Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества - Айзексон Уолтер

Ровно в тот момент, когда конфликт достиг кульминации, проходивший мимо Уилкинс пригласил Уотсона попить чаю и успокоиться. Он сообщил, что Франклин сделала несколько снимков влажной формы ДНК, которые давали новые сведения о структуре молекулы. Затем Уилкинс зашел в соседний кабинет и принес снимок, который вошел в историю под названием “Фотография 51”. Уилкинс получил этот снимок законным путем: он был научным руководителем студента, который помогал Франклин его сделать. Не столь законным было решение показать снимок Уотсону, который записал некоторые ключевые параметры изображения и по возвращении в Кембридж поделился своими заметками с Криком. Снимок подтверждал, что Франклин была права, предположив, что стержневые цепи структуры находятся не внутри, а снаружи молекулы, как опоры винтовой лестницы, но ошибалась, отрицая, что ДНК может иметь спиральную структуру. “Бросавшийся в глаза черный крест мог быть лишь результатом спиральной структуры”, – тотчас отметил Уотсон. Анализ заметок Франклин показывает, что даже после визита Уотсона ей оставался еще долгий путь к открытию структуры ДНК[21].

Сидя в неотапливаемом вагоне на обратном пути в Кембридж, Уотсон набрасывал идеи на полях газеты The Times. Ему пришлось перелезть через задние ворота колледжа, где он жил, поскольку их уже закрыли на ночь. На следующее утро он пришел в Кавендишскую лабораторию и встретил там сэра Лоуренса Брэгга, который потребовал, чтобы они с Криком держались подальше от ДНК. Однако, услышав, с каким восторгом Уотсон рассказывает о том, что узнал в поездке, и вняв его желанию вернуться к работе с моделями, сэр Лоуренс дал свое согласие. Уотсон мигом спустился по лестнице в мастерскую и попросил сделать новые компоненты для моделей.

Вскоре Уотсон и Крик получили новые данные Франклин. Она представила отчет о своей работе в Британский совет по медицинским исследованиям, и один из его членов поделился им с учеными. Хотя Уотсон и Крик не крали данные Франклин в прямом смысле, они присвоили ее работу без ее разрешения.

К тому времени Уотсон и Крик уже неплохо понимали, как устроена молекула ДНК. В ней были две сахарофосфатные цепи, которые извивались, образуя двойную спираль. Из нее выступали четыре основания ДНК: аденин, тимин, гуанин и цитозин, которые сегодня обычно обозначают буквами A, T, G и C. Ученые пришли к согласию с Франклин насчет того, что остов находился снаружи, а основания выступали внутрь, образуя структуру, напоминающую винтовую лестницу. Позже Уотсон признал, сделав жалкую попытку проявить любезность: “Таким образом, ее прежняя категоричность опиралась на вполне достоверные научные результаты, а вовсе не была тупым упрямством феминистки”.

Сначала они решили, что основания стоят в парах друг с другом, то есть, например, перекладина образуется при связи аденина с аденином. Но однажды Уотсон принялся играть с комбинациями, используя собственноручно вырезанные из картона модели оснований. “И вдруг я заметил, что пара аденин – тимин, соединенная двумя водородными связями, имеет точно такую же форму, как и пара гуанин – цитозин, тоже соединенная по меньшей мере двумя водородными связями”. Ему повезло работать в лаборатории, где трудились ученые разных специальностей, и один из них, специалист по квантовой химии, подтвердил, что аденин привлекает тимин, а гуанин – цитозин.

Такая структура предполагала удивительную вещь: при разделении цепи могли самовоспроизводиться, поскольку каждая половина перекладины привлекала к себе своего естественного партнера. Иными словами, такая структура позволяла молекуле самовоспроизводиться и передавать информацию, зашифрованную в ее последовательностях.

