6 апреля 1928 года в Чикаго родился будущий нобелевский лауреат, один из соавторов открытия спиральной структуры молекулы ДНК Джеймс Дьюи Уотсон. Сегодня ему исполнилось 86 лет. Что ж, отличный повод вспомнить то поразительное интеллектуальное состязание учёных, которому сам Уотсон дал название «гонка за ДНК», и всех его участников.
Джеймс Уотсон начало своего увлечения генетикой относит ко времени, когда ему в руки попала книга Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?». Сама-то физика его не привлекала («Я никогда не был одним из тех мальчиков-гениев, которые умеют решать задачки по математике»), а вот загадка молекулярной основы жизни стала его постоянный увлечением. После окончания Чикагского университета Уотсон продолжает учиться в Индианском, где ему несказанно повезло с наставниками. Ему посчастливилось учиться и заниматься исследованиями под руководством двух генетиков и нобелевских лауреатов — Германа Мёллера и Сальвадора Лурии.
Именно Лурия гениально предположил, что природа гена связана с химической структурой ДНК, и именно он направляет Джеймса Уотсона в Европу, чтобы тот начал углублённое изучение химических свойств этой молекулы. Вскоре на научной конференции в Неаполе он знакомится с Морисом Уилкинсом, который занимается проблемой структуры ДНК в Кинг-колледже Лондонского университета. Здесь же Уилкинс показывает Уотсону рентгеновские снимки кристалла ДНК, которые были получены его молодой сотрудницей Розалинд Франклин… Вот с этого места — подробнее.
«Гонка за ДНК»
1951 год. Сальвадор Лурия устраивает Уотсона в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета с заданием продолжить изучение «устройства» белков. Понятно, что пространственную структуру молекул чисто химическими способами не определить: здесь требуются физические методы исследования. Короче, нужен партнёр-физик. Таким партнёром Уотсона стал Френсис Крик (на фото он справа), ранее занимавшийся вопросами дешифровки сигналов радиолокаторов. Впоследствии его наработки в этой области здорово пригодятся для выработки методики анализа дифракции рентгеновских лучей на исследуемых органических кристаллах с целью воссоздания пространственной структуры их молекул.
В это же самое время в Лондонском Кингс-колледже Морис Уилкинс ведёт со своим ассистентом Раймондом Гослингом исследования ДНК и тоже приходит к выводу о целесообразности использования рентгеновских лучей для анализа структуры этой молекулы. И тут появляется четвёртый участник (вернее, участница) исторических событий — молодая, очень талантливая Розалинд Франклин, недавно защитившая докторскую диссертацию по исследованию природных углей с помощью рентгеновских лучей и как раз вернувшаяся из Парижа в Лондон, и именно в Кингс-колледж.
Далее происходит следующее. Зная о затруднениях Уилкинса и Гослинга, непосредственный шеф Франклин профессор Джон Рэндэл переводит её в группу Уилкинса, похоже, забыв даже предупредить его, что новая сотрудница является доктором наук, равноправной участницей исследований, да ещё и будущим руководителем диссертации Гослинга. А может, и предупредил, но что толку… Уилкинс и Гослинг повели себя так, будто Розалинд Франклин не более чем лаборантка, приданная им в помощь для выполнения рутинных неприятных работ. Впрочем, не тут-то было. Франклин умела за себя постоять. Возможно, поэтому в воспоминаниях своих бывших коллег она характеризуется как вспыльчивая, резкая, бескомпромиссная, распространяющая вокруг себя «холодную ауру превосходства», при разговоре всегда смотрящая собеседнику прямо в глаза, чего не выдерживали её мужчины-коллеги: их это просто бесило. Короче говоря, отношения с сотрудниками у неё не сложились.
А вот работа её — спорилась. В короткое время ей удалось оснастить лабораторию самой современной рентгеновской аппаратурой, которую она настраивала лично, добиваясь невероятного по тем временам качества снимков. Рассказывают, что когда Уилкинс (на фото) попросил её объяснить ему секрет столь точной настройки приборов, Франклин, помня, как её приняли в лаборатории, отказала, посоветовав ему сначала научиться хорошо мыть пробирки.
Справедливости ради, следует вспомнить ещё одного участника «гонки за ДНК» — известного химика из Калифорнийского технологического института Лайнуса Полинга, который в своё время дал определение химической связи, открыл вторичную пространственную структуру белка и сделал множество других вещей. Драматизм ситуации, складывающейся вокруг исследований ДНК, сам Джеймс Уотсон описывал весьма красноречиво: «Легендарный химик из Калифорнийского технологического института Лайнус Полинг [на фото ниже] не был связан английскими понятиями о “честной игре”. Рано или поздно Лайнус должен был обратить свои мысли к самой высокой научной награде. Интерес же его к проблеме ДНК не подлежал сомнению. Ведь Полинг не был бы величайшим из химиков, если бы не понял, что именно молекула ДНК — самая золотая из всех молекул. К тому же существовало даже прямое доказательство этого. Морис Уилкинс получил от Лайнуса письмо с просьбой прислать ему рентгенограммы кристаллической ДНК. После некоторых колебаний Морис ответил, что хотел бы сам более тщательно изучить рентгенограммы, прежде чем предавать их гласности.
