Розалинда Франклин – темная леди ДНК

Весной 1953-го, сотни людей были взволнованы серией статей в журнале Nature, в которых рассказывалось об открытии структуры ДНК, вещества наследственности. Если из наших дней бросить взгляд на весь минувший век, то придется признать, что это было, вероятно, самым великим открытием в биологии XX столетия.

Военные тайны

А в декабре 1962 года Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон из Кембриджа вместе с биофизиком из Кингз-колледжа Лондонского университета Моррисом Уилкинсом получили за открытие структуры ДНК Нобелевскую премию.
В момент триумфа среди лауреатов незримо присутствовал четвертый и, может быть, самый главный триумфатор. Но сперва скажем о лауреатах.
Осенью 1941-го – зимой 1942-го физик Фрэнсис Крик работал над усовершенствованием радиолокаторов, которые в руках англичан стали мощным орудием в «битве за Англию» против гитлеровского воздушного флота. Крик много занимался устройством радиолокационных антенн и проблемой расшифровки на экране локатора импульсов, отраженных от британских и германских самолетов. Впоследствии, когда, бросив «скучную» физику, Крик займется биологией, в частности ДНК, этот опыт пригодится ему при расшифровке, рефлексов на рентгенограммах.
Заинтересовался ДНК и студент Чикагского университета Джеймс Уотсон. Поначалу, он занимался в основном птицами, но, получив стипендию для стажировки в Европе, Уотсон познакомился с исследователями, которые все глубже вводили его в курс загадок, окружавших ДНК. Наконец этот несостоявшийся орнитолог четко сформулировал вопросы, на какие надо было ответить, чтобы познать устройство ДНК. И тут нам пора искать женщину.

Явление героя

В первые послевоенные годы в Париж явилась очаровательная, хотя и замкнутая англичанка Розалинда Франклин. Несмотря на послевоенную разруху и неуютную каморку для жилья, она быстро расцвела в обществе галантных французов, которые стремились возместить все, что было упущено за годы войны. В Париж Рози, как ее звали друзья, приехала, чтобы овладеть самыми современными способами рентгеноструктурного анализа различных веществ, в том числе ДНК.
Получая щедрую финансовую поддержку от состоятельных родителей, она могла не отказывать себе в радостях жизни: увлекалась плаванием в бассейне, каталась на горных лыжах, посещала показы мод, тщательно выбирала туалеты, осваивала кулинарное искусство, которое было ей необходимо для устройства вечеринок. Словом, много и плодотворно работала, а в свободное время от души развлекалась.
В 1950-м году Розалинда Франклин вернулась из вольного города Парижа в Лондон и стала сотрудницей Кингз-колледжа при Лондонском университете.
Бренда Мэддокс, автор биографии Франклин, заметила, что разница между Парижем и Лондоном создала для Розалинды психологические проблемы.
Лондон того времени был, по выражению Мэддокс, «городом работающих мужчин, игроков в шары, мужских клубов и мужских портных».
Еще хуже было положение в университетах Англии: для немногочисленных женщин там не было создано никаких условий. Женский персонал ютился в убогих каморках, при том, что мужчины даже утренний кофе вкушали в просторных залах. А для продолжения ученых бесед мужчины после работы шли в пивные, куда женщинам вообще не было доступа.
И вот в этот мир ворвалась «парижская штучка», привыкшая к иной жизни. Восхищение, которое окружало Розалинду в Париже, независимость, которой она там пользовалась, – все это вмиг исчезло в Лондоне. Моррис Уилкинс, ее непосредственный начальник, был убежден, что Розалинда для него что-то вроде прислуги и годится только на то, чтобы изготавливать высококачественные рентгенограммы.
Между тем Розалинда считала себя самостоятельным исследователем.
А характером она с младых лет отличалась боевым.
Дядя Розалинды был членом палаты лордов, так что ее семья занимала высокое положение в обществе. Отец хотел, чтобы она, как и другие женщины в семье, стала социальным работником. Но Рози еще в 15 лет решила, что будет ученым. Девочка училась в школе св. Павла, одной из лучших школ без пансиона, и была первой ученицей. Затем она поступила в Кембридж и доказала свое право быть исследователем. И даже в годы войны, когда Британия особенно нуждалась в службе социальной помощи, Рози продолжала работать физиком-рентгеноскопистом, хотя и в оборонной сфере.
И вот ей в очередной раз предстояло вступить в противостояние.

