Марио Ливио - От Дарвина до Эйнштейна. Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной
Объяснить, почему Полинг забыл о правилах Чаргаффа, мне кажется, проще. Во-первых, в том, что Полинг не обратил внимания на результаты Чаргаффа, отчасти сыграла роль личная неприязнь. Во-вторых, не надо забывать, что во время работы над ДНК Полинг постоянно на что-то отвлекался. Ему приходилось и продолжать работу над белками, и активно участвовать в политической борьбе против маккартизма, так что ему было некогда сосредоточиться. Более того, 27 марта 1953 года, всего через два месяца после того, как Питер получил рукопись статьи о ДНК, Полинг написал ему письмо, где отмечал: «Я как раз навожу лоск на статью о новой теории ферромагнетизма»[260]. Значит, он уже думал над чем-то другим. Это, конечно, едва ли способствовало успеху. Масштабные исследования шведских ученых показали[261], что естественные нарушения памяти, так называемая доброкачественная старческая забывчивость, чаще наблюдается в тех случаях, когда внимание рассеивается или быстро переключается. Так что неудивительно, что Полинг не вспомнил о принципах Чаргаффа.
И, наконец, остается самый главный вопрос, который и в самом деле ставит в тупик: почему Полинг при построении своей модели пренебрег элементарными химическими законами, например, кислотными свойствами ДНК? Именно это имел в виду Джеймс Уотсон, когда говорил, что Полинг не мог бы совершить такую чудовищно неправдоподобную ошибку даже в фантастическом романе. Самый знаменитый химик на свете – и запутался в элементарной химии?!
Я спросил молекулярного биолога Мэтью Мезельсона[262], что он думает о ляпсусе Полинга с этой точки зрения. В 1952 году Мезельсон был студентом-старшекурсником и работал у Полинга. Он предположил, что Полинг, вероятно, думал над этой проблемой, однако решил, что потом как-нибудь справится с ней. Это, несомненно, соответствует общему умонастроению Полинга на протяжении всей истории с моделью ДНК. Видимо, ход его мыслей был примерно таков: у него получилась превосходная модель белковой молекулы, состоявшая из спиральной цепочки с ответвлениями вовне. Поэтому он решил, что модель ДНК должна состоять из переплетенных цепочек, опять же с ответвлениями вовне – в данном случае основаниями. Из-за этого возникли трудности с размещением групп вдоль оси, однако все остальные черты модели, по мнению Полинга, в некотором смысле были лишь деталями, с которыми можно будет разобраться потом. Похоже, его опять же ослепил успех альфа-спирали. К сожалению, как все мы прекрасно знаем, дьявол кроется в деталях.
Джек Дуниц в беседе со мной припоминал, как однажды Полинг коротко и ясно сформулировал свой подход к научным исследованиям:
«Джек, если вы считаете, что вам пришла в голову хорошая мысль, публикуйте! Не бойтесь ошибиться! Ошибки в науке никому не вредят, ведь кругом полно умных людей, которые тут же заметят и исправят ошибку. Ну, выставите себя дураком, подумаешь – от этого никому хуже не будет, только вашему самолюбию. А если окажется, что мысль и вправду дельная, а вы ее не обнародуете, это будет потерей для науки.»
Дуниц добавил, что тройная спиральная структура и правда не навредила никому и ничему, кроме репутации Полинга. А затем отметил, что вклад Полинга в науку в целом так велик, что эту оплошность надо просто простить и забыть. Признаться, с тем, чтобы простить, я совершенно согласен, но вот насчет забыть – нет. Как я попытался продемонстрировать, анализ подобных ляпсусов, совершенных великими умами, может быть очень и очень полезен.
Когда двоится в глазах
Казалось бы, финал истории об открытии структуры ДНК известен вдоль и поперек, но недавно обнаруженные письма Фрэнсиса Крика проливают новый свет на лихорадочную деятельность, предшествовавшую публикации модели Уотсона и Крика.
Ляпсус Полинга послужил главным катализатором, убедившим Брэгга дать Уотсону и Крику разрешение на дальнейшую работу над моделью ДНК. Не прошло и двух недель, как Уотсон отправился в Лондон, где Уилкинс, который тоже радовался, что Полинг так оплошал, взял на себя смелость показать Уотсону прославленный снимок Франклин № 51 с изображением В-ДНК (илл. 14) – без ведома самой Франклин.
