Текст книги "100 великих нобелевских лауреатов"

После смерти жены в 1949 году состояние здоровья Флеминга резко ухудшилось. В 1952 году он женился на Амалии Куцурис-Вурека, бактериологе и своей бывшей студентке. Спустя три года – 11 марта 1955 года – он умер от инфаркта миокарда.

ЗЕЛЬМАН ВАКСМАН
(1888—1973)

В сороковые годы двадцатого столетия наконец удалось добиться существенных результатов в борьбе со страшной болезнью – туберкулезом. Огромный вклад в эту победу внесло новое оружие врачей – стрептомицин, который открыл американский микробиолог Ваксман.

Зельман Абрахам (Соломон Яковлевич) Ваксман родился 22 июля 1888 года в украинском городе Прилуки, в религиозной еврейской семье. Его родители, Яков Ваксман и Фредия Ваксман (урожденная Лондон), имели арендованный участок земли и галантерейную лавку. Мальчик рос смышленым, он получил хорошее домашнее образование, включавшее изучение Талмуда, иврита, русского языка и литературы, истории, арифметики и географии. Родители стремились дать сыну скорее религиозное, чем светское образование. Большую роль в воспитании и образовании сыграла мать, которая поощряла любознательность ребенка и его сильное стремление к знаниям. Она всего год не дожила до того счастливого дня, когда Зельман в 1910-м экстерном окончил 5-ю одесскую гимназию.

Из-за ограниченных возможностей получить высшее образование в России Зельман хотел поначалу поступить в Политехнический институт в Цюрихе, чтобы заняться изучением химии. Однако осенью 1910 года он переменил свое намерение и уехал в США, куда его пригласили кузины. В следующем году Ваксман поступил в сельскохозяйственный колледж в Рутгерсе, где начал изучать под руководством доктора Я. Липмана, возглавлявшего кафедру бактериологии, микробиологию почвы. Ваксман впоследствии вспоминал, что интерес к биологии он почувствовал еще на Украине, в краю бескрайних черноземных степей. «Рядом с землей я решил искать ответы на многочисленные вопросы о цикличности жизни в природе, которые начали вставать передо мной». Советы Липмана и общение с другими профессорами колледжа помогли Зельману серьезно заняться изучением микроскопических популяций в почве, их роли в почвенных процессах и биохимической активности микроорганизмов.

В ходе экспериментов Ваксман обнаружил многочисленные колонии организмов, с одной стороны, похожих на колонии бактерий, с другой стороны, больше напоминавших грибы. Ваксман пришел к выводу, что эти бактерии, образующие ветвящиеся клетки, напоминающие грибницы, – актиномицеты – играют важную роль в жизни почв. Он еще не знал, что они сыграют главную роль в разработке и создании им антибиотиков.

В 1915 году Ваксман получил степень бакалавра естественных наук, а в следующем году – степень магистра. В том же 1916 году он принял гражданство США. В течение двух лет он работал исследователем в лаборатории биохимика Т.Б. Робертсона в Калифорнийском университете в Беркли и одновременно посещал лекции по биохимии, физической химии и математике. По совету Робертсона он продолжил изучение грибов и актиномицет. Весной 1918 года Ваксман защитил докторскую диссертацию, а в июле 1918-го по приглашению Липмана вернулся в сельскохозяйственный колледж в Рутгерсе. Здесь он читал лекции по микробиологии почвы. Курс лекций, прочитанный в колледже в течение 3–4 лет, лег в основу монографии о началах почвенной микробиологии, которая вышла в свет в 1927 году под названием «Библия микробиологии почвы». В то же время Ваксман работал микробиологом на Нью-джерсийской экспериментальной станции. Из-за финансовых трудностей основную работу в колледже и на экспериментальной станции молодой ученый совмещал с работой в промышленных лабораториях. В частности, в лаборатории Такамине в Клифтоне (штат Нью-Джерси) он занимался изучением токсичности некоторых препаратов, используемых для борьбы с микробами и инфекциями человека.

Очень важной и полезной в научной карьере ученого была первая поездка в 1924 году в Европу. Он посетил Англию, Францию, Италию, Германию, СССР, Швецию, Данию и Голландию. В ходе поездки Ваксман осмотрел известные экспериментальные станции и лаборатории, обсудил с коллегами назревавшие проблемы, познакомился с новыми идеями, определил направления развития микробиологии.

