Текст книги "Избегайте занудства"

Глава 5. Навыки, переданные амбициозному молодому ученому

Вернувшись осенью 1948 года в университет Индианы, где атмосфера была не такой интеллектуально насыщенной, я начал эксперименты, основу для которых Лурия заложил в 1941 году. Тогда Лурия заметил, что фаги, взвешенные в обычных солевых растворах, намного более чувствительны к инактивации рентгеном, чем фаги, взвешенные в богатом питательными веществами разведенном говяжьем бульоне. По-прежнему оставалось неясным, обладали ли фаги, убитые непрямым способом – в результате воздействия химически активных веществ, возникающих при попадании рентгеновских лучей в окружающие молекулы воды, – какими-то новыми свойствами, отсутствующими у фагов, убитых «прямым попаданием» рентгена. Построенные ранее Лурия кривые инактивации заставляли предположить, что для того, чтобы убить фага, требуется несколько непрямых попаданий. Гибель фагов в результате прямого воздействия рентгена, напротив, как считалось, происходит вследствие единственного акта ионизации. С радостью проводя эксперименты, идея которых принадлежала мне самому, я в то же время предвкушал тот интеллектуальный пир, который был обещан предстоящим в середине октября приездом к нам на выходные Лео Силарда. Силарду недавно исполнилось пятьдесят, и он работал профессором биофизики и социологии в Чикагском университете. С ним должен был приехать младший коллега, Аарон Новик, который тоже прошел курс по фагам в Колд-Спринг-Харбор в 1947 году. Лео незадолго перед тем получил небольшой грант Фонда Рокфеллера, позволявший ему поддерживать, на его собственный выбор, проходящие на Среднем Западе генетические симпозиумы. Рост Силарда был чуть меньше пяти футов шести дюймов, и он неизменно носил галстук и костюм, ничуть не скрывая брюшка, отражавшего его увлечение едой и нелюбовь к спорту.

Силард родился в Будапеште в 1898 году в богатой семье. Отличавшийся незаурядным интеллектом, он учился физике и стал работать в Берлине, где близко познакомился с Альбертом Эйнштейном и где вместе с Эрвином Шрёдингером с 1925 по 1932 год преподавал современную физику. Он был евреем и благоразумно покинул Берлин в тот месяц, когда Гитлер пришел к власти. Вскоре он оказался в Англии, где выяснилось, что льющийся из него бурный поток идей плохо сочетается с более размеренным течением английской науки. Он редко проводил больше нескольких месяцев на одном месте, поэтому для экспериментальной проверки всех его теоретических догадок никогда не хватало времени. Кроме того, его стремление патентовать идеи, имеющие коммерческое приложение, создало у принимавших его английских ученых впечатление, что он больше дорожил деньгами, чем идеями. В этом они были на все сто процентов не правы. Только благодаря деньгам, полученным за все его германские патенты, часть – вместе с Эйнштейном, Лео смог изыскать достаточно средств, чтобы остаться в науке.

Кроме того, никто в Англии не знал, насколько сильной личной трагедией для него было явившееся ему в 1933 году в Лондоне как откровение понимание природы ядерного распада. При нем выделяется больше нейтронов, чем поглощается, что позволяет высвободить огромную энергию атома, описываемую знаменитым эйнштейновским уравнением Е = mс². Если бы технология, дающая возможность осуществлять такой распад, оказалась в руках нацистов и позволила им производить атомные бомбы, в их руках оказалась бы вся сила, необходимая им для завоевания мира. Лео в тайне переуступил свой патент Британскому Адмиралтейству, в чем он признался своим близким друзьям только после того, как в 1939 году в Берлине был успешно проведен эксперимент по расщеплению атома урана. До этого Лео ошибочно выбрал вначале бериллий, а затем индий, считая, что именно эти элементы с большой вероятностью могли позволить получить требуемую цепную реакцию.

