Ген. Очень личная история
Пусть Уотсон «ничего не знал о рентгеновском дифракционном методе»[468], [469] зато обладал безошибочным чутьем на действительно важные проблемы в биологии. Специализируясь на орнитологии в Университете Чикаго, он «всячески избегал изучения тех разделов химии и физики, которые представлялись <…> хоть мало-мальски трудными»[470]. Но инстинкт, подобный тому, что тянет птиц в родные края, привел Уотсона к ДНК. Он, как и многие, прочитал «Что такое жизнь?» Шрёдингера и был пленен этой книгой. В Копенгагене он изучал химию нуклеиновых кислот, однако из этого, по его словам, «ничего не вышло»[471], [472]. Снимок же Уилкинса заворожил его. «То, что я не мог дать ему правильное истолкование[473], меня не смущало. Уж лучше мечтать о славе, чем постепенно превращаться в академическую мумию, ни разу не рискнувшую на самостоятельную мысль»[474].
Повинуясь порыву, Уотсон по возвращении в Копенгаген попросил перевести его в лабораторию Макса Перуца в Кембридже (Перуц, австрийский биофизик, перебрался в Англию из нацистской Германии во время массового исхода 1930-х). Перуц работал над структурами молекул – так Уотсон мог бы ближе всего подобраться к рентгенограмме, чьи навязчивые, вещие тени не выходили у него из головы. Уотсон решил расшифровать структуру ДНК, этого «Розеттского камня в раскрытии секрета жизни»[475]. Позже он скажет: «На взгляд генетика, это была единственная проблема, которую стоило изучать». Ему было всего 23.
Уотсон переехал в Кембридж из-за любви к одной рентгенограмме[476]. И в первый же день он влюбился опять – на сей раз в человека по имени Фрэнсис Крик, аспиранта из лаборатории Перуца. Это была не эротическая любовь, но любовь, сотканная из общего помешательства, бесконечных наэлектризованных разговоров и запредельных амбиций[477]. «Обоим от природы были присущи определенный юношеский максимализм[478], беспардонность и нетерпимость к недисциплинированному мышлению»[479], – писал потом Крик.
Крику было 35 – на целых 12 лет больше, чем Уотсону, – но у него все еще не было степени (отчасти потому, что в годы войны он работал на Британское адмиралтейство). Он не был похож на типичного «академического ученого» и уж точно не напоминал «академическую мумию». Крик выплескивал эмоции и суждения настолько громко, что коллегам частенько приходилось сбега́ть в поисках укрытия и склянки аспирина. Этот бывший студент-физик тоже прочитал «Что такое жизнь?» – ту «маленькую книжку, которая запустила революцию», – и подпал под чары биологии.
Англичане много чего ненавидят, но больше всего – соседей в утреннем поезде, разгадывающих их кроссворды. Ум Крика был не менее свободным и дерзким, чем голос: он не задумываясь влезал в чужие проблемы и предлагал их решения. Хуже того, обычно он оказывался прав. В конце 1940-х, оставив занятия физикой ради аспирантуры по биологии, Фрэнсис изучил значительную часть математической теории кристаллографии – тот водоворот вложенных уравнений, который позволял превратить силуэты в трехмерные структуры. Как и большинство коллег по лаборатории Перуца, Крик первое время исследовал структуру белков. Но, в отличие от большинства, он с самого начала интересовался ДНК. Так же, как Уотсона, Уилкинса и Франклин, его инстинктивно тянуло к изучению структуры молекулы, способной переносить наследственную информацию.
Двое из этой компании – Уотсон и Крик – так самозабвенно болтали, что напоминали детей, запущенных в игровую комнату. В итоге им отвели отдельное помещение – комнату со стенами из желтого кирпича и деревянными потолочными балками, где они были предоставлены своим приборам и мечтам – «безумным стремленьям», в общем. Эти двое были комплементарными цепями, скрепленными непочтительностью к устоям, склонностью подурачиться и блестящим остроумием. Они презирали авторитеты, но сами жаждали ими стать. Научная элита казалась им нелепой, унылой и инертной, хоть они и знали, как в нее проникнуть. Они считали себя типичными аутсайдерами, лучше всего себя чувствуя во внутренних двориках кембриджских колледжей. Они были самопровозглашенными шутами при дворе дураков.
