Эйвери и ДНК: как опыт с пневмококками указал на молекулу наследственности, 1944

Эйвери и ДНК: как опыт с пневмококками указал на молекулу наследственности, 1944

Неожиданная мышь Гриффита

В 1928 году британский бактериолог Фредерик Гриффит опубликовал опыт с пневмококком, бактерией пневмонии. У неё была капсульная, болезнетворная форма (тип III) и бескапсульная, безвредная форма (тип II). Гриффит показал, что когда прогретые инактивированные капсульные бактерии смешивали с живыми бескапсульными, живые бактерии приобретали капсулу и могли вызывать болезнь; он видел это и у мышей, и в пробирке. Нечто переходило из инактивированных нагреванием клеток в живые и меняло наследственный признак. Гриффит назвал это «трансформирующим принципом». Что это такое, оставалось неясным.

Эта находка шестнадцать лет оставалась загадкой. Вопрос состоял в химической природе вещества, менявшего капсулу бактерии: белок, углевод, липид, нуклеиновая кислота? Распространённым мнением тех лет было, что наследственную информацию могут нести белки, так как белки считались очень разнообразными и сложными; ДНК же казалась «слишком простой» молекулой из четырёх строительных блоков.

В начале апреля 1943 года трое исследователей представили свои результаты Совету научных директоров Института. Известно 14-страничное письмо, которое Эйвери написал брату Рою 13 мая 1943 года; сообщается, что в нём вместе звучат и воодушевление работой, и тревога, что результаты не примут. Говорят, он писал, что считает возможным, что вещество ведёт себя как вирус или как ген (концептуальное резюме). Эйвери с самого начала учитывал скептицизм; исследование, которое он за годы до этого провёл с коллегой Альфонсом Дошезом, вызвало споры. Поэтому он месяцами подвергал результат внутренней проверке в Больнице, а в статье прямо написал, что активность может быть вызвана очень малым количеством другого вещества, сопровождающего ДНК (концептуальное резюме). Опубликованная в 1944 году в Journal of Experimental Medicine статья (том 79, выпуск 2, страницы 137-158) утверждала, что вещество есть ДНК, но формулировала толкование осторожно.

Почему не приняли сразу?

Первая реакция была смешанной. Некоторые современники сразу увидели, что трансформация переносит генетический материал между бактериями и что этот материал, скорее всего, ДНК; многие не убедились, считая ДНК слишком простой, чтобы нести наследственность. Коллега Эйвери по Институту Альфред Мирски утверждал, что активным началом был белок, связанный с ДНК, и что при очистке мог остаться какой-то белок, загрязнивший ДНК. Это возражение не было абсурдным: Г. Бентли Гласс из Колд-Спринг-Харбор в 1946 году описывает, что очистка была не настолько полной, чтобы убедить всех, что белок не остался (концептуальное резюме). В том же году две новые статьи Эйвери и Маккарти показали, что фермент, расщепляющий ДНК (ДНКаза), уничтожает активность; Маккарти позднее писал, что эти данные оставляли скептикам мало места (концептуальное резюме).

Дальнейшее пошло цепочкой. Эрвин Чаргафф, прочитав статью 1944 года, перевёл свою лабораторию с липопротеинов на нуклеиновые кислоты и к 1950 году показал, что соотношения оснований в ДНК различаются у разных видов: ДНК была сложнее, чем думали. В 1952 году опыт Херши и Чейз с бактериофагом показал, что из вируса в бактерию входит только ДНК, и многие сочли это окончательным подтверждением; за ним последовала статья Уотсона и Крика о структуре 1953 года (в один из следующих дней плана). В условиях 1944 года обращение публикаций было ограничено, а у журнала был узкий круг читателей; тем не менее сообщается, что статья получила более трёхсот ссылок к 1954 году.

Связь с историей рака: что есть, чего нет

Просмотрев источники, я не нашёл ничего, что показывало бы, что статья 1944 года имела отношение к раку: Эйвери работал с пневмококком, а в обзорных источниках, которыми я пользовался, обсуждения рака нет. Саму статью я не читал; поэтому говорю, что связь лежит не внутри статьи, а вокруг неё.

Связь такова, и это моё собственное прочтение: на 98-й день мы видели гипотезу Бовери о том, что рак может возникать из хромосомного дисбаланса, на 99-й день опухоль Ямагивы, полученную дёгтем, на 97-й день саркому Рауса, передаваемую вирусом. Все три рассказа оставляли открытым один и тот же вопрос: что удерживает клетку раковой, что передаётся последующим клеткам при делении? О наследственном изменении можно спрашивать конкретно, лишь когда известна молекула наследственности. Опыт 1944 года показал, что у бактерий эта молекула есть ДНК; вопрос, превратившийся в вопрос о раке, состоял в том, может ли изменение в ДНК запустить рак в клетках человека, и ответ пришёл гораздо позже. Так что 1944 год — не ответ для рака, а момент, когда сдвинулся вопрос.

Должен прямо сказать и предел этой связи: то, что ДНК есть молекула наследственности, не доказывает, что рак возникает из изменения в ДНК. Это доказательство пришло намного позже, с онкогенами и генами-супрессорами опухолей, и будет рассказано отдельно в последующие дни серии. Что сделал 1944 год, так это сделал этот вопрос задаваемым.

Есть и более тяжёлая связь, и это не толкование, а запись: Эйвери потерял жизнь 20 февраля 1955 года в Нашвилле из-за обширного рака печени, обнаруженного при операции в конце лета 1954 года; ему было 77 лет.

Путь этого опыта в Турцию

Проверенного источника о том, когда и кем опыт Эйвери впервые стал известен в Турции, я не нашёл; поэтому не называю ни даты, ни имени. Общий вывод таков: ни одна лаборатория, исследующая сегодня изменения ДНК в опухоли пациента, не могла бы быть создана, не зная, что молекула наследственности есть ДНК. В части серии, посвящённой Турции, история молекулярной диагностики в стране будет проверена по источникам.

Этот текст — 118-й день серии «365 дней истории рака» и рассказывает историю доказательства того, что ДНК — молекула наследственности. Это историко-популярное изложение, а не рекомендация по диагностике или лечению. По вопросам собственного здоровья обратитесь к врачу. Источники проверены; детали, опирающиеся лишь на вторичный источник, отмечены в заметках о проверке фактов.