Билл Меслер – Краткая история сотворения мира. Великие ученые в поисках источника жизни на Земле (страница 44)

Однако постепенно все большему числу ученых открывался смысл эксперимента Эвери: на самом деле, именно ДНК была главным элементом наследственности. Крик с осторожностью причислял себя к сторонникам этой идеи, а вот Джеймс Уотсон на момент их встречи уже был полностью убежден в ее справедливости. Этот нахальный, стриженный ежиком американец, чужеродный в Кавендишской лаборатории, как нарыв на большом пальце, был уверен в ключевой роли ДНК в клетке еще со времен обучения в Университете Чикаго. Его злило сопротивление маститых ученых. Позднее, в «Двойной спирали», он резко критиковал «сварливых глупцов, уверенно ставивших не на тех лошадей», добавляя, что «многие ученые были не только узколобыми и косными, но просто глупыми».

После прибытия Уотсона в лабораторию в 1950 г. они с Криком сблизились со специалистом в области кристаллографии Морисом Уилкинсом, получившим несколько первых дифракционных снимков ДНК. Вскоре Уилкинс пригласил молодых людей помочь ему интерпретировать новые результаты.

В это время ведущие лаборатории мира соревновались в расшифровке новых белковых структур. Исследованиям белков отводилась ведущая роль и в Кавендишской лаборатории. В анализе структуры ДНК основными соперниками Уотсона и Крика были исследователи из группы Лайнуса Полинга в Калтехе, однако у Полинга не было таких высококлассных рентгеноструктурных данных, какие получали в Кембридже. К 1953 г. в руках у Крика и Уотсона была весьма подробная структурная информация, полученная химиком Розалиндой Франклин – ведущим исследователем структуры ДНК в Кавендишской лаборатории и внучатой племянницей бывшего министра внутренних дел Великобритании Герберта Самюэля. На основании все более сложных снимков, полученных Франклин, Уотсон и Крик в конечном итоге смогли расшифровать структуру ДНК[56].

Так появилось одно из самых узнаваемых и красивых изображений в мире науки: двойная спираль ДНК, две длинные перевитые нити нуклеотидов – микроскопический жезл кадуцей. Структура в духе Сальвадора Дали. Важнее всего, что эта структура обладала всеми свойствами, необходимыми, по мнению ученых, для передачи генов. Еще в 1927 г. советский биолог Николай Константинович Кольцов предположил, что гены передаются с молекулой наследственности, состоящей из «двух зеркальных нитей, способных к репликации»[57]. В 1934 г. Холдейн писал, что гены копируют сами себя на основании комплементарных матриц. Когда Уотсон и Крик пытались доказать функцию ДНК в качестве носителя генетической информации, они уже знали, что ищут комплементарные молекулы, способные играть роль матрицы. Именно такой оказалась структура двойной спирали ДНК.

В мае 1953 г. в журнале Nature вышли три взаимодополняющие статьи, объявлявшие об открытии двойной спирали ДНК: одна статья Крика и Уотсона, вторая – Мориса Уилкинса, третья – Розалинды Франклин. Как писали Уотсон и Крик, сама структура ДНК «определяет возможный механизм ее копирования». Статьи вышли всего за несколько недель до того, как Миллер опубликовал в Science результаты своего эксперимента. В отличие от информации об образовании аминокислот из неорганических элементов, открытие структуры ДНК почти не вызвало резонанса в популярной прессе. В New York Times должна была выйти статья под заголовком «В клетке обнаружена “единица жизни”», однако в последний момент ее удалили: вероятно, редакторы сочли этот материал малоинтересным[58].

Сделав одно из важнейших открытий столетия, Крик вернулся к работе над структурой гемоглобина. Идея о том, что белки все же играют важную роль в механизмах передачи наследственной информации, не умерла полностью. Многие ученые продолжали верить, что ДНК и белки совместно контролируют поток генетической информации и не только ДНК обменивается информацией с белками, но и белки обмениваются информацией с ДНК, так что они вместе отвечают за механизмы наследования. Но постепенно завоевывала поддержку «центральная догма» биологии, сформулированная Криком: генетическая информация может передаваться от нуклеиновых кислот к белкам но не наоборот. Идея о том, что ДНК является единственным носителем генетической информации, получила всеобщее признание после того, как Крик за 13 лет расшифровал генетический код – специфический язык, который живые организмы использовали для общения друг с другом на протяжении миллиардов лет.

