Клуб РНКовых галстуков и тайна, которую он не смог решить

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

Середина прошлого века стала особым временем для биологии. Начиная с 1953 года в ней произошла целая череда революционных преобразований, включая открытия структуры двойной спирали ДНК Уотсоном и Криком, эксперимент Миллера — Юри, формулировку центральной догмы молекулярной биологии (тем же самым Криком), открытие “фабрик по производству белков” — рибосом — и так далее. Весь этот фейерверк открытий стал поворотным моментом в развитии не только науки, но и всего человечества — именно тогда возникла теоретическая база будущего могущества биотехнологий и медицины. Оно впечатляет уже сейчас (одна система генного редактирования CRISPR/Cas9 чего стоит) и будет впечатлять ещё сильнее.

За всеми этими эпохальными открытиями стоят живые люди и очень человеческие истории с их участием. Истории эти позволяют увидеть их в совсем новом свете. Здесь и внезапный головокружительный успех, как в случае скромного Стенли Миллера, и личные обиды и трагедии вроде той, что случилась с Розалинд Франклин. Иногда это ещё и забавные и жизнеутверждающие события, как в случае истории Клуба РНКовых галстуков и “взлома” генетического кода. 

Мистер Гамов

Когда ученые поняли ведущую роль ДНК в работе всякой клетки, им предстояло узнать: как это удается такой монотонной молекуле? Так называемая центральная догма связала хранящуюся в ДНК информацию с синтезом РНК и белков. Далее биохимики научились получать последовательность “букв” различных биологических молекул, т.е. секвенировать их. В этот момент возникла необходимость “читать” полученные генетические тексты, т.е. разгадать генетический код. Большой вклад в решение этого вопрос внес Георгий (или Джордж) Гамов.

Гамов не был биохимиком или генетиком: он занимался теоретической физикой. Именно в этой области он и прославился — как автор Теории Большого Взрыва, с которого началась знакомая нам Вселенная. Однако человек он был энергичный и потому занимался самыми разными научными проблемами. Исходно Гамов работал в СССР, однако в 1933 году уехал в США и получил широкое признание уже на новой родине.

Гамов не знал молекулярные механизмы, которые превращают последовательность ДНК в последовательность белка. Его предположения на этот счёт оказались совершенно неправильны. Однако он понял математическую суть происходящего: три “буквы” ДНК соответствуют единственной “букве” в последовательности белка. Это напрямую следует из экспериментов и того, что “алфавит” ДНК имеет всего четыре нуклеотида, а белки состоят из целых 20 аминокислот. 

20 выдающихся галстуков…

Однако чем руководствуется клетка, когда происходит перевод с одного языка на другой? Эту сложную задачу научное сообщество должно было решить в 1950-ые года. Инициативу проявил Гамов, причем инициативу довольно необычную. Он основал эксцентричные сообщество джентльменов под названием “Клуб РНКовых галстуков”, который ставил своей целью именно разгадать главный код всего живого. Его членами стали многие выдающиеся ученые того времени, причем не только биологи: разумеется, сам Гамов, другой не менее знаменитый физик Ричард Фейнман, первооткрыватели структуры ДНК Джеймс Уотсон и Френсис Крик, несколько химиков — итого 20 человек, по числу аминокислот. Шесть из них в итоге удостоились ни много ни мало Нобелевских премий. 

Собрания этой группы выдающихся научных умов выглядели не слишком академично. Во-первых, у каждого члена был роскошный шерстяной галстук с вышитой желтым и зеленым структурой ДНК. К галстуку прилагалась булавка с тремя буквами — стандартным обозначением одной из аминокислот. Нетрудно догадаться, что каждый носитель галстука с булавкой получил “партийное имя ” — одну из аминокислот. Например, первый и главный, как предполагалось, Гамов стал аланином или ALA. Характер этих собраний был самый увеселительный: джентельмены этого клуба за сигарами и выпивкой беседовали о том, что придет на ум. Включая различные вопросы переживавшей в то время переворот биологии. Эта ложа почти никогда не собиралась в полном составе — чаще по несколько членов, многие из которых пренебрегали официальной символикой в виде галстуков. Зато Гамов при случае одевал галстук с булавкой ALA и на более официальные научные мероприятия. В результате его часто спрашивали: “почему у Джорджа Гамоу неправильные инициалы на галстуке”?

… И правильное решение

Нет сомнений, что этот клуб и его собрания способствовали дружескому сплочению лучших умов своего времени а, значит, и развитию науки. Ко всему прочему, РНКовые галстуки активно переписывались и обменивались статьями между своими “пленарными заседаниями”. Однако генетический код взломали отнюдь не они — первую его букву (соответствие UUU в РНК фенилаланину в белке), за которой вскоре последовали все остальные установил в простом эксперименте Маршалл Ниренберг. Ниренберг не просто не был членом этого элитного собрания, ему даже отказали, когда он подал заявку на участие в конференции, посвященной генетическому коду.

Но так или иначе задача была решена. Она стала очередной вехой в становлении новой, совершенно другой биологии в середине прошлого века и в числе прочих сделала возможным современный этап развития наук о жизни, позволивший читать целые геномы и редактировать отдельные гены.