Анатолий Днепров - Фактор времени
Любой белок в основном построен из двадцати аминокислот со средним молекулярным весом около ста. Значит, в лактоглобулине имеется около четырехсот аминокислот. Мы должны связать эти кислоты в одном строго определенном порядке. Количество вариантов, в которые могут быть синтезированы эти четыреста аминокислот, выражается фантастическим числом без названия, в котором содержится около тысячи цифр. Если даже, воспользовавшись средствами современной науки, мы уменьшим количество вариантов в миллионы миллиардов раз, то и тогда у нас не будет никакой надежды синтезировать нужный нам белок при жизни нашего поколения, даже если над этим будет работать каждый житель земного шара по 24 часа в сутки! Только для анализа одной довольно простенькой молекулы белка — инсулина — английский химик Зангер с сотрудниками потратил 10 лет. А как же быть с анализом и синтезом сотен тысяч более сложных белков, из которых состоят живые организмы?
От этих рассуждений я остолбенел.
— Значит, в ближайшее время эта проблема будет выглядеть не лучше, чем сто лет тому назад? — шепотом спросил я.
Брайнин потер бородку и лукаво улыбнулся.
— Нет, лучше. Значительно лучше. Более того, вам чертовски повезло! Живой белок уже синтезирован.
Я вскочил на ноги и схватил его тонкие руки.
— Не может быть! — закричал я.
— Я вас не обманываю. Садитесь, и я вам расскажу, как это получилось. А после я вам покажу первое живое существо, созданное человеком в лаборатории. Но вначале вы должны понять, что метод синтеза был совершенно не таким, каким мы его себе представляли.
Задыхаясь от нетерпения, я уселся поудобнее и стал жадно слушать академика Брайнина. Чувствовалось, что у него было приподнятое, праздничное настроение. Он выпрямился и заходил по комнате. Затем он остановился у черной доски, висевшей на стене, и написал на ней мелом:
а) природа действовала вслепую, без всякого заранее разработанного плана;
б) у нее было достаточно времени, чтобы испробовать любые варианты;
в) достаточно однажды попасть в цель, и жизнь на Земле зародится навсегда.
— Вы знаете, как делаются крупные открытия? — спросил меня Брайнин после того как кончил писать. — Они делаются тогда, когда ученые сворачивают с проторенных дорог. Как цепями, мы привязаны к колеснице научной истории и из поколения в поколение следуем одному и тому же методу. Мы совершенствуем методику научного исследования и этим самым еще крепче привязываемся к установившимся традициям. Путь, который избрало большинство химиков-органиков для решения проблемы живого белка, основан на ортодоксальной точке зрения, что все, что можно проанализировать, можно затем и синтезировать. Для этих двух стадий химического исследования наукой создан огромный теоретический и экспериментальный аппарат, и он безотказно работает во всех случаях, когда то, что мы хотим создать, не очень сложно по своей структуре. Может быть, в ближайшем будущем мы сумеем, в полном смысле слова, видеть не только элементный состав молекул белка, но и порядок, в котором атомы элементов расположены в молекуле. Но сегодня мы такими средствами еще не располагаем и очень часто случайно нанизываем в наших пробирках одну молекулу на другую, один атом на другой. Один из принципиально важных опытов, который был поставлен в наше время вразрез с ортодоксальным методом органического синтеза, заключается в следующем. В смеси водяных паров, метана и аммиака, то есть газов, которые, по-видимому, существовали в первобытной атмосфере нашей Земли, пропускали в течение нескольких недель электрическую искру. Что происходило при этом, никто не знает. Образовавшиеся химические продукты оседали на дно сосуда, в котором кипела вода. И вот после окончания опыта состав был проанализирован. Как вы думаете, что в этой воде было обнаружено?
Я пожал плечами.
— В ней оказались растворенные аминокислоты, из которых состоят все природные белки! Обратите внимание на методику опыта! Берется какая-то смесь газов и с ней что-то делается. И в результате получаются вещества, для синтеза которых требуются многие годы упорной работы аналитиков и синтетиков. Химик, который поставил этот опыт, действовал не в соответствии с методом анализа-синтеза. Он пошел по пути, по которому шла сама природа!
— Если гипотеза о самопроизвольном зарождении жизни справедлива, — продолжал ученый, — то, следовательно, создав в лаборатории условия, которые когда-то были на Земле, мы должны обязательно получить живую материю. Весь вопрос во времени: как скоро живая материя сама возникнет? В природе процесс эволюции простейших химических веществ до сложных белковых и далее, до живой клетки, наверное, продолжался несколько миллионов лет и, казалось бы, нет никакой надежды ускорять этот процесс. Как ускорить процесс зарождения живой материи? Как победить фактор времени, который не ограничивал природу в ее непрерывных попытках случайно объединить вещества так, чтобы из них образовалась живая материя? Именно в ответе на эти вопросы я вижу основное назначение человеческого разума. Не в анализе и синтезе белковых веществ, а в возможно более точном воспроизведении условий, существовавших миллионы лет тому назад на Земле, и в ускорении процесса зарождения жизни. Человеческий разум должен победить время. Вот в чем состоит главная задача синтеза белка. Кстати, перед собой я поставил задачу синтезировать живое существо в течение месяца, вернее, трех недель.
— Почему такой срок? — удивился я.
Брайнин снова улыбнулся и потеребил бородку.
— Я хотел все это сделать в период, когда все мои сотрудники находятся в отпуске.
— Странно. Разве вы не нуждались в их помощи?
— Видите ли, я не хотел предстать перед ними выжившим из ума стариком. Опыт, как я его поставил, выглядит так дико, так невероятно глупо, что… В общем, мне было бы неудобно перед своими товарищами, которые считают меня все еще способным заниматься научной деятельностью. Особенно, если бы результаты опыта оказались отрицательными.
— Тогда я ничего не понимаю.
— Все дело в факторе времени. Вы, наверное, знаете классическое описание матушки Земли, какой она представляется нашей просвещенной фантазии в те отдаленные эпохи, когда жизнь только зарождалась. Кислорода в атмосфере не было, а были такие первичные газы, как аммиак, метан, водяные пары. Моря представляли собой насыщенный различными веществами бульон, в котором все перемешивалось, вступало в реакции, соединялось, расщеплялось и так далее. И все это в условиях сильной жары, яростного ультрафиолетового и рентгеновского излучения солнца, космического излучения, фантастических по силе гроз со страшными молниями и оглушительными раскатами грома. Так вот, для того чтобы ускорить решение задачи, я решил начать опыт с создания подходящей модели первобытной Земли. Моя модель должна быть достаточно «первобытной», чтобы на ней самопроизвольно могла зародиться жизнь, но не настолько «молодой», чтобы этот процесс начался на пустом месте. И вот, чтобы победить время, я решил «помочь» своей миниатюрной Земле всеми средствами современной химии. Зачем ждать, пока самостоятельно возникнут карбиды металлов? Для чего ожидать появления простейших аминокислот, когда все это уже синтезировано? Я решил передать в распоряжение случая все то, что накопила современная химия и что находится у меня в лаборатории. Представляете, каким древним алхимиком я выглядел, бросая в свое море в аквариуме под стеклянным колпаком огромное количество реактивов, органических и неорганических, содержащих атомы водорода, кислорода, азота, серы, железа, никеля, цинка и других элементов?
