Десять величайших открытий в истории медицины - Джеральд Фридланд

Может быть, в 1952 году Уилкинс и не догадывался о том, что Крик и Уотсон и не собирались отказываться от своей цели. Прекратив попытки создать модель ДНК, они продолжали всесторонне обсуждать все связанные с ней проблемы. Известие о том, что молекула ДНК привлекла внимание такого выдающегося ученого, как Полинг, лишь подстегнуло их рвение. В частности, они постарались наладить хорошие отношения с сыном Полинга, Питером, учившимся в то время в Кембридже. Они понимали, что Питер мог бы стать ценным источником информации об экспериментах отца.

Как следует из записных книжек Франклин, приступая к работе в Королевском колледже в 1951 году, она полагала, что ДНК обладает спиральной структурой (Уилкинс догадался об этом за год до ее прихода). Однако затем произошли два события, которые заставили ее думать иначе.

Во-первых, было обнаружено, что в зависимости от содержания воды молекула ДНК может существовать либо в относительно сухом или кристаллическом состоянии (форма А), либо в относительно влажном состоянии (форма В). Поскольку форма А гораздо больше напоминала настоящий кристалл, чем аморфная форма В, Франклин ошибочно решила, что для изучения следует брать именно форму А. Она как настоящий физик, привыкший иметь дело с небиологическими материалами, просто не знала, что почти все биологические молекулы функционируют не как совершенно сухие кристаллы, а как достаточно влажные, коллоидные образования.

Соответственно на протяжении почти всего 1952 года ей не удавалось определить с помощью рентгеновской дифракции точное структурное строение ДНК формы А. Хуже того, за год она так и не смогла рассмотреть спиральную структуру молекул на рентгеновских дифракционных картинках формы А.

Вторая причина, по которой Франклин решительно отвергла предположение о спиральной структуре молекулы ДНК, заключалась в том, что эту точку зрения все более настойчиво отстаивали Уилкинс и его коллега Стоукс.

Конечно, такое утверждение накладывает на нас серьезную ответственность, однако, учитывая упрямство Розалинд Франклин и ее все увеличивавшуюся неприязнь по отношению к Уилкинсу, мы не считаем его таким уж невероятным. Более того, известно, что в конце весны 1952 года Франклин, используя многофокусную лампу и микрокамеру, полученные Уилкинсом в 1950 году, провела рентгеновское исследование волокна ДНК и получила вполне удовлетворительную рентгеновскую дифракционную фотографию ДНК в ее влажной В-конфигурации. Франклин не показала эту фотографию (она стала известной под названием «Фотография № 51») ни Уилкинсу, ни другим сотрудникам лаборатории, потому что даже неопытный студент, только Начинающий знакомиться с методами рентгеновского дифракционного анализа, мог бы разглядеть на ней спиральную природу молекулы ДНК.

Франклин не просто скрыла дифракционное доказательство спиральной структуры В-формы ДНК — примерно через три месяца после того, как была сделана фотография, она разослала сотрудникам отдела биофизики открытки с жирной черной рамкой. Надпись на открытках гласила:

Сочиняя жестокую открытку, Франклин все же позаботилась указать, что спиральной структурой не обладала именно кристаллическая, А-форма ДНК. Ведь она уже знала, что форма В, безусловно, имела спиральную структуру.

Конечно, распространение этой «поминальной» открытки не обрадовало Уилкинса. Через несколько месяцев Франклин провела коллоквиум по своим исследованиям, в ходе которого он убедился в том, что форма А действительно не обладает спиральной структурой. Если бы он увидел «Фотографию № 51», демонстрирующую бесспорно спиральную природу В-формы, он продолжал бы верить, что ДНК имеет спиральную структуру. Но Уилкинс эту картинку не увидел и потому почти утратил интерес к изучению ДНК.

В конце 1952 года Рэндолл все-таки решил установить мир в своей лаборатории. Он предложил Франклин уйти и передать все полученные ею результаты Уилкинсу. Она подчинилась. Лишь тогда Уилкинс увидел «Фотографию № 51», безоговорочно подтверждавшую существование спирали. Он был потрясен — ведь если бы Франклин была добрее и показала ему фотографию полгода назад, они вдвоем уже разгадали бы загадку молекулярной структуры ДНК!

В январе 1953 года Уилкинс совершил серьезную ошибку: он показал «Фотографию № 51» Уотсону. Видимо, сделал он это потому, что не подозревал о трех обстоятельствах. Во-первых, он, скорее всего, не знал, что, несмотря на приказ Брэгга, отданный в конце 1951 года, Крик и Уотсон продолжали заниматься ДНК. Во-вторых, поскольку его никогда не привлекала идея определения структуры молекулы с помощью моделей, Уилкинс не понял, насколько близко они подошли к решению проблемы. И в-третьих, он совершенно не знал, что в их распоряжении был отчет Рэндолла перед Советом по медицинским исследованиям от 1951 года, в котором содержались некоторые данные относительно ДНК, полученные как Франклин, так и самим Уилкинсом. Увидев спираль на «Фотографии № 51», Уотсон сразу же сопоставил с ней эти данные, что и позволило им с Криком закончить модель молекулы ДНК.

Эта модель, фантастически красивая, имела вид спирали и состояла из двух цепочек, связанных друг с другом пуринами и пиримидинами. В феврале 1953 года Уотсон, вооружившись сей конструкцией, а также только что опубликованным ошибочным описанием структуры ДНК Лайнуса Полинга, отправился к Брэггу, чтобы получить его разрешение на возобновление работы над ДНК.

Уотсон рассказал Брэггу, насколько близко он подошел к разгадке молекулярной структуры ДНК, и особо отметил, что, поскольку Полинг тоже пытается определить эту структуру, речь идет о международном соревновании между Англией и Америкой, а не просто о «семейных» разборках между группой Уилкинса в Королевском колледже и Кавендишской лабораторией. Иными словами, Уотсон просил разрешения забыть о некогда существовавших опасениях, связанных с вторжением в сферу интересов Уилкинса. Под его напором Брэгг, не желавший даже допускать мысли о том, что Полинг вновь обойдет его, позволил Уотсону вернуться к строительству моделей. Конечно, Брэгг не мог не понять, что Уотсон и не прекращал заниматься ДНК. (Крик в разговоре не упоминался.)

Теперь Уотсон уже не сомневался в том, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль. Оставалось только понять, каким образом пурины и пиримидины одной цепочки связываются или соединяются с пуринами и пиримидинами другой. Он бился над этой проблемой в течение всего февраля 1953 года: сначала пытался построить модель, в которой два пурина (гуанин и аденин) и два пиримидина (цитозин и тимин) первой цепочки соединялись бы с аналогичными пуринами и пиримидинами второй цепочки. Такой тип построения пар не устроил Крика, который, изучив данные Франклин, считал, что цепочки идут в противоположных направлениях.

Тогда Уотсон взял картонные копии четырех оснований и попытался найти другой способ соединения цепочек — соединил гуанин (пурин) не с другим пурином, а с цитозином (пиримидином), а аденин (также пурин) — с тимином (другим пиримидином). И тут обе цепочки потрясающим образом соединились. 28 февраля Уотсон и Крик окончательно поняли, что смогли разгадать структуру ДНК. Оставалось только вставить в модель металлические пластинки, обозначавшие основания, и, может быть, спаять еще несколько проволочек, изображавших водородные связи. Это было сделано во вторую неделю марта.