Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде

Кин Сэм

Мак-Клинток, впрочем, было наплевать на традиционные цели исследований кукурузы (повысить урожайность, сделать зерна слаще и т. п.). Кукуруза была для нее лишь средством, способом изучать наследование и развитие живых организмов в целом. К сожалению, для такой работы эта зерновая культура имела серьезные недостатки. Растет кукуруза мучительно медленно, ее капризные хромосомы часто разрушаются, раздуваются, расплавляются или случайным образом раздваиваются. Барбаре Мак-Клинток дополнительные сложности были только в радость, но большинство генетиков хотело избежать подобной головной боли. Они верили выводам ее работы – тем более что никто не мог тягаться с Мак-Клинток в искусстве обращения с микроскопом – но ее преданность кукурузе поставила ее в невыгодное положение между учеными-прагматиками, помогающими фермерам из Айовы вырастить больший урожай, и «чистыми» генетиками, отказывавшимися возиться с неуправляемой ДНК кукурузы.

В конце концов Мак-Клинток в 1941 году получила работу в захолустной лаборатории Колд-Спринг-Харбор, в тридцати милях к востоку от Манхэттена. Теперь она не должна была отвлекаться на занятия со студентами, да и ассистента наняла

лишь одного: для того, чтобы вручить ему ружье и объяснить, что чертово воронье должно держаться от ее кукурузы подальше. Мак-Клинток оказалась один на один со своей кукурузой, почти вне общества – но именно это ей и было нужно. Немногочисленные друзья описывали ее как мистика от науки, постоянно увлеченную погоней за знанием, которое поможет разобраться со всеми существующими проблемами и нерешенными задачами генетики. Один из ее друзей заметил: «Она ждала, когда же у нее в голове загорится лампочка». В Колд-Спринг-Харборе у нее было время и место для размышлений, и именно с этой лабораторией связаны самые продуктивные годы в ее карьере, которые длились вплоть до 1951 года.

Ее исследования достигли пика в марте 1950 года, когда один из коллег Мак-Клинток получил письмо от нее. Оно занимало десять листов, напечатанных одинарным интервалом, при этом целые абзацы вычеркивались и дописывались, а поля были исписаны эмоциональными пометками, которые соединялись стрелками и ползли по краям страниц, как плющ. Сегодня, когда получаешь такое письмо, сразу закрадываются сомнения – а не отравлено ли оно сибирской язвой? Впрочем, описанная в нем теория также не внушала доверия. Морган считал гены жемчужинами, закрепленными в хромосомном ожерелье. Мак-Клинток утверждала, что видела, как эти «жемчужины» двигаются: прыгают от хромосомы к хромосоме и переселяются в них.

Более того, эти прыгающие гены определяют цвет кукурузных зерен. Мак-Клинток работала с кремнистой кукурузой – сортом, в початках которого встречаются синие и красные зерна и который чаще всего можно увидеть на платформах во время праздника урожая. Она увидела, что прыгающие гены атакуют плечи хромосом внутри этих семян, разрушая хромосомы и оставляя разрывы, напоминающие открытые переломы. Каждый раз, когда это происходит, зерна перестают производить пигмент. Позже, впрочем, когда неугомонный прыгающий ген перемещается куда-нибудь в другое место, сломанное хромосомное плечо заживает, а производство пигмента возобновляется. В каракулях того самого письма Мак-Клинток предполагает, что «перелом» хромосомы мешает гену образовывать пигмент. Действительно, наличие паттернов «вкл/выкл» казалось убедительным объяснением причудливой окраски зерен из початков Мак-Клинток.

Другими словами, прыгающие гены контролируют производство пигмента, поэтому Мак-Клинток назвала их «контролирующими элементами» (теперь их называют транспозонами, или, более обобщенно, мобильной ДНК). Как и Маргулис, Мак-Клинток использовала свое замечательное открытие, чтобы продвигать более амбициозную теорию. Пожалуй, самым затруднительным вопросом для биологов 1940-х годов был следующий: почему клетки неодинаковы? В конце концов, клетки кожи, печени, мозга содержат идентичную ДНК – так почему же у них не одинаковые функции? Ранее биологи объясняли это тем, что деятельность генов регулирует содержимое клеточной цитоплазмы, нечто находящееся за пределами ядра. Мак-Клинток нашла доказательства того, что хромосомы, находясь внутри ядра, регулируют сами себя и что этот контроль позволяет активировать и останавливать гены в определенный момент.

