются интактными[163].

После этого С. Бреннер с коллегами открыли молекулу-мессенджер РНК, передающую послания от молекулы ДНК в рибосомы цитоплазмы клетки и «объясняющую» им, как синтезировать одну или несколько из двадцати аминокислот. В конце 1961 года, на основании этого открытия, Крик и Бреннер смогли объяснить общую природу генетического кода, что открыло широчайшее поле деятельности для всех генетиков[164]. Два последних открытия заставили Нобелевский комитет понять, что дальше затягивать присуждение премии Уотсону и Крику уже нельзя. Комитет не забыл и о человеке, сделавшем первые шаги на пути изучения проблемы, Морисе Уилкинсе. В 1962 году всем троим ученым вручили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Если бы в 1958 году Розалинд Франклин не умерла от рака, процесс присуждения премии мог бы стать очень интересным. Премию не вручают посмертно и не делят между более чем тремя лауреатами. Будь Франклин жива в 1962 году, она бы смело могла претендовать на премию. Нельзя также забывать о том, что в ходе радиоинтервью Крик открыто признал, что в 1953 году они с Уотсоном не смогли бы сформулировать свою гипотезу без помощи Франклин. Когда мы спросили Уотсона, кто стал бы лауреатом Нобелевской премии, если бы Франклин дожила до 1962 года, он без колебаний ответил: «Крик, я и Розалинд Франклин».

Однако мы полагаем, что Уилкинс достоин своей доли Нобелевской премии в той же, если не в большей, степени, что и Уотсон с Криком. Если бы Уилкинс не изолировал одну нить ДНК, не дополнил бы рентгеновский аппарат микрофокусной лампой и микрокамерой, не рассказал Крику (о чем пишет Уотсон в «Двойной спирали»), что молекула ДНК слишком толстая, чтобы содержать всего одну цепочку полинуклеотидов, и что, следовательно, молекула представляет собой спираль из полинуклеотидных цепочек, закрученных одна вокруг другой, и на протяжении всего 1952 года не снабжал бы Крика информацией об экспериментах, проводимых им самим и Франклин, журнал «Nature» от 25 апреля и 30 мая не напечатал бы статьи Уотсона и Крика.