«Пришло время признать, – писал Ваксман, – что мы имеем дело с одной из самых сложных наук, которая в своем развитии зависит от ряда других фундаментальных естественнонаучных дисциплин, особенно органической, физической и биологической химии».

В 1925 году Ваксман стал адъюнкт-профессором. В 1929 году он занял пост профессора университета в Рутгерсе, и в том же году ему была присуждена специальная премия за исследование роли микробов в образовании азота.

Таким же плодотворным в карьере ученого был и период с 1929 по 1939 год. Основным предметом исследований ученого был гумус: изучение его природы, возникновение, распад и роль микробов в этих процессах. Результаты исследований Ваксман изложил в нескольких книгах и многочисленных статьях.

Ваксман совершил несколько научных поездок в Европу (в 1930, 1937, 1935 и 1938 гг.) для участия в международных конференциях и симпозиумах, посвященных проблемам почвы, растений и микробов. С 1931 по 1942 год он возглавлял отдел морской бактериологии в Институте океанографии в Вудс-Хоуле, где каждое лето проводил от одного до двух месяцев, консультировал ряд правительственных и промышленных научных организаций (Совет национальных исследований, Отдел научных исследований и разработок).

Возможно, так до конца жизни ученый и занимался бы исследованием почв, если бы к Ваксману не обратилась Американская национальная ассоциация по борьбе с туберкулезом. Просьбу не назовешь обычной: изучить процесс разрушения палочки Коха в почве.

М.И. Яновская рассказывает:

«Сначала Ваксман, который в жизни не имел дела ни с одним возбудителем болезни и не помышлял об открытии средства против туберкулеза, решил проверить, действительно ли туберкулезные бациллы погибают в земле? Первая же лабораторная проверка подтвердила – да, это безусловно так. Покрытые землей культуры коховских палочек очень скоро исчезли – рассосались, как будто их и не было в лаборатории. Земля уничтожила их. Но Ваксман отлично знал: не сама земля, а, должно быть, микробы, которые в ней находились. Вопрос – какие именно?

Десять тысяч разных микроорганизмов почвы исследовал Ваксман с сотрудниками в поисках того единственного, который находился в комке земли, покрывавшем туберкулезную культуру в первом опыте! Через год[12]12
  1940 год. – Прим. авт.


[Закрыть] они нашли в культуре лучистого грибка антибиотик, подходящий по всем свойствам, кроме одного: он был настолько ядовит, что о его применении в медицинской практике не могло быть и речи. Через два года они нашли другой антибиотик – этот не, был ядовит ни для организма животных, ни для бактерий туберкулеза. Потом они нашли неядовитое вещество, которое отлично расправлялось с бациллами Коха, выращенными в стеклянных чашках, но не причиняло никакого вреда бациллам, находящимся в организме подопытных животных. И вот – полный успех: антибиотик, нареченный при крещении «стрептомицином», убивал бациллы туберкулеза и в стеклянных чашках, и в организме животных. Его испытали на морских свинках, зараженных полновесной дозой туберкулеза, от которой ни одна свинка не могла бы выжить. Но подопытным свинкам дали стрептомицин – и ни одна из них даже не заболела.

Наконец-то нашли первое в истории медицины специфическое средство против туберкулеза!»

Впервые стрептомицин был успешно применен на человеке 12 мая 1945 года. Стрептомицин проявил активность против тех форм микробов, которые не боялись сульфаниламидных препаратов и даже пенициллина! В 1946 году была успешно завершена клиническая проверка нового лекарства – и началось десятилетие стрептомицина.

В 1952 году «за открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулеза» Ваксману была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. На церемонии было объявлено, что стрептомицин уже спас тысячи жизней. Ваксмана приветствовали как «одного из величайших благодетелей человечества».

Его исследовательская деятельность и разработки в области микробиологии удостоены множества других наград, медалей и премий. Таких как премия Карлсбергской лаборатории (Дания, 1948), медали Нью-джерсийского сельскохозяйственного общества (1948), премии Ласкера (Американская ассоциация здравоохранения, 1948), медали Э.Х Хансона (1948), медали Левенгука (Голландская Академия наук, 1950). В 1950 году Ваксман стал кавалером ордена Почетного легиона Франции.