Единственным ученым, вызывавшим у этой парочки невольное благоговение, был химик Лайнус Полинг – звезда Калтеха. Недавно Полинг заявил, что разгадал важную загадку, касающуюся структуры белков. Белки состоят из цепочек аминокислот. Цепочки сворачиваются в трехмерном пространстве, формируя «подструктуры», которые затем складываются в структуры побольше (представьте цепочку, которая закручивается в пружину, а пружина сворачивается в сферическую, глобулярную структуру). Работая с кристаллами, Полинг обнаружил, что у белков часто встречается общая, архетипичная «подструктура» – одинарная спираль, похожая на пружину. Полинг артистично, словно фокусник, достающий молекулярного кролика из шляпы, презентовал эту модель на собрании в Калтехе: она до конца выступления скрывалась за занавесом, а потом – вуаля! – предстала перед потрясенной аплодирующей аудиторией. А потом пошел слух, что Полинг переключил внимание с белков на структуру ДНК. За 8 тысяч километров, в Кембридже, Уотсон и Крик чуть ли не физически ощущали, как Полинг дышит им в затылки.
Знаковая статья Полинга о спиральной структуре белка вышла в апреле 1951 года[480]. Щедро украшенная уравнениями и цифрами, она нагоняла страх даже на экспертов. Но Крик, знавший математические формулы не хуже прочих, решил, что алгеброй Полинг просто напустил тумана, за которым спрятал суть методики. Он поделился с Уотсоном, что свою модель Полинг на самом деле получил «опираясь больше на здравый смысл[481], чем на сложные математические выкладки»[482]. Настоящая магия заключалась в воображении. «В своих рассуждениях он иногда оперировал уравнениями, но и тут в большинстве случаев можно было бы обойтись словами. <…> Альфа-спираль была открыта не с помощью простого созерцания рентгенограмм; главный фокус состоял в том, чтобы задать себе вопрос: какие атомы предпочитают соседствовать друг с другом? Основными рабочими инструментами были не бумага и карандаш, а набор молекулярных моделей, на первый взгляд напоминающих детские игрушки»[483].
И здесь Уотсон и Крик совершили свой самый интуитивный научный скачок. Что, если структуру ДНК можно разгадать с помощью тех же «фокусов», которые освоил Полинг? Рентгенограммы, конечно, полезны, но пытаться определить структуру биологических молекул экспериментальными методами – это трудоемко до абсурда – «как пытаться понять устройство пианино по звукам[484], которое оно издает, падая с лестницы». А вдруг структура ДНК так проста, так элегантна, что ее модель можно вывести из соображений «здравого смысла»? Вдруг ее можно собрать прямо из подручных средств – скажем, палочек?
В 80 километрах от Уотсона и Крика, в лондонском Королевском колледже, Розалинд Франклин мало интересовалась сборкой игрушечных моделей. Прицельно взявшись за экспериментальные исследования, она делала рентгенограммы ДНК одну за другой – и с каждым разом получалось все четче. Франклин рассуждала так: ответ дадут снимки, и не нужно никаких гаданий; только экспериментальные данные могут быть основой для моделей[485]
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
Примечания
1
«Верное установление законов наследственности»: Bateson W. Problems of Heredity as a Subject for Horticultural Investigation // A Century of Mendelism in Human Genetics / M. Keynes, A. W. F. Edwards, R. Peel (eds). Boca Raton, FL: CRC Press, 2004.
2
Перевод эпиграфа начиная со второго предложения взят из: Мураками Х. 1Q84. Книга 1. Апрель – июнь / пер. Д. В. Коваленина. М.: Эксмо, 2020. – Прим. ред.
3
Гомер. Одиссея / пер. В. В. Вересаева. М.: ГИХЛ, 1953. – Здесь и далее прим. ред., если не указано иное.
4
«В вас не погибла, я вижу»: Eliot C. W. The Harvard Classics: The Odyssey of Homer. Danbury, CT: Grolier Enterprises, 1982.
5
Перевод: isabella-lea.livejournal.com/421951.html. Если же в ущерб художественности приблизить перевод к оригиналу, заодно вписав его в генетический контекст этой книги, выйдет примерно так:
Уродуют тебя они, отец и мать.
И хоть их цели могут быть благими,
В тебя свой хлам они начнут пихать
Плюс наградят изъянами другими.
Перевод: http://panov-a-w.ru/stihi/larkin-epitafija.html.6
«Тебя испортят папа с мамой»: Larkin P. High Windows. NY: Farrar, Straus and Giroux, 1974.
