Вход/Регистрация
Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК
вернуться

Маркел Ховард

Шрифт:

Эти споры были особенно напряженными в стенах Института медицинских исследований Рокфеллера в Нью-Йорке, созданного в 1901 г. одноименным фондом на средства богатейшей нефтяной монополии Standard Oil. Этот институт, позже получивший название Университета Рокфеллера, был первым в США независимым, полностью обеспеченным финансами исследовательским центром в этой области знаний. Отец и сын Рокфеллеры сделали свое детище безусловным лидером медицинских исследований {54} . Понимая, что для крупных научных работ нужна крупная недвижимость, они в 1903 г. купили на Манхэттене за колоссальную сумму в 650 000 долларов 13 акров земли на берегу Ист-Ривер между 64-й и 68-й улицами. Институт обосновался на этом участке земли в мае 1906 г., а четыре года спустя открылась еще и больница на 60 коек, где бесплатно лечили всякого, кто страдал одним из пяти заболеваний, изучаемых в институте: полиомиелитом, ишемической болезнью сердца, сифилисом, целиакией и очень распространенной крупозной пневмонией. Со временем клинические задачи больницы расширялись. Рокфеллеры гордились тем, что снабжают «своих» ученых всеми нужными ресурсами, и надеялись, что их щедрость приведет к множеству выдающихся открытий. Стареющий нефтяной магнат говорил сыну: «У нас есть деньги, но это ценно для человечества, только если мы сумеем найти способных людей с идеями, воображением и смелостью, которые обеспечат им дельное применение» {55} .

54

George W. Corner, A History of the Rockefeller Institute, 1901–1953: Origins and Growth (New York: Rockefeller Institute Press, 1964); E. R. Brown, Rockefeller Medicine Men: Medicine and Capitalism in America (Berkeley: University of California Press, 1979).

55

Howard Markel, "The Principles and Practice of Medicine: How a Textbook, a Former Baptist Minister, and an Oil Tycoon Shaped the Modern American Medical and Public Health Industrial–Research Complex," Journal of the American Medical Association 299, no. 10 (2008): 1199–201; Ron Chernow, Titan: The Life of John D. Rockefeller (New York: Random House, 1998), 470–79.

Одним из самых продуктивных сотрудников Института Рокфеллера был медик по образованию Освальд Теодор Эвери. Он родился в городе Галифакс провинции Новая Шотландия в Канаде в семье священника. В 1887 г. Эвери переехал в Нью-Йорк и прожил там всю дальнейшую жизнь. Смолоду отличаясь чопорностью и суровым видом, он обладал недюжинными познаниями и способностями. Его яйцевидную голову венчала обширная лысина, переносицу длинного носа сжимало пенсне. Ростом он был мал, говорил негромко, держался вежливо и всегда безупречно одевался. Студенты величали его «профессор» {56} со смесью почтения и язвительности.

56

Rene Dubos, The Professor, the Institute and DNA (New York: Rockefeller University Press, 1976), 10, 161–79.

В медицинской практике и исследованиях Эвери центральное место занимал микроорганизм, называемый пневмококком, – бактерия Streptococcus pneumoniae, вызывающая большинство случаев внебольничной пневмонии. До изобретения антибиотиков от пневмонии умирало более сотни из каждых ста тысяч американцев ежегодно {57} . Когда был установлен возбудитель этого заболевания, предпринимались попытки получить сыворотку из лейкоцитов и других иммунокомпонентов крови больных пневмонией. Такую сыворотку вводят в кровяное русло заболевшему, и таким образом он пассивно обретает иммунную защиту. Направленность научных исследований начала меняться с 1928 г., после того как английский бактериолог и санитарный врач Фредерик Гриффит заметил, что убитые воздействием тепла болезнетворные пневмококки при добавлении к невирулентному штамму превращают его в вирулентный {58} . Дальнейшие исследования, проведенные в начале 1930-х гг. в Институте Рокфеллера и Колумбийском университете, продемонстрировали, что при смешении культур вирулентного пневмококка типа III, клетки которого покрыты полисахаридной капсулой и поэтому его колонии гладкие (штамм S [9] ), и невирулентных клеток типа II, не имеющих оболочки и образующих, соответственно, шероховатые колонии (штамм R), невирулентный штамм превращался в вирулентный {59} .

57

Robert D. Grove and Alice M. Hetzel, Vital Statistics in the United States, 1940–1960, U.S. Department of Health, Education and Welfare, Public Health Service, National Center for Health Statistics (Washington, DC: Government Printing Office, 1968), 92.

58

Frederick Griffith, "The Significance of Pneumococcal Types," Journal of Hygiene 27, no. 2 (1928): 113–59.

