Книги

Генетический детектив. От исследования рибосомы к Нобелевской премии

22
18
20
22
24
26
28
30

Меня стали приглашали на конференции по РНК. За предшествующее десятилетие РНК-биология пережила стремительный рост, так как открывались все новые функции РНК. Поскольку РНК играет ключевую роль в рибосоме, на таких конференциях хотели послушать о моей работе. Но рибосому стали изучать задолго до того, как вырос интерес к содержащейся в ней РНК. Поэтому я иногда подшучиваю, что нечаянно стал РНК-биологом, как тот мольеровский персонаж, который однажды обнаружил, что всю жизнь говорит прозой. Учитывая, каким путем меня занесло в лабораторию Питера, я по чистой случайности занялся не только РНК, но и рибосомами.

Гарри же, в свою очередь, был любимчиком РНК-сообщества, поскольку так много лет неуклонно исследовал именно РНК-составляющую рибосомы. Сообщество РНК на своей ежегодной конференции, которая в 2003 году состоялась в Вене, присудило ему первую премию «за совокупные жизненные достижения». Эта конференция состоит из очень коротких лекций по двадцать минут, не считая времени на вопросы. Она позиционируется как площадка, где молодые ученые (постдоки и аспиранты) могут заявить о своей работе. Поскольку Гарри получил особую премию, ему выделили полчаса. Меня пригласили возглавить секцию по рибосомам, где первым докладчиком был Гарри. Он очень интересно рассказал о своих ранних экспериментах, которые довольно неожиданно позволяли предположить, что РНК в рибосоме выполняет какие-то важные функции, а не просто служит каркасом, на который подвешиваются различные белки. Так что он тоже чисто случайно оказался РНК-биологом и отметил, как важно верить в собственноручно полученные данные и следовать за ними, куда бы они тебя ни привели. Он идеально уложился в отведенное время, и я сказал, что, надеюсь, другие докладчики последуют его примеру.

Но следующей выступала Ада, одна из немногих ученых-тяжеловесов, которым достался лишь двенадцатиминутный отрезок. Когда минуло двенадцать минут, она, кажется, едва успела разогреться, и я указал на то, что она должна начинать закругляться. Еще пятнадцать минут она говорила как ни в чем не бывало. Примерно через двадцать минут я встал и попросил ее остановиться – без толку. К тому моменту некоторые из слушателей уже начинали потопывать и хлопать. Примерно на двадцать пятой минуте сверх установленного времени, видя, что я ничего не могу сделать, команда инженеров на галерке отключила проектор и микрофон. Ада даже не сразу это заметила, а потом взглянула на меня и спросила, может ли хотя бы показать последний слайд с благодарностями людям, выполнившим работу. Когда я попросил техников включить проектор, ей пришлось промотать до конца еще десять или двадцать слайдов, оставшихся нерассмотренными.

За обедом я спросил Гарри, не может ли через миллиард лет рибосома превратиться в белковый фермент, похожий на полимеразы, копирующие ДНК или синтезирующие по ее матрице РНК. Я указал, что даже сейчас у белков в рибосоме есть длинные хвостики, проникающие в ядро РНК, поэтому, возможно, мы наблюдаем, как белки медленно берут верх. Он рассмеялся и сказал, что они напоминают ему тех киборгов, что порабощают чей-то мозг.

Ряд приглашений поступил из Швеции, многие из них явно спонсировались Нобелевским комитетом по химии. Одна конференция по рибосомам проводилась в Шведской академии наук в Стокгольме, а другая, по биологии РНК, – на острове в архипелаге Сандхамн, прямо напротив стокгольмского берега. Том и Ада также были приглашены на эти конференции. Было ясно, что нам устраивают просмотр.

В октябре 2004 года подобное мероприятие состоялось в Телльберге – том самом живописном местечке, где Андерс Лильяс организовал конференцию по рибосомам еще до всех прорывов, а я еще работал в Юте. Встреча строилась вокруг центральной идеи: как генетическая информация сохраняется и перетекает из ДНК в РНК и в конечном счете обеспечивает синтез белков. Были лекции о репликации ДНК, о транскрипции ДНК в РНК и, разумеется, о рибосомах. Кроме того, там выступали люди, занимавшиеся обнаружением белков в клетках, получением изображений клеток, а также теломерами – кончиками хромосом. Там присутствовало множество известных ученых, в том числе: Боб Редер, открывший у высших организмов три типа РНК-полимераз для синтеза трех типов РНК; Роджер Корнберг, не только открывший нуклеосому – фундаментальную единицу, объясняющую, как ДНК упаковывается в клетках высших организмов, но и работавший над расшифровкой структуры РНК-полимеразы высших организмов; Элизабет Блэкберн, открывшая фермент теломеразу, достраивающую теломерные последовательности на концах хромосом; Роджер Цянь, научившийся подсвечивать белки различными цветами, чтобы делать метки.

Получив программу конференции, я заметил, что сессия по рибосомам назначена на третий день, но в вечер открытия выступают только Аарон Клуг и Гарри. Сложив два плюс два, чтобы вышло пять, я предположил: это знак, что шведы уже готовят Гарри к получению премии, ставя его в пару с Аароном, давним лауреатом. Но оказалось, что они просто подстроились под Гарри, который спешил вернуться в Санта-Крус для чтения своего курса.

Гарри рассказал, почему удаление белковых хвостиков, проникающих в сайт связывания с тРНК, не нарушает функций рибосомы, и объяснял этот факт с собственными наблюдениями, согласно которым рибосомная РНК участвует в связывании с тРНК. Хотя я и сидел в первом ряду, из речи Гарри совершенно не следовало, что эти хвостики и множество других деталей, которые он продемонстрировал, исходно взяты из атомной структуры субъединицы 30S. Я был просто взбешен. Позже, когда кто-то спросил меня, как Гарри мог рассмотреть все эти детали при разрешении 5,5 ангстрем, я отрезал: «Никак».

Потом я подсел на галерку к Джону Курияну – американцу индийского происхождения, профессору в Беркли и одному из умнейших людей, которых я знаю. Поскольку оба мы восприняли увиденное примерно как конкурс красоты, мы решили позабавиться и принялись выставлять людям баллы. Поэтому за каждую лекцию мы присуждали: «8.0!», «5.0!» или даже «9.9!» Поразительно, как близко совпадали наши оценки.

Сам Джон сделал блестящий доклад о белке, обертывающемся вокруг ДНК во время репликации; механизмы этого процесса очень сложны. На тот момент он располагал лишь структурой самого белка, без ДНК, но весьма убедительно обосновал, как он должен окружать ДНК. Некоторые повторяющиеся блоки в структуре занимали как раз такие позиции, которые позволяли им укладываться в бороздки спирали ДНК.

Затем, во время ланча, я сидел за столом напротив одного из членов Нобелевского комитета и двух выдающихся «претендентов». Член комитета сказал, что лекция Курияна его не убедила. Претенденты живенько закивали.

Я позволил себе с ними не согласиться и сказал, что пример Джона показался мне убедительным и, вероятно, описанные им идеи тестируются у него в лаборатории прямо сейчас, пока мы беседуем. Член комитета задумался на пару мгновений, изменил свою точку зрения и согласился со мной, после чего претенденты сразу же последовали его примеру. Учитывая их научное положение, я подумал, что, выступая такими подпевалами, они выглядят жалко, но их позиция была оправданна. Некоторые из них, понимая суть этого собрания, крайне нервничали, почти как аспиранты перед защитой диссертации, а один из них даже готовился к выступлению, тренируя дыхательную систему методом контролируемой гипервентиляции.

Аарон Клуг открыл работу секции по транскрипции, то есть по «копированию» ДНК в РНК. Его введение получилось весьма дельным: он отметил, что эукариотическая транскрипция гораздо интереснее, так как у высших организмов этот процесс жестко регулируется. Казалось, что он выделяет Роджера Корнберга, который, подобно многим другим героям этой книги, некоторое время работал в LMB постдоком, где открыл нуклеосому. С тех самых пор Аарон высоко ценил Роджера, считая его своим протеже. Роджер, несомненно, оправдал ожидания Аарона, прочитав одну из лучших лекций на этой конференции. В отличие от многих ученых, которые хороши лишь в какой-то одной дисциплине – биохимии, генетике или структурной биологии, – Роджер был превосходен в нескольких. Кроме того, он делал качественно составленные иллюстрированные выступления без запинок и слов-паразитов, характерных для большинства докладчиков.

Том выступил на этой конференции с двумя лекциями, так как работал не только над ДНК- и РНК-полимеразами, но и над рибосомой. Секция по рибосомам началась после ланча, поэтому я очень расслабился и, выступая, забыл контролировать время. Даже Ада в тот раз никого не задержала, рассказав об одном из самых интересных своих открытий – симметричности крупного участка рибосомной РНК, расположенного вокруг центра пептидилтрансферазы, позволяющей при повороте на 180° увидеть, как одна его половина накроет другую. Это позволяло предположить, что каталитический центр рибосомы изначально возник из-за дупликации гена, поэтому образовался фрагмент РНК, вдвое больше исходного, но с двусторонней осью симметрии.

На момент этой конференции мы начали сотносить наши структурные изыскания с некоторыми красивыми экспериментами, поставленными Мариной Родниной – директором отдела физической биохимии Института Макса Планка в Гёттингене. Марина исследовала, с какой скоростью протекают различные этапы приема новой тРНК в рибосому и как эти темпы отличаются в случаях, когда тРНК содержит ошибки. Наши структурные данные вполне хорошо согласовывались с тем, как она интерпретировала собственные результаты, так что я упомянул об этом в моей лекции. Том похвалил мое выступление, а я пошутил, что темным лошадкам приходится стараться.

Манс Эренберг, видный специалист по рибосомам из Упсалы, был единственным шведским докладчиком на той конференции. Он был добрым и вдумчивым человеком, но иногда выглядел серьезным и мрачным, как персонаж бергмановского фильма. Поскольку он всегда хотел докопаться до сути вещей, многие его статьи превращались в длинные и почти непостижимые тома. Некоторые из них напоминали мне дзенские коаны, что казалось неслучайным, учитывая интерес Манса к буддизму. Выполнивший множество первых исследований на тему точности в 1970-е и 1980-е, Манс был уязвлен, что ни я, ни Марина Роднина не упомянули его ранних результатов, и отдельно об этом сказал, прежде чем перейти к основной теме своей лекции. Его раздражение лишь возросло, когда Марина раскритиковала основополагающий посыл его лекции.

Итак, хотя мы и были довольно дружны несколько лет – Манс однажды даже пригласил меня прочитать ежегодную Линнеевскую лекцию в Упсальском университете, – на банкете после той конференции он подошел ко мне и осудил за то, что я проигнорировал его работу. Я наконец-то разозлился и принялся с ним спорить, пока к нам не подошел его коллега и не разрядил ситуацию.

Вскоре после нашего возвращения с конференции Том Чек, который первым продемонстрировал, что РНК может катализировать реакции, написал резюме всего мероприятия. Мне всегда казалось, Чек заинтересован тем, что рибосома является рибозимом, больше, чем каким-либо иным аспектом этой проблемы, поэтому о нашей работе он упомянул лишь мельком. Возможно, его мнение о том, что действительно важно и интересно, было близко к общепринятому. В довершение всего я узнал, что Манс вошел в состав Нобелевского комитета по химии.

Да, мы с Мансом оставались в дружеских отношениях, но, учитывая нашу перепалку на банкете, а также его членство в комитете, я постепенно стал свыкаться с фактом, что у меня не остается никаких серьезных шансов на премию. Вместе с отчаянием я почувствовал от этого и своеобразное облегчение. Большую часть моей жизни я попросту блаженно занимался наукой, а ее «политическая составляющая», с которой мне пришлось столкнуться в предшествующие несколько лет, показалась только неприятной и раздражающей. Я отклонил практически все последующие приглашения на конференции в Швецию и полностью сосредоточился на работе. Пришло время «снять фильм» о рибосомах.

Глава 17