7
Конфабуляции (психиатр.) – симптом расстройства памяти, выражающийся в ложных воспоминаниях; в классическом понимании термина – рассказы («воспоминания») о вымышленных событиях как о реальных. Чаще в понятие «конфабуляции» включают и псевдореминисценции – смещенные во времени воспоминания о реальных событиях. Вымыслы и искаженные воспоминания часто смешиваются.
8
В 1947 году британское колониальное владение Британская Индия получило независимость и разделилось на два доминиона – Индийский Союз и Пакистан. Раздел сопровождался массовыми миграциями населения и кровопролитием.
9
Восточная Бенгалия вошла в состав Пакистана, а в 1971 году и вовсе стала отдельным государством – Бангладеш. Многие индусы после раздела предпочли перебраться из мусульманского Пакистана на конфессионально «родную» территорию. Мусульмане мигрировали в противоположном направлении.
10
Столкновения начались в «День прямых действий», который лидер Всеиндийской мусульманской лиги назначил на 16 августа 1946 года. В преддверии получения Британской Индией независимости лига безуспешно настаивала на отделении от будущего государства мусульманских территорий, то есть на создании Пакистана. В «День прямых действий» лига проводила по всей стране мусульманские митинги, в Калькутте же из-за особых политических и социальных обстоятельств они вылились в погромы домов, лавок и храмов индусов. Бездействие полиции способствовало эскалации насилия, и через двое суток уже индусы атаковали мусульман. Город был завален разлагающимися телами и мусором, вагоны поездов набивались до отказа беженцами. Лишь 22 августа, после ввода в Калькутту нескольких войсковых батальонов, почти недельная резня прекратилась. Однако религиозно-общинные столкновения охватили соседние территории и стихли лишь к октябрю. Таким образом, «День прямых действий» ознаменовал начало Великой калькуттской резни, или Недели длинных ножей, которая предрешила судьбу получающего независимость государства: стало очевидным, что его разделу быть (Паршев А. П., Степаков В. Н. Не там и не тогда. Когда началась и где закончилась Вторая мировая? М.: Алгоритм, 2015; Юрлов Ф. Н., Юрлова Е. С. История Индии. XX век. М.: Институт востоковедения РАН, 2010; Википедия, англ.).
11
Сиблинги, или сибсы (генет.) – дети одних и тех же родителей; термин позволяет не конкретизировать пол и избегать длинных формулировок с «братьями» и «сестрами».
12
В 2009 году шведские ученые: Lichtenstein P., Yip B. H., Björk C. et al. Common genetic determinants of schizophrenia and bipolar disorder in Swedish families: a population-based study. Lancet. 2009; 373 (9659): 234–239.
13
В 2012 году вышло еще несколько работ: Aukes M. F., Laan W., Termorshuizen F. et al. Familial clustering of schizophrenia, bipolar disorder, and major depressive disorder. Genetics in Medicine. 2012; 3 (14): 338–341.
14
Три взрывных научных идеи: Bauer M. W. Atoms, Bytes and Genes: Public Resistance and Techno-Scientific Responses. NY: Routledge, 2015.
15
Если бит – минимальная единица измерения информации (0/1; да/нет), то байт, в типичном случае состоящий из 8 битов, – минимальная единица хранения и обработки цифровой информации.
16
Под битом (байтом) я подразумеваю довольно сложное понятие, которое не исчерпывается определением стандартной единицы компьютерной архитектуры. Я опираюсь на более общую и сложнее постижимую концепцию, согласно которой вся сложная информация материального мира может быть описана или закодирована в виде суммы дискретных частей, содержание которых ограничивается лишь состояниями «вкл/выкл» («да/нет»). Полнее эта концепция и ее влияние на естественные науки и философию освещается в книге Джеймса Глика (Глик Дж. Информация. История. Теория. Поток. М.: АСТ: Corpus, 2016). Выразительнее всего эту теорию представил физик Джон Уилер в 1990-х: «Каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум формирует свою функцию, свой смысл и, в конечном счете, само свое существование <…> из ответов на вопросы вида „да или нет“, из бинарных альтернатив, из битов; <…> кратко говоря, все физические сущности имеют информационно-теоретическое происхождение». Бит (или байт) – понятие, придуманное человеком, но определяющая его теория цифровой информации представляет собой красивый закон природы. – Прим. автора.
17
«В сумме частей – лишь части»: Vendler H. Wallace Stevens: Words Chosen out of Desire. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1984.
18
«Весь органический мир»: de Vries H. Intracellular Pangenesis: Including a Paper on Fertilization and Hybridization. Chicago: Open Court, 1910.
