Текст книги "Течению наперекор"

Автор книги: Лев Остерман

сообщить о нарушении

Текущая страница: 25 (всего у книги 41 страниц)

***

Заканчивая раздел, посвященный диссидентам и правозащитникам, нельзя не упомянуть, что в эти годы через «тамиздат» или в списках мы имели возможность прочитать такие сильные протестные художественные произведения, как «Крутой маршрут» Гинзбург, «Воспоминания» Надежды Мандельштам и «Софья Петровна» Лидии Чуковской...

Замечу еще, что конец 70-х годов совпал с окончанием короткого периода разрядки в международных отношениях. 27 декабря 1978 года началось вторжение советских войск в Афганистан.

В лаборатории Баева

Приняв решение оставить мою тематику и руководство группой Роберту, я не случайно выбрал для начала нового этапа своей научной биографии лабораторию Баева. После пережитых разочарования и обиды мне хотелось работать под руководством человека заведомо порядочного и интеллигентного.

В первые годы становления Института Александр Александрович сумел снискать расположение и симпатию всех его сотрудников. Все знали о его трудной судьбе. Окончив в 27-м году Казанский медицинский институт, он три года отработал врачом, потом в течение пяти лет был аспирантом, затем ассистентом на кафедре биохимии того же медицинского института. Кафедрой заведовал Владимир Александрович Энгельгардт. По-видимому, Баев был его любимым учеником, так как в 35-м году он вместе с Энгельгардтом переехал в Москву. Работал в его лаборатории в Институте биохимии имени Баха Академии наук. В 37-м году его по бессмысленному навету арестовали и осудили на 10 лет пребывания в лагере. По окончании срока ему удалось, не без помощи Владимира Александровича, вернуться в Москву и защитить кандидатскую диссертацию по материалам, подготовленным до ареста. Но в 49-м году он был арестован вторично и приговорен к ссылке навечно. В 54-м году реабилитирован и вернулся в лабораторию. Наконец, в 59-м году вместе с Энгельгардтом перешел в новообразованный Институт.

И вот в 50 с лишним лет Баев, хотя и был назначен заведующим еще реально не существовавшей биохимической лаборатории, оставался всего лишь кандидатом биологических наук. В то время как его сверстники и бывшие коллеги стали докторами, а самый способный из них А. Е. Браунштейн избран в Академию. Баеву, столь несправедливо обиженному судьбой, естественно было бы стать нелюдимым, завистливым и обозленным на все и всех.

Но оказалось наоборот. Небольшого роста, подвижный, седовласый, но с моложавым, чисто русским по облику своему лицом он был самым приветливым, всегда готовым помочь советом и делом, доброжелательным человеком в Институте. Я, как и все, питал к нему чувство глубокой симпатии. Тем более, что встречался с ним чаще, чем другие сотрудники. Александр Александрович очень интересовался новой лабораторной техникой. Поэтому все выставки биохимического оборудования в Москве, где можно было ознакомиться с последними зарубежными моделями приборов, мы посещали вместе. Альянс наш был плодотворным. Я мог оценить технические возможности и надежность выставленной аппаратуры, а Александр Александрович – степень необходимости ее приобретения для Института. Несмотря на почти двадцатилетнюю разницу в возрасте, мы подружились. Настолько, что я имел дерзость попросить его взять на себя формальное руководство моей диссертационной работой (с которой он ознакомился только в уже переплетенном экземпляре). Баев согласился и написал, как это положено, лаконичную и лестную характеристику диссертанта. Я позволю себе процитировать из нее только две фразы:

«...К тому времени он (то есть я) имел уже солидную литературную подготовку и стал достаточно искушенным экспериментатором. Конечно, он не нуждался в мелочной опеке и, будучи человеком увлекающимся и упорным, едва ли был ей доступен. Моя роль сводилась к функции советчика в некоторых вопросах теории и эксперимента и, я думаю, не имела решающего влияния на ход исследования...»

