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

Чаргафф почти десять лет изучал биохимию системы свертывания крови у человека, а в 1944 г. прочел эпохальную статью Освальда Эвери о химической природе трансформирующего фактора. Работа Эвери так его захватила, что он резко изменил направление своих исследований{776}. Кроме того, на него произвела глубокое впечатление книга Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь?», которая побудила Уотсона, Уилкинса и Крика погрузиться в проблему генов{777}. До конца своей научной деятельности Чаргафф изучал ядро клетки, где сосредоточены «единицы наследственности» – гены{778}.

Работы Чаргаффа имели принципиальное значение для открытия двухцепочечной спиральной структуры ДНК. В 1944–1950 гг. в его лаборатории были разработаны методы распределительной хроматографии и спектрофотометрии в ультрафиолетовой области для определения различий в содержании и порядке расположения азотистых оснований в ДНК{779}. Выводы из множества данных, полученных в результате этих исследований, впоследствии были кратко сформулированы в виде так называемых правил Чаргаффа, а именно было показано, что у всех изученных на этот предмет видов живых организмов молярные соотношения азотистых оснований в ДНК таковы, что количество пуринов (аденина и гуанина) равно количеству пиримидинов (тимина и цитозина), причем аденина столько же, сколько тимина, а гуанина столько же, сколько цитозина. Вместе с тем соотношение (аденин + тимин): (гуанин + цитозин) может быть различным у разных видов{780}. Свойственная Чаргаффу осторожность заставила его написать в 1950 г.: «Пока нельзя сказать, является ли соотношение [(аденин + гуанин): (тимин + цитозин)] = 1:1 неслучайным»{781}. Потом твердо установили, что оно составляет ровно 1:1 и что это совершенно не случайно. Позже Чаргафф сетовал: «Мой величайший недостаток как ученого – и одно из объяснений моей неуспешности – это, вероятно, нежелание упрощать. В противоположность многим другим, я ужасно все усложняю»{782}.

Закономерность (аденин + гуанин): (тимин + цитозин) = 1:1 стала для Уотсона и Крика ключом к структуре и функции ДНК. Почему же Чаргафф не осмыслил следствия из своих открытий с точки зрения генетики?{783} Возможно, дело было в том, что его мировоззрение как ученого исходило из предпосылки немецкой науки XIX в., а именно: должен существовать уровень, на котором сущность жизни химическая. Соответственно, он опирался почти исключительно на химические методы (титрование, очистка, перегонка и др.). В отличие от Лайнуса Полинга, Уотсона и Крика, Чаргафф не рассматривал пространственное расположение атомов в молекуле ДНК. Он не имел представления, как использовать или интерпретировать изображения, полученные методом рентгеновской кристаллографии, и презрительно называл молекулярную биологию «биохимия без лицензии»{784}.

В первые шесть месяцев моратория на исследования ДНК, установленного Брэггом в Кавендишской лаборатории, Джеймс Уотсон сделал сотни дифракционных рентгенограмм образцов вируса табачной мозаики, используя новую мощную рентгеновскую трубку с вращающимся анодом{785}. Не имея возможности заниматься интересующим его исследованием в рабочее время, он часто возвращался в Кавендишскую лабораторию после десяти часов вечера, когда массивные входные двери со стороны Фри-Скул-лейн были заперты на ночь. Чтобы попасть внутрь, ему приходилось будить привратника, спящего в своей квартире по соседству, или одалживать второй и последний ключ у физиолога Хью Хаксли. К счастью, супруги Кендрю, в отличие от его прежней квартирной хозяйки на Джезус-Грин, комендантский час не вводили, так что можно было возвращаться как угодно поздно. К концу весны он собрал достаточно данных, чтобы обнаружить у вируса табачной мозаики признаки спирального компонента, однако решил: «Путь к ДНК лежит не через вирус»{786}.

Как-то вечером Уотсон прочитал статью Чаргаффа о закономерностях в химическом составе ДНК и на следующее утро рассказал о них Крику, но тот ничего особенного в них не увидел и продолжил обдумывать другие вопросы{787}. Фрэнсис вспомнил о результатах Чаргаффа лишь через несколько недель, когда сидел в пабе Bun Shop вместе с химиком-теоретиком Джоном Гриффитом, который интересовался генетикой в биохимическом аспекте{788}. Они только что побывали на лекции астронома Томаса Голда о его теории стационарной Вселенной (теперь у нее мало сторонников), альтернативной теории Большого взрыва. Голд предложил «идеальный» космологический принцип, состоящий в том, что по мере вечного расширения Вселенной образуется новая материя, так что общая плотность сохраняется. Иначе говоря, Вселенная не имеет ни начала, ни конца и представляется всегда одинаковой{789}. У Голда был талант придавать сумасшедшим идеям видимость правдоподобных, и его рассуждения побудили Крика задуматься, существует ли идеальный биологический принцип, а именно возникновение точных копий генов в ходе удвоения хромосом при делении клетки{790}.

Мысленно перебирая всевозможные молекулярные перестановки, Крик заподозрил, что в репликации ДНК участвуют силы притяжения между азотистыми основаниями{791}. Исходя из этой догадки, он попросил Гриффита проделать необходимые вычисления, чтобы продемонстрировать механизм комплементарности либо прямого копирования ДНК. Через несколько дней в очереди за чаем в Кавендишской лаборатории Гриффит сказал Крику: «Возможно полустрогое доказательство того, что аденин и тимин должны сцепляться друг с другом». То же относилось к гуанину и цитозину. Выкладки Гриффита, которые он на тот момент не был готов отстаивать, в сущности, подтвердили те как бы странные результаты Чаргаффа, о которых Уотсон рассказывал Крику{792}.

В конце мая 1952 г. Чаргафф впервые после войны приехал в Европу и намеревался встретиться с Джоном Кендрю в Питерхаус-колледже Кембриджского университета{793}. Он только что стал профессором Колумбийского университета, и ему поручили прочесть ряд лекций в ряде городов Европы и в Израиле, а также выступить в июне с докладом о ДНК на Международном биохимическом конгрессе в Париже{794}. В конце встречи Кендрю спросил Чаргаффа, не хочет ли он поговорить с двумя сотрудниками Кавендишской лаборатории, которые «пытаются что-то сделать с нуклеиновыми кислотами». У Чаргаффа осталось впечатление, что Кендрю не вполне представлял, чем именно они занимались, так что его слова звучали не очень-то многообещающе{795}.

Чаргафф вспоминал об этой беседе со свойственной ему язвительностью: «Подобное, в сущности, незапоминающееся событие так часто описывалось в духе "Цезарь переходит Рубикон" и переписывалось, приукрашивалось или лакировалось в различных авто- и не автобиографиях, что даже мне, отлично запоминающему смешные ситуации и большому поклоннику фильмов братьев Маркс, трудно соскоблить толстый налет легенды с этой истории»{796}. Крик с Уотсоном и Чаргафф невзлюбили друг друга с первого взгляда. Им он показался высокомерным и невыносимым – каким, вероятно, и был. В свою очередь, тот был далеко не в восторге от не закрывающего рот Крика, не говоря уже о выкатывающем глаза и фыркающем Уотсоне. Он высмеял акцент Джеймса, а впоследствии называл этих двух молодчиков не иначе как «пигмеи»{797}. Уотсону запомнилось, что общий разговор быстро увял, едва Кендрю всего лишь допустил, что структура ДНК может быть ими открыта путем моделирования: «На Чаргаффа, одного из мировых экспертов по ДНК, сначала не произвели впечатления две темные лошадки, пытающиеся выиграть забег»{798}.