19
«Алхимия не могла стать химией»: Gilbert A. W. The Science of Genetics. Journal of Heredity. 1914; 6 (5): 239.
20
«То, что фундаментальные аспекты наследственности»: Morgan T. H. The Physical Basis of Heredity. Philadelphia: J. B. Lippincott, 1919.
21
У бактерий хромосомы бывают кольцевыми. – Прим. автора.
22
По данным 2021 года, гаплоидный набор человеческих хромосом несет примерно 20 тысяч генов, кодирующих белки, и не меньше генов РНК, не транслирующихся в белки.
23
«поиск вечной молодости»: Lyon J., Gorner P. Altered Fates: Gene Therapy and the Retooling of Human Life. NY: W. W. Norton, 1996.
24
Картирование – определение местоположения гена в геноме. – Прим. перев.
25
Некоторые темы – например, генетически модифицированные организмы (ГМО), будущее генетических патентов, генетика в основе изобретения или биосинтеза лекарств, создание генетически новых видов – заслуживают отдельных книг. Объем этой, увы, не позволяет осветить их в полной мере. – Прим. автора.
26
«Недостающая наука о наследственности»: Wells H. G. Mankind in the Making. Leipzig: Tauchnitz, 1903.
27
Уайльд О. Как важно быть серьезным / пер. И. Кашкина // Собрание сочинений в трех томах. М.: Терра, 2000. – Прим. перев.
28
«Джек. Да, но ты сам сказал»: Wilde O. the Importance of Being Earnest. NY: Dover Publications, 1990.
29
«Изучающие наследственность отлично»: Chesterton G. K. Eugenics and Other Evils. London: Cassell, 1922.
30
Старобрненский монастырь возвели специально для монахинь-цистерцианок. Они провели в его стенах почти пять столетий, пока в 1782 году общину не упразднили (с передачей имущества государству) в рамках реформ императора Священной Римской империи Иосифа II. Реформы были направлены на полное подчинение Церкви государству. Священники переходили в разряд госслужащих, а потому были обязаны выполнять общественно полезные светские функции. Монастыри, не выбравшие «профориентацию», подлежали упразднению. Августинцев спасла научно-образовательная деятельность.
31
августинцы, к счастью, не видели проблемы: Matthews G. B. The Augustinian Tradition. Berkeley: University of California Press, 1999.
32
В октябре 1843 года к общине присоединился: Подробности о жизни Менделя в монастыре августинцев взяты из разных источников, включая Mendel G., Corcos A. F., Monaghan F. V. Gregor Mendel’s Experiments on Plant Hybrids: A Guided Study. New Brunswick, NJ: Rutgers University Press, 1993; Edelson E. Gregor Mendel: And the Roots of Genetics. NY: Oxford University Press, 1999; Henig R. M. The Monk in the Garden: The Lost and Found Genius of Gregor Mendel, the Father of Genetics. Boston: Houghton Mifflin, 2000.
33
Потрясения 1848 года: Berenson E. Populist Religion and Left-Wing Politics in France, 1830–1852. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1984.
34
«Скованный неодолимой робостью»: Henig R. M. The Monk in the Garden, 37.
35
он предложил свою кандидатуру на должность учителя математики: Там же, 38.
36
В конце весны 1850-го воодушевленный Мендель: Sootin H. Gregor Mendel: Father of the Science of Genetics. NY: Random House Books for Young Readers, 1959.
37
Мендель 20 июля направился из Брно в Вену: Henig R. M. The Monk in the Garden, 62.
38
16 августа он предстал перед экзаменаторами: Там же, 47.
39
Дые – чешское название, Тайя – немецкое.
40
В 1842 году 39-летний Доплер: Mehra J., Rechenberg H. The Historical Development of Quantum Theory. NY: Springer-Verlag, 1982.
41
Это простейшее определение знаменитого эффекта Доплера, который сейчас повсеместно используется для оценки параметров движения космических объектов или параметров кровотока при проведении УЗИ, а также для обнаружения, позиционирования и определения скорости летательных аппаратов и наземных объектов.
42
Но в 1845 году Доплер посадил на поезд: Haven K. F. 100 Greatest Science Discoveries of All Time. Westport, CT: Libraries Unlimited, 2007, 75–76.
43
Но эти категории, предложенные шведским ботаником: Anderson M. J. Carl Linnaeus: Father of Classification. Springfield, NJ: Enslow Publishers, 1997.
