Сиддхартха Мукерджи – Ген. Очень личная история (страница 33)

А что же тогда? Это вещество можно было замораживать и размораживать, осаждать спиртом. Оно выпадало в осадок в виде белой «волокнистой субстанции, <…> которая наматывалась на стеклянную палочку, как нить на катушку». Если бы Эвери положил моток волокон на язык, он мог бы почувствовать легкий привкус кислоты, затем сладковатое послевкусие и металлическую нотку соли – как выразился один писатель, вкус «доисторического океана»[426]. Фермент, расщепляющий РНК, тоже не повлиял на трансформацию. Единственным способом нарушить ее оказалась обработка ферментом, который расщеплял ДНК.

ДНК? Неужели ДНК – носитель генетической информации? Как может «глупая молекула» переносить биологическую информацию самой высокой сложности? Эвери, Маклауд и Маккарти развернули целую серию экспериментов, в которой изучали трансформирующее начало с помощью ультрафиолета, химического анализа, электрофореза. Ответ всегда был однозначным: трансформирующий материал – это ДНК. «Кто мог это представить?[427] – нерешительно писал Эвери своему брату в 1943 году. – Если мы правы – что, разумеется, еще не доказано, – тогда получается, что нуклеиновые кислоты – не просто структурно важные, а функционально активные вещества, <…> которые вызывают предсказуемые и наследуемые изменения в клетках» (подчеркивание принадлежит Эвери).

Перед тем как публиковать результаты, Эвери хотел в них удостовериться: «Я бы поостерегся рубить сплеча, чтобы потом не оконфузиться, идя на попятную»[428]. Однако он в полной мере осознавал значение своего эпохального эксперимента: «Вопрос чреват последствиями. <…> Это ровно то, о чем давно мечтали генетики». Как позже выразится один исследователь, Эвери открыл «материальную сущность гена» – «ткань, из которой выкраиваются гены»[429].

Статья Освальда Эвери о ДНК была опубликована в 1944 году[430] – именно тогда истребление людей нацистами достигло своего жуткого крещендо. Каждый месяц поезда извергали в лагеря тысячи депортированных евреев. И цифры неудержимо росли: в одном только 1944-м в Освенцим поступило около 500 тысяч человек. Открывались дополнительные лагеря, строились новые газовые камеры и крематории, братские могилы переполнялись мертвыми. Предположительно 450 тысяч человек в том году были умерщвлены газом[431]. К 1945 году были убиты 900 тысяч евреев, 74 тысячи поляков, 21 тысяча цыган и 15 тысяч политзаключенных.

В начале 1945-го, когда солдаты[432] советской Красной Армии пробирались через бескрайние снега к Освенциму, нацисты попытались вывезти из лагерного комплекса около 60 тысяч узников. Изнуренные, замерзшие, истощенные до крайности, многие из них тогда погибли. Утром 27 января советские войска вошли в лагерь и освободили оставшихся 7 тысяч узников – ничтожно мало по сравнению с числом убитых и погребенных. К тому времени язык евгеники и генетики давно уже стал вспомогательным по отношению к более жестокому языку расовой ненависти. Предлог генетической чистки в большинстве случаев растворялся в ее продвинутой версии – чистке этнической. Тем не менее нацистская генетика оставила свой след, а именно – неизгладимый шрам. Среди растерянных и истощенных узников, вышедших из лагеря тем утром, были семья карликов и несколько пар близнецов – горстка выживших в экспериментах Менгеле.

Пожалуй, последним вкладом нацизма в генетику стало то, что он окончательно опорочил евгенику. Ужасы нацистской евгеники стали уроком, который повлек за собой глобальное переосмысление амбиций, мотивировавших действия нацистов. По всему миру стыдливо сворачивались евгенические программы. Американский исследовательский центр евгеники[433] в 1939 году лишился значительной части финансирования, а после 1945-го радикально сократился. Многие из самых пылких адептов его философии выработали удобную коллективную амнезию, «забыв» о собственной роли в воодушевлении немецких евгеников, и полностью открестились от движения.

«Важные биологические объекты всегда бывают парными»

В науке нельзя добиться успеха, не усвоив, что ученые, вопреки повсеместному убеждению, которое поддерживают их любящие мамочки и газеты, нередко бывают не только узколобыми и скучными, но и просто глупыми.[434]

Молекула тоже обладает стилем – не в меньшей степени, чем ее исследователи.[436]

Наука [была бы] разрушена, если бы, как спорт, ставила соревнование превыше всего.

