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

Автор книги: Сэм Кин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 26 страниц) [доступный отрывок для чтения: 10 страниц]

С тех пор (и на протяжении последующих десятилетий) Мёллер негодовал по поводу своего положения в «мушиной комнате». Его раздражало то, что Морган открыто благоволил буржуа Стертеванту и перекладывал черную работу – например, подготовку бананов – на плечи «пролетария» Бриджеса. Его раздражало то, что и Бриджес, и Стертевант получали плату за проведение экспериментов на основе его, Мёллера, идей, в то время как ему приходилось бегать по всему Нью-Йорку, чтобы заработать мелочь. Он негодовал по поводу того, что Морган рассматривал «мушиную комнату» как клуб для избранных и иногда заставлял друзей Мёллера работать в коридоре. Но больше всего Мёллера возмущало то, что Морган не обращал внимания на его заслуги. Отчасти виной тому была медлительность Мёллера в том, что Морган ценил превыше всего – в проведении хитроумных экспериментов, которые он (Мёллер) сам и придумал. В действительности Мёллер едва ли мог найти худшего наставника, чем Морган. При всех своих симпатиях к социализму Мёллер ценил интеллектуальную собственность и чувствовал, что в «мушиной комнате», с ее свободным и коммунальным укладом, его талант эксплуатировался и оставался без внимания. И уж точно Мёллер не мог претендовать на роль мистера Конгениальность. Он бестактно и нудно критиковал Моргана, Бриджеса и Стертеванта и воспринимал как личное оскорбление все, кроме чистой логики. Больше всего Мёллера задело небрежное принижение Морганом роли естественного отбора в процессе эволюции, которую сам Мёллер считал основой биологии.

Несмотря на личные конфликты, инициатором которых был он сам, Мёллер незаметно вел «мушиную» группу вперед, к большим достижениям. После 1911 года Морган едва ли внес какой-либо вклад в формирующуюся теорию наследования, в то время как Мёллер, Бриджес и Стертевант продолжали совершать фундаментальные открытия. К сожалению, сегодня трудно разобраться, кто что открыл, и не только из-за постоянного обмена идеями. Морган и Мёллер часто набрасывали мысли на разрозненных клочках бумаги, при этом Морган каждые пять лет очищал свой шкаф от документов – вероятно, по причине малых размеров лаборатории. Мёллер хранил все документы, однако много лет спустя еще один коллега, с которым Мёллер враждовал, выбросил его записи, пока Мёллер работал за рубежом. Кроме того, Морган (как и собратья Менделя по монастырю) уничтожил архив Бриджеса, когда адепт свободной любви скончался от сердечного приступа 1938 году. Выяснилось, что Бриджес был бабником, и когда Морган нашел подробные записи о его похождениях, он счел благоразумным сжечь все бумаги и сохранить репутацию генетики, как и многих обманутых мужей-генетиков, незапятнанной.

Как бы то ни было, историки располагают достоверными данными о некоторых открытиях. Так, все «мушиные мальчики» участвовали в выявлении группы признаков, наследуемых вместе. Более того, они обнаружили у мух четыре отдельные группы признаков, что в точности соответствовало числу пар хромосом. Этот факт явился мощным толчком для развития теории хромосом, поскольку доказывал, что каждая хромосома содержит множество генов.

Опираясь на эти данные, Стертевант вывел понятие сцепления генов и хромосом. Согласно догадке Моргана, гены, которые разделяются в 2 % случаев, должны располагаться ближе друг к другу в хромосомах, чем гены, которые разделяются в 4 % случаев. Однажды вечером, размышляя над этим предположением, Стертевант понял, что проценты можно перевести в реальные расстояния. Так, гены, которые разделяются в 2 % случаев, должны располагаться в два раза ближе друг к другу, чем другие пары; эта же логика работала и для сцеплений с другими процентами. Забросив университетские задания и засев на всю ночь за работу, этот девятнадцатилетний юноша набросал к утру первую схематическую карту хромосомы. Когда Мёллер увидел карту, он «буквально подскочил от волнения», после чего указал, как ее можно усовершенствовать.