44
Убийство совершалось как акт возмездия и по настоянию бога Аполлона: когда-то мать и ее любовник убили отца Ореста (совершавшего не менее тяжкие преступления), и мать не принимала участия в воспитании сына.
45
«Дитя родит отнюдь не та, что матерью зовется»: Aeschylus. The Greek Classics: Aeschylus – Seven Plays. Special Edition Books, 2006, 240.
46
Эсхил. Эвмениды / пер. С. К. Апта // Трагедии. М.: Искусство, 1978. – Прим. перев.
47
Пифагор узнал от индийских или вавилонских геометров: Eli M. The Pythagorean Theorem: A 4,000-Year History. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2007.
48
Спустя столетие после смерти Пифагора: Plato. The Republic / Bloom A. (ed. and trans.). NY: Basic Books, 1968.
49
В одном из самых любопытных пассажей «Государства»: Plato. The Republic. Edinburgh: Black & White Classics, 2014, 150.
50
«Коль это останется невдомек нашим стражам»: Там же.
51
Платон. Государство / пер. А. Н. Егунова // Собрание сочинений в четырех томах. М.: Мысль, 1994. – Прим. перев.
52
Результатом анализа стал небольшой трактат «О возникновении животных»: Aristotle. Generation of Animals. Leiden: Brill Archive, 1943.
53
«Рождаются от увечных увечные»: Aristotle. History of Animals, Book VII / Balme D. M. (ed. and trans.). Cambridge, MA: Harvard University Press, 1991.
54
Аристотель. История животных / пер. В. П. Карпова. М.: Издательский центр РГГУ, 1996. – Прим. перев.
55
Патрилинейное наследование (от греч. patros) – передача признаков по отцовской линии. – Прим. перев.
56
«некоторых вещей родители даже не имеют»: Aristotle. The Complete Works of Aristotle: The Revised Oxford Translation / Barnes J. (ed.). Princeton, NJ: Princeton University Press, 1984, bk. 1, 1121.
57
Аристотель. О возникновении животных. М.; Л.: Издательство АН СССР, 1940. (Далее все цитаты из трактата «О возникновении животных» приводятся по этому изданию.) – Прим. перев.
58
Аристотель предложил альтернативную теорию: Aristotle. Aristotle: Logic and Metaphysics // The Works of Aristotle / Ross W. D. (ed. and trans.). Chicago: Encyclopædia Britannica, 1952.
59
Если использовать терминологию Аристотеля, то мужское семя несет «формальную причину», наделяет будущего ребенка «формой» – фундаментальным принципом человеческой организации, видовым дизайн-проектом. Индивидуальные же признаки (типа цвета глаз и формы носа) наследуются и от отца, и от матери.
60
«[Как] от плотника не переходит в древесину ничего вещественного»: Aristotle. Complete Works of Aristotle, 1134.
61
Аристотель. О возникновении животных. – Прим. перев.
62
Макс Дельбрюк пошутит: Novotny D., Novak L. Neo-Aristotelian Perspectives in Metaphysics. NY: Routledge, 2014.
63
В 1520-х швейцарско-немецкий алхимик Парацельс: Paracelsus. Paracelsus: Essential Readings / Godrick-Clarke N. (ed. and trans.). Wellingborough, Northamptonshire, England: Crucible, 1990.
64
«плавать <…> в лоне Первого Родителя нашего»: Reill P. H. Vitalizing Nature in the Enlightenment. Berkeley: University of California Press, 2005.
65
В 1694 году Николаас Хартсокер: Hartsoeker N. Essay de dioptrique. Paris: Jean Anisson, 1694.
66
«В природе ничего не создается заново»: Cobb M. Reading and writing the book of nature: Jan Swammerdam (1637–1680). Endeavour. 2000; 3 (24): 122–128.
67
В 1768 году берлинский эмбриолог Каспар Вольф: Wolff C. F. De formatione intestinorum praecipue. Novi commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. 1768; 12: 43–47. Вольф писал об essentialis corporis и в 1759-м: Aulie R. P. Caspar Friedrich Wolff and his ‘Theoria Generationis’, 1759. Journal of the History of Medicine and Allied Sciences. 1961; 2 (16): 124–144.
68
Главная телесная сила (лат.). – Прим. перев.
69
«Противоборствующие в наши дни точки зрения»: Hertwig O. The Biological Problem of To-day: Preformation or Epigenesis? The Basis of a Theory of Organic Development. London: Heinneman’s Scientific Handbook, 1896.