Происхождение эволюции. Идея естественного отбора до и после Дарвина

Каждый раз, когда я касался геля стеклянной палочкой и затем отводил палочку, вслед за ней вытягивалось тонкое, почти невидимое волокно ДНК, похожее на нить паутины. Совершенство и однородность этих волокон указывали на то, что молекулы в них расположены упорядоченным образом. Я сразу подумал, что эти волокна могут быть отличным материалом для рентгеноструктурного анализа. Я отнес их Рэймонду Гослингу, у которого был наш единственный рентгеновский аппарат (собранный из списанных военными компонентов оборудования) и который использовал его для получения дифракционных снимков головок бараньих сперматозоидов.

Гослинг (1926–2015) в то время был аспирантом и работал под руководством Рэндалла. Он хранил нити ДНК во влажном состоянии (помня о работе Бернала с белками) и запечатывал их в капиллярные трубки, заполненные водородом, чтобы атомы углерода и азота из окружающего воздуха не влияли на картину рентгеновской дифракции. Хотя в 1950 г. Гослинг сумел получить дифракционные изображения ДНК, он был ограничен возможностями своего самодельного оборудования[53]. Но в 1951 г. ситуация кардинально изменилась. Рэндалл не только получил новое оборудование, но и нанял еще одного сотрудника, Розалинд Франклин (1920–1958), чтобы решить проблему строения ДНК.

Франклин была экспертом в области рентгеновской кристаллографии и до этого работала в Париже, занимаясь исследованием структуры угля и получаемых из него соединений, однако никогда раньше не изучала биологические молекулы. Ее наняли на три года работать с белками и липидами, но, когда она пришла в Королевский колледж в январе 1951 г., Рэндалл уже решил предложить ей заняться анализом образцов ДНК Зигнера, причем Гослинг должен был стать ее ассистентом. Естественно, что Уилкинс был недоволен таким решением, и в ответ на его возражения Рэндалл разрешил ему заняться собственными исследованиями образцов ДНК, предоставленных Чаргаффом. В мае 1951 г. Уилкинс представил несколько снимков, сделанных совместно с Гослингом, на научной конференции в Неаполе, где они заинтересовали одного из молодых участников — американского биолога Джеймса Уотсона (род. 1928), который недавно защитил диссертацию и в тот год работал в Копенгагене, но вскоре должен был перебраться в Кембридж.

Франклин и Гослинг были слаженной командой. Гослинг умел получать кристаллическую ДНК — он был первым, кому это удалось, — а Франклин знала, как настроить новое оборудование, чтобы выжать из него максимум возможного. Они сделали первые снимки рентгеновской дифракции на кристаллах ДНК и обнаружили, что молекула существует в двух формах. При высокой влажности она выглядит как длинное тонкое волокно, но при высушивании она укорачивается и утолщается. Эти формы они назвали соответственно «B-форма» и «A-форма». Из-за наличия жидкости внутри клеток предполагалось, что В-форма больше походит на ДНК живых организмов.

Из-за соперничества между учеными Королевского колледжа Франклин по указанию Рэндалла занялась А-формой, а Уилкинс — B-формой. Дальнейший анализ показал, что обе формы, вероятно, имеют спиральную структуру, и в ноябре 1951 г. Франклин выступила в Королевском колледже с лекцией. В конспекте ее лекции содержалось следующее утверждение:

Результаты позволяют предположить спиральную структуру (которая должна быть очень плотно упакована), содержащую 2, 3 или 4 закрученных вокруг одной оси цепи нуклеиновых кислот на каждом витке спирали…^{40}

Уотсон присутствовал на этой лекции, а также обсуждал ДНК с Уилкинсом — на тот момент спиральная структура для В-формы ДНК была установлена надежнее, чем для А-формы. Но Уотсон всегда настаивал на том, что не помнит этого замечания Франклин. Еще один ученый из Королевского колледжа, Алекс Стоукс (1919–2003), воспользовавшись аналогией Флоренс Белл, предположил существование двойной спирали, в которой торчащие из сахарофосфатного остова основания были уложены друг на друга как «стопка монет» или как игральные карты при рифленой тасовке. Но оставалось еще много неясных деталей; для определения точного строения молекулы ДНК требовалось гораздо больше данных и проведение гораздо более глубокого анализа, что заняло весь 1952 г.