9

S – от английского слова smooth («гладкий»), R – от rough («шероховатый»). – Прим. ред.

59

M. H. Dawson, "The transformation of pneumococcal types. I. The Conversion of R forms of Pneumococcus into S forms of the homologous type," Journal of Experimental Medicine 51, no. 1 (1930): 99–122; M. H. Dawson, "The Transformation of Pneumococcal Types. II. The interconvertibility of type-specific S pneumococci," Journal of Experimental Medicine 51, no. 1 (1930): 123–47; M. H. Dawson and R. H. Sia, "In vitro transformation of Pneumococcal types. I. A technique for inducing transformation of Pneumococcal types in vitro," Journal of Experimental Medicine 54, no. 5 (1931): 681–99; M. H. Dawson and R. H. Sia, "In vitro transformation of Pneumococcal types. II. The nature of the factor responsible for the transformation of Pneumococcal types," Journal of Experimental Medicine 54, no. 5 (1931): 701–10; J. L. Alloway, "The transformation in vitro of R Pneumococci into S forms of different specific types by the use of filtered Pneumococcus extracts," Journal of Experimental Medicine 55 No. 1 (1932): 91–99; J. L. Alloway, "Further observations on the use of Pneumococcus extracts in effecting transformation of type in vitro," Journal of Experimental Medicine 57, no. 2 (1933): 265–78.

Оставалось неизвестным, каков активный фактор трансформации, то есть чем передается вирулентность от одного штамма бактерий другому, и из чего он состоит. По одному из предположений, полисахаридная капсула пневмококка действует как самовоспроизводящаяся матрица. Согласно другой гипотезе, активным фактором является белково-полисахаридный антиген, находящийся внутри бактериальной клетки. В 1935 г. Эвери поставил перед собой задачу ответить на эти вопросы. Совместно с двумя более молодыми коллегами – Колином Маклаудом и Маклином Маккарти – он нашел решение. По мнению многих, их скрупулезная, точная и убедительная работа заслуживала Нобелевской премии, но, хотя с 1932 по 1948 г. этих исследователей номинировали более десяти раз, в Стокгольме это проигнорировали {60} .

60

Эвери выдвигали на Нобелевскую премию тринадцать раз: в 1932, 1933, 1934, 1935, 1936, 1937, 1938, 1939, 1942, 1945, 1946, 1947 и 1948 гг., но безрезультатно. См.: "List of Individuals Proposing Oswald Avery and others for the Nobel Prize (1932–1948)," Oswald Avery Collection, Profiles in Science, U.S. National Library of Medicine, https://profiles.nlm.nih.gov/ps/access/CCAAFV.pdf#xml=https://profiles.nlm.nih.gov:443/pdfhighlight?uid=CCAAFV&query=%28Nobel%2C%20Avery%29.

Сам чем-то напоминающий монаха, Эвери холил и лелеял свой микробиологический «сад». Он много лет посвятил разработке методов выращивания, обработки и центрифугирования больших объемов культур пневмококка. По большей части работа не приносила успеха. «Разочарование – мой хлеб насущный, но я наслаждаюсь им», – часто говорил упорный исследователь. В особенно тяжелые дни он бывал более откровенен: «Часто мы готовы просто вышвырнуть все в окно» {61} . Но в конце концов удалось добиться надежных и воспроизводимых методик выделения и анализа «трансформирующей субстанции».

61

Dubos, The Professor, the Institute and DNA, 139.

Словно недостаточно было множества технических трудностей, которые требовалось преодолеть в лаборатории, у Эвери началось тяжелое аутоиммунное заболевание (болезнь Грейвса), сопровождающееся гипертиреозом и проявляющееся, помимо поражения щитовидной железы, депрессией и раздражительностью, с которыми ему не всегда удавалось совладать. Пришлось удалить щитовидную железу (в 1933 или 1934 г., больничные архивы не сохранились). Хотя здоровье Эвери в значительной степени восстановилось, он часто оправдывал болезнью свое стремление свести к минимуму социальные обязательства, уклониться от участия в ученых собраниях и более полно отдаться работе {62} .

