Джеймс Уотсон - Избегайте занудства

• Название: Избегайте занудства
• Автор: Джеймс Уотсон
• Издательство: Астрель
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2010
• ISBN: 978-5-271-26619-5

Знаменитый биолог Джеймс Уотсон прославился тем, что в 1953 открыл (вместе с Фрэнсисом Криком) структуру ДНК, за что получил Нобелевскую премию. Позднее Уотсон стал первым директором Национального центра исследований человеческого генома (США) и возглавил знаменитый проект "Геном человека".

В автобиографической книге "Избегайте занудства" Уотсон пишет о своем знаменитом открытии, о том, как функционирует американская наука, и о тех уроках, которые он смог извлечь из собственного жизненного опыта, а также из опыта наблюдений за другими людьми. Именно это последнее обстоятельство делает книгу Уотсона не просто увлекательной, но еще и очень полезной: "Избегайте занудства" — это одновременно и обстоятельные мемуары великого ученого, и своеобразное пособие по достижению успеха в науке. Рассказывая о своем жизненном пути, автор дает читателю дельные и практичные советы, как сделать успешную карьеру в науке и, возможно, однажды совершить выдающееся открытие самому.

---

К тому времени Бенно вернулся в Германию, где стал профессором в Институте генетики Кельнского университета. За некоторое время до отъезда он еще раз изящно воспользовался генетическими методами, чтобы получить мутантных Е. coli, синтезировавших лак-репрессор в избыточном количестве. Внедрение их мутантного гена лак-репрессора в фага типа λ, позволило получить выход лак-репрессора в сотню раз больший, чем обычно. Перед самым отъездом Бенно из Гарварда Жак Моно, приехавший с визитом, заглянул, чтобы поздороваться и прокомментировать сделанное Бенно открытие лак-репрессора: "И все же, Бенно, это было прозаично". Затем он развернулся и ушел. Таким образом Жак, для которого этот виноград был зелен, признал, что удачные эксперименты, а не удачная идея позволили обойти его и его друзей из Института Пастера. Благодаря успехам Бенно, Уолли и Марка главным центром изучения регуляции генов был теперь не Париж, а Гарвард.

Непредвиденным побочным продуктом работ Уолли по очистке лак-реПрессора стало то, что они помогли моему аспиранту Дику Бёрджессу в оптимизации его методов очистки РНК-полимеразы. Нашей лаборатории как никогда хотелось лучше разобраться в механизме синтеза РНК на матрице ДНК. В 1963 году я дал своему аспиранту Джону Ричардсону в качестве темы для диссертации исследование РНК-полимеразы, фермента, синтезирующего РНК на матрице ДНК. РНК-полимераза была открыта в 1959 году, но установить ее молекулярную форму оказалось непросто. Джон обнаружил, что молекулярная масса РНК-полимеразы уменьшается вдвое, когда ее молекулы взвешены в высокоионизированном растворе. Но даже эта малая форма была больше, чем любая известная отдельная полипептидная цепочка, поэтому представлялось вероятным, что молекула РНК-полимеразы составлена из нескольких полипептидов меньшего размера. Однако электронно-микроскопические исследования, проведенные в Массачусетском технологическом, не позволили намного глубже разобраться в строении этой молекулы. Эти исследования показали, что молекулы РНК-полимеразы представляют собой более или менее сферические частицы диаметром 120, что соответствовало молекулярной массе почти в миллион атомных единиц массы. Джон перед самым отъездом в Париж, где он стал постдоком в Институте Пастера, воспользовался матрицами фага Т7 и показал, что синтезируемые на них молекулы РНК содержат до десяти тысяч нуклеотидов. Это заставляло предположить, что их большая длина была связана с тем, что очищенный фермент не узнает нормальные стоп-сигналы фага Т7 для синтеза РНК.

После отъезда Джона во Францию Дик Бёрджесс, который только что перешел к нам из Калтеха, продолжил работу над проблемой, связанной с большими размерами РНК-полимеразы. Каждую неделю Крис Вайсс, лаборант Уолли, разделял белки из тридцати литров клеток Е. coli на несколько фракций. Фракция, содержащая репрессор лактозы, шла Уолли и Бенно, а Дик забирал фракцию, содержащую РНК-полимеразу. В этой фракции по-прежнему содержалось очень много других белков, поэтому Дику пришлось разработать методику центрифугирования в градиенте глицерина, дававшую высокоактивный препарат РНК-полимеразы, который Дик назвал GG. В конце 1967 года он добавил в свой рецепт этап очистки на фосфоцеллюлозной колонке, что дало еще более чистую РНК-полимеразу, названную им PC.

В апреле 1968 года Дик выступил на конференции Федерации американских обществ экспериментальной биологии в Атлантик-Сити и доложил, что частицы РНК-полимеразы PC состоят из малых и больших субъединиц, которые он назвал α- и β-субъединицами соответственно. Через два месяца, на Гордоновской конференции по нуклеиновым кислотам в Нью-Гемпшире, он подробно изложил свои методы очистки препаратов РНК-полимеразы GG и PC, а позже разослал письменные протоколы в десяток заинтересовавшихся лабораторий, в том числе в лабораторию Экке Баутца в Университете Ныо-Джерси. К тому времени РНК-полимеразу изучал также аспирант Уолли Гилберта Джефф Роберте. Вначале, используя полученный Диком препарат GG, Джефф обнаружил, что он весьма активно транскрибирует ДНК фага λ. Но затем, когда Джефф воспользовался еще более очищенным препаратом PC, непостижимым образом ему не удалось обнаружить транскрипции этой ДНК.