Уотсон вернулся в мастерскую и попросил, чтобы сотрудники поскорее сделали четыре типа оснований для модели. К этому моменту мастера уже заразились его энтузиазмом и через пару часов спаяли сверкающие металлические фрагменты. Теперь у Уотсона было все необходимое, и всего за час он расположил компоненты так, чтобы структура соответствовала данным рентгенографии и законам химической связи.

В “Двойной спирали” Уотсон замечательно описал этот момент, допустив лишь легкое преувеличение: “Фрэнсис принялся рассказывать всем, кто был в «Орле», что мы раскрыли секрет жизни”. Решение казалось слишком красивым, чтобы быть верным. Структура идеально соответствовала функции молекулы. Она умела переносить код, который могла воссоздавать.

Уотсон и Крик завершили работу над своей статьей в последние выходные марта 1953 года. В ней было всего 975 слов, напечатанных на машинке сестрой Уотсона, которая согласилась помочь брату, когда он сказал, что “она тем самым примет участие в, быть может, самом славном событии в биологии со времен книги Дарвина”. Крик хотел добавить в работу развернутый раздел о том, каким образом открытие скажется на изучении наследования, но Уотсон убедил его, что краткая концовка будет более весомой. Так и родилось одно из самых важный предложений в науке: “От нас не укрылось, что представленные пары позволяют предположить, как работает механизм копирования генетического материала”.

Нобелевскую премию в 1962 году вручили Уотсону, Крику и Уилкинсу. Франклин не могла ее получить, поскольку умерла в 1958 году в возрасте тридцати семи лет от рака яичников, который, скорее всего, развился из-за продолжительной работы с рентгеновским излучением. Если бы она осталась жива, Нобелевский комитет столкнулся бы с неловкой ситуацией: премию можно делить не более чем на три части.

В конце 1950-х годов произошли две революции. Математики, включая Клода Шеннона и Алана Тьюринга, показали, что всю информацию можно закодировать двоичными цифрами, называемыми битами. Это привело к цифровой революции, которую питали замкнутые цепи с двухпозиционными переключателями, обрабатывающие информацию. Одновременно Уотсон и Крик открыли, как инструкции для построения каждой клетки в каждой форме жизни кодируются четырехбуквенными последовательностями ДНК. Так началась информационная эпоха, основанная на цифровом (0100110111001…) и генетическом (ACTGGTAGATTACA…) кодировании. Ход истории ускорился при слиянии двух этих рек.

Глава 4. Обучение биохимика

Дженнифер Даудна впоследствии познакомилась с Джеймсом Уотсоном, от случая к случаю работала с ним и убедилась, насколько он сложный человек. В некотором роде он выступал в роли ее интеллектуального наставника, пока не начинал говорить вещи, которые, казалось, происходили с темной стороны Силы. (Как канцлер Палпатин сказал Энакину Скайуокеру, “темная сторона Силы открывает путь к таким способностям, которые кое-кто считает неестественными”.)

Но в шестом классе, впервые прочитав книгу Уотсона, Даудна не заметила этих сложностей. Она поняла, что можно слой за слоем раскрыть природную красоту и, как она выразилась, “узнать, как и почему все происходит на самом фундаментальном и глубинном уровне”. Жизнь состоит из молекул. Химические компоненты и структура молекул определяют их функции.

Книга Уотсона также вселила в Даудну чувство, что заниматься наукой может быть весьма интересно. Раньше, читая о науке, она видела лишь “фотографии серьезных мужчин в белых халатах и очках”. Но в “Двойной спирали” была представлена более яркая картина. “Благодаря ей я поняла, что наука может быть очень увлекательной. Стремясь разгадать тайну, то и дело находишь подсказки. И затем складываешь вместе кусочки мозаики”. История Уотсона, Крика и Франклин была историей о соперничестве и сотрудничестве, о взаимодействии данных и теории, а еще о конкуренции с другими лабораториями. Все перечисленное нашло отклик в юном сердце Даудны и на всю жизнь осталось ей близким[22].