Бриджес обнаружил явление «нерасхождения» – редкие случаи, когда хромосомы не полностью расходятся после кроссинговера и сплетения плеч (в результате чего возникает избыток генетического материала, что может привести к таким проблемам, как синдром Дауна). Помимо научных открытий, Бриджес, мастер на все руки, провел индустриализацию «мушиной комнаты». Взамен кропотливого отделения мух путем переворачивания одной за другой бутылок вверх дном, Бриджес изобрел пульверизатор, с помощью которого мух можно было оглушать, оросив их крошечными дозами эфира. Он также заменил лупы бинокулярными микроскопами и ввел в обиход белые фарфоровые тарелки и остроконечные кисти, чтобы было проще рассматривать мух и проводить с ними различные манипуляции. Кроме того, он заменил гниющие бананы на питательную смесь из патоки и кукурузной муки и соорудил шкафы с регулируемой атмосферой, так что мушки, плохо переносящие падение температуры, могли размножаться зимой и летом. Он даже построил «мушиный морг», чтобы послужившие науке мушки уходили в небытие достойно. Не все нововведения ассистента были приняты Морганом – так, он продолжал прихлопывать мух везде, где бы они ни приземлились, несмотря на наличие морга. Однако Бриджес знал, что мутанты появляются крайне редко, и когда это произойдет, его биологическая фабрика позволит каждому из них благоденствовать и производить миллионы потомков[9]9
  О «мушиной комнате» рассказывается во многих книгах, однако полная картина содержится лишь в одной из моих самых любимых книг, которая называется «История биологии от морской свинки» (автор – Джим Эндерсбай). Кроме этого Эндерсбай упоминает эпопею Дарвина с геммулами, Барбару Мак-Клинток (с пятой главы) и другие занимательные истории.


[Закрыть].

Мёллер был постоянным поставщиком озарений и идей, рассеивая противоречия и подпирая шаткие теории непоколебимой логикой. И хотя ему приходилось до хрипоты спорить с Морганом, в конце концов, ему удалось заставить старшего ученого увидеть, что гены, мутации и естественный отбор работают в тесном сотрудничестве. Вот что Мёллер (среди прочих) говорил об этом: гены наделяют существ признаками, а мутации генов изменяют признаки, создавая существ, различающихся по цвету, высоте, скорости и т. д. Однако в противовес де Фризу, который считал мутации значительными событиями, в результате которых появляются «спорты» и «внезапные виды», большинство мутаций изменяют существ совсем незначительно. Кроме того, естественный отбор позволяет наиболее приспосабливаемым из этих существ выжить и чаще производить потомство. Тут в игру вступает кроссинговер. Происходит перетасовка генов между хромосомами, в результате чего новые варианты генов собираются воедино, поставляя на нужды естественного отбора еще более разнообразный рабочий материал. (Кроссинговер имеет такое большое значение, что некоторые современные ученые считают, что сперматозоиды и яйцеклетки «отказываются» формироваться до тех пор, пока кроссинговер хромосом не произойдет минимальное количество раз.)

Мёллер также помог расширить представления ученых о потенциале генов. Более того, он утверждал, что на признаках, подобных тем, что изучались Менделем (двойные признаки, контролируемые одним геном), история не заканчивается. Многие важные признаки контролируются несколькими генами и даже десятками генов. Таким образом, эти признаки проявятся в разной степени, в зависимости от того, какие именно гены унаследует та или иная особь. Некоторые гены также могут «усилить» или «ослабить» другие; подобные крещендо и диминуэндо, в свою очередь, производят еще более тонкие градации. Наконец, самым важным является то, что благодаря дискретности и стабильности генов выгодные мутации не будут разбавляться между поколениями. Такой ген остается в целости и сохранности, а значит, более совершенные родители могут скрещиваться с менее совершенными видами и при этом передавать этот ген дальше.

