Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК - Маркел Ховард

Крик разрабатывал математические формулы, предсказывающие скручивание α-спиралей друг вокруг друга в белках. Опасаясь, что Полинг мог «украсть» его идею, которую он выпалил во время поездки в такси, Крик поспешно написал сообщение о ходе исследования и послал его в журнал Nature. Она прибыла в редакцию в октябре, всего через несколько дней после того, как Полинг и Роберт Кори подали свою подробную статью, где предполагалось, что белок α-кератин образует суперспирали, то есть спирали из спиралей наподобие каната {883}. Поскольку Крик прислал короткое сообщение, а не полноценную статью с экспериментальной частью, его письмо в редакцию под названием «Является ли α-кератин суперспиральной структурой?» было опубликовано за шесть недель до статьи Полинга и Кори – 22 ноября 1952 г. {884} Этот случай подозрительно походил на то, что Крик учинил годом раньше, когда обвинил в плагиате Брэгга – своего руководителя в Кавендишской лаборатории; теперь дело грозило вылиться в международный скандал. Напряженная ситуация вызвала поток писем: от Питера Полинга своему отцу с объяснением случившегося, от Брэгга редактору Nature с требованием опубликовать статью Полинга, от Крика Полингу и от Полинга Крику. По совету Перуца Крик пошел на мировую и договорился с Полингом, что они независимо друг от друга одновременно пришли к одному и тому же {885}.

Крик кое-что усвоил из этого столкновения: оно продемонстрировало, как плодотворно мыслит Полинг в вопросах структуры биологических молекул и каким грозным соперником он может стать. А самый важный вывод, который он сделал и доложил Уотсону, заключался в том, что Полинг близок к завершению своей работы по белкам и готов взяться за следующую грандиозную задачу, а значит, им нельзя терять времени. Полинг и сам вспоминал впоследствии: «Я всегда считал, что рано или поздно открою структуру ДНК. Это был лишь вопрос времени» {886}.

Часть V

Финишная прямая: Ноябрь 1952-го – апрель 1953-го

[20]

Песнь Лайнуса

Опасения Крика сбывались – Полинг трудился без устали. Хотя у него была масса дел: он преподавал химию старшекурсникам, управлял своей химической «империей» в Калифорнийском технологическом институте, читал лекции и писал статьи для широкой аудитории, – ни одно из этих занятий не насыщало его неутолимую любознательность. Он жаждал покорять новые территории в науке. Говоря конкретнее, ему нужна была ДНК.

Во второй половине дня во вторник, 25 ноября, Полинг прошел коридором от своего кабинета на втором этаже химической лаборатории Гейтса и Креллина в конференц-зал биологической лаборатории Керкхоффа на доклад биофизика и вирусолога Робли Уильямса из Калифорнийского университета в Беркли. Совместно с кристаллографом Ральфом Уайкоффом Уильямс разработал новый метод электронной микроскопии, включавший напыление образца металлом, что позволяло получать подробные трехмерные изображения микроорганизмов. Полинга восхитили четкость и детальность микрофотографий, показанных Уильямсом с помощью проектора, особенно вирусной РНК.

Сидя в переднем ряду затемненного зала, Полинг мысленно сравнивал дифракционные рентгенограммы ДНК, сделанные Астбери в 1938 г., с поразительными изображениями Уильямса. На снимках Астбери нуклеиновая кислота выглядела как плоская лента, а на микрофотографиях – как цилиндр или длинная узкая трубка. Хотя Уильямс представил РНК, а не ДНК, для Полинга его результаты свидетельствовали, что ДНК должна быть спиралью {890}.

Уже вернувшись домой и поужинав, Полинг еще долго размышлял о возможных вариантах строения молекулы ДНК. На следующий день в своем служебном кабинете, вооружившись карандашом, пачкой бумаги и логарифмической линейкой {891}, он выискал в кипе научных журналов, высившейся на его столе, последний номер британского издания Journal of Chemical Society со статьей о химии нуклеотидов Дэниела Брауна и Александра Тодда из Кембриджского университета. Они показали, что соседние нуклеотиды в цепи ДНК соединены ковалентными фосфодиэфирными связями, образующимися в результате взаимодействия между гидроксильной группой при третьем углеродном атоме остатка дезоксирибозы одного нуклеотида и фосфатной группой при пятом атоме углерода другого нуклеотида {892}. Собственно, это описание сахаро-фосфатного остова молекулы ДНК.

Затем Полинг пересмотрел то, что записал накануне на семинаре, и прочел, что ответил Уильямс, когда его спросили о диаметре молекулы РНК: 15 Å, но точное определение затруднительно. Полинг использовал данные Уильямса о плотности для оценки количества полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК и пришел к выводу, который записал в своем блокноте: «Возможно, это трехцепочечная структура!» {893} В 1974 г. он вспоминал, как удивился этому результату, потому что его расчеты и вышедшая в 1940 г. статья о комплементарности указывали на двухцепочечную структуру. Однако Полинг ошибочно решил, что в имевшихся данных были артефакты, и устремился по ложному пути. Впоследствии он признался: «Теперь мне странно, что я стал работать над трех-, а не двухцепочечной структурой» {894}.

Как и Уотсон с Криком годом раньше, Полинг полагал, что фосфатные группы находятся внутри спирали. Он считал, что азотистые основания снаружи плотно упакованы в спираль и обеспечивают наблюдаемые объем и плотность молекулы. Вычислив углы связей, он заключил, что в каждой цепи примерно три остатка на виток спирали и три цепи тесно переплетены, удерживаемые вместе водородными связями между фосфатными группами {895}. На его первых рисунках тройной спирали очень плотная срединная часть, где недостаточно места, чтобы вместить все атомы. В ту среду, 26 ноября, Полинг, измученный, добрался до постели лишь поздней ночью. Назавтра был День благодарения, так что он остался дома с семьей.

В субботу, 29 ноября, Полинг вернулся к своим записям. Следовало скорректировать модель, чтобы она согласовывалась с результатами Астбери, Фурберга и Тодда. Но «впихнуть» три цепи, плотно набитые фосфатными группами, в пространственные ограничения Астбери не удавалось, словно втиснуть ногу в хрустальную туфельку Золушки. Разочарованный, он на время прекратил мозговой штурм {896}.