О машине, делающей белки

Прочёл очень интересную книгу: ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТИВ. От исследования рибосомы к Нобелевской премии (Изд-во Питер, 2020). Автор — американо-британский учёный индийского происхождения Венкатраман («Венки») Рамакришнан, который посвятил жизнь раскрытию атомно-молекулярного строения и механизмов функционирования важнейшей клеточной органеллы — рибосомы. В оригинале книга имела другое название: Venki Ramakrishnan. GENE MACHINE. The race to decipher the sectets of the ribosome. London (2018).

Венки родился в 1952 г. в семье биохимиков. В возрасте 19 лет уехал из Индии в США и стал обучаться на физика в Университете шт. Огайо; там же защитил диссертацию, после чего изучал биологию в Калифорнийском ун-те. Рибосомами начал заниматься в 1978 г., будучи постдоком в Йеле. Затем работал в разных местах в Америке, а в 1999 г. обосновался в Англии, став руководителем группы в знаменитой Лаборатории молекулярной биологии (LMB) в Кембриджском университете.

Когда Рамакришнан обратился к рибосоме, уже было известно, что она состоит из двух субъединиц (большей и меньшей), что в неё входят несколько больших молекул РНК и много десятков разных белков. Органеллу активно изучали биохимически, но внутреннее строение всей огромной наномашины, состоящей из полумиллиона атомов, оставалось загадкой.

Полгода в ResearchGate

Как я отмечал <04.03.2020>, в январе этого года по инициативе доктора Даниэле Сассо из Италии я зарегистрировался в научной соцсети RG.

Разместил там свои главные статьи по физике, а также статью по ДНК и стал участвовать в работе Сети. Тот или иной участник формулирует вопрос, открывает тему, и начинается обсуждение. Часто авторы комментариев добавляют к ним ссылки на собственные публикации, т.е. попутно как бы занимаются саморекламой. Так же поступал и я, в результате чего с моими работами ознакомились сотни людей (более 5000 заходов на мою страницу). Содержательного обсуждения моих статей не возникало, и вот только вчера два физика (из Канады и Сев. Ирландии) проявили интерес к моему «Мемуару» по теории относительности, высказав несколько серьёзных соображений: https://www.researchgate.net/post/On_the_history_of_Lorentz_Transformations_and_its_their_meaning_outside_special_relativity#view=5f2d3575310259275526f36a

Приятна сама возможность общаться в RG со всем миром, знакомиться с творческими людьми. Можно сказать, и польза и развлечение. Хотя слишком много времени уделять этому не стоит: общедоступные форумы плохо приспособлены для обсуждения действительно глубоких идей, которые сразу растворяются в чепухе.

Круглая дата Р. Фрэнклин

О замечательной английской исследовательнице Розалинд Фрэнклин, о её вкладе в открытие структуры ДНК я писал много раз — приведу некоторые сслылки: 16.05.2016 , 25.04.2017 , 25.04.2018 . И вот исполнилось 100 лет со дня её рождения.

В честь этой даты в Великобритании выпустили памятную монету:

The UK Royal Mint has released this 50-pence coin in honour of the hundredth anniversary of biophysicist Rosalind Franklin’s birth on 25 July. It features a stylized version of her X-ray crystallography image of DNA, which contributed to the discovery of the molecule’s double-helix structure. “This coin represents the broader societal recognition she so richly deserves.” Franklin died aged 37, in 1958, from cancer. 

Но настоящая слава Розалинд ещё впереди — когда будет признано, что двойная спираль Уотсона и Крика ошибочна и что «антиспиральные» взгляды «несносной Рози» были в принципе правильны. См. мою статью «Двойная спираль или лента-спираль?» — на русском (на этом сайте):  <Лента-спираль> и на английском: https://vixra.org/abs/1803.0104

Неслучайные перестройки генома

Вышла книга украинских биологов профессоров из Харькова Геннадия Фёдоровича Жегунова и Олега Анатольевича Нардида «Клеточные механизмы выживания: Что делает клетку живой. Природа, гипотезы, философия» (URSS, 2019, 504 с.). Она посвящена в основном цитологии, но обсуждаются и другие уровни организации биосистем, а также разные общебиологические проблемы. Моё внимание привлёк параграф 7.1.2.

Обложка Жегунов Г.Ф., Нардид О.А. Клеточные механизмы выживания: Что делает клетку живой. Природа, гипотезы, философия«Направленные перестройки генома»

Он открывается таким Резюме:

Молекулярные элементы генома способны в ответ на изменяющиеся факторы среды обитания направленно модифицироваться для появления признаков, полезных для приспособления фенома.                                                                                         .