В мае 1949 года попечители университета в Рутгерсе приняли решение создать Институт микробиологии и назначить Ваксмана первым его доктором. На строительство этого института ученый истратил значительную долю средств от авторских гонораров, полученных за разработку и создание стрептомицина, неомицина и других антибиотиков.

Умер Ваксман 16 августа 1973 года в Вудс-Хоуле (штат Массачусетс).

ВЕРНЕР ФОРСМАН
(1904—1979)

Немецкий врач Вернер Отто Теодор Форсман родился 29 августа 1904 года в Берлине, в семье адвоката Юлиуса Форсмана и Эмми (Гинденберг) Форсман. Начальное образование мальчик получил в местной Асканийской гимназии. Во время Первой мировой войны в 1916 году Вернер потерял отца, погибшего в Галицийском сражении.

В 1922 году Вернер поступил на медицинский факультет Берлинского университета. Денег не хватало, и Форсман вынужден был подрабатывать в банке. Несмотря на трудности, он успешно сдал предварительные медицинские экзамены. А через два года, в 1928 году, Вернер окончил интернатуру и сдал государственные экзамены.

В 1929 году Форсман успешно защитил диссертацию о влиянии лечебного питания на содержание сывороточного холестерина и количество эритроцитов в крови, и ему была присвоена медицинская степень Берлинского университета. В том же году молодой ученый поступил в Эберсвальдскую хирургическую клинику неподалеку от Берлина.

Форсман начал серию экспериментов для демонстрации анатомических и функциональных особенностей человеческого сердца при его заболеваниях с помощью катетеризации. В 1929 году, опробовав на трупах подобные опыты, ученый поставил себе цель доказать безопасность этого метода в клинической практике.

Рассказывает Г. Глязер:

«В основе его лежала поистине великая мысль – ввести через вену тонкую трубку, катетер, по направлению к сердцу, достичь правого предсердия, а затем и правого желудочка, чтобы извлечь из них кровь или произвести иные исследования в этих камерах сердца. Это была мысль, поистине более чем смелая, и осуществление ее стало доказательством мужества, которое можно сравнить с проявлением высшего героизма.

Понятно, что Форсман, поделившись замыслом с одним из своих друзей-врачей, встретил решительное сопротивление, так как при подобном эксперименте нельзя было предвидеть, как он окончится. Можно было себе представить, более того – надо было предположить, что сердце на прикосновение инородного тела и ощупывание внутренней стенки может ответить шоком и внезапно остановиться. Несмотря на это, Форсман настоял на своем. Он сделал себе небольшой надрез вены у локтевого сгиба, взял очень длинный катетер, изготовленный специально по заказу, и начал продвигать по направлению к сердцу, то есть по ходу тока крови в вене.

Но катетер не дошел до сердца, так как коллега, ассистировавший при опыте, не позволил Форсману довести его до конца. У врача возникли серьезные опасения, и он не хотел брать на себя часть вины в случае, если эксперимент окончится печально. Такая точка зрения была вполне оправданной, и если бы произошло несчастье, врача, конечно, обвинили бы в соучастии и привлекли к ответственности. Все же Форсману при первом опыте удалось ввести катетер на расстояние 35 сантиметров, хотя он и не достиг сердца.

Форсман, твердо уверенный в осуществимости своего замысла, не удовлетворился этим полууспехом и через неделю повторил эксперимент. На сей раз он не обращался к помощи коллеги, не желая, чтобы ему помешали, и хотел довести свой опыт до конца. Опыт прошел успешно. Катетер толщиной лишь в несколько миллиметров удалось ввести на расстояние в 65 сантиметров и тем самым достичь правой половины сердца. Форсман проводил свой опыт в рентгеновском кабинете и, включив рентгеновский аппарат, смог определить, куда дошел катетер. Впоследствии Форсман говорил, что при первом опыте, прерванном по настоянию коллеги, чувствовал себя вполне хорошо и при втором опыте у него также не было никаких неприятных ощущений. У него не было чувства, что он совершил нечто исключительное, хотя опыт все же был беспримерным. Но он говорил себе, что должен пренебречь опасностью и дерзать, чтобы тем самым значительно обогатить наши знания о сердце».

