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.

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}.

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}.

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».

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}.

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}.

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.

Дело в том, что весьма влиятельные ученые упрямо держались убеждения о главенстве белков в наследственности. В 1945–1950 гг. они всячески оспаривали доклады Эвери на научных конференциях. Пожалуй, самым непримиримым противником Эвери был его коллега из Института Рокфеллера, биохимик мирового уровня Феб (Фибус) Левен, считавший, что ДНК недостаточно сложна и разнообразна, чтобы нести генетическую информацию, поскольку в ней имеется лишь четыре варианта азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин и тимин). По мнению Левина, основой наследственности должен быть белковый компонент хромосом, в составе которого много разных аминокислот. Его главный аргумент казался убийственным: как Эвери может быть уверен, что в его образцах для исследования совершенно отсутствуют следы белков и что не эти следы есть истинная причина трансформации?^{66}

В ряде сделанных задним числом историографических исследований утверждалось, что работа Эвери была преждевременной и не удостоилась внимания большинства ученых, включая генетиков, отчасти, возможно, из-за ее публикации в Journal of Experimental Medicine, который читали больше врачи, чем ученые^{67}. Однако это широко известный и очень авторитетный научный журнал, основанный в 1896 г. Уильямом Генри Уэлчем из Больницы Джонса Хопкинса и издаваемый Институтом Рокфеллера. Он есть в библиотеке любого университета как в США, так и в других странах. Если уж удалось «откопать» результаты Менделя в малоизвестном издании, то научным сотрудникам, просматривавшим литературу по своей области, наверняка попалась бы статья Эвери.

В действительности начиная с середины 1940-х и на протяжении большей части 1950-х гг. данные, полученные Эвери, активно обсуждались на научных конференциях с участием специалистов по молекулярной биологии, биофизике и генетике микроорганизмов. В 1944 г. английский физик Уильям Астбери, который в 1930-е гг. первым применил метод рентгеновской кристаллографии к изучению структуры ДНК, с восхищением назвал работу Эвери одним из самых выдающихся открытий современности^{68}. Биохимик Герман Калькар из Копенгагенского университета в Дании, у которого был аспирантом Уотсон, утверждал, что знал об исследованиях Эвери с 1945 г.^{69} В 1946 г. Эвери выступал на главном собрании генетиков того времени – летнем семинаре «Наследственность и изменчивость у микроорганизмов» в Колд-Спринг-Харбор.

Джошуа Ледерберг, который в 1958 г. удостоился Нобелевской премии в области физиологии и медицины, а в 1978 г. стал ректором Рокфеллеровского университета, прочел статью Эвери, как только она вышла в свет. Он назвал ее поразительным ключом к разгадке химической природы гена^{70}. Ледерберг часто ссылался на работу Эвери в своих публикациях 1940–1950-х гг. На всем протяжении своей научной деятельности Ледерберг вежливо, но твердо оспаривал утверждение о якобы безвестности открытия Эвери. В 1973 г. в письме редактору журнала Nature он заявил, что представление, будто «работа Эвери о трансформации пневмококка не была в достаточной мере признана генетиками в первое десятилетие после публикации 1944 г., не вполне согласуется с моими собственными воспоминаниями и опытом»^{71}.

Нобелевский лауреат биофизик Макс Дельбрюк всецело соглашался с Ледербергом. В 1941 или 1942 г. он посетил лабораторию Эвери в Рокфеллеровском институте и изучил его работу, опубликованную в Journal of Experimental Medicine^{72}. Через тридцать лет Дельбрюк вспоминал, как трудно было в 1940-е гг. оспаривать господствовавшие тогда взгляды Левена: «Любого, кто изучал этот вопрос и размышлял о нем, поражал парадокс: с одной стороны, был получен специфический эффект с ДНК, а с другой стороны, считалось, что ДНК, будучи тетрануклеотидом, является примитивным веществом, не способным действовать специфически. Одно из этих положений должно было быть ошибочным»^{73}.

Часть II
Клуб игроков

Человек часто бывает не самим собой, а кем-то другим. Мысли большинства людей – это чьи-то чужие мнения, их жизнь – подражание, их страсти – заемные страсти.

ОСКАР УАЙЛЬД^[10]{74}

[4]
«Возьмите меня в Кавендишскую лабораторию»

Я никогда не видел, чтобы Фрэнсис Крик держался скромно.

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

[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.

[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.

[61] Dubos, The Professor, the Institute and DNA, 139.

[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.

[63] Это письмо цитирует Рене Дюбо в книге: René 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.

[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.

[66] Cobb, "Oswald Avery, DNA, and the Transformation of Biology"; "List of Those Attending or Participating in the [Cold Spring Harbor on Heredity and Variation in Microorganisms] Symposium for 1946, материалы Освальда Эвери в Библиотеке и архиве шт. Теннесси в Нэшвилле (Tennessee State Library and Archives, Nashville).

[67] H. V. Wyatt, "When Does Information Become Knowledge?," Nature 235 (1972): 86–89; Gunther S. Stent, "Prematurity and Uniqueness in Scientific Discovery," Scientific American 227, no. 6 (1972): 84–93.

[68] Письмо У. Астбери Ф. Хансону. 19 октября 1944 г., материалы Астбери, Специальное хранилище Лидсского университета, Бразертоновская библиотека (MS419, ящик Е. 152). См.: Kirsten T. Hall, The Man in the Monkeynut Coat: William Astbury and the Forgotten Road to the Double Helix (Oxford: Oxford University Press, 2014); Kirsten T. Hall, "William Astbury and the Biological Significance of Nucleic Acids, 1938–1951," Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences 42 (2011): 119–28.

[69] Калькар считал, что Эвери должен был получить две Нобелевские премии: за открытие небелковых антигенов и за эксперименты с пневмококками. Интервью, взятое Хорасом Джадсоном у Германа Калькара в сентябре 1973 г., 484, HFJP.

[70] Cobb, "Oswald Avery, DNA, and the Transformation of Biology." См.: материалы Джошуа Ледерберга (Национальная медицинская библиотека США (Joshua Lederberg Papers, U.S. National Library of Medicine), https://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/Narrative/BB/p-nid/30.

[71] Joshua Lederberg, "Reply to H. V. Wyatt," Nature 239, no. 5369 (1972): 234. Ледерберг несколько раз высказывал эти предположения в своей переписке; см. также письмо Джошуа Ледерберга Морису Уилкинсу (без даты, 1973 г.); материалы Освальда Эвери, Национальная медицинская библиотека США (Oswald Avery Collection, U.S. National Library of Medicine), https://profiles.nlm.nih.gov/spotlight/cc/catalog/nlm: nlmuid-101584575X263-doc.

[72] Интервью, взятое Хорасом Джадсоном у Макса Дельбрюка 9 июля 1972 г., HFJP.

[73] Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1969 г. вместе с Дельбрюком получили Сальвадор Лурия и Альфред Херши за открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов. См. также: Judson, "Reflections on the Historiography of Molecular Biology," 386; и интервью, взятое Хорасом Джадсоном у Макса Дельбрюка 9 июля 1972 г., HFJP.

[10] Уайльд О. De Profundis. Тюремная исповедь / Пер. Р. Райт-Ковалевой, М. Ковалевой // Уайльд О. Избранное. – Свердловск: Издательство Уральского университета, 1990.

[74] Oscar Wilde, De Profundis (New York: G. P. Putnam's Sons, 1905), 63.