Марио Ливио - От Дарвина до Эйнштейна. Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной

Кое-кто из читателей скажет, вероятно, что ляпсус Полинга не такой уж и блистательный: его модель была вывернута наизнанку, и в ней оказалась лишняя цепочка. Однако Уотсон и Крик вдохновлялись именно методом Полинга, его образом мыслей, его невероятным достижением – моделью молекулы сложного белка; они опирались на его соображения. В короткой статье, опубликованной 21 марта 1999 года, Уотсон писал о Полинге: «Неудача следует рука об руку с величием, и это очень огорчительно. Но сейчас мы принимаем во внимание исключительно достоинства Полинга, а не какие-то его недостатки, канувшие в прошлое. Я прекрасно помню, как 50 лет назад Полинг объявил, что жизнь – это процесс, обусловленный лишь химическими связями, а никакими не жизненными силами. Если бы не эта мысль, мы с Криком ничего бы не добились» [278].

Открытие структуры ДНК распахнуло двери для целой лавины исследований, кульминацией которого стало официальное завершение проекта «Геном человека», котрое состоялось в апреле 2003 года. Ученые полностью расшифровали ДНК человека (хотя в 2006 году в журнале « Nature » опубликовали очередную статью о последовательности одной хромосомы, а анализ полученных данных займет много лет). По пути ученых ждало много неожиданностей. Например, до 2000 года биологи считали, что геном человека состоит примерно из 100 000 генов, кодирующих белки. Однако результаты работы Международного Консорциума по Секвенированию Человеческого Генома, обнародованные в 2004 году, сократили это число до 25 000, а то и меньше – чуть больше, чем количество генов у незатейливой нематоды C. elegans ! Технология генетического секвенирования, которая становится все дешевле и быстрее, в последнее время дала ученым возможность нарисовать новую картину происхождения человека. Это новое представление [279]основано на генетическом анализе кончика мизинца девочки, жившей 40 000 лет назад и найденной в сибирской пещере; из анализа следует, что современное человечество отнюдь не в полном составе пришло из Африки. Скорее всего, оно встретилось и смешалось еще как минимум с двумя другими группами первобытных людей.

Открытие структуры и функций ДНК пролило свет и на эволюцию – оно прояснило природу наследственных вариаций, на которых основывается естественный отбор. Полинг провозгласил, что жизненные процессы – это следствие законов химики и физики, и это подтвердилось благодаря пониманию того, какие именно силы формируют и изменяют последовательности ДНК. На илл. 18 приведена групповая фотография участников Конференции по структуре белка в Пасадене в сентябре 1953 года, на ней собраны многие ключевые фигуры, поспособствовавшие открытию альфа-спирали и двойной спирали.

Илл. 18

Невозможно даже представить себе, какие перспективы открывают перед нами в отдаленном будущем понимание структуры ДНК и способность модифицировать эту молекулу – от значительного увеличения продолжительности жизни человека до создания новых форм жизни. Расшифровка структуры ДНК уже привела к обнаружению генетических причин различных болезней – а это настоящая революция в поисках лечения. Нечего и говорить, что эра генома привела и к невообразимому до сей поры прогрессу в криминалистике. Например, после того, как в 2001 году пять человек умерли от сибирской язвы, бактерии которой распространялись посредством инфицированных писем, ФБР сумело расшифровать геном микроба и проследить, какой штамм применяли преступники (5,2 миллионов пар оснований). В итоге следователи вышли на военную лабораторию, откуда, скорее всего, и были взяты бактерии.

Благодаря изучению структуры ДНК и белков вопрос происхождения жизни заиграл новыми гранями – зато стало понятно, что на него в принципе можно получить ответ. Однако научные исследования вышли за рамки чистой биологии и достигли более фундаментального уровня: откуда, собственно, берутся строительные кирпичики жизни, молекулы-носители информации, способные к самовоспроизведению? А с физической точки зрения – если искать еще более глубокие корни – откуда во Вселенной взялся атом водорода, столь важный для водородной связи, значение которой в структуре белковых молекул использовал Полинг? А более тяжелые элементы, тоже необходимые для жизни – углерод, кислород, азот и фосфор?

В первых исследованиях того, как четыре основания ДНК управляют синтезом белков из аминокислот, участвовал и Георгий Гамов, физик российского происхождения. Гамову показали статью Уотсона и Крика о генетических следствиях их модели, когда он был в Радиационной лаборатории в Беркли [280]. Он пришел в восторг и тут же начал размышлять над ней, а едва вернувшись на свой факультет в Университете Джорджа Вашингтона, тут же написал Уотсону и Крику письмо. Начиналось оно с извинений: «Дорогие доктор Уотсон и доктор Крик, я физик, а не биолог». Но дальше начиналось главное: не может ли быть такого, что отношения между четырьмя буквами, соответствующими основаниям в ДНК, и двадцатью аминокислотами в белках – это задача, которую можно решить простым численным криптоанализом? Математические решения, которые предложил Гамов, в конце концов оказались ошибочными, однако они помогли сформулировать вопросы в терминах теории информации .