И далее (приведу сокращённо):
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) рассматривает геном как пассивную структуру, кодирующую и передающую случайно возникающие мутации и рекомбинации ДНК. Считается, что только естественный и искусственный отбор играет активную роль, отбирая и закрепляя полезные модификации генома и адекватные приспособительные признаки… Сам же геном не может обуславливать направленное создание таких приспособительных программ…

Читать далее

Лента-спираль: первая публикация

КишТитул

Как я уже много раз писал, в апреле 1979 г. мне пришла в голову идея о новой модели молекулы ДНК (см. заметку «40 лет моей гипотезе о ДНК» <). В конце того же года написал маленькую статью и разослал её в биологические институты. В те времена было принято отвечать на обращения граждан, так что я получил ряд ответов — от конкретной критики до простых отписок.

Критика сводилась к тому, что пока это лишь голая идея, и мне нужно обосновать модель в разных аспектах. Прежде всего, показать, что она стерически возможна (т.е. решить конформационную проблему — дать координаты атомов) и что она не противоречит рентгеновским данным; указывалось, что недавние эксперименты опровергли альтернативную Бок-о-Бок модель (тоже не перекрученную), и значит, вопрос о подобных моделях в принципе уже закрыт (как я разъяснял, это утверждение было ошибочным).

Решить стерическую проблему можно двумя методами — теоретическим конформационным анализом на компьютерах (такие работы велись тогда во многих местах) и моделированием руками из атомного конструктора (штырьковые или объёмные модели). Как я узнал, биолог из Тартуского университета Райк-Хийо Микельсаар разрабатывал собственный набор объёмных атомных моделей, и я установил с ним контакт.

Читать далее

Ф. Крик о своём научном пути

КрикКнВ 2004 г. у нас издали книгу «БЕЗУМНЫЙ ПОИСК» (Москва—Ижевск: Ин-т комп. технол.). Это перевод мемуаров Фрэнсиса Крика WHAT MAD PURSUIT. A Personal View of Scientific Discovery (1988), выполненный Л.А.Газизуллиной. Теперь вышел другой перевод той же книги (М.: АСТ) под новым названием «ЧТО ЗА БЕЗУМНОЕ СТРЕМЛЕНЬЕ!», а переводчиком выступила филолог и (бывший) шекспировед М.В.Елифёрова.

В качестве названия для своего опуса автор взял слова из стихотворения английского поэта-романтика Джона Китса «Ода к греческой вазе» (Ode On A Grecian Urn):   

What mad pursuit? What struggle to escape?
What pipes and timbrels? What wild ecstasy?

Крик изложил свои воспоминания о героическом периоде развития молекулярной биологии — от событий, предшествовавших открытию двойной спирали ДНК в 1953 г., и до конца 60-х годов, когда был окончательно определён генетический код. Имеются также пролог — о детстве Фрэнсиса, его родителях, а также эпилог — о зрелых годах учёного, когда он в Институте Солка в Калифорнии занимался изучением мозга. 

В отличие от «Двойной спирали» Джеймса Уотсона, «Безумное стремленье» написано в спокойной манере. Значительное место, что и неудивительно, занимает обсуждение строения ДНК, ну а другая важнейшая тема — проблема генетического кода, над которой Крик активно работал.

Читать далее

М. Ниренберг, Ф. Крик и генокод

Появление модели ДНК в виде двойной спирали прояснило химическую природу генов, которые, судя по всему, определяют последовательность аминокислот в белках. Возникла важнейшая задача — понять, как именно они это делают. Биологи, физики, математики стали выдвигать разные гипотезы. Но прорыв совершили экспериментаторы-биохимики, нашедшие путь к раскрытию кода. О первых успехах в расшифровке текста ДНК стало известно в 1961 г. на Пятом Международном биохимическом конгрессе в Москве, где американец Маршалл У. Ниренберг (1927—2010) сделал сенсационное сообщение.

Вот как об этом пишет участник того конгресса Фрэнсис Крик в своей книге «Безумный поиск» (М.-Ижевск: ИКИ, 2004, с. 137):

Особенно интересной эта московская встреча была потому, что на ней мы узнали о почти неизвестных ранее работах. Нам сообщил о них Маршалл Ниренберг. До меня доходили слухи о его экспериментальных результатах, но без всяких подробностей. На своё счастье, в коридоре я столкнулся с Мэттом Мезельсоном, и он предупредил меня о докладе, который Маршалл должен был прочесть в одной неприметной аудитории.

Читать далее

Новый перевод «Двойной спирали»

В 1968 г. вышла «The Double Helix» by James D. Watson, и уже в следующем году изд-во «Мир» выпустило русский перевод, который сделали М. Брухнов и А. Иорданский. Алексей Дмитриевич Иорданский (покойный) был сотрудником «Химии и жизни», и перевод книги публиковался в этом журнале в 68—69 гг.