Мёллер считал, что дарвинизм и менделизм прекрасно дополняли и усиливали друг друга. И когда он, наконец, убедил в этом Моргана, Морган стал дарвинистом. Легко смеяться над этим очередным обращением Моргана «в новую веру» – кроме того, в более поздних работах Морган продолжает ставить генетику выше естественного отбора. Тем не менее одобрение Моргана имело значение в более широком смысле. В то время в биологии господствовали высокопарные теории (включая теорию Дарвина), и благодаря Моргану наука сохраняла под собой твердую почву, ведь этот авторитетный ученый оставался сторонником веских доказательств. Биологи знали: если какая-то теория сумела убедить даже Томаса Ханта Моргана, значит, она чего-нибудь, да стоит. Более того, даже Мёллер признавал огромное влияние Моргана на развитие науки. «Мы не должны забывать, – однажды заметил он, – о роли руководящей личности Моргана, который заразил всех остальных своим собственным примером, своей неутомимой деятельностью, своей рассудительностью, веселостью и бодростью духа». В конце концов, своим дружелюбием Морган сделал то, что было неподвластно блестящей иронии Мёллера: убедил генетиков критически отнестись к собственным предубеждениям против Дарвина и серьезно обдумать обоснованность предложенного синтеза теорий Дарвина и Менделя – естественного отбора и генетики.

Многие ученые действительно увлеклись работой команды Моргана в 1920-х годах, поставляя непритязательных плодовых мушек в лаборатории по всему миру. Очень скоро дрозофила стала «стандартным животным» в генетике, позволяя ученым в любой точке земного шара сравнивать открытия в равных условиях. Руководствуясь такими стандартами работы, в 1930-х и 1940-х годах новое поколение биологов с математическим мышлением приступило к исследованиям распространения мутаций в естественных популяциях вне лаборатории. В ходе этих исследований выяснилось, что если ген дает некоторым существам хотя бы небольшое преимущество для выживания, оно может (при условии достаточно длительного сохранения) подтолкнуть вид к развитию в новых направлениях. Более того, большинство изменений будет проходить крошечными шажками – в точности, как утверждал Дарвин. Если работа «мушиных мальчиков», в конце концов, показала, как примирить Менделя с Дарвином, то биологи более позднего времени представили обоснования не менее веские, чем евклидово доказательство. Дарвин как-то посетовал, что математика ему «отвратительна» и что любая задача, на шаг отходящая от простейших вычислений, для него непосильна. В действительности именно математика стала опорой для теории Дарвина и повторно спасла ее репутацию[10]10
  Один историк однажды мудро заметил, что «при чтении Дарвина, как при чтении Шекспира или Библии, можно отстаивать практически любую желаемую точку зрения, если опираться на отдельные пассажи». Так что, собираясь сделать пространные выводы из цитат Дарвина, будьте бдительны. С другой стороны, Дарвин, судя по всему, действительно не любил математику, а некоторые предполагают, что даже элементарные уравнения приводили его в замешательство. Согласно одному историческому анекдоту, как-то раз Дарвин проводил собственные эксперименты на растениях из рода энотеры подобно де Фризу и получил потомство с четким отношением признаков 3:1. Очевидно, что он не связал бы эти результаты с Менделем, но по-видимому ему не пришло в голову, что отношения могут иметь какое-то значение.


[Закрыть]. Таким образом, так называемое затмение дарвинизма, пришедшееся на начало 1900-х годов, ознаменовало собой период мрака и путаницы в науке, однако он в скором времени завершился.

Помимо научных открытий, распространение дрозофил по всему миру имело еще одно важное последствие, во многом благодаря «веселости» Моргана. Дело в то, что в генетике названия большинства генов представляют собой уродливые сокращения, за которыми стоят чудовищно нелепые слова, значение которых может понять человек шесть во всем мире. Так при обсуждении, скажем, гена ALOX12B зачастую нет смысла расшифровывать его название (арахидонат 12-липоксигеназа, тип 12R), поскольку, как нам кажется, это не столько проясняет смысл, сколько сбивает с толку (чтобы не напрягать читателей, отныне я буду указывать лишь сокращенные названия генов и делать вид, что за ними ничего не стоит). В отличие от устрашающе сложных названий генов, названия хромосом отличаются поразительной банальностью. Планеты были названы в честь богов, химические элементы – в честь мифов, героев и великих городов. Хромосомы получили названия, по оригинальности сопоставимые с размерами обуви. Хромосома один – самая длинная, хромосома два – вторая по длине (зевок) и так далее. На самом деле 21-я человеческая хромосома короче, чем 22-я, но к тому времени, как ученые обнаружили это, 21-я хромосома успела прославиться, поскольку лишняя 21-я хромосома является причиной синдрома Дауна. И в самом деле, с такими скучными названиями не стоило и бороться, пытаясь что-то изменить.