И в заключение отзыва:

«...Л. А. Остерман поразительно быстро осваивает литературную информацию и пишет легким, живым и точным языком.

Я полагаю, что Л. А. Остерман наделен многими качествами, необходимыми для первоклассного исследователя, что он приобрел широкую эрудицию в проблемах молекулярной биологии. Мое мнение о нем вполне положительное и вполне одобрительное.

Чл.-корр. АН СССР А. А. Баев».

28 февраля 1969 г.»

Как видно из проставленной даты, отзыв относится ко времени значительно более позднему, чем начало становления Института. Диссертацию я защищал 6 марта 69-го года. Есть еще одно, даже более убедительное свидетельство нашей дружбы.

Вскоре после моего перехода в его лабораторию у Александра Александровича в Алма-Ате умер сын от первого брака, проживавший там со своей матерью. Я видел, что поездка на похороны сына для него тягостна. И потому предложил сопровождать его. Предложение было с благодарностью принято. Во время двух дальних переездов и совместного проживания в гостинице мы задушевно беседовали на отнюдь не научные темы. Я был рад сходству наших взглядов как на литературу и искусство, так и на характер современной общественной жизни.

В лаборатории Баева я появился в момент ее наивысшего успеха и соответствующей эйфории. Группа, руководимая непосредственно Александром Александровичем, завершила определение последовательности нуклеотидов в одной из «транспортных РНК» сокращенно (ТРНК) из дрожжей, за что была присуждена Государственная премия. Чтобы была понятна важность проделанной работы, мне необходимо описать уже известный к этому моменту механизм синтеза белков в клетке.

Механизм белкового синтеза

Всем известна аббревиатура ДНК и то, что ее гигантская молекула является хранительницей информации, определяющей рост и развитие любого живого организма, от бактерии до человека. Но, может быть, не все знают расшифровку. ДНК означает «дезоксирибонуклеиновая кислота». Это название указывает на то, что в ее состав входит некая, похожая на сахар, молекула «дезоксирибозы». В механизме реализации наследственной информации участвуют и различные РНК – «рибонуклеиновые кислоты». Они очень похожи по своему строению на ДНК, но в их составе фигурируют молекулы «рибозы». Структура рибозы отличается от структуры дезоксирибозы только заменой одного атома водорода на ОН-группу.

Молекулы ДНК представляют собой сплетенные в двухнитевую спираль очень длинные цепочки, насчитывающие, даже у бактерий, несколько миллионов звеньев, а у человека – около 3 миллиардов! Если такую молекулу вытянуть в одну линию, то окажется, что ее длина будет порядка 1 метра. А диаметры большинства клеток человека не превышают 50 микрон. Это означает, что у человека и других высших организмов длинная и тонкая цепочка ДНК многократно свернута в плотный клубок. Точнее, в ряд клубков, образующих хромосому. Хромосомы находятся в ядре клетки. В тысячу раз более короткая ДНК бактерии, у которой нет ядра, размещается по всему ее объему более или менее свободно, рыхлым клубком, наподобие мотка колючей проволоки.

Звеньями цепи ДНК служат так называемые нуклеотиды. В состав нуклеотида входит «нуклеиновое основание», которое непосредственно участвует в формировании наследственной информации. Затем уже упомянутая дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты, связывающий данный нуклеотид с его соседом. Нуклеиновых оснований (а следовательно, и нуклеотидов) всего четыре. Для упрощения обозначу их только начальными буквами соответствующих названий: А, Г, Ц и Т. Вся наследственная информация определяется их чередованием. Это может показаться невероятным, но достаточно вспомнить, что чередованием только двух знаков азбуки Морзе (точка и тире) можно представить любой алфавит, а значит, и записать текст любой книги.

Звеньями цепи РНК служат практически такие же нуклеотиды, что в ДНК, с весьма незначительным изменением одного из нуклеиновых оснований – У вместо Т (и заменой дезоксирибозы на рибозу).