Все это страшно выбивало Мориса из колеи. Он не затем ушёл в биологию, чтобы и она оказалась столь же малоприемлемой с точки зрения этики, как физика. При мысли, что Лайнус вот-вот его обойдёт, он лишался сна. Главным камнем преткновения была Рози [Розалинд Франклин. — Ю. Р.[»
«Леди ДНК»
В первый же год работы в лаборатории Уилкинса (напомню, на дворе стоял 1951-й; до создания модели ДНК Крика и Уотсона было ещё два года), Розалинд Франклин подготовила доклад, в котором пришла к выводу о спиралевидной структуре ДНК. А в 1952-м ей удаётся сделать свою знаменитую рентгенограмму натриевой соли ДНК, которая сегодня известна историкам науки как «Фотография №51».
Качество «Фотографии №51» позволило с полной определённостью доказать наличие спиральной структуры ДНК. Это фото без разрешения своей научной руководительницы Раймонд Гослинг по секрету взял из её рабочего стола и передал Морису Уилкинсу. Тот показал её Уотсону и Крику, которые сразу оценили всю важность этого снимка. Слово Джеймсу Уотсону: «Потом выяснилось кое-что поважнее: ещё в середине лета Рози получила данные, свидетельствующие о какой-то новой трёхмерной конфигурации ДНК. Я спросил, как она выглядит, и Морис принёс из соседней комнаты рентгенограмму этой новой формы, которую они назвали В-формой.
Как только я увидел рентгенограмму, у меня открылся рот и бешено забилось сердце. Более того, бросавшийся в глаза чёрный крест мог быть лишь результатом спиральной структуры. Пока речь шла об А-форме, доказательства спиральности оставались косвенными и тип спиральной симметрии был неясен. Но для В-формы можно было получить некоторые важнейшие параметры спирали, просто посмотрев на рентгенограмму…
Уже через два дня Морис позвонил нам и сказал, что, как убедились они с Рози, рентгенографические данные явно подтверждают существование двойной спирали. Они спешно готовят статью о своих результатах и хотели бы опубликовать её одновременно с нашим сообщением. Быстрее всего такой материал мог опубликовать журнал “Нэйчур”, они будут напечатаны не позже чем через месяц со дня представления. Однако в Кингз-колледже готовилась не одна статья, а две, так как Рози и Гослинг хотели сообщить о своих результатах отдельно от Мориса и его сотрудников».
6 марта 1953 года, за день до того, как Уотсон и Крик завершили работу над своей моделью ДНК, редакция журнала Acta Crystallographica в Копенгагене получила две статьи Розалинд Франклин, в которых она описывала двойную спираль ДНК. Позже в бумагах Франклин будет обнаружена ещё одна работа, датированная январём 1953 года и посвящённая форме «В» молекулы ДНК, но почему-то не отправленная в редакцию.
А 25 апреля 1953 года в Nature выходит статья Уотсона и Крика, описывающая форму двойной спирали ДНК, в которой авторы лишь в сноске указывали, что толчком к созданию модели гигантской молекулы послужили «сведения из не опубликованных пока работ Р. Франклин и М. Уилкинса». В окончательной редакции эта сноска из текста была убрана, а вслед за этой статьёй в том же номере журнала были помещены статьи Уилкинса и Франклин, доказывающие правильность выводов Уотсона и Крика результатами рентгеноструктурного анализа.
На финишной черте
И вновь слово Джеймсу Уотсону: «Теперь гонка уже позади, и я, один из победителей, знаю, что история была отнюдь не простой, и уж во всяком случае совсем не такой, какой её представляли газеты. Действующих лиц, собственно говоря, было пятеро — Морис Уилкинс, Розалинд Франклин, Лайнус Полинг, Фрэнсис Крик и я». Из этих пятерых в 1962 году трое были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине “за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах”». Эти трое, как известно, — Уотсон, Крик и Уилкинс (на фото ниже — они на церемонии вручения премии).
В период номинации на Нобелевскую премию Крик писал в Нобелевский комитет, что работы по рентгеноструктурному анализу ДНК, проведённые Морисом Уилкинсом, заслуживают премии в равной степени с их работой. О вкладе Розалинд Франклин не было сказано ни слова.
Сама же Рози не дожила до церемонии вручения премии. 16 апреля 1958 года в возрасте 37 лет она умерла от рака, причиной которого, как считают, явилась её интенсивная работа с рентгеновской аппаратурой. В эпилоге своей книги «Двойная спираль» Джеймс Уотсон посвятил ей такие слова: «Занимаясь преподавательской работой в Штатах, я виделся с ней гораздо реже, чем Фрэнсис, к которому она часто обращалась за советом или одобрением, когда у неё получалось что-нибудь очень изящное. К тому времени наши ссоры были окончательно забыты, и мы наконец по достоинству оценили её честность и душевную щедрость, слишком поздно поняв, какую борьбу приходится выдерживать умной женщине, чтобы добиться признания в научном мире».