На самом деле (как Мак-Клинток и подозревала) возможность активировать и останавливать работу генов оказалась важным шагом в истории возникновения жизни. После того как появились сложные клетки, описанные Линн Маргулис, развитие живых организмов снова застопорилось более чем на миллиард лет. Затем, около 550 миллионов лет назад, в огромных количествах начали появляться многоклеточные существа. Вероятно, первые из них стали многоклеточными по ошибке: клетки слиплись и не смогли освободиться. Однако со временем, тщательно контролируя, какие гены в какие моменты активизируются в соединившихся образцах, клетки смогли начать специализироваться – а это и есть отличительная черта высших форм жизни. Теперь Мак-Клинток думала, что на нее наконец-то снизошло озарение по поводу того, как произошло это важнейшее изменение.

Мак-Клинток переделала свое созданное наспех письмо в полноценную лекцию, с которой она выступила в Колд-Спринг-Харборе в июне 1951 года. Вдохновленная своими надеждами, она говорила более двух часов подряд, прочитав при этом тридцать пять страниц мелким шрифтом. Она, наверное, могла бы простить, если бы зрители клевали носом, но с тревогой заметила, что они оказались просто сбитыми с толку. В основном это было обусловлено недостатком фактов. Ученым была известна репутация Мак-Клинток, поэтому, когда она утверждала, что видела, как гены скачут подобно блохам, большинство коллег отнеслось к этой информации спокойно. Коллег обеспокоила теория генетического контроля. Вставки и прыжки, по сути дела, казались слишком случайными. Эта случайность могла прекрасно объяснить и красно-синие кукурузные початки – но вот как прыгающие гены могут объяснить все развитие многоклеточных существ? Ни ребенка, ни даже бобовый стебель нельзя создать с помощью генов, которые случайно включаются и выключаются! Мак-Клинток не смогла толком ответить на эти вопросы, и по мере того как неудобные расспросы продолжались, аудитория все больше настраивалась против выступающей. Вся ее революционная идея о контролирующих элементах была сведена [29] к очередному дурацкому свойству кукурузы.

29

Некоторые историки утверждают, что Мак-Клинток стремилась рассказать всем о своих идеях, в том числе и потому, что не умела – или не хотела –

рисовать. К 1950-м годам молекулярные биологи и генетики уже разработали иллюстрированные буклеты, в которых описывались генетические процессы. Мак-Клинток, как представитель старшего поколения, так и не научилась делать подобные иллюстрации, что – в совокупности со сложностью строения клеток кукурузы – должно было сделать ее идеи очень сложными для понимания. И действительно, студенты Мак-Клинток сообщали, что не припомнят, чтобы она когда-либо рисовала схемы или диаграммы, даже при объяснении чего-либо. Она воспринимала мир исключительно посредством слова, сконцентрировавшись на «логосе». Антиподом Мак-Клинток был Альберт Эйнштейн, который всегда представлял свои мысли в виде картинок, даже рассуждая о фундаментальных понятиях времени и пространства, а ее подобием – Чарльз Дарвин. «Происхождение видов» состоит из нескольких сотен страниц и всего лишь одной иллюстрации – «древа жизни». Историк, изучавший рукописи Дарвина с набросками изображений растений и животных, признал, что тот «рисовал ужасно скверно».