Неожиданные отрицательные результаты, полученные Джеффом, заставили Дика задуматься о том, не удаляется ли в процессе очистки препарата PC какой-либо компонент РНК-полимеразы, необходимый для транскрипции ДНК фага X. Для выяснения этого он пропустил свежую порцию препарата GG через колонку для очистки препарата PC, чтобы проверить, приведет ли это снова к потере способности транскрибировать фаговую ДНК. После того как у него получился тот же отрицательный результат, что и у Джеффа, Дик показал, что фермент PC можно активировать, если снова добавить к нему белок, удаленный в процессе очистки. Эксперименты, проведенные на следующей неделе нашим постдоком, англичанином Эдрю Трэверсом, показали, что ингредиент, входящий в состав препарата GG и отсутствующий в препарате PC, представляет собой одну полипептидную цепочку, которую вскоре назвали α-фактором.

Прошло меньше недели, и Дик узнал, что Экке Баутц из Университета Нью-Джерси и его аспирант Джон Данн добились тех же результатов, используя препараты GG и PC, полученные согласно протоколу, который он послал им в июле. Дик, по моему совету, немедленно связался с Баутцем и Данном, чтобы предложить им включить их работу в совместную статью двух лабораторий о σ-факторе для Nature. Им понравилась эта идея, и 6 ноября они приехали в Гарвард. Их присутствие помогло мне отвлечься от проходивших в тот день президентских выборов. Только поздним вечером стало ясно, что Ричард Никсон одержал победу над Хьюбертом Хамфри. Даже открытие σ-фактора не помогало против уныния, которое я испытывал в оставшиеся дни той недели в связи с перспективой президентства Никсона.

Утром в понедельник, 11 ноября, мне на короткое время, казалось, открылась светлая сторона этого политического события. В номере Crimson за этот день я увидел напечатанный огромными буквами заголовок: "Пьюзи уходит из Гарварда". Статья под этим заголовком сообщала, что избранный президент Никсон совершил в Гарвард необъявленный визит. Приехав инкогнито в 21:00 предыдущего дня, он предложил Пьюзи должность министра почт в его администрации. После откровенной дружеской беседы за чаем с ванильными вафлями Пьюзи принял это предложение и позже назвал это событие "величайшим моментом" своей жизни. Однако очень скоро чувство радости, охватившее меня, рассеялось. Внизу той же страницы была другая статья, в которой сообщалось, что планируемая Библиотека Кеннеди будет перенесена из Кембриджа в Байонн в штате Нью-Джерси, и я осознал, что читаю один из шуточных номеров Crimson, которые время от времени готовили его редакторы, вероятно чтобы убедить самих себя, что они попали в Crimson, а не в Lampoon вовсе не от недостатка чувства юмора. После этого монументального разочарования уже ничто в Crimson не казалось мне смешным.

Поданная г декабря в Nature рукопись статьи об открытии α-фактора содержала только данные, полученные в Гарварде. Аналогичные эксперименты лаборатории Университета Нью-Джерси были сделаны меньшее число раз и не вполне доделаны. Работа Бёрджесса, Трэверса, Дана и Баутца "Фактор, стимулирующий транскрипцию РНК-полимеразой" была быстро опубликована в январе 1969 года в виде большой статьи[28]. Незадолго до публикации я объявил о прорыве, сделанном в нашей лаборатории, на лекции, прочитанной для поглощенного собственными успехами отделения биохимии Артура Корнберга в Стэнфорде. Это был момент, о котором раньше я не мог и мечтать: наши гарвардские Биолаборатории показали уровень биохимической компетенции, позволивший догнать и перегнать могущественный Стэнфорд.

В середине декабря Дик и Эндрю узнали от Экке Баутца и Джона Данна, что молекулы о-фактора исчезают в клетках, зараженных фагом Т4, что позволяло объяснить, почему синтез собственной РНК бактерии прекращается вскоре после ее заражения фагом. Фаговая ДНК, судя по всему, кодировала фагоспецифические α-факторы, обеспечивавшие связывание молекул РНК-полимеразы со специфическими сигналами на самой фаговой ДНК. В течение последующих шести месяцев Эндрю Трэверс подтвердил эту гипотезу и в августе отправил в Nature статью "Фаговые сигма-факторы для РНК-полимеразы". В заключении этой статьи он высказал предположение, что подобные а-фактору факторы транскрипции могут отвечать за серьезные изменения схемы синтеза РНК, лежащие в основе механизмов развития высших организмов. Редакторы Nature вновь почувствовали, что у них на руках важная статья, и поспешили опубликовать ее всего через месяц с небольшим.

К началу февраля Дик защитил диссертацию и получил от Фонда Хелен Хей Уитни стипендию постдока, которая позволяла ему остаться в Гарварде, пока его умная светловолосая жена Энн не доделает собственную диссертацию доктора философии. Энн, происходившая из успешной и трудолюбивой висконсинской семьи, экспериментировала с бактериофагом φX174 в лаборатории Дейва Денхардта, дальше по коридору. К тому времени Дик выяснил, что не одна, а две β-спирали входят в состав основы РНК-полимеразы (препарата PC), имеющей, таким образом, структуру α2ββ1. Кроме того, Дик и Эндрю получили предварительные данные о механизме работы σ-фактора при запуске синтеза РНК. Его роль, судя по всему, состояла в том, чтобы обеспечивать связывание основы РНК-полимеразы — комплекса α2ββ1 — с определенными участками на ДНК, с которых должен начинаться синтез РНК. В свою очередь, ферментативные свойства РНК-полимеразы связаны исключительно с ее основной составляющей, комплексом α2ββ1.