Лео немедленно попытался убедить всех своих друзей-физиков, работавших за пределами Третьего Рейха, ничего больше не публиковать о расщеплении урана. Но сохранить все полученные результаты в тайне не удалось, и вскоре работавший в Париже Фредерик Жолио вопреки советам Лео опубликовал свое открытие, что распад урана-235 приводит к высвобождению двух нейтронов, а не одного. После этого Лео стал прилагать все мыслимые усилия, чтобы Соединенные Штаты как можно быстрее создали атомное оружие. Именно он написал первый черновой вариант знаменитого письма Эйнштейна Рузвельту, отправленного осенью 1939 года, а в следующем году добился принятия итальянца Энрико Ферми, лауреата Нобелевской премии 1938 года, в то время работавшего в статусе беженца на отделении физики Колумбийского университета, в проект, посвященный распаду урана. Через два года он вместе с Ферми перешел из Колумбийского университета в Чикагский, где в 1942 году состоялось решающее испытание построенного ими ядерного реактора. Лео был сочтен слишком независимым, чтобы войти в состав руководимой военными команды, поэтому в отличие от Ферми был отстранен генералом Лесли Гровсом, тогда возглавлявшим Манхэттенский проект, от последующей деятельности в Лос-Аламосе по созданию бомбы. Но, как только прошли успешные испытания первых бомб, Лео приложил все усилия, чтобы добиться гражданского, а не военного подчинения для Комиссии по атомной энергии.

Теперь Лео увлекся проблемой поиска генетической основы жизни. Пройдя в 1947 году курс по фагам, он решил регулярно собирать вместе способных людей, чтобы узнавать от них новые факты, которые давали бы ему пищу для размышлений. Впрочем, в этот уик-энд в Блумингтоне он ничего особенного для себя не вынес – ни из моего краткого доклада об инактивированных рентгеном фагах, ни из результатов намного более сложных экспериментов Ренато с фагами, инактивированными ультрафиолетом. При этом важнейший новый результат был доложен самими Силардом и Новиком. За последние шесть месяцев они пришли к убеждению, что, несмотря на более чем открыто декларируемые Максом Дельбрюком сомнения, выводы Джошуа Ледерберга, продемонстрировавшего генетическую рекомбинацию у Е. coli, вовсе не были ошибочны. Лео в полном восторге написал Максу Дельбрюку и Сальве Лурия, что съест свою шляпу, если кому-то удастся опровергнуть результаты проведенных им и Аароном новых экспериментов. На самом деле, как они вскоре выяснили, сам Ледерберг уже опубликовал похожие подтверждающие данные.

После того как Силард и Новик отправились обратно в Чикаго, Ренато вернулся к своим экспериментам, в которых вдруг возникли трудности с воспроизводимостью – проблема, с которой в лаборатории Лурии еще не сталкивались. Результаты подсчетов в чашках Петри с агаром, в которых должно было наблюдаться статистически эквивалентное число размножающихся фагов, нередко демонстрировали чудовищную разницу. Однажды днем в середине ноября Ренато заметил, что больше стерильных пятен, возникающих в местах размножения фагов, было в чашках, находившихся в верхней части стопок. В чашках, расположенных внизу, до которых доходило меньше света от недавно установленных флюоресцентных ламп, стерильных пятен было меньше. Это наблюдение подтвердилось на следующий день, убедив Ренато в том, что видимый свет способен компенсировать часть урона, наносимого ультрафиолетом, – эффект, вскоре получивший название "фотореактивация". Я незамедлительно занялся проверкой того, происходит ли фотореактивация и с фагами, инактивированными рентгеном, но, к своему разочарованию, обнаружил лишь слабый, возможно статистически недостоверный, эффект. Сальва, который тогда уехал на неделю в Иель читать лекции, узнал от нас с Ренато сногсшибательную новость о фотореактивации только перед самым Днем благодарения, на второй устроенной Силардом встрече в Чикагском университете. Сальва сразу испугался, не могли ли полученные им ранее результаты с множественной реактивацией быть лишь следствием непреднамеренного воздействия видимого света. Но Ренато успокоил его, заметив, что Сальва уже воспроизвел множественную реактивацию в условиях освещенности, недостаточной для фотореактивации.