Ученые, изучавшие дрозофил (да благословит их Господь!), были людьми исключительными. Команда Моргана выбирала для мутантных генов достаточно иллюстративные названия: например, «пятнистый», «бисерный», «недоразвитый», «белый» и «аномальный». Традиция эта жива до сих пор, и названия большинства генов дрозофилы лишены и намека на научную сложность. Гены плодовой мушки носят такие названия, как «граучо», «смурф», «страх близости», «затерянный в космосе», «потеря обоняния», «бледная колбаса», «триббл» (расплодившиеся пушистые существа шаровидной формы из научно-фантастического сериала «Звездный путь»), «туфф» (в честь миссис Туфф, персонажа из сказки Беатрикс Поттер). При мутации гена «броненосец» плодовые мушки рождаются с панцирным наружным скелетом. Ген «болван» делает дрозофил глупыми. «Тюдор» делает самцов бесплодными (как это было с детьми Генриха VIII). «Клеопатра» может убить мушку при взаимодействии с другим геном, «змеей». «Дешевое свидание» делает мушек особенно восприимчивыми к алкоголю. Половая жизнь дрозофил, кажется, особенно вдохновляет на создание изощренных названий. У мутантов «Кена и Барби» нет наружных половых органов. При наличии у самца мутантного гена coitus interruptus (с лат. «прерванный половой акт») соитие длится всего десять минут (норма составляет двадцать минут), в то время как мутантный ген «стопор» не позволяет мушкам физически расцепиться после полового акта. Что до самок, мушки, имеющие мутантный ген «неудовлетворенность», вообще не вступают в половые контакты – всю свою энергию они тратят на то, чтобы отпугивать ухажеров хлопаньем крыльев.

К счастью, эта причуда с названиями генов дрозофил является источником вдохновения для ученых, работающих в других областях генетики. Ген, наделяющий млекопитающих лишними сосками, получил название «скараманга», по имени злодея из фильма о Джеймсе Бонде, имевшего такой же изъян. Ген, который удаляет эритроциты из кровообращения у рыб, назвали «влад цепеш» в честь Влада Цепеша, исторического прототипа Дракулы. Бэкроним для гена мышей «эритроидный миелоидный онтогенетический фактор ПОК» – «покемон» – чуть было не спровоцировал судебный иск против его авторов: данный ген (в настоящее время известный – увы! – как ZBTB7) способствует развитию рака, а адвокаты медиаимперии «Покемон» вовсе не хотели, чтобы их милых маленьких карманных монстров ассоциировали с опухолями. Однако пальму первенства за самое причудливое название, на наш взгляд, следует присудить гену мучного хрущака – «медее» – названному в честь героини древнегреческих мифов, совершившей детоубийство. «Медея» отвечает за белок с любопытным свойством: это и яд, и противоядие одновременно. Так, если у матери есть этот ген, но он не передается эмбриону, ее тело убивает плод – и она ничего не может с этим поделать. Если у плода есть этот ген, он / она вырабатывает противоядие и остается жить. («Медея» – «эгоистичный генетический элемент», ген, который, прежде всего, требует собственного распространения, даже если наносит ущерб особи-носителю.) Если опустить весь этот ужас, следует отметить, что это название как никакое другое подходит научной традиции Колумбийского университета, где исследовались дрозофилы. И вполне логично, что наиболее важная клиническая работа над «медеей», которая привела к изобретению весьма эффективных инсектицидов, началась после того, как ученые внедрили этот ген в организм дрозофилы для дальнейшего изучения.