По завершении этой серии экспериментов Форсман опубликовал статью «Зондирование правых отделов сердца», в которой описал методику катетеризации и рассмотрел ее потенциальные возможности для изучения анатомических и функциональных особенностей сердечно-сосудистой системы в нормальных условиях и при ее заболеваниях. Пытаясь усовершенствовать свой метод, Форсман приступил к серии опытов с использованием лабораторных животных, но недостаток средств в клинике вынудил его прекратить эксперименты.

Ученый сообщил о результатах своих исследований на XXV конференции Германского хирургического общества в апреле 1931 года. Однако авторитеты немецкой медицины не приняли во внимание всю важность его экспериментов. Спустя год он был принят на службу к Ф. Зауербруху в берлинскую больницу для бедных. Вскоре, однако, когда одна из берлинских газет опубликовала сенсационное сообщение о его исследованиях в Эберсвальдской клинике, на Форсмана обрушился целый шквал критики со стороны коллег. Зауербрух дошел до того, что назвал его шарлатаном и уволил с работы. Форсман был настолько оскорблен случившимся, что решил прервать свои исследования.

Прервав исследования сердечно-сосудистой системы, Форсман в 1932 году начал специализироваться в области оперативной урологии под руководством К. Хойша в больнице Рудольфа Вирхофа.

Год спустя он женился на урологе Элсбел Энгел. Впоследствии у супругов родились шестеро детей. Позднее Форсман стал главой хирургической клиники городской больницы в Дрездене-Фридрихштадте и в берлинской больнице Роберта Коха, где он занимался хирургией и урологией вплоть до начала Второй мировой войны.

Тем временем американские исследователи А. Курнан и Д.В. Ричардс из колледжа врачей и хирургов Колумбийского университета узнали об экспериментах немецкого ученого. Приняв его идеи и развернув в тридцатые годы широкую исследовательскую программу, они в итоге добились тех целей, которые были первоначально поставлены Форсманом. В 1941 году Курнан произвел первую в США успешную катетеризацию сердца. В конце сороковых и начале пятидесятых годов разработанная Форсманом катетеризация сердца с его последующим рентгенологическим исследованием стали обычными диагностическими и исследовательскими приемами.

«Изобретенный Форсманом и разработанный американцами метод исследования сердца с помощью катетера очень скоро оказался полезным, – пишет Г. Глязер. – Прежде всего, таким образом смогли установить факты, до того неизвестные. Удалось извлечь из правой половины сердца некоторое количество венозной крови и исследовать ее, а также и вводить через катетер крохотный манометр и исследовать кровяное давление в самом сердце. Когда в то же время благодаря успехам медицины, новой техники наркоза, а позднее и изобретению аппарата для искусственного кровообращения появилась возможность оперировать на сердце, врачи смогли устранять врожденные пороки у синюшных детей и производить иные вмешательства, которые ранее даже не снились. Тогда лишь мы оценили по достоинству катетеризацию сердца.

Теперь появилась возможность, например, при оставшемся открытым отверстии в перегородке сердца, простым способом определять качество крови как в правой, так и в левой половинах сердца. Для этого достаточно сначала ввести катетер в правую половину сердца, извлечь немного крови и исследовать ее, затем тут же, через отверстие в перегородке, ввести катетер в левую половину сердца и извлечь небольшое количество крови также и оттуда. Тогда появилась возможность определить, в какой степени из-за дефекта в перегородке смешиваются венозная и артериальная кровь. На этом основании можно было определить, какова степень функциональных нарушений и насколько необходимо устранить у ребенка врожденный порок сердца, чтобы дать ему здоровое, работоспособное сердце и тем самым, несомненно, продлить жизнь. Вот в этом и был смысл и значение эксперимента Форсмана, без сомнения, принадлежащего к важнейшим опытам на себе, какие только известны в истории медицины».

Во время Второй мировой войны Форсман служил врачом в немецкой армии. Он оперировал раненых, дослужившись до майора медицинской службы. В начале 1945 года, когда стало очевидным скорое поражение Германии, Форсман сдался в плен американцам.

В конце войны врача освободили, и он какое-то время проработал на лесосеке в Шварцвальде, а затем вновь занялся вместе с женой хирургической практикой.

В 1950 году супруги перебрались в небольшой городок на Рейне Бад-Кройцнах. Позднее ученый назвал свою работу там «рабским трудом страхового врача». В 1954 году он опубликовал статью об истории развития метода катетеризации сердца, особо остановившись на болезнях легких.