Сравнительно короткие отрезки ДНК, разбросанные по всей длине огромной молекулы, несут информацию о строении клеточных белков и ферментов. Эти отрезки именуются «генами». У человека предполагается около ста тысяч генов.

Белки тоже представляют собой свернутые клубком цепочки («глобулы»), несравненно более короткие, чем ДНК. Они насчитывают несколько сотен, от силы тысячу звеньев примерно такого же размера, как нуклеотиды в ДНК. Но цепочки белков не столь монотонны, как у ДНК и РНК. В их образовании участвуют 20 различных звеньев, именуемых аминокислотами. Все аминокислоты имеют одинаковые линейные участки, выстраивающие их в неразветвленную цепочку. В стороны от линии цепочки торчат «боковые ветви» аминокислот, определяющие индивидуальные особенности каждой из них. Некоторые из этих ветвей несут химически активные группы или даже электрические заряды. Объемная форма, функция и биологическая активность любого белка определяются последовательностью расположения аминокислот в его цепочке.

Легко догадаться, что последовательность расположения нуклеотидов в гене ДНК определяет последовательность аминокислот в белке. Но поскольку аминокислот двадцать, а нуклеотидов всего четыре, каждую из аминокислот должна определять или, как говорят, кодировать последовательность нескольких нуклеотидов. Двух для этого недостаточно – из четырех нуклеотидов можно составить только 16 различных комбинаций по два. Комбинаций из четырех нуклеотидов по три можно составить целых 64. Промежуточного не дано – число нуклеотидов может быть только целым. Такая система кодирования – «генетический код» является избыточной. Тем не менее, этот код получил надежное экспериментальное подтверждение. Что же касается его избыточности, то ей в нашем рассмотрении еще предстоит сыграть свою важную роль.

Последовательность нуклеотидов в гене «прочитывает», двигаясь вдоль него, уже знакомая нам РНК-полимераза. Результатом такого прочтения является синтез однонитевой РНК-копии гена. Ее называют «информационной РНК». Поскольку одной аминокислоте соответствует три нуклеотида гена, то информационная РНК не может быть очень длинной. Даже если белок состоит из тысячи аминокислот, его ген и соответствующая информационная РНК должны иметь всего лишь по три тысячи нуклеотидов.

РНК-полимераза начинает «чтение» гена с его начала. Это начало определяет особая последовательность нуклеотидов. Поскольку начало считывания гена фиксировано, все стоящее далее вплотную друг к другу множество нуклеотидов образует кодирующие тройки (их именуют «кодонами») единственным образом. А следовательно, они определяют единственную, вполне определенную последовательность аминокислот. Иными словами, обеспечивается синтез единственного белка, структура которого строго соответствует информации, закодированной в данном гене.

По окончании копирования гена РНК-полимераза и синтезированная ею информационная РНК покидают ДНК. Сам синтез белков происходит совсем в других местах клетки – в относительно крупных структурах, именуемых «рибосомами». Информационная РНК доставляет к рибосоме, как мы видели, информацию на синтез определенного белка в виде последовательности трехчленных кодонов. Одновременно к той же рибосоме должны одна за другой подаваться необходимые аминокислоты. Эту функцию выполняет особый класс рибонуклеиновых кислот, так называемые «транспортные» РНК. Они совсем короткие – порядка 80 нуклеотидных звеньев. Поскольку основное внимание в последующем изложении будет уделено именно транспортным РНК, я их ради экономии места буду обозначать сокращенно – «тРНК». Многочисленные и разнообразные тРНК вместе с аминокислотами и рибосомами находятся в клеточном соке (цитоплазме) клетки. Каждая из тРНК специализирована на доставке какой-нибудь одной определенной аминокислоты. Специальный фермент «узнает» молекулу тРНК и присоединяет химической связью к одному из ее концов именно эту аминокислоту (таких ферментов должно быть, как минимум 20). тРНК если и не сворачивается в клубок, то определенным образом складывается в довольно компактную структуру. Причем так, что в месте сгиба, лежащем примерно посередине цепочки тРНК, образуется свободная петля, которая выносит на поверхность три стоящих подряд нуклеотида. Они должны «узнать» кодон. Их совокупность именуется антикодоном. «Узнавание» означает, что все три пары стоящих друг против друга нуклеотидов кодона и антикодона окажутся «комплементарными». Этот термин означает, что каждая пара представляет собой одну из только двух возможных, благодаря пространственному соответствию, комбинаций: А-У или Г-Ц (в двунитевой ДНК комплементарность определяется парами: А-Т и Г-Ц).