Барбара Мак-Клинток открыла «прыгающие гены», но когда коллеги поставили под сомнение ее выводы, она пала духом и превратилась в отшельника от науки. На фото: Мак-Клинток изучает свою любимую кукурузу под микроскопом (Национальный институт здоровья и Смитсоновский институт, Национальный музей американской истории)

Эта неудача очень плохо повлияла на Мак-Клинток. Даже когда после той речи прошло уже много лет, она продолжала злиться на коллег. Ей постоянно казалось, что над ней смеются или предъявляют обвинения: как, мол, ты смеешь сомневаться в такой истине, как постоянный состав гена? Причем доказательств того, что ее на самом деле высмеивали и обвиняли, практически нет: большинство коллег согласились с существованием прыгающих генов, они сомневались только насчет теории генетического контроля. Однако Мак-Клинток вбила себе в голову идею о существовании целого заговора против нее. Прыгающие гены и контролирующие элементы были настолько дороги ей и настолько связаны друг с другом в ее сознании, что сомнение в истинности одной теории она считала нападением и на вторую, и на нее лично. Сломленная духом, утратившая волю к победе, она ушла из большой науки [30] .

30

Если вы хотите больше узнать о том, как коллеги восприняли работу Мак-Клинток, почитайте Натаниэла Комфорта – ученого, с наибольшим пристрастием рассмотревшего общепринятую версию ее биографии.

Так начался этап отшельничества. В течение тридцати лет Барбара Мак-Клинток продолжала изучать кукурузу, часто проводя в кабинете дни и ночи, ночуя на раскладушке. Она перестала посещать конференции и прекратила все отношения с коллегами. После окончания очередного эксперимента она обычно оформляла свои выводы по всем правилам журнальной публикации, а затем присоединяла статью к своему архиву, никуда ее не отправляя. Коллегам, которые ее оскорбили, проигнорировав важнейшую работу, Мак-Клинток отплатила той же монетой: просто прекратила их замечать. Депрессивное состояние и одиночество способствовали тому, что мистическая сторона ее внутреннего мира расцвела пышным цветом. Она ударилась в изучение экстрасенсорики, НЛО и полтергейстов, а также изучала методы психологического контроля рефлексов. Приходя к дантисту, она просила его не применять обезболивающее, так как она может заблокировать боль усилием мысли. И все это время она продолжала выращивать кукурузу, готовить препараты и писать бумаги, которым было суждено остаться непрочитанными – как стихам Эмили Дикинсон при ее жизни. Мак-Клинток была сама себе собеседником, единственным членом нужного ей научного общества.

Между тем в большом научном обществе происходили забавные вещи – перемены, незаметные на первый взгляд. В конце 1960-х годов молекулярные биологи, на чью работу Мак-Клинток не обращала внимания, обнаружили мобильную ДНК в микроорганизмах. И ДНК отнюдь не была бесполезной диковинкой: прыгающие гены определяли, к примеру, будет ли у микробов развита толерантность к наркотическим веществам. Ученые также нашли доказательства того, что вирусы инфекционных заболеваний могут (прямо как мобильная ДНК) внедрять свой генетический материал в хромосомы и скрываться там постоянно. Оба открытия имели серьезные последствия для медицины. Мобильная ДНК, кроме того, стала жизненно важна для определения эволюционных степеней родства между видами. Если вы сравниваете несколько видов, и хотя бы два из них имеют в своей ДНК один и тот же транспозон, запрятанный на том же месте среди миллиардов оснований, это значит, что эти виды практически наверняка имеют общего предка, причем разделились относительно недавно. Вернее, они разделились позже, чем другие виды, имеющие того же общего предка, но не имеющие транспозона; существует слишком много оснований, чтобы говорить, что вставки дважды проходили независимо. То, что раньше выглядело несущественными подробностями, оказалось важной информацией, которая показала неизвестную сторону возникновения жизни. По этим и другим причинам работа Мак-Клинток внезапно оказалась не столько «забавной», сколько дальновидной. В результате ее репутация год от года улучшалась. К 1980 году обстоятельства продолжили изменяться в лучшую сторону: в свет вышла популярная биография Барбары Мак-Клинток, в то время уже пожилой женщины. Книга под названием «Чувство организма» вышла в 1983 году и сделала ее небольшой, но знаменитостью. Этот импульс было уже не остановить, случилось то, что еще недавно казалось столь же невероятным, как ее собственная работа, сделанная для Моргана за полвека до этого. В октябре новые поклонники выдвинули Мак-Клинток на Нобелевскую премию.