В LMB я отправился на ежегодный День студента, надеясь убедить пару аспирантов присоединиться к моему проекту. Один из таких ребят, хорошо подкованный немец, выслушал мою речь и сказал: «В Германии большая группа пытается сделать это уже двадцать лет! Почему вы думаете, что преуспеете?» Я попытался ему объяснить, что, даже если сразу у нас ничего не получится и по первым структурам нас обставят, все равно для нас останется еще масса работы на пути к пониманию рибосомы. Почти сразу же после нашей беседы он записался в команду к Киёши Нагаи, моему другу, который впоследствии занял лабораторию по соседству. Пара других студентов, в частности один парень из Кембриджа, казалось, никакого понятия об обсуждаемой проблеме не имели. Я думал, что они станут нас тормозить.
Удрученный, я летел домой и думал, не стреляю ли себе в ногу, принимая решение о переезде. Вскоре после возвращения я написал Тони Кроузеру в LMB, сказав, что переосмысливаю весь этот шаг. К счастью, в ближайшие несколько недель нашлись двое, отважно согласившихся поступить в мою лабораторию в LMB, даже не будучи знакомы со мной. Первым был Эндрю Картер из Оксфорда, присоединившийся ко мне в качестве соискателя, а вторым – Дитлев Бродерсен, постдок из Орхуса; мы были знакомы с его научным руководителем Мортеном Келгором. Как мне предстояло убедиться, никто не смог бы дополнить Била и Брайана столь удачно. Приход этих людей ко мне оказался подарком судьбы и означал, что в LMB у меня собралась жизнеспособная команда.
Переезд в новую лабораторию всегда требует времени, а переезд на другой континент в разгар гонки казался безумной затеей. Поэтому я хотел убедиться, что мы обеспечим себе хороший старт. У нас были полученные на электронном микроскопе карты субъединицы 30S, которые нам предоставил Иоахим Франк в ходе работы над проектом по IF3. Однако я не смог найти 30S в наших кристаллах, сочетая данные карт с рентгенографической информацией: либо разрешение карт получилось слишком низким, либо сама 30S оказалась слишком тонким и плоским объектом. Но поскольку йельская группа показала, что на карте Паттерсона вполне просматриваются кластеры тяжелых атомов, на старте можно было обойтись и без электронной микроскопии, даже для получения фаз с низким разрешением.
Бил выдерживал десятки кристаллов в растворах со всеми подобранными мной соединениями, а мы с Брайаном в начале марта 1999 года отправились на брукхейвенский синхротрон, чтобы посмотреть, что с ними можно сделать. В отличие от Ады, которая улучшала дифракцию кластерами тяжелых атомов, мы по-прежнему получали наилучшую дифракцию от кристалла, к которому ничего не добавляли.
Мы пробовали работать в рентгеновском спектре, чтобы довести до максимума аномальное рассеяние от тяжелых атомов и таким образом увеличить небольшие разницы в интенсивности пятен, связанных с симметрией. При использовании данных отличий на карте Паттерсона получается пик, демонстрирующий, где находятся тяжелые атомы. Собирая данные, мы обрабатывали их на лету и вычисляли карты Паттерсона одну за другой.
Казалось, ничего не работает, и я медленно выматывался и погружался в депрессию. Однажды после полуночи на карте Паттерсона, соответствующей кристаллу, выдержанному в соединении с семнадцатиатомным вольфрамовым кластером, удалось безошибочно рассмотреть два больших пика. Мы с Брайаном взглянули друг на друга, а потом вдруг вскочили со стульев и дали «пять» друг другу, да так закричали, что проходивший мимо одинокий физик просто замер. Мы быстро проделали еще несколько опытов над тем же самым кристаллом, чтобы подтвердить пики, и, когда вновь их увидели, никаких сомнений у нас не осталось.
По возвращении в Юту нас одолевала эйфория. Вскоре у нас была карта с низким разрешением, вычисленная именно по этому кристаллу с кластером из семнадцати атомов вольфрама; на ней четко просматривались контуры субъединицы 30S, и было понятно, как именно она уложена в кристалле. Мы могли рассчитывать на успех.
Как же досаждало, что всего через месяц после этого вдохновляющего прорыва приходилось покидать Юту. Бил и Брайан оставались там еще на несколько месяцев, продолжая работать с Джоанной, помогая завершить дела с лабораторией, после чего летели в Англию вслед за мной. Мы с Верой продали дом и улетели в Лондон 15 апреля 1999 года.
Глава 11
Выход из тени
Одно дело – посетить другую страну, задержавшись там на год, и совсем другое – сжечь мосты и переехать туда. У каждой страны есть свои особенности, которые кажутся нам диковинными. Так, в Америке я привык к тому, что у множества вполне разумных людей зачем-то есть огнестрельное оружие, общественного транспорта в большинстве мест практически нет, а люди селятся в пригородах и пользуются машинами. Во время творческого отпуска я подметил в Англии некоторые вещи, например, жесткие бюрократические правила, исполняемые со всей серьезностью, очереди за чем угодно, образованные непостижимым для иностранца образом. «Обслуживание клиентов» в этой стране – оксюморон. Что мне особенно понравилось: местные ощущают, что «у нас так делалось всегда», и именно так отвечают, если спросить их о какой-нибудь глупой условности. Во время отпуска такие вещи казались очаровательными, но начали раздражать, когда стали неотъемлемой частью повседневности.