В том же году ученого наградили медалью Лейбница Германской академии наук. Форсмана избрали членом Американского колледжа грудной медицины, Германского общества урологов и Германской ассоциации детского здравоохранения; он был также избран почетным членом Шведского общества кардиологов.

В 1956 году Форсман совместно с Курнаном и Ричардсом был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за открытия, связанные с катетеризацией сердца и изучением патологических изменений в системе кровообращения». В нобелевской лекции «Роль катетеризации сердца и ангиокардиографии в развитии современной медицины» Форсман коротко перечислил важнейшие достижения кардиологии со времен эпохи Возрождения. Он поднял также вопрос о потенциальной опасности катетеризации сердца и настаивал на том, чтобы ее применение было ограничено только теми пациентами, которым она необходима для установления диагноза.

В 1958 году ученого назначили заведующим хирургического отделения при Евангелической больнице в Дюссельдорфе. С 1962 года и до своей смерти Форсман оставался членом исполнительного комитета Германского хирургического общества. Он оставил хирургическую практику, уйдя в отставку в 1970 году.

Умер Форсман 1 июня 1979 года на курорте в Шварцвальде после перенесенного сердечного приступа.

ФРЕНСИС КРИК
(1916—2004)
ДЖЕЙМС УОТСОН
(1928)

Френсис Харри Комптон Крик родился 8 июня 1916 года в Нортхемптоне. Он был старшим из двух сыновей Харри Комптона Крика, зажиточного обувного фабриканта, и Анны Элизабет (Вилкинс) Крик. В детстве он посещал среднюю классическую школу. Во время экономического кризиса, наступившего после Первой мировой войны, коммерческие дела семьи пришли в упадок, и родители Френсиса переехали в Лондон. Будучи студентом школы Милл-Хилл, Крик проявил большой интерес к физике, химии и математике.

В 1934 году он поступил в Университетский колледж в Лондоне для изучения физики и окончил его через три года, получив звание бакалавра естественных наук. Завершая образование в Университетском колледже, молодой ученый изучал вязкость воды при высоких температурах, но эта работа была прервана в 1939 году разразившейся Второй мировой войной.

В 1940 году Крик женился на Рут Дорин Додд, и у них родился сын. Они развелись в 1947 году, и через два года Крик женился на Одиль Спид. От второго брака у него было две дочери.

В военные годы Крик занимался созданием мин в научно-исследовательской лаборатории Военно-морского министерства Великобритании. В течение двух лет после окончания войны он продолжал работать в этом министерстве и именно тогда прочитал известную книгу Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь? Физические аспекты живой клетки», вышедшую в свет в 1944 году. В книге Шрёдингер задается вопросом: «Как можно пространственно-временные события, происходящие в живом организме, объяснить с позиции физики и химии?»

Идеи, изложенные в книге, настолько повлияли на Крика, что он переключился на биологию. При поддержке А.В. Уилла Крик получил стипендию Совета по медицинским исследованиям и в 1947 году начал работать в Стрэнджвейской лаборатории в Кембридже. Здесь он изучал биологию, органическую химию и методы рентгеновской дифракции, используемые для определения пространственной структуры молекул. Его познания в биологии значительно расширились после перехода в 1949 году в Кавендишскую лабораторию в Кембридже – в один из мировых центров молекулярной биологии.

Под руководством М. Перуца Крик исследовал молекулярную структуру белков, в связи с чем у него возник интерес к генетическому коду последовательности аминокислот в белковых молекулах.

Около 20 важнейших аминокислот служат мономерными звеньями, из которых построены все белки. Изучая вопрос, определенный им как «граница между живым и неживым», Крик пытался найти химическую основу генетики, которая, как он предполагал, могла быть заложена в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК).

В 1951 году двадцатитрехлетний американский биолог Джеймс Уотсон пригласил Крика на работу в Кавендишскую лабораторию.