Если узнавание кодона антикодоном произошло, ферментная система, связанная с рибосомой, снимает с конца тРНК принесенную ею «правильную» аминокислоту. Затем присоединяет ее химической связью к растущей на особом участке рибосомы белковой цепи. После чего освобожденная от аминокислоты тРНК возвращается в цитоплазму. А информационная РНК продвигается относительно рибосомы сразу на три нуклеотида и таким образом помещает в «место узнавания» следующий кодон. Затем новая тРНК, способная «узнать» этот новый кодон, ставит в цепь белка следующую аминокислоту. И так далее – до окончания синтеза полноценного белка, покидающего рибосому. Этот момент тоже определяется специальным «концевым» кодоном. Их имеется (для надежности?) целых три. Так что для кодирования 20 аминокислот из 64 возможных остается только 61 кодон. Очевидно, что тРНК различной специализации должно быть не менее 20, по числу аминокислот.

Для закрепления понимания этого нового для большинства читателей процесса я предлагаю некую аналогию из области, куда лучше знакомой. В 6-й главе этой книги, в разделе «В НИИ-1» я рассказывал о конструировании аэродинамической трубы для испытания моделей сверхзвуковых самолетов (мне еще выпала честь делать сборный чертеж всей трубы на десяти склеенных в одну ленту листах ватмана). Конструкция трубы объединяла несколько самостоятельных узлов: батарея корпусов торпед, насосы, система клапанов, стенд для установления модели самолета, оптическая система, несколько систем дистанционного обследования состояния модели.

Уподобим чертеж всей трубы молекуле ДНК, а сборочные чертежи всех узлов – генам. Пока все существует только в чертежах – это информация. Пусть теперь какой-то из узлов запущен в производство. Вот уже готовы входящие в состав этого узла детали (20 различных конфигураций); в специальном помещении цеха должна начаться сборка узла. Нужен его сборочный чертеж. Но белоснежный ватман нельзя отдавать в цех: испачкают, а то и порвут ненароком. А его надо поберечь – может пригодиться при конструировании следующей трубы. Тогда с чертежа узла снимают кальку, и с ее помощью на светочувствительной бумаге отпечатывается копия этого чертежа – так называемая «синька». Ее и отправляют в цех сборщикам. Эта синька подобна информационной РНК. Узел, когда он будет собран, уподобится нашему новосинтезированному белку.

Итак, синька уже у сборщиков. Теперь из разных концов цеха в помещение для сборки везут готовые детали узла. Мы их сравним с аминокислотами, а подвозящие их электрокары – с тРНК. Каждый водитель электрокара знает, какую деталь он везет и куда ее надо доставить.

Бригадир сборщиков выбирает одну за другой детали в том порядке, как ему подсказывает синька узла. Его подручные проверяют, надежно ли становятся эти детали в намеченные для них места (не ошибся ли конструктор). Вся бригада ведет себя точь-в-точь как рибосома...

