Ричард Фейнман - «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!»
Было открыто, что у фагов могут быть мутации, которые воздействовали бы на их способность атаковать бактерии, и предполагалось, что мы станем изучать эти мутации. При этом у некоторых фагов могла произойти вторая мутация, которая восстановила бы их способность атаковать бактерии. Некоторые фаги, мутировавшие обратно, были точно такими же, как до мутаций. Другие — нет: эффект, который они производили на бактерии, был несколько другим, фаги действовали быстрее или медленнее, чем нормальные, а бактерии при этом росли медленнее или быстрее нормальных. Другими словами, существовали «обратные мутации», но они не были всегда совершенными; иногда фаги восстанавливали только часть своих утерянных возможностей.
Боб Эдгар предложил, чтобы я поставил опыт, в котором постарался бы выяснить, происходят ли обратные мутации в том же месте спирали ДНК. С превеликой осторожностью проделав большую и утомительную работу, я смог отыскать три примера обратных мутаций, произошедших почти вместе — ближе друг к другу, чем все, что когда-либо видели до сих пор, — которые частично восстановили способности фага функционировать. Работа продвигалась медленно. Все зависело от случайности: приходилось ждать, когда получится двойная мутация — очень редкое событие.
Я продолжал думать о способах заставить фаги мутировать чаще, о более быстрых способах детектирования мутаций, но прежде чем у меня что-либо вышло, лето кончилось, а я не был склонен больше этим заниматься.
Однако приближался мой субботний год[5], поэтому я решил поработать в той же самой биолаборатории, но над другим предметом. Некоторое время я работал с Мэттом Мезельсоном, а затем с хорошим парнем из Англии по имени Дж.Д. Смит. Проблема касалась рибосом, клеточной «машинерии», которая делает белки из того, что мы теперь называем «мессенджер» (РНК-посланник). Используя радиоактивные вещества, мы демонстрировали, что РНК может выйти из рибосом и может быть вставлена обратно.
Я очень тщательно выполнял работу, измеряя и стараясь все проконтролировать, но мне понадобилось восемь месяцев, чтобы осознать, что один из шагов был небрежным. В те дни для получения рибосом из бактерий их растирали с окисью алюминия в ступке. Все остальное было химическим и все под контролем, однако как толочь пестиком при растирании бактерии? Повторить эту процедуру было невозможно. Поэтому из эксперимента ничего и не вышло.
Теперь, я полагаю, нужно рассказать о времени, которое я провел с Хильдегардой Ламфром, стараясь выяснить, могут ли в горошинах использоваться те же рибосомы, что и в бактериях. Вопрос состоял в том, могут ли рибосомы бактерий вырабатывать белки людей или других организмов. Она (Хильдегарда) разработала схему для получения рибосом из горошин и передачи им РНК-посланника так, чтобы они производили белки гороха. Мы поняли, что весьма драматический и важный вопрос заключается в следующем: будут ли рибосомы от бактерий после получения РНК-посланника, взятого из горошин, производить белки гороха или бактерий? Это должен был быть очень значительный, фундаментальный эксперимент.
Хильдегарда сказала: «Мне понадобится много рибосом из бактерий».
Мезельсон и я еще раньше извлекли огромное количество рибосом из E-coli для другого опыта. Я сказал: «Черт возьми, я просто отдам тебе те рибосомы, что у нас уже есть. У нас большой запас в моем холодильнике в лаборатории».
Мы могли бы сделать фантастическое, жизненно важное открытие, если бы я был хорошим биологом. Но я не был хорошим биологом. У нас была хорошая идея, хороший эксперимент, подходящее оборудование, но я запорол все дело — я дал ей инфицированные рибосомы, грубейшая возможная ошибка в экспериментах подобного рода. Мои рибосомы пролежали в холодильнике почти месяц и загрязнились другими живыми созданиями. Если бы я приготовил эти рибосомы быстро и тщательно снова и дал бы их Хильдегарде, держа все под контролем, эксперимент обязательно удался бы, и мы были бы первыми людьми, продемонстрировавшими однородность жизни — машинерия продуцирования белков, рибосомы, одни и те же в каждом живом существе. Мы были в правильном месте, делали правильные вещи, но я делал их как любитель — тупо, небрежно.
