Избегайте занудства - Джеймс Уотсон

Летом 1967 года у Эльсбет, трехлетней дочери Уолли и Селии Гилберт, диагностировали неизлечимую метастатическую саркому. Они постоянно ходили в детскую больницу, и Уолли который допоздна засиживался в лаборатории, еще больше уставал. Двое других его детей, Джон и Кейт, прежде были в восторге от замечательного открытия репрессора, сделанного их отцом. Теперь настроение в доме на Апланд-авеню было мрачным. В надежде отвлечь их от этого несчастья я убедил Эрни Пендрелла, телепродюсера с ABC, пригласить Уолли и Марка на запланированную на ближайшее время передачу о науке. Первоначально он хотел посвятить часовой главный сюжет, спонсированный компанией North American Rockwell, моей работе. Но я сказал ему, что сюжет о гонке за репрессором покажет науку в самых ярких ее проявлениях и поможет людям осознать, что амбициозные молодые ученые, как и молодые поэты, больше способны к творчеству, пока их еще не сдерживает тормозящая сила зрелости, которая, как я чувствовал, уже кусала меня за пятки. С разрешения гарвардского начальства команда АБС приехала к нам во время второй недели февраля 1968 года и следовала за мной и Уолли, прогуливавшимся по Гарвард-Ярду, в то время как дети Уолли по сигналу увлеченно спрашивали: "Ты уже нашел его, папочка?" Через неделю телевизионная команда вернулась на буйную вечеринку, которую я устроил в день рождения Линкольна в своей квартире на Эппиан-Уэй.

К тому времени Марк уже твердо знал, что с i июля станет сотрудником Гарварда. Назначив его лектором по биохимии, а не старшим преподавателем, университет мог предложить ему зарплату, сравнимую с той, которую ему готовы были платить в Беркли — там ему предлагали ставку адъюнкт-профессора. Франсуа Жакоб писал Полу Доути в поддержку этого назначения: "Марк — самый одаренный молодой человек своего поколения биологов". Франклин Форд устроил быстрое решение этого вопроса администрацией. На следующий день после Рождества он написал мне, что решение Пташне остаться в Гарварде утверждено. Через несколько месяцев, когда Марк официально занял новую должность, гарвардский совет деканов присудил ему и Уолли престижную премию Ледли за 1968 год, включавшую денежный приз в размере 1600 долларов.

К тому времени Бенно вернулся в Германию, где стал профессором в Институте генетики Кельнского университета. За некоторое время до отъезда он еще раз изящно воспользовался генетическими методами, чтобы получить мутантных Е. coli, синтезировавших лак-репрессор в избыточном количестве. Внедрение их мутантного гена лак-репрессора в фага типа λ, позволило получить выход лак-репрессора в сотню раз больший, чем обычно. Перед самым отъездом Бенно из Гарварда Жак Моно, приехавший с визитом, заглянул, чтобы поздороваться и прокомментировать сделанное Бенно открытие лак-репрессора: "И все же, Бенно, это было прозаично". Затем он развернулся и ушел. Таким образом Жак, для которого этот виноград был зелен, признал, что удачные эксперименты, а не удачная идея позволили обойти его и его друзей из Института Пастера. Благодаря успехам Бенно, Уолли и Марка главным центром изучения регуляции генов был теперь не Париж, а Гарвард.

Непредвиденным побочным продуктом работ Уолли по очистке лак-реПрессора стало то, что они помогли моему аспиранту Дику Бёрджессу в оптимизации его методов очистки РНК-полимеразы. Нашей лаборатории как никогда хотелось лучше разобраться в механизме синтеза РНК на матрице ДНК. В 1963 году я дал своему аспиранту Джону Ричардсону в качестве темы для диссертации исследование РНК-полимеразы, фермента, синтезирующего РНК на матрице ДНК. РНК-полимераза была открыта в 1959 году, но установить ее молекулярную форму оказалось непросто. Джон обнаружил, что молекулярная масса РНК-полимеразы уменьшается вдвое, когда ее молекулы взвешены в высокоионизированном растворе. Но даже эта малая форма была больше, чем любая известная отдельная полипептидная цепочка, поэтому представлялось вероятным, что молекула РНК-полимеразы составлена из нескольких полипептидов меньшего размера. Однако электронно-микроскопические исследования, проведенные в Массачусетском технологическом, не позволили намного глубже разобраться в строении этой молекулы. Эти исследования показали, что молекулы РНК-полимеразы представляют собой более или менее сферические частицы диаметром 120, что соответствовало молекулярной массе почти в миллион атомных единиц массы. Джон перед самым отъездом в Париж, где он стал постдоком в Институте Пастера, воспользовался матрицами фага Т7 и показал, что синтезируемые на них молекулы РНК содержат до десяти тысяч нуклеотидов. Это заставляло предположить, что их большая длина была связана с тем, что очищенный фермент не узнает нормальные стоп-сигналы фага Т7 для синтеза РНК.

После отъезда Джона во Францию Дик Бёрджесс, который только что перешел к нам из Калтеха, продолжил работу над проблемой, связанной с большими размерами РНК-полимеразы. Каждую неделю Крис Вайсс, лаборант Уолли, разделял белки из тридцати литров клеток Е. coli на несколько фракций. Фракция, содержащая репрессор лактозы, шла Уолли и Бенно, а Дик забирал фракцию, содержащую РНК-полимеразу. В этой фракции по-прежнему содержалось очень много других белков, поэтому Дику пришлось разработать методику центрифугирования в градиенте глицерина, дававшую высокоактивный препарат РНК-полимеразы, который Дик назвал GG. В конце 1967 года он добавил в свой рецепт этап очистки на фосфоцеллюлозной колонке, что дало еще более чистую РНК-полимеразу, названную им PC.

В апреле 1968 года Дик выступил на конференции Федерации американских обществ экспериментальной биологии в Атлантик-Сити и доложил, что частицы РНК-полимеразы PC состоят из малых и больших субъединиц, которые он назвал α- и β-субъединицами соответственно. Через два месяца, на Гордоновской конференции по нуклеиновым кислотам в Нью-Гемпшире, он подробно изложил свои методы очистки препаратов РНК-полимеразы GG и PC, а позже разослал письменные протоколы в десяток заинтересовавшихся лабораторий, в том числе в лабораторию Экке Баутца в Университете Ныо-Джерси. К тому времени РНК-полимеразу изучал также аспирант Уолли Гилберта Джефф Роберте. Вначале, используя полученный Диком препарат GG, Джефф обнаружил, что он весьма активно транскрибирует ДНК фага λ. Но затем, когда Джефф воспользовался еще более очищенным препаратом PC, непостижимым образом ему не удалось обнаружить транскрипции этой ДНК.

Неожиданные отрицательные результаты, полученные Джеффом, заставили Дика задуматься о том, не удаляется ли в процессе очистки препарата PC какой-либо компонент РНК-полимеразы, необходимый для транскрипции ДНК фага X. Для выяснения этого он пропустил свежую порцию препарата GG через колонку для очистки препарата PC, чтобы проверить, приведет ли это снова к потере способности транскрибировать фаговую ДНК. После того как у него получился тот же отрицательный результат, что и у Джеффа, Дик показал, что фермент PC можно активировать, если снова добавить к нему белок, удаленный в процессе очистки. Эксперименты, проведенные на следующей неделе нашим постдоком, англичанином Эдрю Трэверсом, показали, что ингредиент, входящий в состав препарата GG и отсутствующий в препарате PC, представляет собой одну полипептидную цепочку, которую вскоре назвали α-фактором.