Эксперимент Освальда Эвери привел и к иной «трансформации». ДНК, аутсайдер в команде биологических молекул, вдруг оказалась в центре внимания. Хотя поначалу многие ученые сопротивлялись идее, что гены состоят из ДНК, от доказательств Эвери было трудно отмахнуться (и все же, несмотря на трехкратное номинирование, Эвери так и не вручили Нобелевскую премию, потому что Эйнар Хаммарстен – влиятельный шведский химик[439] – отказывался верить в способность ДНК переносить генетическую информацию). Когда в 1950-х накопились дополнительные подтверждения из других экспериментов и лабораторий[440], даже самым упертым скептикам пришлось поверить. Отношение к ДНК поменялось: служанка хроматина вдруг оказалась его королевой.

Среди первых обращенных в религию ДНК был Морис Уилкинс, молодой физик из Новой Зеландии[441]. Уилкинс родился в семье сельского доктора, а в 1930-х изучал физику в Кембридже. Новая Зеландия – далекий песчаный край на другой стороне земного шара – к тому времени уже породила силу, которая перевернула физику XX века. Это был Эрнест Резерфорд[442] – еще один молодой человек, который приехал в Кембридж по стипендии в 1895-м и ворвался в атомную физику, словно нейтронный луч. Проводя эксперименты в пылу безумного вдохновения, Резерфорд вывел свойства радиоактивности, построил убедительную концептуальную модель атома, расщепил атом на субатомные частицы и открыл новый рубеж в субатомной физике. В 1919 году Резерфорд стал первым ученым, которому удалось воплотить средневековую фантазию о химической трансмутации: бомбардируя азот альфа-частицами (радиоактивными лучами), он превратил его в кислород. Резерфорд показал, что даже элементы не так уж элементарны. Оказалось, что атом – фундаментальная единица вещества – в действительности состоит из еще более мелких частиц: электронов, протонов и нейтронов.

Уилкинс пошел по стопам Резерфорда, изучая атомную физику и радиацию. Он приехал в Беркли в 1940-х и ненадолго присоединился к команде ученых, занимавшихся разделением и очищением изотопов для Манхэттенского проекта[443]. Но по возвращении в Англию Уилкинс вслед за многими физиками переключился на биологию. Книга Шрёдингера «Что такое жизнь?» его буквально зачаровала. Уилкинс рассуждал так: ген – фундаментальная единица наследственности – тоже должен состоять из субчастиц, и структура ДНК обязана пролить свет на их природу. Для физика это был шанс раскрыть самую соблазнительную тайну биологии. В 1946 году Уилкинса назначили помощником директора только что организованного подразделения биофизики Королевского колледжа в Лондоне.

«Биофизика». Само это странное слово – мешанина двух дисциплин – было вестником нового времени. Обретенное в XIX веке представление о живой клетке как о мешочке с протекающими в нем взаимосвязанными химическими реакциями положило начало новой могучей дисциплине, объединяющей биологию и химию, – биохимию. Как сказал химик Пауль Эрлих, «жизнь <…> – это случайное химическое происшествие»[444]. Верные этому принципу, биохимики стали разрушать клетки и описывать «вещества жизни», разделяя их на классы и изучая функции. Сахара дают энергию. Жиры ее хранят. Белки обеспечивают протекание химических реакций и регулируют темп биохимических процессов, работая «коммутаторами» биологического мира.

Но как белки реализуют физиологические реакции? Например, гемоглобин – переносчик кислорода в крови – осуществляет одну из простейших, но вместе с тем жизненно важных реакций в организме. При высоком уровне кислорода гемоглобин связывается с ним, а попав в среду с низкой концентрацией кислорода, легко с ним расстается. Это свойство позволяет гемоглобину транспортировать кислород из легких в сердце и мозг. Но какая особенность гемоглобина позволяет ему работать таким эффективным молекулярным челноком?

Ответ кроется в структуре молекулы. Ее наиболее изученный вариант, гемоглобин А, имеет форму четырехлистного клевера. Два из этих «листиков» образует белок под названием альфа-глобин, другие два – бета-глобин[445]. Центр каждого листика захватывает железосодержащее вещество под названием «гем», способное связывать кислород – эта реакция отдаленно напоминает контролируемое ржавление. Когда все гемы связываются с кислородом, гемоглобин компактизируется, как бы зажимая своими листиками кислородные молекулы внутри. При высвобождении кислорода белковая хватка слабеет. Отсоединение одной его молекулы координированно расслабляет все листики – почти как в детской головоломке работает вытаскивание главной детальки. Все четыре листика разворачиваются, и гемоглобин расстается со своим грузом. Контролируемое присоединение и отсоединение кислорода – цикл «ржавления» крови и очищения ее от «ржавчины» – позволяет эффективно снабжать ткани этим газом. Благодаря гемоглобину кровь переносит в 70 раз больше кислорода, чем могла бы транспортировать его просто в растворенном виде. От этого зависит и план строения позвоночных: если бы гемоглобин не смог доставлять кислород на дальние расстояния, мы вынужденно довольствовались бы маленькими и холодными телами. Проснувшись однажды утром, мы обнаружили бы, что превратились в насекомых.