Вторая жизнь великого эксперимента Миллера — Юри

Основано на материалах книги: Майкл Маршалл, The Genesis Quest:The Geniuses and Eccentrics on a Journey to Uncover the Origin of Life on Earth 

Вопрос зарождения жизни веками оставался достоянием религии или, в лучшем случае, философов. Уж слишком это загадочное событие, к тому же очень отдаленное от нас во времени. И вот немногим менее века назад (мы готовимся встретить этот юбилей в 2024 году) возникла первая научная концепция возникновения жизни. Речь о знаменитой гипотезе “первичного бульона”, которая независимо друг от друга создали советский ученый Александр Опарин и его британский коллега Джон Холдейн. По их мысли, первыми живыми существами стали капли маслянистой субстанции, которые образовалась из богатого органикой древнего океана под воздействием электричества и излучения. С тех пор учёные создали множество различных, подчас диковинных гипотез — от “живых глиняных кристаллов” Кернса-Смита до знаменитого Мира РНК. Но началась наука об абиогенезе — возникновении жизни там, где ее прежде не было — именно с гипотезы Опарина — Холдейна.

Прошло еще 30 лет и “первичный бульон” получил очень эффектное экспериментальное подтверждение. Опыт провели уже прославленный к тому времени физик и Нобелевский лауреат Гарольд Юри и его скромный, но упорный аспирант Стенли Миллер. Именно молодой человек предложил смелый и, казалось, не слишком продуманный эксперимент, который моментально сделал его знаменитостью и навсегда вписал в историю науки.

Уже тогда было известно, что холодные и безжизненные планеты-гиганты вроде Юпитера или Нептуна состоят из газов с восстановительными свойствами. Напомним, восстановителями химики называют соединения, которые охотно отдают свои электроны. Возникло предположение, что подобный восстановительный состав имела и древняя атмосфера Земли. И, как следствие, именно в таких условиях возникли первые органические молекулы.

Юный Миллер предлагал воспроизвести эту восстановительную среду в простом эксперименте. Он сконструировал установку из двух запаянных колб, соединенных трубками. В первой находилась вода, которую можно было нагревать — это “океан”. Другая содержала газы-восстановители: углекислоту, метан и аммиак. Вторую колбу-“атмосферу” пронизывали электрические разряды. 

Очень скоро стало понятно, что результат превзошел все ожидания. В колбе образовалось что-то мутное и маслянистое. Как оказалось, это сразу несколько аминокислот, строительных блоков белков — одного из главных компонентов всего живого. Очень скоро эта работа была опубликована в ведущем научном журнале Science за 1953 год, причем ее единственным автором стал Стенли Миллер. После этого работе Миллера были посвящены передовицы самых влиятельных газет и журналов. Неслыханный успех для 23-летнего аспиранта.

Эту часть истории знаю все. Однако у нее есть неожиданное продолжение, последовавшее спустя полвека.

К тому времени Миллер уже был глубоким инвалидом и не мог ходить и говорить. За плечами его были десятки лет очень скромных успехов, сомнительных выступлений и подавленного состояния в тени своего первого достижения. Это был неуверенный в себе человек, который предпочитал одиночество и незаслуженно низко оценивал свои силы и возможности. Видимо, это объясняет вторую жизнь экспериментов Миллера, которые они прожили без своего автора.

Итак, в 2007 году старую лабораторию Миллера потребовалось освободить. Разбираясь в завалах, его коллеги обнаружили множество запаянных колб, в которых находилось то, что Миллер получил с помощью видоизменений исходного опыта. Химик много раз пробовал новые состав смеси и конструкцию “стеклянной древней Земли”. Учёные решили проверить эти образцы ещё раз — и узнали об открытии Миллера, простоявшем на полке полвека. 

Оказалось, что Миллер получил не “несколько” аминокислот, а целых 22! Среди них были и те, которые не обнаружены в современных белках. Конечно, большинство имело очень небольшую концентрацию. И все же странно, что сам выдающийся и скоромный Миллер не стал более скрупулезно проверять собственные образцы. Возможно, виной тому несовершенство методики того времени — прежде всего бумажной хроматографии. 

Но и это ещё не всё. Специалисты по получению биологических молекул из неорганики — пробиотические химики, среди которых Миллер был пионером — времени даром не терялись и добились немалого за прошедшие полвека. Один из самых больших прорывов связан с использованием цианамида — вещества-производного синильной кислоты. Его использовал, в частности Хоан Оро. И намного раньше, как оказалось, успешно использовал тот же Стенли Миллер!

Считавший себя “неважных химиком” Миллер догадался о ключевой роли этого дегидратирующего (отнимающего воду) реагента для синтеза биологически полимеров и успешно его использовал с этой целью. Почему Миллер пренебрег этим своим выдающийся результатом, который уже никак не списать на слепую удачу и не опубликовал его — остается только догадываться. 

История Стенли Миллера вошла в золотой фонд мировой науки, а также служит хорошим предостережением против неуместных скромности и непритязательности ученых.