Генетический детектив. От исследования рибосомы к Нобелевской премии

Получить готовые объемные кристаллы из молекулы, в которой несколько сотен тысяч атомов, – большое достижение. Но вместо того, чтобы с помпой объявить об этом, ученые опубликовали свои результаты в совсем новом (ныне не действующем) журнале Biochemistry International. Виттманн был его основателем и редактором, поэтому едва ли кто-то прочел статью. Я спросил Эрдманна, почему Виттманн выбрал этот относительно маргинальный форум для публикации столь важных результатов, а не обратился в Nature или

Science. Он предположил, что Виттманн немного переживал после эпизода с Парадисом, поэтому не хотел шумихи, но видел необходимость как минимум зафиксировать серьезное достижение в печати.

Вдохновившись первым совместным успехом, Виттманн сделал все от него зависевшее, чтобы обеспечить Йонат долгосрочную поддержку в дальнейшей работе над проектом. Он попытался выбить для нее такой же руководящий пост, как для себя, но чопорное Общество Макса Планка, явно не впечатленное регалиями, имевшимися у Йонат на тот момент, ответило отказом. В конце концов он убедил Общество предоставить ей специализированную лабораторию в Гамбурге, в непосредственной близости от немецкого синхротрона, чьи мощные рентгеновские лучи могли понадобиться для изучения кристаллов. Не менее важно, что он предоставил ей обширную поддержку и со стороны собственного отдела, где организовал получение и сбор характеристик рибосом. За годы сотрудничества они с Йонат крепко сдружились.

Их успех мотивировал и других подключиться к такой работе. Советское правительство организовало в городке Пущино крупный научный центр. Там находилось несколько хорошо финансируемых НИИ, во главе одного из которых стоял блестящий биохимик и специалист по рибосомам Александр Сергеевич Спирин. Как и Виттманн, он руководил большим научным отделом, где изучались практически все аспекты рибосом. Он был не столь систематичным, как Виттманн, обладал богатым научным воображением и был готов публиковать смелые идеи. Кроме того, Спирин показал себя очень независимым человеком, не прогибавшимся перед начальством. Так, однажды ему предложили подписать петицию с инициативой исключить из АН СССР Андрея Сахарова – знаменитого физика-ядерщика, диссидента, создателя советской водородной бомбы. Открытый отказ подписывать такую петицию мог показаться политически недальновидным поступком со стороны видного члена Академии наук, к тому же директора крупного НИИ, поэтому Спирин решил ненадолго отправиться в охотничий поход в леса, прилегающие к Пущино.

Одна из его сотрудниц, Мария Борисовна Гарбер, руководила небольшой группой, пытавшейся кристаллизовать отдельные белки рибосомы или факторы белков, обеспечивающие различные функции рибосом. Как и остальные, она работала на материале кишечной палочки.

Гарбер изменила подход к исследованию рибосом в 1978 году, прочитав один японский отчет, в котором описывалась работа с новой термофильной бактерией, на материале которой удалось кристаллизовать два важных белка, действовавших в рибосоме. Немного тавтологично названная Thermus thermophilus, она была обнаружена Тайро Ошимой в горячих источниках на полуострове Идзу в 1971 году. Лучше всего она растет при температуре 75 °C.

Гарбер на несколько месяцев съездила в Японию и в декабре 1979 года привезла в СССР несколько таких бактериальных культур – но, к сожалению, микроорганизмы погибли в дороге. Она попросила Ошиму прислать ей свежие клетки по почте, и они благополучно прибыли. К концу 1980 года Гарбер с коллегами успели плодотворно поработать над этими бактериями и получили красивые кристаллы белка (вернее, белкового фактора), названные фактором элонгации G, помогающего рибосоме двигаться по мРНК.

Рис. 4.2

. Мария Борисовна Гарбер с коллегами в подмосковном Пущино. Справа в верхнем ряду – Марат Юсупов (публикуется с разрешения Марии Гарбер)

Первый успех с белками T. thermophilus вдохновил Гарбер и ее коллег еще поэкспериментировать с этим организмом. Оказалось достаточно дорого выращивать T. thermophilus в СССР, и Гарбер пригласила других советских ученых, чтобы вместе разобрать бактерию на все белки, какие только могут пригодиться.

Среди коллег Гарбер был Игорь Николаевич Сердюк, занимавшийся «контактами с зарубежными партнерами», часто и без проблем выезжавший на Запад даже в разгар холодной войны. Ранее он применял методы с низкой разрешающей способностью, в общих чертах описывая форму рибосом, поэтому, естественно, ему было интересно, удастся ли кристаллизовать их при помощи материалов из лаборатории Гарбер. Он и его студентка Елизавета Карпова очистили рибосомы T. thermophilus и получили очень мелкие кристаллы, подобные первым кристаллам, синтезированным в Берлине. После этого успеха Гарбер обратилась к Спирину с просьбой поддержать группу и ее попытки кристаллизовать рибосомы нового штамма.