Генетический код – самый древний известный нам язык. Он так же или почти так же стар, как сама жизнь. На протяжении миллиардов лет на нем «говорили» все клетки всех живых существ. В нем только четыре «буквы», каждая соответствует специфическому химическому соединению. Их принято обозначать A, C, G и T: аденин, цитозин, гуанин и тимин – это нуклеотидные основания, располагающиеся в длинных последовательностях ДНК в виде трехбуквенных «слов». Неудивительно, что расшифровка кода началась в Великобритании, где во время Второй мировой войны Алан Тьюринг и его коллеги из Блетчли-парка раскодировали немецкие шифровки и создали один из первых в мире компьютеров. При участии нескольких ученых, включая эмигранта из России физика Георгия (Джорджа) Гамова, наиболее известного в качестве автора модели «горячей Вселенной» (уточнения теории Большого взрыва), Крик и его коллеги раскрыли законы генетического языка. К 1966 г., через четыре года после вручения Крику Нобелевской премии за установление структуры ДНК, генетический код был полностью расшифрован. Было показано, как каждое трехбуквенное слово, называемое кодоном, транслируется в соответствующий аминокислотный остаток в белке. С этого момента люди стали понимать клеточный язык живых организмов.

Работая над расшифровкой кода, Крик также пытался установить, как именно ДНК сообщается с белками. Язык, который невозможно понять, не имеет смысла. ДНК должна заставлять белки выстраивать аминокислоты правильным образом. Между ними должен быть какой-то посредник. Начиная с 1940-х гг., некоторые ученые подозревали, что в синтезе белка в клетках принимает участие крупная молекула нуклеиновой кислоты, называемая рибонуклеиновой кислотой (РНК). К 1958 г. Крик и другие ученые поняли, что РНК участвует в передаче генетической информации от ДНК к белкам. Кроме того, Крик заметил, что РНК играет в клетке множество ролей, в некотором смысле напоминая и ДНК, и белки – главных действующих лиц репликации и метаболизма. РНК несет генетическую информацию, но в каких-то случаях выполняет «работу белков». Крик даже предположил, что самые первые живые существа состояли «исключительно из РНК». Позднее эта гипотеза стала догмой для многих ученых, пытавшихся раскрыть тайну происхождения жизни.

Поняв, что нуклеиновые кислоты играют главную роль в передаче генетической информации, ученые начали по-новому рассматривать вопрос о происхождении жизни. Если какой-то один компонент клетки возник раньше остальных, то сначала должно было сформироваться что-то одно – метаболизм или генетический аппарат. Приверженцы гипотезы первичности метаболизма считали, что первыми появились белки или подобные им молекулы. Их противники, включая Стэнли Миллера, полагали, что дело не в белках, и что первым этапом эволюции было появление ДНК и генетических механизмов. Сначала возникли способные к репликации и мутирующие молекулы, а все остальное появилось в ходе эволюции. Они также считали, что белки без генов не могли эволюционировать.

Сидней Фокс всегда оставался непоколебимым сторонником гипотезы первичности метаболизма. Когда большинство ученых стало склоняться к приоритету репликации или комбинации двух факторов, Фокс начал жаловаться на «монополию нуклеиновых кислот». Однако беда заключалась не в том, что он упорно продолжал отстаивать справедливость модели первичности метаболизма. Хуже, что он настаивал на том, что с помощью опытов с микросферами протеиноидов решил проблему абиогенеза. В 1970-х гг. он занимался изучением электрических зарядов, которые обнаружил на поверхности микросфер и которые, по его мнению, напоминали заряды на поверхности живых клеток. В 1988 г. в книге «Возникновение жизни» Фокс даже утверждал, что его микросферы проявляют «признаки рудиментарного сознания».

Специалисты, занимавшиеся проблемой возникновения жизни, воспринимали заявления Фокса критически, а порой и насмешливо. Однако высшее руководство НАСА не утратило доверия к ученому, и даже в конце профессиональной деятельности он продолжал получать неплохое финансирование. Фокс был атеистом, но тем не менее стал официальным советником римского папы Иоанна Павла II по вопросам происхождения жизни. Фокс умер в 1998 г. К этому времени он был практически забыт в кругу специалистов, а его уникальная способность рекламировать свою работу в административных кругах вызывала серьезное недовольство.

Реальные результаты деятельности Сиднея Фокса весьма противоречивы. Его административные способности сыграли решающую роль в превращении исследований происхождения жизни в важнейшее научное направление. Когда многие ученые склонялись к мысли, что происхождение жизни было случайным и уникальным событием, Фокс остался верен идее Опарина, согласно которой зарождение жизни является частью неизбежного эволюционного процесса. И хотя мало кто сейчас вспоминает о микросферах протеиноидов, никто никогда полностью не дискредитировал значение некоторых первичных форм аминокислотных полимеров, послуживших впоследствии основой многих новых теорий о возникновении первых форм жизни.