Генетический детектив. От исследования рибосомы к Нобелевской премии - читать онлайн книгу. Автор: Венки Рамакришнан cтр.№ 32

К тому сюрпризу, что ожидал меня на следующее утро по приходу на работу, я был не готов. Естественно, я ожидал привычных электронных писем из Юты, рассказывающих, что сделано, пока я спал, но в то утро я получил сразу несколько мейлов от Брайана. В первом он сообщал, что, действительно, мы упускали из виду белки из-за их малой плотности, и теперь один из этих белков он опознал: речь шла о S6.

При разрешении, достигнутом нами, картировать белок с нуля не удавалось, но если структура белка уже была известна, мы могли поместить его на карте, так, чтобы он примерно вписывался в показатели плотности. Андерс Лильяс совместно с Марией Гарбер расшифровал устройство белка S6. Обычно белки состоят из таких структурных элементов, как альфа-спирали, которые при подобном разрешении должны выглядеть как трубочки, а также из расширенных бета-тяжей, расположенных таким образом, чтобы образовать ровный лист. Брайану удалось взять атомную структуру S6 и расположить ее в плотностной модели, просто соотнеся, где должны находиться трубчатые спирали, а где – плоские бета-листы. Впервые мы непосредственно увидели, где в 30S располагается белок и как он взаимодействует с РНК. Ситуацию можно было сравнить с тем, как будто мы в подробностях рассмотрели в миниатюрной машинке рулевое колесо и только сейчас выяснили, где ему положено быть на расплывчатом чертеже всей машины.

Но это было еще не все. Целую ночь Брайан отыскивал один белок за другим, пока не выявил на картах 30S все семь белковых структур, уже известных на тот момент. Кстати, хотя он и знал, где находится S5, он оставил его мне, поскольку знал, что это самая первая расшифрованная мною белковая структура и я к ней неравнодушен. Самому размещать белок в субъединице 30S настолько увлекательно, что Брайан сравнил это ощущение с поеданием чипсов. Берешь один – и остановиться уже не можешь.

Теперь на нечетком чертеже собираемой машинки многие детали встали на свои места. После размещения нескольких белков мы смогли идентифицировать расположенные рядом с ними фрагменты РНК благодаря биохимическим данным от таких специалистов, как Гарри и Ричард Браймакомы. К счастью, Брайан был очень организован и скоро отыскал фрагмент РНК возле S6, после чего взял его за отправную точку и выяснил, как именно свернута РНК. Этот прорыв был гораздо серьезнее наших устремлений на данном этапе. Мы видели молекулярное устройство примерно трети субъединицы 30S, со всеми белками и РНК, соединенными друг с другом в затейливую сложную структуру. «Тут потянет на статью, а не на письмо», – был вердикт Брайана. Действительно, к записи результатов следовало приступать безотлагательно.

Наш прорыв случился донельзя кстати. Следующая встреча по рибосомам должна была состояться в июне (всего через месяц) чуть севернее Копенгагена. Еще будучи в Юте, у нас не было ничего конкретного, кроме хороших кристаллов и планов собрать данные. Но я спросил одного из организаторов, Роджера Гарретта, могу ли сделать краткий доклад. Присланное мною резюме статьи уложилось в одну строчку; я написал, что мы сообщим о том, какого прогресса достигли в расшифровке структуры субъединицы 30S. Несмотря на отсутствие конкретики, Гарретт великодушно записал меня в хвост вечернего заседания в первый день конференции, посвященный структурам целой рибосомы либо ее субъединиц. Позже он рассказал мне, что во время встречи оргкомитета конференции Питер Мур усомнился, что у меня есть что-либо существенное, так как мы с ним пересекались в Брукхейвене всего пару месяцев назад. Но Гарретт сказал, что, возможно, у меня есть какой-то джокер в рукаве.

В ближайшие пару недель мы лихорадочно пытались написать внятный материал, поскольку, как только я выступлю, все бросятся печатать свои статьи, и нас опередят. Именно в таких случаях удаленная работа не очень полезна: люди заняты разными задачами, работают в разное время, и каждому кажется, что другие вкладываются недостаточно. Как правило, я устранял такие терки в зародыше, но сейчас был далеко и не мог успокоить ребят дистанционно. Каким-то образом мы успели закончить рукопись, и я отправил в Nature три бумажных экземпляра статьи перед самым отъездом в Данию.

Поезд из копенгагенского аэропорта в тихий городок Хельсингер идет около часа. Город отделен проливом от Швеции и также известен как Эльсинор – место действия «Гамлета». Там мне довелось жить в одном номере со Стивом Уайтом. Узнав в свое время о моих планах работать над 30S, он скептически отнесся к этой затее. Когда я смог идентифицировать на картах 30S семь белков – сразу ему об этом рассказал, поскольку он собирался говорить об их структурах в отдельности, и его доклад стал бы провалом. При встрече в Дании я описал ему подлинные масштабы нашей работы и, кажется, его шокировал. Однако Стив, всегда остававшийся джентльменом, повел себя вежливо. Не каждому это дано.

Днем подтянулось большинство участников конференции, открытие мероприятия было запланировано прямо перед обедом. На этом заседании выступали Том, Ада, Джейми и я, именно в таком порядке. За исключением немногих, почти никто до того времени и не подозревал, что я работаю над всей субъединицей 30S целиком. Внезапно я ощутил, что впервые за много лет так нервничаю.

Первым взял слово Том и рассказал, каких успехов удалось добиться при изучении структуры 50S. К тому моменту его группа получила картинки примерно с таким же разрешением, что и у нас, поэтому они увидели РНК и белки с детализацией, близкой к нашей. Также они идентифицировали ряд белков и элементов РНК. После его доклада поднялась Ада и постаралась подчеркнуть, что он вообще не должен был увидеть белки, поскольку кристаллы субъединицы 50S выращивались в сильно минерализованном растворе. Она упирала на то, что плотность электронной карты концентрированного соляного раствора должна быть столь высока, что белки будут давать минимальную контрастность, и увидеть их должно быть невозможно. Том с ней не соглашался, она настаивала. Наконец терпение его лопнуло, он сложил руки и сказал: «Я расшифровал множество структур в трехмолярном сульфате аммония. Сколько структур расшифровали вы?» Наступила неловкая тишина, и на этом дискуссия закончилась.

Далее пришел черед выступать Аде. Она сообщила о прогрессе, достигнутом при расшифровке ее новых кристаллов 30S, и показала карты, в том числе для пары белков. Но в отличие от карт Тома, на них не было такой детализации и не просматривались общие контуры, позволявшие назвать эти достижения «прорывом».

Потом выступал Джейми Кейт, рассказавший, чего удалось достичь при расшифровке целой рибосомы. Учитывая историю его работы, я ожидал, что для получения фаз он воспользуется гексааммином осмия и методом MAD. На самом же деле он использовал очень похожее вещество, гексааммин иридия – позже он мне рассказал, что такое соединение гораздо проще синтезировать. Разрешение на его картах составляло примерно 7,8 ангстрем, из-за чего не просматривалось строение белков на том уровне, до которого дошла наша группа и йельская, но у него весьма четко были видны бороздки в двойных спиралях РНК, в том числе увиденная нами длинная спираль, которая идет по грани 30S. Самая интересная деталь его доклада заключалась в следующем: он показал контуры трех РНК, втиснутых между двумя субъединицами, а также целую рибосому, причем с большей детализацией, чем нам когда-либо доводилось видеть.