Генетический детектив. От исследования рибосомы к Нобелевской премии

Более надежную альтернативу я приметил, когда вышла статья о структуре крупнейшего фрагмента РНК, расшифрованного на тот момент. Том Чек показал, что участок РНК (рибозим) может самостоятельно расщепляться без участия фермента. За это открытие Том удостоился части Нобелевской премии. Постдок Тома, Дженнифер Дудна, начала проект по определению этой структуры у себя в лаборатории в Боулдере, а затем продолжила в Йеле, когда стала там штатной преподавательницей.

Рис. 10.1. Дженнифер Дудна и Джейми Кейт (публикуется с разрешения Джейми Кейта)

Дженнифер защитила кандидатскую диссертацию под руководством Джека Шостака в Гарварде, где занималась изучением катализа РНК. После постдокторантуры у Чека она отправилась в Йель, где продолжила делать успехи, а затем ее ждала завидная карьера в Беркли. В последние несколько лет она покорила весь мир, благодаря своему участию в разработке метода редактирования генов CRISPR-Cas, за что уже получила множество наград и, возможно, получит Нобелевскую премию. С учеными такое бывает нечасто, но однажды она появилась в журнале Vogue. Аспирант Джейми Кейт, который стал вместе с ней работать над проектом в Колорадо, последовал за ней в Йель. И не просто последовал, они стали звездной парой, как Том и Джоан.

В своей статье Джейми и Дженнифер не только описали MAD-метод, который я планировал применить для исследования субъединицы 30S, но и предложили компонент намного лучше лантаноида. Это был гексааммин осмия, который ранее никто не использовал для получения фаз кристаллических структур больших молекул. Выяснив, как это соединение связывается с молекулой РНК, я определил, что у него с рибосомой будут десятки таких «стыковочных точек», чего не скажешь о лантаноидах, которые могут соединиться с РНК в десяти, максимум двадцати местах. Поэтому сигнал от гексааммина осмия должен был получиться гораздо лучше.

Увы, в коммерческой продаже его не было. В статье авторы указали, что получили вещество от Генри Таубе, известного химика-неорганика из Стэнфорда. Я написал Таубе, но здесь удача оказалась на исходе. Он ответил мне лаконичным и несколько гневным письмом, в котором сообщил, что вещества у него не осталось, а поскольку грант его ликвидирован, у него нет средств на пополнение запасов. Я, физик-теоретик, подавшийся в биологи, определенно не мог синтезировать его самостоятельно. Но, к счастью, наука делается благодаря отзывчивости не только незнакомцев, но и друзей.

В данном случае на помощь пришел наш друг Брюс Бруншвиг. Мы с Верой познакомились с Брюсом и его женой Карен в Брукхейвене. Они понравились мне с первого взгляда. Брюс, выросший в Филадельфии, обладал чувством юмора на грани фола, какое бывает у евреев с Восточного Побережья; эту его черту я особенно обожал. Мы стали (и остаемся) очень близкими друзьями – отчасти потому, что у нас многое получилось, а также потому, что наши дети росли вместе и ходили в одну школу. Они жили в паре кварталов от нас, мы часто выезжали вместе погулять на выходные, и в такие вылазки нам с Брюсом больше всего запомнился долгий расслабленный отдых после обеда.

В отчаянии я обратился к Брюсу, бывалому химику-неорганику, и спросил, не смог бы он добыть мне немного гексааммина осмия. Он посмотрел на реакцию синтеза и сказал, что, возможно, справился бы с этим за пару недель с помощью лаборанта. Он не изменил себе и отказался обозначиться соавтором статей, которые позже меня прославили, назвав свой вклад обычным синтезом. Другие получали соавторство и за меньшее, а его помощь спасла меня от провала на пути к успеху.

Итак, я, наконец, собрал все соединения, которые, как я считал, понадобятся для выяснения структуры кристаллов. Сотрудничество с Иоахимом и Раджем по проекту IF3 также продвигалось хорошо, и вскоре мы картировали на электронном микроскопе 30S, а также получили первичные фазы. Постоянно пополняя запас кристаллов, которые медленно росли в холодном помещении, мы были готовы к прорыву.