ДвСпираль

Теперь, полвека спустя, в изд-ве АСТ вышла «Двойная спираль» в другом переводе, выполненном О. Перфильевым. Как сказано в аннотации, «новый перевод  и тщательная работа научных редакторов русского издания позволили актуализировать эту классическую книгу, дополнив её необходимыми комментариями». Не знаю, какие недостатки прежнего перевода (о них ничего не сказано) побудили перевести заново, а что касается добавленных материалов, то таковых я обнаружил два.

Первый — предисловие некоего Стива Джонса, где обрисовано развитие молекулярной биологии после выхода книжки Уотсона. Оно написано в 1996 г., но ведь с тех пор много чего произошло (один проект «Геном человека» чего стОит); поэтому непонятно, почему не взят более современный обзор.

Второй — факсимиле написанного от руки большого письма Уотсона (от 12 марта 1953 г.) Максу Дельбрюку с изложением их с Криком гипотезы о строении ДНК. К сожалению, не приведена расшифровка (и перевод) текста, а само письмо воспроизведено столь мелко, что вряд ли удастся его прочесть. (Как я отметил в записи от 21.9.19, Дельбрюк в ответном письме от 12 мая 1953 г. сделал резко критические замечания о предложенной Уотсоном и Криком модели.)

Читать далее

В.А. Ратнер о генетике и генетиках

РатнерДоктор биол. наук, профессор Вадим Александрович Ратнер (1932–2002) – известный исследователь и педагог, специалист в области молекулярной генетики. Окончил физфак Ленинградского университета, в 1959 г. переехал в Новосибирск и там, в Институте цитологии и генетики СО АН СССР он проработал почти 42 года. Своими учителями он считал чл.-корр. АН СССР А.А. Ляпунова, доктора биол. наук Н.В. Тимофеева-Ресовского и акад. Д.К. Беляева. Ратнер стал главой научной школы математических генетиков, основывавшихся на понятиях и методах теоретической кибернетики. 

У меня есть изданные в Новосибирске его содержательные монографии «Молекулярно-генетические системы управления» (1975) и «Молекулярная генетика: принципы и механизмы» (1983)РатнеКн2Учёный активно занимался и популяризацией науки. В большой книге «ГЕНЕТИКА, МОЛЕКУЛЯРНАЯ КИБЕРНЕТИКА: личности и проблемы» (Новосибирск: Наука, 2002), вышедшей уже после смерти автора, Ратнер увлекательно рассказывал о выдающихся российских и зарубежных учёных-генетиках, драматической истории этой науки и её ключевых проблемах. В книге три раздела: PERSONALIA — ГЕНЕТИКА — МОЛЕКУЛЯРНАЯ КИБЕРНЕТИКА. 

Вадим Александрович всю жизнь оставался романтиком. В юности он получил музыкальное образование — играл на фортепиано, любил петь; знал поэзию и сам писал стихи. Не забывал и спорт, увлекался баскетболом.

Вот фрагмент из его стихотворения «Точка зрения биолога», посвящённого себе:

Мы — за союз испытателей, 

Эмпириков и мечтателей, 

Физиков и генетиков, 

Матемокибернетиков 

И всяких других еретиков.

Г. Стент о молекулярной биологии

Günter Siegmund Stent (Stensch; 1924—2008) — американский учёный, родом из ГерманииСтент: в 1940 г. семья эмигрировала в США. Окончил Иллинойский университет (Урбана), там же получил Ph.D. (1948). Сначала работал в Калтехе, участвовал в деятельности «фаговой группы» (М. Дельбрюк и др.); потом несколько лет провёл в Европе, затем в Калифорнийском университете (Беркли).

Исследовал механизмы репликации генетического материала у бактерий и бактериофагов, а также СтентКнпроцессы транскрипции и трансляции, автор книг на эти темы. В 1971-м и 79-м гг. вышли два издания «Molecular Genetics. An Introductory Narrative», которые переводились на русский. Я в своё время купил 2-е изд.: Г.Стент и Р.Кэлиндер. «Молекулярная генетика» (М.: Мир, 1981) — необычайно информативная и полезная книга. 

Гюнтер Стент уделял большое внимание истории и философии науки. В книге 1969 г. «The Coming of the Golden Age: A View of the End of Progress» он объявил, что молекулярная биология как наука закончилась. То есть все фундаментальные открытия в ней сделаны, остались лишь доделки и практические приложения — так он представлял «грядущий золотой век».

Теперь, по прошествии ровно половины века, можно сказать: действительно, несмотря на огромный прогресс, новых революционных открытий не было. К тому же не исправлена ошибка в основах — в принятой модели ДНК.  А как заметил Чарлз Дарвин (letter to J. Paget, 1880), to kill an error is as good a service as, and sometimes even better than, the establishing a new truth or fact.