Однако задолго до появления этих милых названий, и даже до того, как плодовые мушки колонизировали генетические лаборатории по всему миру, первоначальная «мушиная» группа ученых из Колумбийского университета распалась. Морган перебрался в Калифорнийский технологический институт в 1928 году, прихватив с собой Бриджеса и Стертеванта и обосновавшись в солнечной Пасадене. Пять лет спустя Морган стал первым генетиком, получившим Нобелевскую премию, – как заметил один историк, «за утверждение тех самых принципов, которые он изначально собирался опровергнуть». У Нобелевского комитета есть правило, согласно которому премию в одной отрасли в один год могут получить не более трех человек, однако комитет присудил ее одному Моргану, а не разделил ее – как это следовало бы сделать – между ним, Бриджесом, Стертевантом и Мёллером. Некоторые историки утверждают, что Стертевант проделал достаточно важную работу, чтобы получить отдельную Нобелевскую премию, однако его преданность Моргану и готовность отказаться от авторства идей уменьшили его шансы. Возможно, Морган был с этим согласен, поскольку он все же поделился вознаграждением с Бриджесом и Стертевантом, учредив для их детей фонды на высшее образование. Мёллер не получил ничего.

Мёллер к тому времени покинул Колумбийский университет и перебрался в Техас. В 1915 году он начал преподавать в Университете Райса (где кафедрой биологии заведовал Джулиан Гексли, внук «бульдога Дарвина»), а впоследствии обосновался в Техасском университете. И хотя теплые рекомендации Моргана помогли ему получить работу в Университете Райса, Мёллер активно подогревал соперничество между его группой из «штата одинокой звезды» и группой Моргана из «имперского штата», и каждый раз, как техасская группа делала значительный шаг вперед, ее участники трубили о «полном успехе» и сияли от радости. В ходе одного из таких прорывов биолог Теофилус Пейнтер открыл первые хромосомы (в слюнных железах дрозофил[11]11
  Дрозофилы проходят стадию куколки, на которой они заключают себя в оболочку из клейкой слюны. Чтобы задействовать как можно больше генов, производящих слюну, клетки слюнных желез постоянно удваивают свои хромосомы, в результате чего появляются гигантские «пуфхромосомы» поистине колоссальных размеров.


[Закрыть]), размер которых позволял исследовать их визуально, что давало ученым возможность изучить физическую основу генов. Но как бы ни была важна работа Пейнтера, «джекпот» достался именно Мёллеру. В 1927 году он открыл, что при воздействии на мушек рентгеновским излучением частота мутаций увеличивается в 150 раз. Это означало не только возможные последствия для здоровья, но и то, что ученым больше не нужно было ждать появления мутаций. Теперь они могли производить их в промышленных масштабах. Это открытие принесло, наконец, Мёллеру научное признание, которое он (и ему это было известно) давно заслуживал.

Однако, что вполне предсказуемо, Мёллер начал вступать с Пейнтером и другими коллегами в перебранки, которые вскоре переросли в открытые ссоры. В итоге Техас перестал ему нравиться, а он перестал нравиться Техасу. Местные газеты призывали изгнать его как политического провокатора, а Бюро расследований (предтеча ФБР) установило за ним наблюдение. Без видимых причин развалился его брак, и в один из вечеров в 1932 году жена Мёллера сообщила о его исчезновении. Позже группой коллег он был обнаружен в лесу – измазанный в грязи, растрепанный, промокший после ночи, проведенной под дождем, с помутненным от барбитуратов сознанием, которые он проглотил, чтобы убить себя.

Опустошенный, униженный, Мёллер уехал из Техаса в Европу. Здесь он совершил своего рода тур в духе Форреста Гампа по тоталитарным государствам. Он изучал генетику в Германии, пока нацисты не разгромили его институт. Он бежал в Советский Союз, где выступал перед самим Иосифом Сталиным с докладом о евгенике, которая, по мнению некоторых ученых, позволяла вывести сверхчеловека с помощью науки. Сталин не проникся этой идеей, и Мёллер поспешил уехать. Дабы не прослыть «реакционером-дезертиром», симпатизирующим буржуазии, Мёллер принял участие в гражданской войне в Испании на стороне коммунистов, работая на одном из донорских пунктов. Коммунисты проиграли, и грянул фашизм.