Сальва, в свою очередь, напомнил Ренато о письме Альберта Келнера из Колд-Спринг-Харбор, которое пришло в Блумингтон перед самым его отъездом в Иель. В этом письме Келнер с восторгом сообщал Лурия о своем сделанном в начале сентября открытии, что убитые ультрафиолетом бактериальные и грибные клетки можно воскресить с помощью видимого света. Перед этим Келнера несколько месяцев преследовали невоспроизводившиеся результаты – он предполагал, что причиной была разница в температурных условиях, в которых находились подверженные воздействию ультрафиолета культуры бактерий. Вскоре после того, как Дульбекко и я уехали из Колд-Спринг-Харбор, Келнер обнаружил, что неподконтрольным фактором, путавшим карты в его экспериментах, был видимый свет, а не температура. Лурия не показал Дульбекко письмо Келнера, а лишь походя упомянул в разговоре полученный Келнером результат, и Дульбекко не связал это открытие со своими собственными невоспроизводящимися результатами.

Мы все собрались перед доской в лаборатории Силарда и Новика, помещавшейся в бывшей синагоге заброшенного еврейского приюта в убогом квартале по соседству с Чикагским университетом. Будучи физиком, Лео понимал, что видимый свет сам по себе едва ли мог обеспечить достаточное количество энергии, чтобы компенсировать урон, наносимый ультрафиолетом. Но он с интересом узнал от Ренато, что видимый свет не оказывал никакого эффекта на фагов, находящихся вне бактериальных клеток. Свет срабатывал только после того, как поврежденные фаги попадали внутрь заражаемых ими бактерий. Лео немедленно стал говорить о необходимости проверить, можно ли в таком случае обратить с помощью видимого света и вызванные ультрафиолетом мутации. Чтобы ответить на этот вопрос, они с Новиком провели в последующие шесть месяцев новые эксперименты, которые показали, что созданные с помощью ультрафиолета мутации действительно "вылечиваются" видимым светом в той же пропорции, в какой им реактивируются убитые ультрафиолетом бактерии.

Хотя я тоже столкнулся с трудностями в воспроизведении некоторых из моих экспериментов, посвященных "непрямому эффекту", мне не стоило говорить об этом в Чикаго. Только перед самым Рождеством я осознал, что используемый мною в Индианском университете рентген вызывал образование не только очень короткоживущих свободных радикалов, но также и намного более стабильных промежуточных продуктов типа перекисей, сохранявшихся и после выключения рентгеновского излучателя. Не предвидев этого, я не учитывал время, прошедшее с момента облучения рентгеном до проведения анализа на жизнеспособных фагов. Я продолжал свои эксперименты, вносившие скорее неразбериху, чем ясность, вплоть до следующей устроенной по инициативе Силарда встречи в Блумингтоне перед самой конференцией в Национальной лаборатории в Оук-Ридж, на которой должны были выступать Лурия и Дельбрюк.

Поначалу Лурия хотел, чтобы я тоже выступил с докладом. Он считал, что мои результаты показывают: эффект, который ранее был описан как следствие прямого действия рентгеновских лучей, на самом деле возникал не из-за ионизации, непосредственно повреждающей жизненно важные компоненты фага, а вследствие воздействия химически активных веществ, таких как свободные радикалы, образование которых внутри вирусных частиц вызывается рентгеновскими лучами. Однако Силард, сидевший в первом ряду на нашей встрече в Блумингтоне, безжалостно разгромил этот вывод. Он обратил внимание на мое наблюдение, что очищенные вирусные частицы, взвешенные в среде, лишенной защитных свойств, теряли способность убивать бактерии каждый раз, когда их инактивировали. Мне стало более чем ясно, что следовало проделать дополнительные эксперименты, прежде чем решаться представить свои результаты даже на такой неформальной встрече.