Знаете, кого мне это напомнило? Мужа мадам Бовари из книги Флобера, скучного сельского доктора, который имел некоторые представления о том, как исправлять косолапость, но все, что он делал, — портил людей. Я был похож на этого неопытного хирурга.
Другую работу о фагах я так никогда и не написал. Эдгар все время просил меня ее написать, но я так и не собрался. Работа не в своей области не воспринимается серьезно, вот в чем неприятность.
Я написал кое-что неофициально по этому поводу и послал Эдгару, который здорово посмеялся, читая материал. Он не был изложен в стандартной форме, используемой биологами — сначала процедура и т. д. Прорва времени была потрачена на объяснение вещей, которые знали все биологи. Эдгар сделал сокращенный вариант, но я не смог его понять. Я не думаю, что они его опубликовали. Сам я этого не делал.
Уотсон подумал, что все мои упражнения с фагами имеют определенный интерес, поэтому он пригласил меня приехать в Гарвард. Я сделал доклад в биологическом отделе о двойных мутациях, происходящих почти вместе, и рассказал о своей догадке, сводившейся к следующему. Одна мутация производила изменение в белке, такое как изменение pH аминокислоты, в то время как другая мутация производила другое изменение в другой аминокислоте в том же белке, так что первая мутация частично компенсировалась. Компенсация не была абсолютной, но достаточной для того, чтобы фаг «ожил». Я думал, что эти два изменения происходили в одном и том же белке и химически компенсировали друг друга.
Оказалось, что это не так. Люди, которые несомненно развили более быструю технику для генерации и детектирования мутаций, несколько лет спустя выяснили, что на самом деле происходило следующее. В результате первой мутации недоставало целого основания ДНК. Теперь код был смещен и не мог более быть считан. Вторая мутация либо приводила к вставлению лишнего основания, либо исчезали еще два. Тогда код можно было прочесть опять. Чем ближе к первой мутации происходила вторая, тем меньше информации изменялось при двойной мутации, и тем полнее фаг восстанавливал свои потерянные возможности. Таким образом был продемонстрирован факт существования трех «букв» для кодирования каждой аминокислоты.
Пока я неделю был в Гарварде, Уотсон кое-что предложил, и в течение нескольких дней мы вместе поставили опыт. Это был незавершенный эксперимент, но я выучился новой технике от одного из лучших людей в этой области.
Это был мой величайший момент: я давал семинар по биологии в Гарварде! Я всегда так поступаю, влезаю во что-нибудь и смотрю, как далеко там можно продвинуться.
Я много чему выучился в биологии и получил большой опыт. Усовершенствовался в произношении слов, в обнаружении слабых мест экспериментальной техники, узнал, чего не надо включать в статью или семинар. Но моей любовью была физика, и я хотел вернуться к ней.
Чудовищные умы
Будучи выпускником в Принстоне, я работал ассистентом-исследователем под руководством Джона Уилера. Он давал мне задачи, я работал, становилось жарко, но дело не двигалось. Поэтому я вернулся к идее, которая у меня была раньше, в МТИ. Идея состояла в том, что электрон не действует сам на себя, а действует на другие электроны.
Проблема была в следующем: когда встряхиваешь электрон, он излучает энергию, т. е. теряет некоторую часть. Значит, на него должна действовать сила. И эта сила различна в двух случаях — когда он заряжен и когда не заряжен (если бы силы были одинаковы, в одном случае он бы терял энергию, а в другом — нет. Но ведь не может быть двух разных ответов в одной и той же задаче).
По стандартной теории сила создавалась электроном, действующим на самого себя (она называлась силой реакции излучения). У меня же электроны воздействовали только на другие электроны. К этому времени стало ясно, что имеются трудности. (В МТИ возникла лишь идея, а проблем я не заметил, но ко времени переезда в Принстон, я уже знал, в чем проблема.)
Я подумал: встряхну данный электрон; это заставит встряхнуться соседний электрон, а обратная реакция соседнего электрона на первый и будет той причиной, которая вызывает силу реакции излучения. Итак, я сделал некоторые вычисления и показал их Уилеру.
Уилер прямо сразу сказал: «Ну, это неправильно, потому что эффект изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния до другого электрона, а нужно, чтобы вообще не было зависимости ни от какой из этих переменных. Эффект также будет обратно пропорционален массе другого электрона и пропорционален его заряду».