Есть одно странное обстоятельство, которое необходимо здесь же отметить. Если в составе всех информационных РНК фигурируют только нормальные нуклеотиды (А, Г, Ц и У), то в коротких цепочках тРНК обнаруживаются модифицированные нуклеотиды. Их называют «минорами» (все-таки их мало). Модификация в большинстве случаев сводится к присоединению маленькой метильной группы (СН3) к нуклеиновому основанию какого-либо нуклеотида. Но встречаются и более сложные миноры, когда модифицирующая группа по своему размеру соизмерима или даже превосходит само нуклеиновое основание. Биологическая роль миноров до сих пор не выяснена. Показано, что все тРНК первоначально синтезируются по матрице ДНК немодифицированными. «Миноризация» некоторой части их нуклеиновых оснований происходит уже в цитоплазме под действием специальных ферментов. В случае присоединения метильных групп – это «метилазы». Мы будем заниматься в основном ими. Ферменты, осуществляющие сложные модификации, мало изучены. Чем сложнее организм, тем, как правило, большее число миноров содержится в его тРНК.

Теперь, когда читатель вооружен самыми общими представлениями о синтезе белков, мы можем вернуться в лабораторию Баева. И к ее успеху. Начну с предыстории. К началу

60-х годов перед молекулярной биологией встала первостепенной важности задача определения последовательностей нуклеотидов в различных нуклеиновых кислотах. Понимание принципиального пути биосинтеза белков было большим, но только первым шагом к подлинному познанию этого и других важных процессов, идущих в клетке с участием нуклеиновых кислот. И не только к представлению об их нормальном течении, но и к пониманию разного рода патологий, связанных с нарушением правильного порядка чередования нуклеотидов. Это случается в результате разного рода мутаций, как врожденных, так и приобретенных. Например, в результате радиационного поражения или под влиянием космических лучей. Для обнаружения и локализации мутаций необходимо было разработать методы определения последовательностей нуклеотидов в ДНК и разного рода РНК. Естественно было начать с самых коротких последовательностей – в молекулах тРНК. В те времена это была трудная и весьма трудоемкая задача. Лишь в 77-м году были разработаны удобные методы определения последовательностей нуклеотидов в ДНК с помощью так называемого метода «электрофореза». Автоматизация этих методов обусловила столь быстрый прогресс, что установление последовательности во фрагментах ДНК длиной 500-600 нуклеотидов к концу века стало возможным осуществлять за 2-3 часа. Причем это можно было делать для десятка таких фрагментов одновременно. Однако для определения последовательности нуклеотидов в тРНК, ввиду наличия миноров, эти автоматы до сих пор непригодны.

Хочу оговориться сразу. Ни здесь, ни в последующем изложении я не намерен описывать ни физическую сущность, ни какие-либо особенности называемых мною методов (таких, как электрофорез, «колоночная хроматография» и прочих). А также способов их автоматизации. Для тех читателей, кто хотя бы в общих чертах знаком с этими методами, одного названия будет достаточно. Тем же, кто от этого далек, придется поверить в надежность получаемых с их помощью результатов. Доступное для новичков описание соответствующих приборов и методик потребовало бы слишком много места.

Первому в мире исследователю, сумевшему определить последовательность нуклеотидов в одной из бактериальных тРНК, американцу Холли, пришлось затратить на эту работу несколько лет. Зато ему была присуждена Нобелевская премия. С запозданием на пару лет за решение аналогичной задачи взялась лаборатория Баева. Было решено определить последовательность нуклеотидов в другой тРНК (из дрожжей), специфической для аминокислоты – «валина». Хотя лаборатория следовала по пути, проложенному Холли, решение этой задачи в советских условиях (за неимением соответствующих реактивов и приборов) было чертовски трудным. Приходилось искать обходные пути. Так что успешное завершение этой работы (вторыми в мире!) было воистину подвигом. Нобелевскую премию за него уже не присудили – пришлось довольствоваться Государственной. Но все активные участники работы получили повышение своего научного статуса. Т. В. Венкстерн и Р. И. Татарская стали докторами наук, аспирант Мирзабеков защитил кандидатскую диссертацию. А вдохновитель и организатор работы всего коллектива А. А. Баев собрал, как это у нас полагается, самый богатый «урожай». Стал сначала доктором наук (в 67-м году),

годом позже был избран членом-корреспондентом Академии наук, а в 70-м году – действительным членом Академии – академиком. И это вполне понятно. Успешное определение последовательности нуклеотидов в еще одной молекуле тРНК выводило советскую молекулярную биологию на передний край этой науки. Успех был отмечен знатным банкетом в институтской столовой. Для иллюстрации моих дружеских отношений с Баевым и его сотрудниками приведу начало пространной поэмы (по мотивам «Песни о Гайавате»), которую я сочинил и прочитал на банкете. По созвучию тРНК превращена в деву Теренкаку.