За моим провалившимся докладом последовало комичное выступление Новика и Силарда. Новик должен был говорить о парадоксальных результатах, полученных ими в опытах с заражением бактерий двумя близкородственными фагами Т₂ и Т₄ одновременно. Почувствовав, что никто из присутствующих не вник в изложенные Новиком выводы, Силард встал, чтобы исправить положение. Однако ему в отличие от меня действительно было что сказать, объясняя результаты, три года назад поставившие Дельбрюка в тупик. В конечном итоге Дельбрюк вынужден был разъяснить для всех то, что Силард и Новик вдвоем не смогли четко изложить. После одновременного заражения фагами Т₂ и Т₄ у некоторых дочерних частиц оказывался генотип фага Т₂, но фенотип фага Т₄, и наоборот. На самом деле полученный Лео и Аароном результат был в научном плане блистателен. Макс в то время ошибочно не придал ему большого значения и советовал Лео и Аарону не публиковать эти данные. Только через два года они подготовили по этим материалам статью для Science.

На конференции в Оук-Ридж все только и говорили, что о фотореактивации. Альберт Келнер доложил свои результаты, которые он поспешил опубликовать, когда узнал, что Ренато Дульбекко тоже удалось пронаблюдать подобное явление. Ренато, который считал, что его открытие было сделано фактически независимо от Келнера, поначалу не упомянул его в своей краткой заметке, впоследствии подготовленной для публикации в Nature. Прочитав черновой вариант рукописи Дульбекко о фотореактивации у фагов, Келнер почувствовал себя обкраденным. На его взгляд, на Дульбекко должны были повлиять полученные ранее Келнером результаты, которые он изложил в своем письме Лурия. Ренато незамедлительно отреагировал на выраженное Келнером недовольство и добавил в свою заметку для Nature упоминание, что ему было заранее известно о наблюдениях Келнера.

Вернувшись в Блумингтон, я решил немедленно доказать Лурия, что способен заниматься осмысленной наукой. Я перестал облучать неочищенные взвеси фагов, в которых могли возникать перекиси, и вместо них сосредоточился на биологических свойствах очищенных фагов, убитых короткоживущими свободными радикалами. Вскоре я получил неопровержимые доказательства, что такие фаги действительно отличаются от фагов, убитых непосредственно рентгеновскими лучами. Во-первых, для их инактивации требовалось несколько актов повреждения, а во-вторых, после того как они были таким способом убиты, они оказывались неспособны к множественной реактивации.

К тому времени я с нетерпением ждал запланированной поездки в Калтех на следующее лето. Группа по фагам поехала бы вновь в Колд-Спринг-Харбор, если бы Мэнни Дельбрюк не ждала второго ребенка, который должен был родиться в августе. То, что ей необходимо было оставаться в Пасадене, послужило для нас прекрасным поводом провести лето в Калифорнии. Однако Ренато не собирался возвращаться из этой поездки, потому что Макс переманил его в Калтех, пообещав большую интеллектуальную независимость и стабильность, чем были у него в Индиане. Подходила к концу моя работа ассистентом на курсе орнитологии. К тому времени я уже знал, куда водить экскурсантов, чтобы показать им хохлатую желну – дятла размером с ворону, ареал которого тяготеет к югу, из-за чего мне никогда не удавалось увидеть его в окрестностях Чикаго.

Большую часть занявшей полтора дня дороги на поезде до Калифорнии я не спал, наблюдая из окна поезда сорок и жаворонковых овсянок, которые попадались все чаще по мере того, как кукурузные поля сменялись прериями. Я чувствовал себя сильно измотанным, когда прибыл в Атенеум – профессорский клуб Калтеха. В лоджии на его верхнем этаже стоял ряд раскладушек походного типа, на одной из которых мне предстояло за скромную плату ночевать все это лето. Оставив рюкзак, я прошелся до лаборатории Керкхоффа, построенной двадцатью годами раньше для команды биологов, собранной Томасом Морганом, приехавшим в Калтех в 1928 году. Морган в то время уже четыре года как умер, и секцию биологии возглавлял новый заведующий, Джордж Бидл. Его переманили из Стэнфорда, чтобы ввести Калтех в новую эру генетики микроорганизмов.