Джеймс Дьюи Уотсон родился 6 апреля 1928 года в Чикаго (штат Иллинойс). Он был единственным ребенком в семье бизнесмена Джеймса Д. Уотсона и Джин (Митчелл) Уотсон. В родном городе мальчик получил начальное и среднее образование. Вскоре стало очевидно, что Джеймс необыкновенно одаренный ребенок, и его пригласили на радио для участия в программе «Викторины для детей». Лишь два года проучившись в средней школе, Уотсон получил в 1943 году стипендию для обучения в экспериментальном четырехгодичном колледже при Чикагском университете, где проявил интерес к изучению орнитологии. Окончив в 1947 году университет со степенью бакалавра естественных наук, он продолжил затем образование в Индианском университете Блумингтона.

К этому времени Уотсон заинтересовался генетикой и начал обучение в Индиане под руководством специалиста в этой области Г.Д. Меллера и бактериолога С. Лурия. В 1950 году молодой ученый получил степень доктора философии за диссертацию о влиянии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов (вирусов, инфицирующих бактерии). Субсидия Национального исследовательского общества позволила ему продолжить исследования бактериофагов в Копенгагенском университете в Дании. Там он проводил изучение биохимических свойств ДНК бактериофага. Однако, как он позднее вспоминал, эксперименты с бактериофагом стали его тяготить, ему хотелось узнать больше об истинной структуре молекул ДНК, о которых так увлеченно говорили генетики.

В 1944 году Эйвери, Мак-Леод, Мак-Карти установили важнейший факт, что наследуемая передача признаков у бактерий осуществляется ДНК. Тогда же американский биолог О. Эйвери представил доказательства, что гены состоят из ДНК. Эту гипотезу подтвердили в 1952 году А. Херши и М. Чейз. Вместе с тем было ясно, что ДНК контролирует основные биохимические процессы, происходящие в клетке, но ни структура, ни функция молекулы не были известны.

Весной 1951 года, во время пребывания на симпозиуме в Неаполе, Уотсон встретил Мориса Уилкинса, английского исследователя. Уилкинс и Розалин Франклин, его коллега по Королевскому колледжу Кембриджского университета, провели рентгеноструктурный анализ молекул ДНК. В результате они доказали, что молекулы представляют собой двойную спираль, напоминающую винтовую лестницу. Полученные ими данные привели Уотсон к мысли исследовать химическую структуру нуклеиновых кислот. Национальное общество по изучению детского паралича выделило субсидию.

В октябре 1951 года ученый отправился в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета для исследования пространственной структуры белков совместно с Д.К. Кендрю. Там он и познакомился с Криком, физиком, интересовавшимся биологией и писавшим в то время докторскую диссертацию.

«Это была интеллектуальная любовь с первого взгляда, – утверждает один историк науки. – Их научные воззрения и интересы – самая важная проблема, которую надо решать, если вы биолог». Несмотря на общность интересов, взглядов на жизнь и стиль мышления, Уотсон и Крик беспощадно, хотя и вежливо, критиковали друг друга. Их роли в этом интеллектуальном дуэте были разными. «Френсис был мозгом, а я – чувством», – говорит Уотсон.

Начиная с 1952 года, основываясь на ранних исследованиях Чаргаффа, Уилкинса и Франклин, Крик и Уотсон решили попытаться определить химическую структуру ДНК.

Вспоминая об отношении к ДНК подавляющего большинства биологов тех дней, Уотсон писал: «После опытов Эйвери было похоже, что именно ДНК основной генетический материал. Таким образом, выяснение химического строения ДНК могло оказаться важным шагом к пониманию того, как воспроизводятся гены. Но в отличие от белков, относительно ДНК имелось очень мало точно установленных химических сведений. Ею занимались считанные химики, и за исключением того факта, что нуклеиновые кислоты представляют собой очень большие молекулы, построенные из меньших строительных блоков – нуклеотидов, об их химии не было известно ничего такого, за что мог бы ухватиться генетик. Более того, химики-органики, работавшие с ДНК, почти никогда не интересовались генетикой».

Американские ученые постарались свести воедино все имевшиеся до сих пор сведения о ДНК, как физико-химические, так и биологические. Как пишет В.Н. Сойфер: «Уотсон и Крик подвергли анализу данные рентгеноструктурного анализа ДНК, сопоставили их с результатами химических исследований соотношения нуклеотидов в ДНК (правила Чаргаффа) и применили к ДНК идею Л. Полинга о возможности существования спиральных полимеров, высказанную им в отношении белков. В результате они смогли предложить гипотезу о структуре ДНК, согласно которой ДНК представлялась составленной из двух полинуклеотидных нитей, соединенных водородными связями и взаимно закрученных друг относительно друга. Гипотеза Уотсона и Крика так просто объясняла большинство загадок о функционировании ДНК как генетической матрицы, что она буквально сразу была принята генетиками и в короткий срок экспериментально доказана».