Песнь о Теренкаке

Если спросите: «Откуда

Эти сказки и легенды

О прекрасной Теренкаке,

Верной спутнице Валина,

О ее ужасной смерти

И чудесном воскресеньи?»

Я скажу вам, я отвечу.

В доме желтом, что колонны

Украшают горделиво,

Я услышал эту песню...

На верху большого дома

Там стоял владыка жизни

Гитчи Манито могучий,

В общежитии известный

Как Ликсан Ликсаныч Баев.

Созывал к себе народы,

Созывал людей отвсюду

Не курил он трубку мира,

Знаменитую Поквану,

Пил он кофе растворимый.

Но над чашкой клубы пара,

Точно дым от трубки мира,

Поднимались прямо к небу.

И пришли к нему народы

И в доспехах, в ярких красках,

Словно осенью деревья.

Собрались они все вместе,

Дико глядя друг на друга.

В их очах – смертельный вызов,

В их сердцах – вражда глухая.

Каждый норовит оттяпать

Помещенье и приборы,

Лаборантов, реактивы —

Чтоб свою работу делать.

Алексан Ликсаныч Баев

Поглядел на них с участьем,

С отчей жалостью, с любовью.

Он простер к ним сень десницы,

И величественный голос,

Голос, шуму вод подобный,

Прозвучал ко всем народам,

Говоря: «О дети, дети!

Слову мудрости внемлите,

Слову крепкого совета

От того, кто всех созвал вас.

Я устал от ваших распрей,

Я устал от ваших споров

Ваша сила – лишь в согласье,

А бессилие – в разладе.

Мы должны работать вместе

По конвейерной системе.

Длинный путь пройдем мы вместе,

Путь упорной долгой битвы.

Но зато в конце награда

Ожидает всех нас разом.

И все воины на землю

Тотчас кинули доспехи.

Сняли все свои одежды,

Смыли краски боевые,

Обрядилися в халаты

И принялися за дело.

(Далее следует описание работы каждого сотрудника группы Баева...)

..........................

..........................

По кусочкам ее тело

Руки ловкие собрали,

И познав закон строенья,

Те, кто жизнь у ней отняли,

Ей назад ее вернули...

И еще прекрасней стала

В новой жизни Теренкака!

Но теперь уж не безвестной,

В глубине дрожжей сокрытой,

Красота ее явилась

Людям как сверканье солнца,

Отраженного росою.

И воскликнули с восторгом

Потрясенные народы:

«Слава новой Теренкаке!

Слава тем, кто ее понял,

Кто открыл ее для мира

И прославил тем науку!»

Я замечу вместе с этим:

И свою страну прославил,

Одновременно прибавил

Уваженья к Институту,

Ну а значит, и к нам с вами.

И в заключение поэмы:

Так что есть за что нам

выпить!

В конце 70-го года я наконец перебрался в лабораторию Баева и принял на себя обязанности заместителя заведующего лабораторией.