Испытав очередное разочарование, Мёллер отправился обратно в Соединенные Штаты, на этот раз в Индиану. Шел 1940-й год. Его интерес к евгенике возрос; позже он помог основать «Репозиторий для выбора зародышей» – «банк спермы гениев» в Калифорнии. Кульминацией его карьеры стало получение собственной, ни с кем не разделенной Нобелевской премии в 1946 году за открытие способности рентгеновского излучения вызывать генетические мутации. Несомненно, Нобелевский комитет хотел компенсировать несправедливость, допущенную по отношению к Мёллеру в 1933 году. Но помимо этого, премия досталась ему в связи с атомными бомбардировками Хиросимы и Нагасаки, которые в 1945 году обрушили на Японию потоки радиационного излучения, что сделало его работы до ужаса актуальными. Если исследования «мушиных мальчиков» в Колумбии доказали существование генов, то теперь ученые должны были выяснить, как гены работают и как в их работе (слишком часто, в губительном свете бомбы) происходят сбои.

Глава 3. ДНК и превратности судьбы
^{Как природа читает ДНК и как она при этом ошибается?}

День 6 августа 1945 года вполне неплохо начинался для одного японца, который без преувеличения стал самым невезучим человеком XX века. Цутому Ямагучи вышел из автобуса около штаб-квартиры фирмы «Мицубиси» в городе Хиросима, но вдруг вспомнил, что забыл свой инкан – так японские чиновники называли особую печать, которую макали в красные чернила и проштамповывали ею документы. Ямагучи приуныл из-за такой рассеянности – ничего не оставалось делать, кроме как возвращаться за инканом в дешевую гостиницу, где он остановился. Однако тот день казался ему очень удачным, испортить его было сложно. Ямагучи как раз закончил проектировать для компании «Мицубиси» танкер водоизмещением в пять тысяч тонн, и теперь компания должна была, наконец-то, отпустить его домой, на юго-запад Японии, где Цутому жил вместе с женой и новорожденным сыном. Война нарушила весь ритм его жизни, но уже 7 августа все должно было наладиться.

Стоило Ямагучи разуться на пороге гостиницы, как он сразу же столкнулся с ее пожилыми хозяевами, которые, казалось, поджидали его и тут же пригласили на чай. Ямагучи не мог отказать этим одиноким старикам, и неожиданные посиделки еще немного его задержали. Но вот Ямагучи сходил за инканом, обул ся, поспешил на улицу, поймал такси, вышел неподалеку от работы и пошел по кромке картофельного поля. Именно тогда он и услышал над головой гул вражеского бомбардировщика. Ямагучи едва успел заметить пятнышко, отделившееся от самолета. На часах было 8:15.

Многие уцелевшие вспоминают, что бомба рванула как-то не сразу. Грохот обычной бомбы раздается практически одновременно со вспышкой взрыва. А эта бомба мерцала и разбухала постепенно, раскаляясь все сильнее. Ямагучи понял, что окажется почти в эпицентре взрыва, поэтому не мешкал. К тому времени все уже привыкли к воздушным тревогам, поэтому Ямагучи ринулся на землю, зажмурился и заткнул уши пальцами. Ослепительная вспышка длилась какое-то мгновение, потом раздался страшный гул, а за ним последовала ударная волна. В следующий момент Ямагучи ощутил где-то под собой сильнейший порыв ветра, пробравший его до печенок. Мужчину подбросило высоко вверх, он пролетел какие-то метры по воздуху и без чувств упал на землю.

Очнувшись, Ямагучи не понимал, сколько времени прошло – может быть, считаные секунды, а может быть, час. В городе стоял сумрак. Грибовидное облако подняло с земли тонны пепла и грязи, рядом догорали высушенные листочки картофеля. Кожа Цутому также словно пылала. После выпитого горячего чая он закатал рукава рубашки, а теперь увидел, что предплечья страшно обгорели – по виду увечья напоминали сильнейшие солнечные ожоги. Он поднялся и, пошатываясь, побрел через картофельное поле, через каждые несколько шагов останавливаясь передохнуть, спотыкаясь о другие жертвы – обгоревшие, истекающие кровью, разорванные взрывом. Движимый странным чувством долга, он добрался до офиса «Мицубиси». На месте бывшего здания он нашел дымящиеся развалины, по которым кое-где трепетали последние огоньки, а также обнаружил множество погибших коллег – ему, опоздавшему, так повезло. Ямагучи шел дальше, время медленно текло час за часом. Ямагучи пил воду из покореженных труб, а на станции скорой помощи смог попробовать печенье, после чего его сразу же стошнило. Ближайшую ночь Ямагучи скоротал под перевернутой лодкой на берегу моря. Левая рука Цутому почернела, так как в момент взрыва оказалась без всякой защиты подставлена под белую вспышку.