Снимки из сейфа

В начале 50-х годов всего несколько коллективов в мире изучали ДНК. Большие надежды возлагались на знаменитого Лайнуса Полинга, но мэтр разрабатывал сразу много «рудных жил» и не спешил с ДНК. Другим передовым отрядом в изучении ДНК были ученые из лондонского Кингз-колледжа, прежде всего Уилкинс и Франклин. Правда, коллективом их назвать было трудно: каждый из них работал самостоятельно, хотя они и обсуждали результаты друг с другом. Уилкинс изготавливал лучшие в мире препараты ДНК и поспешал медленно, считая, что никто его обогнать не сможет. Розалинда получала лучшие в мире рентгенограммы ДНК и тоже никуда не торопилась, стремясь к еще большему совершенству. А наиболее амбициозными исследователями ДНК был тандем Крик-Уотсон из Кавендишской лаборатории в Кембридже.
Они и пришли к финишу первыми – в 1953 году представили на суд коллег наиболее достоверную модель ДНК. По собственному выражению Джеймса Уотсона, у него в мозгу что-то «щелкнуло». Но «щелкнуло» после того, как Уилкинс показал ему последние рентгенограммы Розалинды! Причем без ее ведома. (Она отдавала свои снимки начальнику, и тот хранил их в своем сейфе.) Поступок, прямо скажем, не джентльменский.
Главные черты модели Крика-Уотсона таковы:
1. Молекула ДНК состоит из двух параллельных цепочек и напоминает собой длинную лестницу.
2. Остовы цепочек образованы переплетенными сахар-фосфатными цепями, а основания (буквы наследственного кода) расположены внутри, между остовами, образуя поперечные перекладины-ступеньки. (Это Крик с Уотсоном поняли лишь на последнем рывке к финишу.)
3. «Лестница» из остовов и перекладин-оснований закручена в спираль. В зависимости от состояния ДНК, количества воды в ней и множества других обстоятельств шаг спирали и ряд ее характеристик могут существенно меняться.
Впоследствии Уотсон и Крик публично признали, что не смогли бы построю свою модель ДНК без этого снимка Розалинды Франклин. Правда, «щелкнуло-то все же не у нее, а у Уотсона. Но вот какая загадка.
Если верить ученым, изучающим историю науки, Розалинда еще в публикации 1951 года настаивала на том, что ДНК имеет структуру в виде спирали с основаниями внутри и остовом снаружи. То есть за два года до Крика и Уотсона предвосхитила пункты 2 и 3 их модели. А в 1953 году, до знаменитых статей в Nature, поняла, что нить ДНК состоит из двух цепочек.
Вероятно, Розалинда могла бы построить модель ДНК раньше Уотсона и Крика. Но не построила. Почему?
Бренда Мэддокс назвала Розалинду «темной леди ДНК». Тут явно проглядывает ассоциация с загадочной «смуглой леди» шекспировских сонетов. Многое в научной деятельности Франклин 1950–1953 годов остается невыясненным. Но ясно, что она работала больше как физик, а это отодвигало на второй план биологическую сторону изучения ДНК – именно то, что могло прояснить особенности физических конструкций. А Крик и Уотсон счастливо соединяли в себе знание физики, биологии и химии.
Впрочем, в 1962 году она тоже получила бы Нобелевскую премию – если б была жива. Но она умерла в 1958 году от рака, возможно, вызванного многократным рентгеновским облучением.

Мрачный диагноз

После статей о структуре ДНК в апрельском номере Nature Розалинда ушла из Кингз-колледжа, где пережила столько неприятных минут. На новом месте она занялась изучением вируса табачной мозаики (ВТМ). Со свойственной ей дотошностью Франклин исследовала все физико-химические особенности РНК и белков этого вируса. Результаты ее пятилетней работы имели столь важное значение, что на их основе возникла новая наука – молекулярная биология.
Когда ей объявили страшный диагноз, она не испугалась, потому что искренне верила: пока болезнь развивается, наука найдет средство борьбы с ней. Она проходила курс химиотерапии в Кембридже, фактически поселившись в доме Крика, с семьей которого сдружилась после 1953 года. Но и научную работу, и свой маленький коллектив она не оставляла. Последний раз Розалинда Франклин появилась в своей лаборатории за три недели до смерти.
В конце марта 1958 года ей пришлось лечь в больницу. Излюбленной темой ее бесед была модель вируса табачной мозаики, которую должны были выставить на Всемирной выставке в Брюсселе.
16 апреля выставка открылась. В тот же день Розалинда Франклин умерла. Ей было неполных 38 лет.