Генетический детектив. От исследования рибосомы к Нобелевской премии

Физик Збышек эмигрировал в США и нашел работу в лаборатории Пола Сиглера, тогда располагавшейся в Чикаго. Он заметил, как несколько работников лаборатории вычисляют карту Паттерсона, и сказал: «Похоже на функцию автокорреляции». Они заинтересовались, откуда этот парень-помощник знает, что это такое. Пол настолько впечатлился Збышеком, что убедил его поступать в аспирантуру. Пол рассказывал, что ему позвонили из экзаменационной комиссии и сказали, что подозревают одного соискателя, который набрал наивысший балл, в жульничестве. Узнав, что это Збышек, Пол рассмеялся и рекомендовал экзаменаторам не беспокоиться. Еще Збышек был автором той самой программы, при помощи которой я расшифровал мою первую структуру MAD, после чего и стал подумывать об изучении рибосомы.

Оценив, как здорово нам все помогали, пока мы занимались сбором данных, я задумался о том, насколько же сложно все зачастую переплетено в мире науки. Как и многие другие, Пол также работал в LMB. Хотя мы были знакомы много лет, я обратился к своему наставнику Питеру, чтобы тот попросил Пола замолвить за меня словечко перед своим воспитанником Анджеем. Анджей и Збышек знали друг друга не только потому, что оба были поляки, но и потому, что обоих в науке продвигал Пол. Кроме того, это помогло мне осознать, насколько все осложняется, если ты находишься за пределами этого узкого круга, в котором разворачивается действо, и как тяжело туда войти человеку со стороны.

Так или иначе, мы двигались к цели. Чтобы выжать из наших сорока восьми часов максимум, мы спланировали операцию почти по-военному. Каждый из нас отрабатывал двенадцатичасовую смену, после чего шесть часов отдыхал, так что в любой момент у нас был при деле человек, опытный по части кристаллографии, и человек, который не слишком устал. Я решил взять себе смену с 3:00 до 15:00, чтобы не выбиваться из гринвичского времени.

Данные поступали таким потоком, что мы с трудом успевали их собирать. Нам было просто необходимо обрабатывать данные на лету, чтобы знать, какой кристалл подставить следующим и какую часть информации еще остается собрать. Именно тогда я оценил, как здорово Дитлев разбирается в вычислениях. Он писал сложные компьютерные алгоритмы, в которых достаточно было изменить всего несколько ключевых слов, чтобы компьютер сразу приступал к обработке следующей порции данных.

Сорок восемь изнурительных часов подошли к концу, мы завершили наш марафон. Настало время проверить, где получились пиковые значения от тяжелых атомов. Когда вычисления наконец позволили вывести пики, те оказались лишь немного выше фонового шума. Сердце мое упало. В комнате воцарилась звенящая тишина. Уже из чистого отчаяния я проверил код и заметил, что мы допустили в нем ошибку. Исправили ее, переделали расчеты. И тогда перед нами предстали они: крупнейшие пики, в двадцать пять раз превышавшие уровень шума. Их было больше, чем мы видели когда-либо ранее. Все напряжение прошлого года вдруг исчезло. Я принялся отплясывать по комнате со словами: «Мы прославимся!»

Всего через несколько дней после возвращения в Кембридж мы составили красивые и подробные карты субъединицы 30S, на которых четко различались очертания отдельных оснований РНК и аминокислотные остатки белков. Пришло время приступать к расшифровке молекулярной структуры. К счастью, эту работу мы начинали не с нуля. Воспользовавшись картами с низким разрешением, которые мы сгенерировали ранее, Брайан уже в общих чертах определил, какова именно вторичная структура РНК в большей части субъединицы, и, опираясь на биохимические данные, выяснил местоположение всех белков. Поэтому мы сразу занялись детальным изучением атомной структуры, составляя каждую из аминокислот, входивших в двадцать с чем-то белков, а также каждый нуклеотид РНК.

Чтобы получить химические группы нужной плотности, требовалось день за днем в темной комнате смотреть через стереоочки на графический терминал.

Это было еще до наступления дней, когда видеоигры позволили удешевить графическое аппаратное обеспечение. Тогда даже в LMB было всего четыре терминала, настолько быстрых, чтобы виртуально поворачивать крупную молекулу. Когда мы застолбили все четыре терминала на целые дни, наши коллеги были раздражены, но я рассказал им о безотлагательности нашей ситуации, и они отнеслись к нам с пониманием. В конце концов мы согласились освободить один из терминалов для общего пользования, а сами засели в видеографической аппаратной на несколько недель. Распределили между собой субъединицу 30S по частям, и каждый взялся за сборку своей доли.

Занимаясь структурой молекулы, мы собрали и другие данные, поведавшие нам, как работает рибосома и как ее должны блокировать антибиотики.