Обязанности чисто административные. Сбор ежегодных заявок на стеклянную посуду и реактивы от руководителей групп. Их распределение после, как всегда, неполного удовлетворения этих заявок. То же в отношении лабораторного оборудования. Направление молодых сотрудников в подшефный колхоз на сельскохозяйственные работы. Или поочередно всех – на ближайшее овощехранилище для переборки гниющих овощей и фруктов. Присутствие на всевозможных административных совещаниях в дирекции. Разумеется, не научных. Научная тематика меня не касалась, если не считать того, что я был обязан в установленные сроки собирать ежегодные планы работ и отчеты руководителей групп. (Как будто можно заранее планировать результат исследовательской работы! В план записывали то, что фактически уже было сделано...) Все это дела скучные, но не обременительные. Зато Баев добился для меня звания старшего научного сотрудника. Я снова стал получать 300 рублей в месяц, которые 10 лет назад мне платили у Черниговского. Кроме того, я получил комнату для собственной научной работы и ставку лаборанта. На эту ставку я принял Полину С. Вскоре понял, что выбор мой не совсем удачен. Она очень тщательная и исполнительная лаборантка. Но, несмотря на высшее биологическое образование, человек, категорически не желающий читать научную литературу или брать на себя решение какой-либо мало-мальски самостоятельной задачи. Она не замужем, охотно остается в лаборатории вместе со мной до позднего вечера. Наверное, следовало бы заменить Полину на более творчески ориентированного, честолюбивого молодого человека. Но мне ее жаль – кто знает, как со своими странностями она себя будет чувствовать в другом месте. В течение первых нескольких лет упорно стараюсь вовлечь ее в научное сотрудничество. Я же вижу, что голова у нее хорошая. А когда прихожу к убеждению, что это безнадежно, мы уже настолько сработались, почти сроднились, что я не могу просить ее оставить лабораторию. Через пару лет у меня появится еще одна лаборантка, Валюша. Живая, проворная, тоже исполнительная, но без образования и каких-либо данных к научному мышлению.

Так до последнего дня работы в ИМБ я буду обречен не только вынашивать свои планы в одиночку, но и подробно расписывать все опыты. Но это еще впереди. Сначала свою тематику мне надо найти. Две вещи очевидны с самого начала. Моя исследовательская работа должна быть как-то связана с тРНК, поскольку под этим «флагом» существовала лаборатория. И она должна быть оригинальной. В 47 лет поздно тратить силы на эпигонские работы, идти в хвосте у американских ученых. С этого имеет смысл начинать лет в двадцать пять.

В течение первых нескольких месяцев штудирую научную литературу, главным образом журнальные статьи, относящиеся к тРНК. Мое внимание привлекают две старые публикации: Эймса и Хартмана в 63-м году и Стента – в 65-м. В первой из них предполагалось, что среди 61 кодирующей тройки нуклеотидов ДНК есть некоторое число «модулирующих кодонов», которым соответствуют особые «модуляторные тРНК». Их функциональное отличие состоит в том, что момент «узнавания» модулирующего кодона модуляторной тРНК является критическим. За ним может последовать отделение информационной РНК от рибосомы или ее существенная задержка на одном месте. В статье Стента было высказано предположение, что подавление биосинтеза определенных белков может зависеть от нарушения нормальной работы ферментов, модифицирующих эти самые модуляторные тРНК. Такими ферментами, в частности, могут оказаться метилазы и другие ферменты, трансформирующие нормальные нуклеиновые основания этих тРНК в миноры. Оба высказывания не подкреплены никакими экспериментальными данными. И, насколько я мог судить по отсутствию соответствующих публикаций, попытки получить такие данные не делались (или не удавались). Опираясь на цитированные предположения, я выработал свою, более полную гипотезу. О ней я расскажу позднее, когда представится возможность приступить к ее экспериментальной проверке.

А пока Александр Александрович предложил мне заняться тщательной характеристикой метилаз для тРНК. Ну что ж – метилазы так метилазы! Если я когда-нибудь подойду к заключительным этапам проверки своей гипотезы, мне эти характеристики пригодятся.