Мы продали наш дом с пятью спальнями и видом на долину Большого соленого озера и горный хребет Уосатч, а здесь снимали жилье, находившееся в собственности Совета медицинских исследований (MRC). С первой же недели мы стали подыскивать дом. Прежде чем посвятить себя работе, я выяснил, сколько в Кембридже может стоить скромный таунхаус, и понял, что мы можем себе такой позволить. В период от решения до сделки цена успела вырасти на 50 %, так цены и росли практически каждую неделю. Некоторое время нашу цену перебивали практически по каждому варианту, и наша неспособность купить какое-либо жилье все сильнее удручала Веру. Пожалуй, ситуация усугублялась еще и тем, что я до одержимости сосредоточился на работе.
Как правило, переезд существенно замедляет рабочий темп, но у нас была пара факторов, которые позволили даже ускорить движение к цели. Мы уже собрали данные, требуемые на этом этапе, время для переезда было выбрано как нельзя удачно, ведь LMB располагала превосходными вычислительными мощностями. Это означало, что я мог ускорить работу, делая много параллельных вычислений, а затем использовать те, которые работали для следующего набора вычислений.
Оказалось, что прок будет практически от любого из соединений, в которых Бил выдерживал кристаллы 30S. Семнадцатиатомный вольфрамовый кластер единственный давал достаточно сильные сигналы, просматривавшиеся на картах Паттерсона как отчетливые пики. Однако все остальные соединения также хорошо связывались с субъединицей 30S.
Когда сигнал слабее, можно прибегнуть к программам, позволяющим отыскивать тяжелые атомы почти автоматически. К ним относится программа SOLVE, которую написал Том Тервиллигер – один из тех немногих блестящих кристаллографов-программистов, которые пишут софт, а затем отдают его в общее пользование. Жизнерадостный парень с отличным чувством юмора, он работал в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, а его жена служила егерем в Национальном лесном заказнике Санта-Фе неподалеку. Я пользовался его программой, сравнивая различные способы расшифровки структур методом MAD. Его программа была не хуже других, и пользоваться ею было гораздо проще. Том написал SOLVE, стараясь автоматизировать не только нахождение производных с тяжелыми атомами, но и их использование для расчета фаз и построения плотностных карт по данным электронного микроскопа, то есть объемных изображений.
К тому времени, когда я обосновался в Кембриджской лаборатории, Брайан обнаружил, что SOLVE находит пики, соответствующие позициям тяжелых атомов, для любого соединения, в котором Бил выдерживал кристаллы 30S, включая все другие кластеры и разные лантаноиды и гексааммин осмия.
Изначально программа выявляла только самые выраженные пики, но, комбинируя данные, мы постепенно смогли нащупать и более слабые. Такое комбинирование оказалось не слишком простым делом. При соединении кристалла с тяжелым атомом видоизменяется форма кристалла – он теряет изоморфность, а значит, субъединицы 30S слегка меняются. Поэтому не удавалось просто скомбинировать 15–20 множеств данных, взятых от разных кристаллов, – требовалось собрать такую комбинацию, которая давала бы наилучшие карты. Работать над этим в LMB, располагая ее многочисленными компьютерами, было особенно удобно, так как здесь я мог параллельно пробовать множество комбинаций и сравнивать карты.
Еще один странный выигрыш от переезда заключался в разнице часовых поясов. Я мог запустить ряд вычислительных задач, а под вечер отослать результаты их выполнения в Юту по электронной почте (В Юте было на семь часов меньше.) Брайан и Бил рассматривали карты во время
Постепенно у нас перед глазами вырисовывалась молекула. Поначалу мы наблюдали лишь ее самые общие очертания, места ее расположения и соприкосновения с соседними молекулами в кристаллической решетке. Затем мы стали нащупывать все более детальные контуры. По мере совершенствования карт нам удавалось находить еще менее выраженные сигналы, даже такие, которые не позволяла автоматически выявить SOLVE – и, когда мы добавляли их в вычисления, карты получались еще лучше.
Примерно через месяц после моего прибытия в Кембридж нам удалось выстроить длинную двойную спираль РНК, шедшую прямо по поверхности субъединицы 30S. Я редко зарабатывался настолько допоздна, а в тот вечер выскочил из видеографической аппаратной LMB и обнаружил Ричарда Хендерсона, известного своей привычкой работать глубокой ночью. Он согласился, что контуры похожи на двойную спираль. Разволновавшись, я отправил снимок в Юту. И захотел оказаться там, когда они его увидят.