Исходя из этого, Уотсон и Крик предложили следующую модель ДНК:

1. Две цепочки в структуре ДНК обвиты одна вокруг другой и образуют правозакрученную спираль.

2. Каждая цепь составлена регулярно повторяющимися остатками фосфорной кислоты и сахара дезоксирибозы. К остаткам сахара присоединены азотистые основания (по одному на каждый сахарный остаток).

3. Цепочки фиксированы друг относительно друга водородными связями, соединяющими попарно азотистые основания. В результате оказывается, что фосфорные и углеводные остатки расположены на наружной стороне спирали, а основания заключены внутри ее. Основания перпендикулярны к оси цепочек.

4. Имеется правило отбора для соединения оснований в пары. Пуриновое основание может сочетаться с пиримидиновым, и, более того, тимин может соединяться только с аденином, а гуанин – с цитозином…

5. Можно поменять местами: а) участников данной пары; б) любую пару на другую пару, и это не приведет к нарушению структуры, хотя решающим образом скажется на ее биологической активности.

«Наша структура, – писали Уотсон и Крик, – состоит, таким образом, из двух цепочек, каждая из которых является комплементарной по отношению к другой».

В феврале 1953 года Крик и Уотсон сделали сообщение о структуре ДНК. Месяцем позже они создали трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.

Уотсон написал об открытии своему шефу Дельбрюку, а тот – Нильсу Бору: «Потрясающие вещи происходят в биологии. Мне кажется, Джим Уотсон сделал открытие, сравнимое с тем, что сделал Резерфорд в 1911 году». Стоит напомнить, что в 1911 году Резерфорд открыл атомное ядро.

Модель позволила другим исследователям отчетливо представить репликацию ДНК. Две цепи молекулы разделяются в местах водородных связей наподобие открытия застежки-молнии, после чего на каждой половине прежней молекулы ДНК происходит синтез новой. Последовательность оснований действует как матрица, или образец, для новой молекулы.

Структура ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, отлично удовлетворяла главному критерию, выполнение которого было необходимо для молекулы, претендующей на роль хранилища наследственной информации. «Остов нашей модели в высокой степени упорядочен, и последовательность пар оснований является единственным свойством, которое может обеспечить передачу генетической информации», – писали они.

Крик и Уотсон завершили создание модели ДНК в 1953 году, а через девять лет совместно с Уилкинсом они получили Нобелевскую премию 1962 года по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах».

А.В. Энгстрем из Каролинского института сказал на церемонии вручения премии: «Открытие пространственной молекулярной структуры… ДНК является крайне важным, т к. намечает возможности для понимания в мельчайших деталях общих и индивидуальных особенностей всего живого». Энгстрем отметил, что «расшифровка двойной спиральной структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты со специфическим парным соединением азотистых оснований открывает фантастические возможности для разгадывания деталей контроля и передачи генетической информации».

После опубликования описания модели в английском журнале «Нейче» в апреле 1953 года тандем Крика и Уотсона распался.

Через год с небольшим Уотсон был назначен старшим научным сотрудником кафедры биологии Калифорнийского технологического института в Пасадене (штат Калифорния). В 1955 году, когда он работал ассистентом профессора биологии в Гарвардском университете Кембриджа (штат Массачусетс), судьба вновь свела его с Криком, с которым он проводил совместные исследования до 1956 года. В 1958 году Уотсон был назначен адъюнкт-профессором, а в 1961 году – полным профессором.

В 1965 году Уотсон написал книгу «Молекулярная биология гена», ставшую одним из наиболее известных и популярных учебников по молекулярной биологии.

С 1968 года Уотсон – директор лаборатории молекулярной биологии в Колд-Спринг-Харборе (Лонг-Айленд). Отказавшись от должности в Гарварде в 1976 году, он посвятил себя руководству исследованиями в лаборатории Колд-Спринг-Харбор. Значительное место в его работе заняли нейробиология и изучение роли вирусов и ДНК в развитии рака.