Двойная спираль - Перфильев Олег Ильич

Джеймс Д. Уотсон

Двойная спираль

Открытие структуры ДНК

James D. Watson

THE DOUBLE HELIX

The Discovery of the Structure of DNA

First published by Gollancz, an imprint of The Orion Publishing Group Ltd., London.

Перевод с английского О. Перфильева

Серийное оформление Е. Ферез

Печатается с разрешения издательства Orion при содействии литературного агентства «Синопсис».

Серия «Эксклюзивная классика»

Исключительные права на публикацию книги на русском языке принадлежат издательству AST Publishers. Любое использование материала данной книги, полностью или частично, без разрешения правообладателя запрещается.

© 1968 by Elizabeth L. Watson, as Trustee under Agreement with James D. Watson dated November 2, 1971

© James D. Watson, 1996

© Перевод. О. Перфильев, 2019

© Издание на русском языке. AST Publishers, 2019

* * *

Посвящается Наоми Митчисон

Предисловие Стива Джонса

В общественном сознании наука отделена от занимающихся ею людей. Все знают про вирусы или про фоновое излучение Большого взрыва, но почти никто не сможет назвать имена ученых, открывших эти явления. В случае с ДНК все иначе, и причина этого – данная книга. С первого же предложения («Я никогда не видел, чтобы Фрэнсис Крик вел себя скромно») научные факты в ней неразрывно связаны с любопытными историями – если не сказать со сплетнями – про открытие Уотсона и Крика. Повторное ее прочтение – в моем случае почти через тридцать лет – дает дополнительный повод убедиться в гениальности тех, кто занимался этой работой. Также она служит напоминанием о том, насколько изменились наука и ученые за десятилетия, прошедшие после публикации в 1953 году статьи Уотсона и Крика, заложившей основы современной генетики.

На тот момент наука Великобритании была «типично британской» в худшем смысле этого понятия. Она считалась уделом представителей высшего слоя среднего класса, преимущественно мужчин, и была сосредоточена в старинных провинциальных университетах. С тех пор она (несмотря на периодическое противодействие) стала гораздо более открытой. Что касается генетики, то первым шагом в ее демократизации стала в 1951 году встреча Джеймса Уотсона, тогда еще молодого человека двадцати трех лет, и тридцатипятилетнего Фрэнсиса Крика. Помимо того, что главная интрига книги «Двойная спираль» заключается в истории открытия ДНК, во многих отношениях она представляет собой социологическое описание науки как таковой. Сэр Лоуренс Брэгг, один из крупнейших персонажей в этой истории, в своем предисловии к первому изданию книги характеризует ее как в высшей степени драматичную, но при этом с некоторым огорчением добавляет, что «тем, кто фигурирует в этой книге, следует читать ее с изрядной долей снисходительности». И нетрудно понять почему.

Начиная с Ньютона, для величайших ученых стало почти обязательным правилом скромно объяснять собственную гениальность тем, что они «стояли на плечах гигантов». Уотсон и Крик в этом отношении предпочитали стоять на цыпочках, то есть на собственных ногах. «Двойная спираль» преисполнена задорного юмора в адрес более великих фигур. Иногда эта ирония выплескивается через край: в книге встречаются целые пассажи, едко высмеивающие хорошо известных людей и бьющие в известные авторам болевые точки.

Обсуждение Уотсоном роли Розалинды Франклин в их совместной работе («Он не мог отделаться от мысли, что лучшее место для феминистки – в чьей-нибудь другой лаборатории»), хотя отчасти и искупается несколько неуклюжими извинениями в эпилоге, может показаться современному читателю и вовсе оскорбительным.

Но ничто из этого не умаляет того факта, что – выражаясь словами другого биолога и лауреата Нобелевской премии из того же поколения, Питера Медавара, – Уотсон и Крик не только были умны, но и выбрали достойный объект, для того чтобы применить свой ум. Рассматривать историю открытия ДНК следует в общем контексте. Генетика – это наука без прошлого. Всего лишь полтора столетия назад, до Менделя, на этом месте не было совсем ничего. И даже после того, как его работы были заново открыты в 1901 году, генетики, вслед за самим Менделем, интересовались только половым размножением. Карты генов составлялись сугубо биологическими методами: мыши, мухи или грибы – все они скрещивались между собой, а затем можно было установить распределение признаков в последующих поколениях. О сущности наследуемого материала при этом даже не задумывались.

Какими бы блестящими ни были эти исследования, они упускали один очень важный момент: они отделяли генетический механизм от того, из чего он состоит. Они ориентировались скорее на теорию, нежели на практику, и скорее на математику, нежели на химию. Какое-то время существовала даже опасность того, что генетика превратится в своего рода ветвь математики. Благодаря экспериментам по размножению были разработаны многие методы современной статистики. Ко времени Уотсона и Крика одно из ее направлений, популяционная генетика, достигло такой степени застывшего изящества, что потеряло всякую связь с лабораторией. Вскоре генетики оказались в гетто, отделенном стеной от другого гетто – гетто биохимии, которая занималась в основном распутыванием паутины химических связей внутри клеток, а не вопросами о том, откуда берется информация для построения этих клеток.

Впервые ДНК получили из пропитанных гноем бинтов. Поскольку это соединение в больших количествах находили в сперматозоидах рыб, то позже его даже называли «спермином». На факты, свидетельствующие о важности ДНК, внимания не обращали, поскольку структура казалась слишком простой. Она имела лишь четыре химических субъединицы, повторяющиеся много раз в цепи, – в отличие, скажем, от белков, в которых таких единиц около двадцати и которые бывают самых разных форм и размеров. Поэтому белки и казались наиболее подходящими кандидатами на роль передатчика генетического материала; ДНК же считалась «дурацкой молекулой», настолько простой, что она просто не могла играть важную роль в биологии.

Идею о том, что фактором наследственности может стать такой относительно простой материал, пришлось ждать до 1944 года. К тому времени был разработан метод изменения признаков колоний некоторых бактерий посредством пересадки ДНК, извлеченной из колоний с другими признаками. Что самое любопытное, эти признаки наследовались. Информация передавалась от одного поколения другому посредством ДНК. Как именно, никто не понимал.

Эта книга повествует о том, как была открыта структура ДНК – две соответствующие друг другу цепи простых химических соединений, называемых основаниями, обернутых вокруг друг друга в двойной спирали. Это открытие позволило тут же начать исследования процесса репликации генов и передачи информации от родителей потомству. В последней фразе своей статьи Уотсон и Крик со скромностью (возможно, напускной) замечают:

За этой знаменитой фразой последовал настоящий взрыв исследований ДНК. Не удовольствовавшись одним лишь выяснением структуры молекулы, восемь лет спустя Крик в очередном интеллектуальном порыве (совместно с Сиднеем Бреннером и другими исследователями) расшифровал сам генетический язык. Добавляя к короткой цепи ДНК вируса по одному разные основания, исследователи выяснили, что информация кодируется тройками оснований и считывается от одного конца молекулы к другому. Одно дополнительное основание или два, добавленные к последовательности, прерывали процесс чтения после точки добавления; но три основания восстанавливали подобие смысла. Оказалось, что в генетическом сообщении, как, например, в древнем иврите, нет промежутков между словами (хотя в отличие от любого разговорного языка слова здесь состоят только из трех букв). Если добавить к сообщению одну или две буквы, то в дальнейшем предложении получится неразбериха. Но добавить три основания – это все равно что добавить лишнее слово в сообщение, уже состоящее из сотни слов.