В качестве объекта метилирования использую тРНК бактерии E.coli K12W6 (CH3^-). Указанное в скобках означает, что эта бактерия «дефицитна» по СН3, иными словами, не может расти на обычной питательной среде, так как не способна синтезировать СН3-группу. А следовательно, и метилировать все подлежащие метильной «миноризации» тРНК. Выращивание культуры этих бактерий ведется на питательной среде с добавкой вещества, способного поставлять метильную группу. Это вещество S-аденозил-[метил-¹⁴С] метионин. Сокращено ¹⁴С-SAM. Оно не только обеспечивает рост бактерий метилом, но вносит метил, радиоактивно меченный по углероду. Выделенная и очищенная из таких бактерий тРНК метилирована (радиоактивно) собственными метилазами. Для исследования активности посторонних метилаз мы выращивали, насколько это было возможно, наши неполноценные бактерии в питательной среде, обедненной по донорам нерадиоактивного метила. Выделяли заведомо не полностью метилированную суммарную тРНК. Затем в пробирке («in vitro») вели ее дометилирование – в пробирку вносили суммарную белковую фракцию из другого источника. В ней наряду с прочими ферментами были и метилазы. Разумеется, туда же добавляли с запасом и ¹⁴С-SAM. Инкубировали несколько часов при 37°С. Выделяли из смеси суммарную тРКН, уже меченную радиоактивным метилом (из ¹⁴С-SAM). Проводили полное расщепление всех тРНК до нуклеиновых оснований. (Обработка 65%-ной хлорной кислотой в запаянной ампуле 1,5 часа при 100°С). Разделение всех нуклеиновых оснований производили методом колоночной хроматографии. Положение «пиков» всех нормальных нуклеиновых оснований на хроматограмме[3]3
  Хроматограмма – это картина регистрации на движущейся ленте (подобно кардиограмме) всех веществ, разделенных в хроматографической колонке. Они из нее выходят одно за другим в виде колоколообразных «пиков». Регистрация осуществляется по поглощению света в ультрафиолетовой области или по радиоактивности – суммарно по всему объему «пика».


[Закрыть] было заранее определено по ультрафиолетовому поглощению в тех же условиях разделения. Метилированные миноры выходили из колонки отделенными от четырех нормальных оснований. Положение «пиков» миноров, зафиксированное по радиоактивности, на всех хроматограммах было неизменным. Активность соответствующих метилаз оценивали по величине радиоактивности, измеренной в каждом из «пиков» соответствующих миноров.

В результате было обнаружено, что относительная активность различных метилаз (производящих разные миноры) зависит от выбора их источника: мы сравнивали нормальную бактерию E.coli, печень крысы, гепатому Новикова, молочную железу коровы. Еще зависит от степени кислотности инкубационной среды, от концентрации в ней ионов магния и от соотношения количеств тРНК и ферментной фракции. Вплоть до 6 часов инкубации включение радиоактивного метила увеличивалось пропорционально времени. Все опыты дублировались для проверки воспроизводимости результатов. Для каждого из источников метилаз на основании этих опытов определяли оптимальные условия инкубации in vitro. Описанные опыты заняли у нас с Полиной два года, 71-й и 72-й.

Покончив с этим довольно значительным объемом работ, я счел поручение заведующего лабораторией выполненным (впрочем, его это уже не интересовало) и начал готовиться к экспериментам по проверке своей гипотезы.

Но сначала небольшое отступление в сторону.

Я не случайно упомянул об утрате Баевым всякого интереса к метилазам. После своего щедро вознагражденного триумфа его группа за прошедшие с тех пор два года развалилась. Еще в 68-м году Ученый секретарь президиума Академии наук Г. К. Скрябин, совмещавший эту должность с руководством Институтом биохимии и физиологии микроорганизмов в недавно созданном научном городке Пущино (близ Серпухова), предложил Баеву организовать в нем биохимическую лабораторию. Скрябина и Баева к этому времени связывали тесные дружеские отношения. Предложение было принято. Александр Александрович получил в Пущине большую квартиру и значительную часть времени проводил там, на лоне природы. К тому же в 71-м году он был избран академиком-секретарем Отделения биофизики и биохимии Академии, что также отнимало у него немало времени. В ИМБ он заглядывал редко.