Все это время под опаленной кожей Ямагучи его ДНК страдала от гораздо более тяжелых увечий. Атомная бомба, сброшенная на Хиросиму, окатила город потоками разнообразного излучения, в том числе высокоэнергетическими рентгеновскими и гамма-лучами. Гамма-лучи, как и другие разновидности радиоактивного излучения, цепляют ДНК и наносят ей точечный ущерб. Гамма-лучи простреливают ДНК и окружающие ее молекулы воды, выбивая из атомов электроны, как зубы при апперкоте. Из-за внезапной потери электронов атомы превращаются в свободные радикалы – химически активные осколки, которые бурно образуют химические связи. Начинается цепная реакция, расплетающая ДНК, а иногда даже рвущая хромосомы на куски.

К середине 1940-х годов ученые начали постепенно понимать, почему дробление или разрушение ДНК вызывает такие катастрофические повреждения в живой клетке. Сначала группе ученых из Нью-Йорка удалось убедительно доказать, что гены являются участками ДНК. Это открытие опровергло всеобщее убеждение в белковой природе наследственности. Но, как показало второе исследование, между ДНК и белками все-таки существует особая связь: ДНК отвечает за сборку белков, причем каждый из генов в ДНК содержит рецепт ровно одного белка. Иными словами, гены постоянно заняты сборкой белков, и именно таким образом они кодируют биологические признаки любого организма.

В сумме два этих открытия объясняли, в чем заключается вред радиации. При разрушении ДНК повреждаются гены; когда гены выходят из строя, нарушается синтез белков, а при дефиците белков гибнут клетки. Ученые пришли к такому выводу не сразу; важнейшая научная статья, в которой описано соотношение «один ген – один белок» была опубликована всего за несколько дней до бомбардировки Хиросимы. Однако к тому времени уже было известно достаточно, чтобы содрогнуться об одной мысли о ядерном оружии. Когда в 1946 году Герман Мёллер получил заслуженную Нобелевскую премию, в интервью газете «Нью-Йорк Таймс» он предрек, что «если бы выжившие после атомной бомбардировки могли увидеть, что станет с их потомками через тысячу лет, то они позавидовали бы мертвым».

Несмотря на весь пессимизм Мёллера, Ямагучи во что бы то ни стало хотел выжить – ради семьи. Он испытывал смешанные чувства относительно войны. Сначала был против нее, затем какое-то время поддерживал, впоследствии вновь склонялся к антивоенным настроениям, когда Япония начала проигрывать. Ямагучи опасался, что на его родной остров высадится неприятель – и что тогда станет с женой и сыном? В таком случае Ямагучи даже был готов дать им смертельную дозу снотворного, чтобы спасти от мучений. Спустя несколько часов после бомбардировки Хиросимы, он очень затосковал по родным. Поэтому, узнав, что из города один за другим уходят поезда, он собрал последние силы и решил побыстрее отправиться домой.

Город Хиросима расположен на множестве островов, и, чтобы попасть на вокзал, Цутому пришлось переправиться через реку. Все мосты обрушились или сгорели, поэтому Ямагучи, сжав волю в кулак, попытался перебраться на другой берег по жуткому месиву мертвых тел, устилавших всю реку. Он буквально полз, отпихивая с пути обгоревшие части тел. Но неожиданно в слое трупов обнаружилась огромная полынья, вынудившая его повернуть назад. Выше по течению реки Ямагучи добрался до железнодорожной эстакады, в которой устоял один из пролетов около сорока метров в длину. Он залез на эту конструкцию, а дальше по металлическому тросу добрался до берега и спустился на землю. Пробравшись через толпу, бедняга очутился на вокзале, а вскоре – и в вагоне поезда. К счастью, поезд тронулся достаточно скоро, Ямагучи был спасен. Поезд летел по рельсам всю ночь, пока, наконец, не прибыл в родной город Цутому – Нагасаки.