62

Dubos, The Professor, the Institute and DNA, 66; Matthew Cobb, "Oswald Avery, DNA, and the Transformation of Biology," Current Biology 24, no. 2 (2014): R55– R60; Maclyn McCarty, The Transforming Principle: Discovering that Genes Are Made of DNA (New York: Norton, 1985); Maclyn McCarty, "Discovering Genes are Made of DNA," Nature 421 (2003): 406; Horace Freeland Judson, "Reflections on the Historiography of Molecular Biology," Minerva 18, no. 3 (1980): 369–421; Alan Kay, "Oswald T. Avery," in Charles C. Gillespie, ed., Dictionary of Scientific Biography, vol. 1 (New York: Scribner's, 1970); Charles L. Vigue, "Oswald Avery and DNA," American Biology Teacher 46, no. 4 (1984): 207–11; Nicholas Russell, "Oswald Avery and the Origin of Molecular Biology," British Journal for the History of Science 21, no. 4 (1988): 393–400; M. F. Perutz, "Co-Chairman's Remarks: Before the Double Helix," Gene 135 (1993): 9–13.

К началу 1943 г. Эвери убедился, что трансформирующей субстанцией является дезоксирибонуклеиновая кислота. В мае того года глубокой ночью он написал о своем открытии брату Рою, биохимику в Университете Вандербильта. Это письмо на четырнадцати страницах – один из эпохальных документов в истории ДНК.

Кто бы мог подумать? Насколько я знаю, этот тип нуклеиновой кислоты до сих пор у пневмококков не обнаруживали, хотя находили у других бактерий… Похоже на вирус, может быть, ген… Это касается генетики, энзимологии, клеточного метаболизма, синтеза углеводов и т. д. Сейчас нужно много документированных убедительных доказательств того, что натриевая соль дезоксирибонуклеиновой кислоты, не содержащая белков, возможно, обладает такой биологической активностью и специфическими свойствами, и эти доказательства мы пытаемся получить. Надувать пузыри очень весело, но разумнее проколоть их самому, прежде чем это попытается сделать кто-то другой… Опасно действовать сгоряча: будет стыдно, если придется идти на попятный {63} .

63

Это письмо цитирует Рене Дюбо в книге: Rene Dubos, The Professor, the Institute and DNA, 217–20. Оригинал письма Освальда Эвери к Рою Эвери, датированного 26 мая 1943 г., находится в материалах Освальда Эвери в Библиотеке и архиве шт. Теннесси (Нэшвилл), а также доступен онлайн: Oswald Avery Collection, Profiles in Science, U.S. National Library of Medicine, https://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/ResourceMetadata/CCBDBF.

Статья, которую Эвери опубликовал в 1944 г., основывалась на результатах применения широкого спектра различных биохимических, микробиологических и иммунологических методов исследования, в частности электрофореза, ультрацентрифугирования, очистки и инактивации. Он установил, что трансформирующая субстанция состоит из углерода, водорода, азота, кислорода и фосфора, что характерно для нуклеиновых кислот. Субстанция была активной при разведении 1:100 000 000 и инактивировалась ферментами, расщепляющими ДНК, но на нее не влияли ферменты, воздействующие на рибонуклеиновую кислоту (РНК), белки или полисахариды. Кроме того, она поглощала свет той же длины волны, что и нуклеиновые кислоты. Методом исключения, которым пользуются врачи при диагностике, Эвери пришел к выводу: «представленные данные поддерживают предположение, что нуклеиновая кислота, содержащая дезоксирибозу, является основной составляющей трансформирующего начала Pneumococcus типа III» {64} . В 1946 г. Эвери и Маккарти опубликовали две дополнительные статьи об усовершенствовании выделения трансформирующей субстанции с еще более уверенным утверждением того, что гены состоят из ДНК {65} . Однако Эвери не выяснил механизм функционирования ДНК и ее молекулярную структуру. Как и труды Менделя и Мишера, его работа не привела к немедленному изменению научной картины.

64

O. T. Avery, C. M. Macleod, and M. McCarty, "Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types: Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from Pneumococcus Type II," Journal of Experimental Medicine 79, no. 2 (1944): 137–58.

65

M. McCarty and O. T. Avery, "Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. II. Effect of desoxyribosenucleic on the biological activity of the transforming substance," Journal of Experimental Medicine 83, no. 2 (1946): 89–96; M. McCarty and O. T. Avery, "Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. III. An improved method for the isolation of the transforming substance and its application to Рneumococcus types II, III, and VI," Journal of Experimental Medicine 83, no. 2 (1946): 97–104.

  • Читать дальше
  • 1
  • ...
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • ...

Ебукер (ebooker) – онлайн-библиотека на русском языке. Книги доступны онлайн, без утомительной регистрации. Огромный выбор и удобный дизайн, позволяющий читать без проблем. Добавляйте сайт в закладки! Все произведения загружаются пользователями: если считаете, что ваши авторские права нарушены – используйте форму обратной связи.

Полезные ссылки

  • Моя полка

Контакты

  • chitat.ebooker@gmail.com

Подпишитесь на рассылку: