Яблони на Марсе

Чирков Юрий Георгиевич

Помогли трудности

А увидеть гены, превратить это поначалу полумифическое, зыбкое, ускользающее понятие в реальность, в нечто материально видимое и различимое удалось американцу Томасу Ханту Моргану.

Морган (1866–1945) — биолог, как и Мендель, один из основоположников генетики. Коллеги из Колумбийского университета в 1908 году были удивлены, когда он, профессор экспериментальной зоологии, получивший уже широкую известность как эмбриолог (эмбриология — наука о зародышах человека, животных, растений), решил заняться модной, но неустоявшейся наукой — генетикой. Но Морган стоял на своем, он хотел проверить, действительно ли,

как утверждал Мендель, в клетках существуют гены?

Морган обладал редким уменьем собирать вокруг себя талантливую молодежь. Один из его будущих ближайших сотрудников Кальвин Бриджес (1889–1938) зашел к Моргану, чтобы узнать, нельзя ли немного подработать, и получил задание мыть пробирки. Через неделю ему полюбился не только шеф, но и наука генетика. Девятнадцатилетний студент-второкурсник Алфред Стёртевант (1891–1970) был страстным лошадником, рылся в книгах, пытаясь установить, как наследуется масть. Отчаявшись, он пошел за разъяснениями к Моргану — и остался в его лаборатории. Через год Стёртевант сделал большое открытие — обнаружил явление сцепления генов. Позже он был удостоен многих званий, в частности, стал членом Национальной академии наук США.

Еще пример. Будущий классик генетики Герман Мёллер (1890–1967) жил и учился в другом городе. Ему было всего 17, он только что поступил на первый курс, но уже регулярно отправлял Моргану толстенные письма, где излагал… теоретические наметки экспериментов, которые должны были пролить свет на проблему наследственности… В 1946 году Мёллер стал нобелевским лауреатом.

Любопытно, что в 1933–1937 годах он работал в Москве в Институте генетики АН СССР, куда его пригласил академик Вавилов. Вернувшись в Америку, Мёллер долго не мог найти подходящей работы, его считали коммунистом! Обозленный, он, ненавидящий антисемитизм, немец по национальности, чтобы подразнить власти, стал выдавать себя… за еврея.

Морган делал ставку на молодых и не ошибся: в его лаборатории родилось множество замечательных открытий.

Президент Национальной академии наук США с 1921 по 1931 год, почетный член АН СССР, 1931 год, что, однако, не помешало в послевоенные годы Лысенко и его приспешникам объявить Моргана метафизиком и идеалистом, был в 1933 году удостоен Нобелевской премии.

А еще Моргану помогли трудности. Ученый обычно работал с кроликами, мышами и крысами, но в то время бюджет университетской лаборатории был весьма скромен, денег на сооружение большого вивария ему не дали. Пришлось искать новый экспериментальный объект, и Морган выбрал крошечную плодовую мушку дрозофилу. Редкий случай, когда скупость снабженцев оказала науке неоценимую услугу!

Дрозофила, Drosophila melanogaster, что означает «любительница росы с черным брюшком», все мы не раз видели эту мушку, вьющуюся вокруг перезрелых фруктов, стала для Моргана величайшей удачей. И сегодня число исследователей, занимающихся во всем мире этой мухой, насчитывает не одну тысячу. Почему? Что сделало мушку такой популярной? Об этом стоит поговорить особо.

Как бусины на нитке

Стеллажи, стеллажи… От пола до потолка. В неярком свете люминесцентных ламп (шестнадцать часов — день, с 12 до 8 утра — ночь) поблескивают на стеллажах тысячи пробирок-стаканчиков. В них ползают, вьются, копошатся крохотные существа с прозрачно-серыми крылышками…

Дрозофила, это маленькое, длиной около 3,5 миллиметра, со вздутым телом и обычно красными глазками насекомое легко разводить в пробирках на засеянных дрожжевыми клетками растертых бананах или просто манной каше с изюмом.

Главное достоинство дрозофилы — ее плодовитость. При температуре 25 градусов по Цельсию новое поколение мух появляется на свет через 10–12 дней. Одна самка может дать более тысячи потомков. Потому только за год удается получить 30–35 поколений и изучить сотни тысяч особей.

Богатейшие возможности для тех, кто прослеживает длинные наследственные линии!

А еще дрозофила привлекательна вот чем. Наследственные проявления у нее бесчисленны и вместе с тем просты и легко различимы. Как окраска, форма семян и другие признаки у выбранного когда-то Г. Менделем гороха!

Мушки различаются укороченными крыльями (они могут быть и совсем маленькими, и загнутыми кверху и т. д.), цветом глаз (белые вместо нормальных — красных) и различными иными особенностями.

Исследуя под микроскопом ядра клеток дрозофилы, Морган и его ученики установили фундаментальные факты. Особые ядерные тельца — хромосомы (от греческого «chroma» — «краска» и «soma» — «тело», названы так вследствие способности хромосом сильно окрашиваться определенными красками, они делают хромосомы хорошо видимыми, что облегчает их изучение) меняли свою структуру, форму вместе с изменениями облика самой дрозофилы. Значит? Следовательно, сделал Морган вывод, гены должны локализоваться именно в хромосомах.

Не сразу, не вдруг пришел Морган к такому заключению. Хромосомная теория наследственности стала результатом огромной серии (благо плодовитость дрозофилы позволяла!) экспериментов.

Понятно, поначалу моргановские представления многим казались невероятными. Николай Иванович Вавилов, в 1921 году побывавший в США у Моргана, вспоминал позднее: «В этой лаборатории скептики выслушивались с особым вниманием. Исходя из сложности явлений наследственности и развития, мы полагали в то время, что строгое расположение генов в хромосомах в виде бус в линейном порядке мало вероятно. Такое представление казалось нам механистическим. Подобно другим, мы высказали наши сомнения Моргану. Он ответил нам, что он сам, как эмбриолог, вначале был большим скептиком, но колоссальное количество фактов наиболее просто объяснялось и объясняется линейным расположением генов. Он предложил нам посвятить несколько дней конкретному просмотру опытных материалов, на которых построена линейная гипотеза, добавив при этом, что охотно согласится с любой другой гипотезой, удовлетворительно объясняющей все наблюдаемые факты».

Опыты Эвери

Состав хромосом, их строение необычайно сложны. Это смесь многих компонентов. Тут и открытые Мишером нуклеиновые кислоты. Их названия ДНК и РНК, это сокращения, которые, должно быть, из-за позднее осознанного почтения принято писать с большой буквы; полное же и труднопроизносимое их название — дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая кислоты. И различные белковой природы ферменты (а белки с давних пор считаются основным элементом жизни; здесь можно сослаться хотя бы на известную цитату из «Анти-Дюринга»: «Жизнь есть способ существования белковых тел»), и многие другие вещества. Так что же из них ведает наследственностью? Определяет ее? Служит ее материальным носителем?

Ответы на все эти вопросы, казалось бы, дали опыты Освальда Теодора Эвери (1877–1955), человека, как и Мишер, большой скромности и сдержанности. Ему было немало — 67 лет, когда он, сотрудник Рокфеллеровского института в Нью-Йорке, сделал важный вклад в учение о генах.

В 1944 году в статье Эвери и его сотрудников была раскрыта химическая природа вещества, ответственного за наследственные изменения.

Эвери экспериментировал с пневмококками, микронных размеров бактериями, вызывающими у людей воспаление легких. И показал, что наследственные черты могут передаваться от одной бактерии к другой через посредство очищенного препарата молекул ДНК.