24.06.2022 11:41
В то самое время молодой немецкий физик-теоретик Макс Дельбрюк искал область науки, в которой он мог бы сделать карьеру. Учёный попробовал в квантовую химию. Позже он занимался исследованиями в области ядерной физики. Но ни одна из наук не пришлась Дельбрюку по душе.
Но однажды, в августе 1932 года, занимаясь исследованиями в Институте Бора в Копенгагене, Дельбрюк посетил лекцию, прочитанную Бором на Международном конгрессе по светотерапии. Лекция носила название «Свет и жизнь».
По возвращении Дельбрюк начал налаживать контакты с биологами. В то время ему особенно нравилось находиться в обществе русских учёных, собственно он и познакомился с известным русским генетиком Николаем Владимировичем Ресовским, который работал в Берлине. Дельбрюк стал приглашать его домой на встречи своих друзей-физиков. Тимофеев-Ресовский рассказывал о плодовой мушке дрозофиле, о мутациях в генах, которые можно вызвать воздействием рентгеновских лучей. Как раз последним вопросом генетик занимался вместе с физиком-экспериментатором Карлом Циммером.
В то же самое время биологи обнаружили дискретную неделимую частицу (ген), которая может случайным образом переходить из базового состояния (известного в генетике как «дикий тип») в «мутантное» состояние.
Что же такое ген и как он устроен? Это был один из главных вопросов, о котором спорили на вечерах у Дельбрюка. По словам самого Тимофеева-Ресовского, генетиков эта проблема не особо интересовала на тот момент. Для них гены — такая же фундаментальная частица наследственности, как электроны для физиков. Николай Владимирович говорил:
«Вот, я вас спрошу, из чего состоит электрон?»
Раздался громкий смех.
«Вот видите, также смеются генетики, когда их спрашивают, из чего состоит ген. Вопрос о том, что такое ген, выходит за рамки генетики, и его бессмысленно адресовать генетикам. Вы, физики, должны искать ответ на него».
Дельбрюк, в свою очередь, спросил:
«Неужели нет гипотезы о структуре гена?».
Тимофеев-Ресовский ответил:
«Ну, как же! Мой учитель, Николай Константинович Кольцов, считает, что ген — это полимерная молекула, скорее всего, молекула белка.»
Такая гипотеза не сильно устроила Дельбрюка. Он парировал:
«Ну и что это объясняет? От того, что мы назовём ген белком, мы поймём, как гены удваиваются? Ведь главная-то загадка в этом! Ты же сам рассказывал нам, как в роду Габсбургов из поколения в поколение переходила характерная форма губы? Что делает возможным столь точное копирование генов в течение веков? Каков механизм? Разве химия даёт нам такие примеры? Во всяком случае, я никогда ничего подобного не слышал. Нет, тут нужна совершенно иная идея. Тут действительно таится загадка. Великая загадка. Возможно, новый закон природы. Сейчас главный вопрос — как к этому подступиться экспериментально».
Таким образом, генетик Тимофеев-Ресовский и физик по имени Карл Циммер стали участниками сообщества Дельбрюка. Результатом работы такого сообщества стала статья, которая получила название «Документ трёх человек», и она оказала большое влияние как на карьеру Дельбрюка, так и на размышления о природе гена (Тимофеев-Ресовский и др., 1935). Вывод, основанный на стабильности гена, измеренной по частоте мутаций при разных дозах ионизирующего излучения по сравнению с разными температурами, заключался в том, что ген, вероятно, представляет собой молекулу.
Несколькими годами раньше Г. Дж. Мюллер обнаружил, что ионизирующие излучения вызывают мутации, и работа берлинской группы очень ясно показала, что эти мутации вызываются либо отдельными парами ионов, либо их небольшими кластерами. Обсуждение этих открытий в нашей небольшой группе укрепило представление о том, что гены обладают своего рода стабильностью, аналогичной стабильности химических молекул. Оглядываясь назад, на наши нынешние знания, можно было бы счесть это тривиальным утверждением: чем ещё могут быть гены, как не молекулами? Однако в середине тридцатых годов это не было тривиальным утверждением. Гены в то время были алгебраическими единицами комбинаторной науки генетики, и было совсем неясно, что эти единицы были молекулами, поддающимися анализу с точки зрения структурной химии. Они могли оказаться субмикроскопическими стационарными системами, Кэрнс и др. 1966 ).
Макса Дельбрюка больше всего его интересовало, как гены удваиваются (реплицируются) во время деления клетки. Физики, думающие о биологии, склонны искать простые системы, поддающиеся анализу. Дельбрюк не был исключением. Взгляд учёного привлекли бактериофаги — вирусы бактерий. Дельбрюк считал их ключом к разгадке всех интересовавших его вопросов.
Эти удивительные частицы, которые вне клетки не проявляют признаков живого и выглядят просто как большие молекулы. Из бактериофагов даже выращивают кристаллы. Но когда вирус попадает в клетку, то через 20 минут клеточная оболочка лопается, и из неё вываливается сотня абсолютно точных копий исходной частицы. Дельбрюка осенило, что на бактериофагах гораздо легче будет изучать процесс репликации (удвоения генов), чем на бактериях, не говоря уже о животных; возможно, удастся понять наконец, как устроен ген. Так, физик-теоретик превратился в биолога-экспериментатора.
Пор материалам https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/671170/