Один из первых шагов Бидла состоял в том, чтобы убедить Макса вернуться в Калтех. С 1946 года Макс и Мэнни жили всего в десяти минутах ходьбы от лаборатории в новом одноэтажном доме типа ранчо, который они построили на одном из немногих остававшихся незанятыми участков поблизости от Калтеха. Когда я впервые пришел к ним на ужин, на меня сильное впечатление произвела просторная гостиная с камином, украшенная большой картиной работы Жанны Маммен, с которой Макс подружился в Берлине в тридцатые годы. До прихода Гитлера к власти она писала и рисовала полусвет, но такое искусство правоверные нацисты считали дегенеративным, и картина в гостиной дома Дельбрюков была выполнена в манере, вдохновленной классическим стилем Пикассо двадцатых годов. Совсем не столь незабываемой была еда, которую готовила Мэнни. Она была не из тех, кто корпел бы над поваренными книгами, пока Макс проводил семинары в лаборатории. Рубленое мясо с мексиканскими приправами и большое количество авокадо вполне устраивали ее и Макса, для которых еда была скорее жизненной необходимостью, чем удовольствием. Они больше ценили качество в разговорах, камерной музыке и партнерах по теннису, а кроме того, их приводили в восторг ароматы и виды калифорнийской природы.

Сальва собирался приехать еще только через две недели, и мне хотелось встретить его результатами новых экспериментов с фагами, убитыми перекисью водорода. Лурия отнюдь не считал работу в этом направлении одной из моих приоритетных задач, и те немногие эксперименты, которые я провел с такими фагами в Блумингтоне, были сделаны едва ли не тайком от него. Их результаты оказались более чем вдохновляющими и заставляли предположить, что фаги, убитые перекисью, обладают теми же биологическими свойствами, что фаги, инактивированные облученными рентгеном продуктами лизиса бактериальных клеток. Если так, то разумно было полагать, что убивающими фагов веществами в облученном мной фаголизате были органические перекиси. За соседним столом со мной Гунтер Стент, уже больше года проработавший в лаборатории Дельбрюка, исследовал, как триптофан влияет на прикрепление бактериофага Т₄ к клеткам Е. coli. Кроме того, там был также французский ученый Эли Вольман, родители которого, евреи, тоже бывшие учеными, погибли в нацистских лагерях. Вольман всегда чувствовал себя напряженно в компании молодого химика Вольфа Вайделя, немца, который был его соседом по лабораторной комнате. Но Гунтер, хотя он тоже был евреем, вскоре очень подружился с Вольфом, которому, с его тевтонским воспитанием, было тяжело называть Макса Дельбрюка по имени.

Получение воспроизводимых кривых выживаемости потребовало больше времени, чем я ожидал, и Сальва Лурия приехал прежде, чем я мог показать ему результаты. Последующий непрекращающийся лабораторный разгул, во время которого я оставался в лаборатории далеко за полночь, чередовался с безумными автомобильными поездками по выходным, устраиваемыми по инициативе неутомимого Карлтона Гайдузека, который двумя годами раньше получил диплом Гарвардской школы медицины, а теперь числился постдоком сразу в двух лабораториях – у Макса Дельбрюка и у химика Джона Кирквуда. Конечной точкой первой моей такой поездки оказалось место, где в пяти часах езды от Энсенады в Нижней Калифорнии исчезла та неровная дорога, по которой мы ехали. Еще через две недели мы пустились в еще более сумасшедшее безостановочное путешествие в Гуайамас на берегу Калифорнийского залива. Там я впервые увидел огромных фрегатов, круживших над гаванью. Обыкновенная переправа на пароме через Рио Яки прервала нашу дальнейшую поездку в направлении Сьюдад-Обрегон, когда температура в но градусов[11] 11
  110 °F = 43,(3) °С. – Примеч. перев.


[Закрыть]наконец убедила Карлтона, что от такой жары можно умереть. В последующие выходные целями экстремальных путешествий Карлтона стали намного более прохладные горы Сьерра-Невада, где однажды часть нашей группы поднялась на вершину Уитни спустя долгое время после того, как Карлтон отправился дальше и спустился в расположенную к западу долину.