* * *

Физик, оказавшийся в Хиросиме, мог бы констатировать, что гамма-лучи искорежили ДНК Ямагучи за триллионные доли секунды. С точки зрения химика, самые драматичные события закончились бы за миллисекунду, – к этому моменту свободные радикалы уже успели бы изрешетить ДНК. Цитолог мог бы наблюдать за организмом уцелевшего несколько часов, отслеживая, как клетки пытаются залатать изорванную двойную спираль. Врач диагностировал бы у пострадавшего лучевую болезнь – головные боли, рвоту, внутренние кровотечения, отслоение кожи, малокровие – все эти симптомы проявляются в течение недели. Наибольшее терпение пришлось бы проявить генетику. Генетический ущерб, нанесенный жертвам атомных бомбардировок, проявляется спустя годы и даже десятилетия. По мрачному стечению обстоятельств, именно за эти десятилетия ученые смогли составить полную картину работы генетических механизмов, а также возникающих при этом сбоев. Можно сказать, что они наблюдали растянутый во времени непрерывный репортаж о разрушении ДНК.

Сегодня, изучая в ретроспективе эксперименты над ДНК и белками, проводившиеся в 1940-е годы, мы находим их очень убедительными. Однако в те годы лишь некоторые ученые смогли распознать, что именно ДНК является носителем генетической информации. Более веские доказательства на этот счет были получены в 1952 году вирусологами Альфредом Херши и Мартой Чейз. Они знали, что вирус инфицирует клетку, подменяя ее генетический материал своим. А поскольку вирусы, которые они изучали, состояли только из ДНК и белков, гены должны были находиться либо в ДНК, либо в белках. Альфред и Марта решили пометить вирусы радиоактивными изотопами серы и фосфора, а затем выпустить их в клеточную культуру. Соответственно, если бы генетическая информация передавалась через белок, то в инфицированных клетках обнаружилась бы радиоактивная сера. Но когда Херши и Чейз отделили зараженные клетки, они нашли там только радиоактивный фосфор. Это означало, что вирус внедряет в клетку именно свою ДНК.

Результаты своего исследования ученые опубликовали в 1952 году, окончив статью предостережением: «Описанные эксперименты не предполагают каких-либо иных выводов химического характера». Точно. Все ученые, которые к тому моменту еще занимались проблемой белковой наследственности, забросили свои прежние исследования и сосредоточились на изучении ДНК. Развернулась настоящая гонка – кому же первому удастся понять структуру ДНК? В апреле 1953 года, спустя всего год после выхода статьи Херши и Чейз, весь мир узнал о двух нескладных парнях, научных сотрудниках Кембриджского университета – Фрэнсисе Крике и Джеймсе Уотсоне (кстати, Уотсон ранее учился у Германа Мёллера). Крик и Уотсон впервые предложили термин «двойная спираль», который впоследствии стал легендарным.

Двойная спираль, описанная Уотсоном и Криком, состоит из двух длинных нитей, сплетающихся в единую правовращающую косичку. Поднимите правую руку и направьте большой палец в потолок. Теперь остальные пальцы у вас на правой руке согнуты в направлении против часовой стрелки; можно сказать, что спираль ДНК завивается вокруг них снизу вверх. Каждая нить состоит из двух главных цепей, которые удерживаются вместе парными нуклеотидными основаниями, входящими друг в друга плотно, как кусочки пазла. Угловатый аденин (А) сочетается с тимином (Т), изогнутый цитозин (Ц) – с гуанином (Г). Гениальная догадка Уотсона и Крика заключалась в том, что в силу такой взаимной дополнительности (комплементарности) парных оснований А – Т, Ц – Г одна нить ДНК может служить шаблоном для копирования другой. То есть, если одна сторона двойной спирали содержит нуклеотиды Ц – Ц – Г – А – Г – Т, то вторая должна иметь вид – Г – Г – Ц – Т – Ц – А. Система настолько проста, что всего за одну секунду можно скопировать сотни оснований ДНК.