Яблони на Марсе

Чирков Юрий Георгиевич

Исследователи, вводя в культуру пневмококков ДНК, выделенные из микробов того же вида, но другой расы, вызвали у пневмококков появление нового признака, которым они прежде не обладали, но который наблюдался у бывших владельцев ДНК.

Чтобы еще больше уверить себя и мир в своей научной правоте, экспериментаторы провели и контрольный опыт: перед тем как вводить, разрушили ДНК. На этот раз эффект передачи нового признака не отмечался.

Важные наблюдения. До этого считалось общепринятым, что гены — это особый тип белковых молекул, но нуклеиновые кислоты вовсе не были белками!

Если учесть еще и тот факт, что присутствие ДНК было обнаружено в хромосомах всех клеток, опыты

Эвери заставляли предположить, что все гены состоят не из белка, а из ДНК. А если это так, то в раскрытии секрета жизни вовсе не белки станут Розеттским камнем. (Эта базальтовая плита с идентичными надписями на древнеегипетском и древнегреческом языках помогла в 1822 году Жан Франсуа Шампольону начать расшифровку египетской иероглифической письменности.) Именно ДНК, казалось бы, должна дать ключ, который позволит узнать, каким образом гены определяют, в числе прочего, цвет наших волос и глаз, вероятно, и наш ум, а может быть, и нашу способность нравиться другим.

Тут историки науки вынуждены были вспомнить событие 75-летней давности — обнаружение Мишером нуклеиновых кислот. Осознать значимость этого открытия, воздать должное этому скромному подвижнику науки.

Впрочем, в 40-х годах мнение о связи генов с ДНК еще не было однозначным. Многие тогда считали бактерии (пневмококки!) совсем особой формой жизни, где все не так, как у человека или животных.

Были и другие сомнения. Прославленный генетик Г. Мёллер полагал, что ДНК — это просто вещество, способное вызывать изменения в генах (то есть производить мутации). А что-де сами-то гены все-таки имеют белковую природу…

Трубадур генетики

Так что же все-таки собой представляют гены? Как устроены? Какова их молекулярная природа? Об этом в 30-е годы нашего века в Берлине велись горячие споры в группе интересующихся биологией физиков. Заводилой тут был немец Макс Дельбрюк, в 1937 году он эмигрировал в США. Он-то и пригласил русского биолога Николая Владимировича Тимофеева-Ресовского обучить физиков генетике.

Тимофеев-Ресовский (1900–1981) — один из создателей радиационной биологии, родился в Москве, в годы гражданской войны с оружием в руках в рядах Красной Армии защищал Советскую власть, окончил МГУ, был учеником известных русских генетиков Николая Константиновича Кольцова (1872–1940) и Сергея Сергеевича Четверикова (1880–1959), участник (1921–1925) известного тогда в научных кругах Москвы семинара, который в шутку называли «Дрозсоор», что означало «совместное орание дрозофилистов».

Кольцов на запрос наркома Николая Александровича Семашко послать кого-то из советских генетиков для организации генетической работы в Германии назвал Тимофеева-Ресовского. Так этот ученый оказался в Германии, где вынужден был оставаться до 1945 года. Широким кругам имя Тимофеева-Ресовского стало известно лишь после публикации повести писателя Даниила Гранина «Зубр», хотя этот ученый является автором многих капитальнейших исследований в генетике. Именно он вместе с немецкими физиками Куртом Циммерманом и Максом Дельбрюком сделали для биологии то, что когда-то Эрнест Резерфорд сделал для физики.

Резерфорд (1871–1937), обстреливая альфа-частицами металлические экраны из золотой фольги толщиной в несколько тысяч атомов, установил, что подавляющее большинство атомных снарядов пролетало сквозь преграду, как если бы она была прозрачной, лишь малая их часть, примерно одна альфа-частица из 8 тысяч отклонялась на значительные углы и даже поворачивала назад! Так у атома было обнаружено ядро, так была создана планетарная модель атома, с ядром — Солнцем и планетами — электронами.

Примерно

к тому же результату пришел и Тимофеев-Ресовский. Он подвергал дрозофил действию строго определенных доз ионизирующего излучения и регистрировал число мутаций, наследственных изменений. В его опытах, как и у Резерфорда, лишь малая часть квантов излучения производила мутации. Так Тимофеевым-Ресовским и его немецкими коллегами было показано, что, подобно ядру в атоме, гены занимают в клетке лишь ее ничтожнейшую часть. Исследователи, рассматривая генетические структуры как «мишени», оценили объем одного гена — его размер составлял 3 тысячи атомов. Так были вычислены линейные размеры гена.

С этой-то работы практически и началась молекулярная генетика. Это и другие исследования Тимофеева-Ресовского свидетельствовали, что он умел в сложном увидеть его главные, наиболее существенные черты, мог так упростить ситуацию, чтобы при этом не выплеснуть с водой и ребенка. Ученый любил повторять:

— Нам деньги платят не за то, чтобы усложнять, а чтобы упрощать.

Бму принадлежит много шутливых афоризмов. Оценивая некоторых ученых, он обычно приговаривал:

— Этот звезды неба не портит (то есть звезд с неба не хватает. — Ю. Ч.).

«Что есть ген?» — наседали на Тимофеева-Ресовского, когда он оказался в Германии, въедливые немецкие физики. «Какова его структура? Каков смысл мутаций генов?..»

— А вот я вас, физики, спрошу, — отвечал находчивый в дебатах (его многочасовые — обычно он метался по аудитории из угла в угол, словно тигр в клетке, — лекции никого не оставляли равнодушными), любящий выступать перед любой аудиторией Николай Владимирович. Статьи же этот «трубадур генетики» писать не любил; если удавалось записать его выступление, то запись можно было сразу, лишь расставив знаки препинания, публиковать как научную работу — так точны и продуманны были все формулировки, так строга логика выражения.

— Я вас, физики, спрошу, а из чего состоит электрон? Вы смеетесь? Но так же смеются генетики, когда у них допытываются, из чего состоит ген.

Вопрос о том, что такое ген, выходит за рамки генетики и его бессмысленно адресовать генетикам, — продолжал Тимофеев-Ресовский. Вы, физики (ему надо было бы добавить: и химики. — Ю. Ч.), должны искать ответ на него.

Когда пыль рассеялась…

Идеи Тимофеева-Ресовского и его немецких соратников о природе вещества наследственности вдохновили одного из создателей квантовой механики, лауреата Нобелевской премии австрийца Эрвина Шрёдингера (1887–1961) написать книгу «Что такое жизнь с точки зрения физики?». В ней в элегантной форме Шрёдингер высказал немало ценных соображений о генах.

Во-первых, он указал физикам, что перед ними стоит фундаментальная проблема, высочайшая цель, достойная их усилий. Во-вторых, он предположил, что особые «генные молекулы», видимо, представляют собой «апериодический кристалл» (генные бусинки Моргана?), состоящий из совокупности нескольких повторяющихся элементов, точная последовательность которых, подобно азбуке Морзе, и составляет код наследственности. В-третьих, Шрёдингер поддерживал мысль, первым ее высказал другой известнейший физик, также лауреат Нобелевской премии Нильс Бор (1885–1962), о том, что некоторые биологические явления (природа гена?) нельзя будет полностью объяснить, исходя лишь из традиционных понятий физики и химии. (Увы, это предположение позднее не подтвердилось: никаких других законов физики в живом открыто не было.)