Такие выходные всегда поддерживали меня в достаточно бодром настроении даже после того, как я пришел к неизбежному заключению, что Пасадена – городок исключительно для пенсионеров. И в самом деле, средний возраст постоянных жителей городка, где расположен Калтех, выше, чем у любого другого широко известного американского города. Даже на территории кампуса пульс жизни с трудом прощупывался за пределами лабораторий и библиотек. Общественную жизнь можно было детально описать одним словом – отсутствует. Остро это прочувствовав, Гунтер переселился в расположенный на склоне каньона над Калтехом дом, где жили несколько постдоков из Европы. Так он оказался в кругу молодых химиков, связанных с Лайнусом Полингом. В конце того лета Лайнус, почти налетев на меня в Атенеуме, поприветствовал широкой улыбкой. Поначалу я полагал, что Макс и Лайнус часто сотрудничали в прошлом, потому что вскоре после первого приезда Макса в Калтех они с Лайнусом написали в соавторстве небольшую заметку для Science, критиковавшую представление о том, что какие-то предполагаемые силы притяжения подобного к подобному могут играть роль в копировании генетической информации. Но впоследствии Макс стал настороженно относиться к свойственному Полингу самовозвеличиванию, хотя он всегда внимательно выслушивал новости о работе Лайнуса от его постдоков.

Из всей собравшейся там толпы исследователей фагов я особенно непринужденно общался с Дёрманнами. Лучшая пора моего лета наступила в конце августа, когда я сыграл с Гасом два сета в теннис на кортах "Атенеума". По вечерам мы часто отправлялись в центр Пасадены в ресторан, где некоторое время назад увидели двух эффектных блондинок примерно моего возраста. Однако они так и не появились снова. Не более плодотворной в плане разглядывания девушек оказалась наша двухчасовая поездка на пляж на Тихоокеанском побережье, расположенный рядом с морской станцией Калтеха в Корона-дель-Мар. Но к тому времени я по крайней мере выполнил свою экспериментальную задачу на лето, показав, что обработанные перекисью фаги обладают теми же биологическими свойствами, что и фаги, убитые облученным рентгеном фаголизатом.

Я был готов доложить эти результаты на дневном собрании группы по фагам под председательством Макса. На предыдущей неделе мы выслушали доклад молодого физика Oгe Бора о философском смысле квантовой неопределенности. Он приехал в Пасадену, заменяя своего отца, Нильса, который навсегда очаровал Макса в начале тридцатых. Кроме Макса только Гунтер выпытывал у Oгe подробности философских озарений его отца. Сидя в заднем ряду, я не понимал ни слова ни из философских тезисов Ore, ни из контраргументов Макса и Гунтера. Мой доклад о трех типах убитых рентгеном фагов, напротив, не демонстрировал никаких фундаментальных парадоксов, а для понимания моих выводов не требовалось особых умственных способностей. Я хорошо запомнил свое провальное выступление перед Силардом в апреле и поэтому держался фактов и ничуть не сулил каких-то прорывов в радиационной биологии или тем более в изучении природы гена.

На следующий день Макс у себя в кабинете сказал мне, чтобы я не отчаивался по поводу своих не особенно захватывающих результатов. Вместо этого мне стоило радоваться, что я не оказался на месте Ренато, который попал в эмоционально истощающую гонку, занимаясь исследованиями фотореактивации, никак не связанной с намного более важным вопросом о том, как копируется генетическая информация. Мне пора было сконцентрироваться на освоении навыков серьезной научной работы, а не на том, чтобы выигрывать соревнования экспериментов, результат которых все равно будет иметь лишь маргинальное значение уже лет через десять. Джордж Бидл тоже уверил меня, что я иду по правильному пути. К моему удивлению, он неожиданно пришел послушать мой доклад, а вскоре после этого пригласил меня на ужин в свой скромный дом, расположенный неподалеку. Как и Макс, он уже не проводил экспериментов, получая научное удовлетворение от обходов лаборатории Керкхоффа, во время которых он присматривался к работе магистрантов, аспирантов и постдоков. Он был уже заслуженно известен в то время своими проведенными в Стэнфорде исследованиями плесени нейроспоры, посвященными поиску генов, кодирующих ферменты метаболических путей. В свои сорок пять он уже не рассчитывал совершить еще один концептуальный прорыв такого уровня.