Много чернил потрачено и перьев сломано вокруг вопроса о том, насколько порядочен этот поступок. По моему скромному мнению, внимания заслуживают три основные части этой истории. Во-первых, то, что у самого Уилкинса оказалась копия снимка, само по себе было в порядке вещей: снимок дал ему Гослинг, поскольку Франклин собиралась покинуть Королевский колледж и перейти в Биркбек-колледж, а руководитель лаборатории сэр Джон Рэндалл предупредил ее, что все результаты исследований ДНК принадлежат исключительно Королевскому колледжу. Во-вторых, не приходится сомневаться, по крайней мере, мне так кажется, что стоило все же посоветоваться с Франклин, прежде чем показывать ее неопубликованные результаты сотрудникам другой лаборатории. Наконец, не все согласны, что Уотсон и Крик должным образом выразили признательность Франклин в своей статье. Судите сами. Они написали: «Кроме того, нам поспособствовали и знания о неопубликованных экспериментальных результатах и идеях доктора М. Х. Ф. Уилкинса, доктора Р. Э. Франклин и других сотрудников Королевского колледжа в Лондоне»[263]. Так или иначе, снимок стал для Уотсона настоящим потрясением: темный крест[264] был бесспорным свидетельством, что структура молекулы спиральна. Неудивительно, что впоследствии он вспоминал, что у него «отвисла челюсть»[265] и «заколотилось сердце».
В последующие недели Уотсон и Крик лихорадочно строили модели, в которых основания формировали ступеньки винтовой лестницы, которую они себе представляли. Первые попытки ни к чему не привели. Уотсон не принял во внимания соотношения Чаргаффа и ошибочно полагал, будто каждому основанию должно соответствовать такое же, и формировал ступеньки из пар аденин-аденин (А-А), цитозин-цитозин (C–C), гуанин-гуанин (G-G) и тимин-тимин (T-T). Но поскольку основания С и Т отличаются по размеру от G и A, ступеньки получались разного размера, что противоречило симметричному рисунку, который виден на снимке № 51. Оставался также вопрос связи между двумя основаниями в каждой ступеньке и между ступенькой и «опорами» лестницы (предполагалось, что они состоят из сахаров и фосфатов). Тут Уотсон и Крик снова двинулись не в ту сторону, но тут на помощь подоспел Джерри Донохью[266], деливший с ними кабинет. Он раньше был студентом Полинга и знал о водородных связях решительно все. Донохью рассказал Уотсону и Крику, что даже в учебниках атомы водорода в тимине и гуанине зачастую стоят на неправильных местах. Когда Уотсон и Крик поставили атомы на нужные места, открылись новые возможности для того, чтобы связать основания друг с другом. Дальше они пробовали разные пары – состоящие из неодинаковых оснований, – и тут Уотсона вдруг осенило, что пара А-Т, скрепленная двумя водородными связями, идентична паре G-C, где связи точно такие же. «Ступеньки» тут же стали одинакового размера. Более того, подобные пары естественным образом объясняли правила Чаргаффа. Очевидно, если А всегда стоит в паре с Т, а G с C, то число молекул А и Т на любом участке ДНК будет одинаково – и число молекул G и C тоже. Еще один источник ценной информации обеспечил Уотсону и Крику Макс Перуц, и произошло это примерно в то же время: он передал им копию доклада Франклин, подготовленного к визиту в Королевский колледж Биофизического комитета при Совете по медицинским исследованиям. Из симметрии кристаллической ДНК[267], о которой говорилось в той статье, Крик сделал вывод, что две цепочки ДНК антипараллельны – они ведут в разные стороны.
В результате Уотсон и Крик и получили свою знаменитую двойную спираль: две спиральные цепочки из перемежающихся фосфатов и сахаров, а к сахарам крепятся пары оснований, образующие ступеньки (илл. 15). К этому моменту Уотсон и Крик уже были настолько убеждены в своей правоте, что им не терпелось опубликовать краткое сообщение о своей модели в «Nature». Однако еще до этого, согласно ставшему широко известным в наши дни рассказу Уотсона, Крик нарушил покой мирно обедающих завсегдатаев «Орла» и провозгласил, что они с Уотсоном «раскрыли тайну жизни». На илл. 16 показана мемориальная дощечка на том месте в «Орле», где Крик сделал свое сенсационное заявление. 17 марта 1953 года Крик отправил рукопись статьи Уилкинсу. Среди «утраченных» писем Крика есть и черновик письма, прилагавшегося к рукописи. Там, в частности, говорится:
«Дорогой Морис!
Прилагаю черновик нашего письма в редакцию[268]. Поскольку Брэгг его еще не видел, буду благодарен, если вы не станете никому его показывать. Мы посылаем его вам на этой стадии, чтобы получить ваше одобрение по двум пунктам:
