Генетический детектив. От исследования рибосомы к Нобелевской премии

Сперва нам требовалось проверить, насколько хороши имеющиеся у нас кристаллы. Я отправился в Брукхейвен собирать данные для другого проекта с помощью пучка синхротронного излучения на аппарате Боба Свита и привез несколько замороженных кристаллов субъединицы 30S. Мы решили рассмотреть их на соседнем аналогичном приборе (с более интенсивным облучением), которым заведовал мой старый друг и коллега Малкольм Кейпел. Малкольм – здоровый парень с пышной кустистой бородой и длинными волосами, завязанными в хвост, вырос в семье мормонов в Юте, но, несмотря на консервативное воспитание, не был набожным: любил пиво, шумные компании и крепкие словечки, которые употреблял оригинально и творчески. Между нами завязалась дружба, потому что в Йеле мы работали над одним и тем же проектом, связанным с нейтронами (хотя и с разницей в несколько лет), а также поддерживали знакомство через его жену Сью Эллен Герчман, которая была моей лаборанткой в Брукхейвене.

Я знал, что Малкольм интересуется рибосомами, и доверял ему как старому другу и коллеге. Так что я рассказал ему о нашем проекте, и он ответил, что поможет нам чем сможет. Мы сделали на аппарате тестовые снимки множества кристаллов, и хотя начало казалось многообещающим, дифракционные пятна получились в невысоком разрешении.

Это было особенно досадно, так как незадолго до того Не-над Бан успешно собрал данные на аппарате Боба Свита. Умный и симпатичный хорват Ненад обладал мальчишеской физиономией и подкупающей улыбкой. Он работал в аспирантуре под руководством Алекса Макферсона в Калифорнии, а затем поступил в постдокторантуру в лабораторию Тома Стейца. Узнав во время собеседования, что Том хочет взяться за расшифровку рибосомы, Ненад сразу воодушевился, поскольку интересовался ею еще со школы. Ненад рассказал мне, что больше всего его страшили не вызовы, с которыми придется столкнуться при решении этой сложнейшей проблемы, а такой поворот, при котором Том успел бы отдать этот проект кому-то еще, если бы Ненад случайно опоздал к нему на несколько месяцев.

Когда я подошел к аппарату Боба, последнее дифракционное изображение, полученное Ненадом на материале кристаллов 50S, еще было на экране – и сердце мое упало. В отличие от нашей слабой картинки, здесь просматривались четкие дифракционные пятна до самых краев экрана, несмотря на сравнительно низкую интенсивность облучения. Кроме того, меня пугала и степень уверенности встретившегося мне Ненада: он спешил на паром, уходивший в Нью-Хейвен, и спросил меня, не могу ли я вынуть из аппарата магнитную ленту с записанными данными эксперимента, когда обработка закончится. Казалось, его ни чуточки не волнует, что я могу там что-то подсмотреть.

Вскоре после этого мне стало известно, что йельская группа преодолела порог разрешения в 10 ангстрем. По итогам этой работы они опубликовали статью в журнале Cell, где на их картах просматривался фрагмент РНК в виде двойной спирали, обладавший правой хиральностью. Они весьма точно отметили, что на их карте показаны «плотностные характеристики, ожидаемые по результатам предыдущих структурных исследований», а далее написали, что эта работа «представляет собой важный плацдарм для развития работ по получению структуры рибосомы в более высоком разрешении»[16]

.

Я заметил в списке авторов и Поуля Ниссена, еще одного выдающегося молодого кристаллографа, присоединившегося к этой команде после работы в университете датского города Орхус – там он расшифровал очень важную и сложную структуру одного комплекса, доставляющего аминокислоты в рибосому, который состоит из РНК, прикрепленной к ней аминокислоты и белкового фактора элонгации трансляции EF-Tu. Оставалось надеяться, что йельская штурмовая группа не скоро выйдет на мою идею о том, как быстро получить снимки с высоким разрешением. Мы сильно отставали, и нужно было поднажать.

Рис. 9.4. Йельская команда, исследовавшая субъединицу 50S: Ненад Бан, Том Стейц, Питер Мур и Поуль Ниссен (публикуется с разрешения Тома Стейца)

Чтобы проверить нашу идею о фиксации субъединицы 30S, сделав из нее комплекс с IF3, я связался с Иоахимом Франком и предложил совместно поработать. В любом случае опыт работы с электронным микроскопом позволил бы нам судить, работает ли идея. К тому же йельская группа уже пользовалась картами с электронного микроскопа. На тот момент Иоахим еще не знал всех подробностей о связывании IF3 с 30S, но согласился помочь и поручил своему постдоку Раджу Агравалу присоединиться к Джону Маккатчену для решения этой задачи. Вскоре Джон получил подходящий комплекс и отправился с Раджем в Олбани.