Как научить лошадь летать? Тайная история творчества, изобретений и открытий - Кевин Эштон

Работу Менделя проигнорировали237, даже Дарвин не знал о ней, но в 1902 году она пережила второе рождение и была положена в основу хромосомной теории наследственности. В состав хромосом входят протеин и нуклеиновая кислота, содержащаяся в живых клетках. Их название описывает самую первую характеристику, о которой узнали ученые: во время экспериментов хромосомы связывались с красителями. «Хрома» переводится с греческого как «цвет», «сома» — «тело». Хромосомная теория, разработанная параллельно американскими генетиком Уолтером Саттоном и зоологом Теофилусом Пейнтером и формализованная цитологом Эдмундом Уилсоном, объясняла функцию хромосом. Они переносят гены, которые отвечают за размножение живых организмов.

Сначала ученые полагали, что источником жизненно важной информации в хромосомах были протеины — длинные молекулы со сложным строением. Нуклеиновая кислота, другой компонент хромосомы, сравнительно проста.

Розалинд Франклин, напротив, была уверена, что передатчиком важной для размножения информации может быть нуклеиновая кислота, а не протеин238. Она пришла к этой теме случайно. Во время учебы в колледже девушка заинтересовалась кристаллами и начала изучать их с помощью рентгена. В итоге она стала специалистом по структуре угля, или, как сама называла, «порам угля», благодаря чему заработала репутацию талантливого кристаллографа, использующего в работе рентгеновские снимки. Это увлечение обеспечило ей работу исследователем на две ставки в Лондонском университете, где она проводила анализ биологических образцов вместо привычных геологических. На своем втором посту в исследовательском колледже Биркбек при Лондонском университете Розалинд изучала вирус табачной мозаики.

Слово «кристалл» ассоциируется с такими крупными структурами, как снежинки, бриллианты или соль, но в науке кристаллом называют любое твердое образование, атомы или молекулы которого образуют трехмерный повторяющийся паттерн239. Оба вида кислот, дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая (ДНК и РНК), содержащиеся в хромосомах, — кристаллы.

Молекулы кристалла располагаются очень плотно, расстояние между ними составляет несколько десятимиллиардных долей метра. Световые волны в сотни раз длиннее, так что свет нельзя использовать при анализе кристаллических структур: он не пройдет через зазоры кристаллической решетки. Но рентгеновская волна имеет тот же размер, что и расстояния между молекулами кристалла. Эти волны могут проходить сквозь его решетку, и каждый раз при столкно­вении с одним из атомов они преломляются. Кристаллографы вычисляют структуру кристалла, пропуская рентгеновское излучение через него под всеми возможными углами, а затем изучают результаты. Эта работа требует точности, внимания к деталям и наличия трехмерного воображения. Франклин была мастером кристаллографии.

Чтобы понять, как размножаются вирусы, Франклин потребовались все ее навыки. В отличие от бактерий, вирусы метаболически инертны, то есть никак не изменяются и ничего не «делают», пока не проникнут в клетку. Вирус табачной мозаики, например, представляет собой всего лишь неподвижную трубку из молекул протеина, но как только он заражает растение, трубка передает губительные команды, зашифрованные в ее РНК. К тому времени, как Розалинд взялась за решение этой задачи, уже было определено, что внутри вируса табачной мозаики лишь пустое пространство. Так где же хранились смертельно опасные инструкции?

Франклин обнаружила, что ответ скрывался в структуре вируса, похожей на сверло дрели: его белковая поверхность была испещрена закручивающимися углублениями, а внутри находились спирали кислоты. Эта форма, напоминающая оружие, также показывает, как действуют вирусы. Протеин пронзает клетку, а затем РНК раскручивается и захватывает механизм размножения в ядре клетки, клонируя себя и тем самым распространяя инфекцию.

Розалинд опубликовала результаты своего исследования в начале 1958 года240. Она трудилась, несмотря на то что проходила курс лечения от рака, который у нее обнаружили в 1956-м. Новообразования сначала исчезли, а затем вернулись, и в результате она скончалась. Перед самой смертью женщина работала над моделью для Всемирной выставки.

Газеты The New York Times и лондонская The Times опубликовали некрологи по этому поводу. В обоих изданиях она была названа искусным кристаллографом, который помог открыть природу вирусов.

Затем, спустя годы после ее смерти, стала известна новая истина. Вклад Розалинд Франклин в развитие человечества оказался куда более значительным, чем ее работа над вирусом табачной мозаики. На протяжении долгого времени единственными людьми, кто знал о том, чего она действительно добилась, были трое мужчин. Они втайне ото всех украли ее работу: это Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс.

2

Неправильные хромосомы

Уотсон и Крик были исследователями при Кембриджском университете. Уилкинс был коллегой Франклин, а также начальником на ее первом месте работы в Королевском колледже Лондона. Все трое стремились первыми ответить на вопрос столетия: какова структура ДНК, которая содержит информацию о жизни, и как она работает? Они видели друг в друге соперников. Уилкинс называл их «крысами» и желал двум ученым «удачных гонок».

Розалинд Франклин знала об этой гонке, но не участвовала в ней. Она считала, что спешка приводила к неверным выводам, кроме того, у нее был серьезный недостаток: она была женщиной.

С генетической точки зрения разница между мужчиной и женщиной составляет одну из 46 хромосом. У женщин две Х хромосомы, а у мужчин есть и Х и Y хромосомы. Y хромосома содержит в себе 454 гена, меньше одного процента от их общего количества в человеке. Из-за этой незначительной разницы творческий потенциал женщин на протяжении почти всей человеческой истории подавлялся.

В некотором смысле Розалинд повезло. Она получила образование в Ньюнэм-колледже при Кембриджском университете. Если бы она родилась несколькими поколениями раньше, дорога к обучению оказалась бы для нее закрытой. Ньюнэм был учрежден в 1871 году и стал вторым по счету женским колледжем. Первым был Гёртон-колледж, основанный в 1869 году. Кембриджский университет открыл свои двери в 1209 году. За первые 660 лет — более 80% своего существования — в этом заведении в качестве студента не было ни одной женщины. Даже когда прием открыли, дамы оставались не равными мужчинам. Несмотря на то что Франклин показала лучшие результаты на вступительном экзамене по химии, она не могла быть частью университета или его студентом. Девушки были «студентами колледжей Гёртон и Ньюнэм». Они не могли получить ученую степень. Но даже такое положение на задворках университета было привилегией. Только 500 женщин могли обучаться в Кембридже, чтобы 90% студентов по-прежнему составляли мужчины.

Наука, притворяясь беспристрастной и рациональной, в действительности долгое время активно угнетала женщин. Лондонское королевское общество на протяжении трехсот лет запрещало женщинам вступать в их ряды на том основании, что дамы не считались «дееспособными». Впервые двух представительниц прекрасного пола приняли в общество в 1945 году. Обе работали в сфере, близкой к Франклин: Кэтлин Лонсдейл была кристаллографом, а Марджори Стивенсон — микробиологом.