Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Работа по биологии

Романовой Анастасии

Френсис Крик

Джеймс Уотсон

«Открытие вторичной структуры ДНК»

Начало этой истории можно принять за шутку. "А мы только что открыли секрет жизни!" – сказал один из двоих мужчин, вошедших в кембриджский Игл паб ровно 57 лет назад – 28 февраля 1953 года. И эти люди, работавшие в лаборатории неподалеку, нисколько не преувеличивали. Одного из них звали Френсис Крик, а другого – Джеймс Уотсон.

Биография:

Фрэнсис Крик

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, намереваясь заняться физикой частиц, переключился на биологию. При поддержке Арчибалда 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.

Джеймс Девей Уотсон

Родился 6 апреля 1928 года в Чикаго (штат Иллинойс) в семье Джеймса Д. Уотсона, бизнесмена, и Джин (Митчелл) Уотсон и был их единственным ребенком.

В Чикаго он 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. Став бакалавром естественных наук в университете Чикаго в 1947 году, он продолжил образование в Индианском университете Блумингтона.
К этому времени Уотсон заинтересовался генетикой и начал обучение в Индиане под руководством специалиста в этой области Германа Дж Меллера и бактериолога Сальвадора Лурия. Уотсон написал диссертацию о влиянии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов (вирусов , инфицирующих бактерии) и получил в 1950 году степень доктора философии. 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 фагом стали его тяготить, ему хотелось узнать больше об истинной структуре молекул ДНК, о которых так увлеченно говорили генетики.

В октябре 1951 года ученый отправился в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета для исследования пространственной структуры белков совместно с Джоном К. Кендрю. Там он познакомился с Фрэнсисом Криком, (физиком, интересовавшимся биологией), писавшим в то время докторскую диссертацию.
Впоследствии у них установились тесные творческие контакты. «Это была интеллектуальная любовь с первого взгляда, – утверждает один историк науки. 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.

К пятидесятым годам было известно, что ДНК – большая молекула, состоящая из соединенных между собой в линию нуклеотидов. Также ученые знали, что именно ДНК отвечает за хранение и передачу по наследству генетической информации. Неизвестными оставались пространственная структура этой молекулы и механизмы, по которым ДНК передается по наследству от клетки к клетке и от организма к организму.

В 1948 году Лайнус Полинг открыл пространственную структуру других макромолекул – белков. Прикованный нефритом к постели Полинг несколько часов складывал бумагу, которой он пытался смоделировать конфигурацию белковой молекулы, и создал модель структуры, названной "альфа-спиралью".

По словам Уотсона, после этого открытия в их лаборатории была популярна гипотеза о спиральном строении ДНК. Уотсон и Крик сотрудничали с ведущими специалистами по рентгеноструктурному анализу, а Крик умел практически безошибочно обнаруживать признаки спирали на снимках, полученных таким способом.

Полинг тоже считал, что ДНК – спираль, причем, состоящая из трех нитей. Однако, он не мог объяснить ни природы такой структуры, ни механизмы самоудвоения ДНК для передачи дочерним клеткам.

Открытие двуспиральной структуры произошло после того, как Морис Уилкинс тайно показал Уотсону и Крику рентгеновский снимок молекулы ДНК, сделанный его сотрудницей Розалиндой Франклин. На этом снимке они четко узнали признаки спирали и направились в лабораторию, чтобы проверить все на объемной модели.

В лаборатории выяснилось, что мастерская не поставила необходимые для стереомодели металлические пластины, и Уотсон вырезал из картона четыре вида макетов нуклеотидов – гуанина (G), цитозина (C), тимина (T) и аденина (A) – и стал раскладывать их на столе. И тут он обнаружил, что аденин соединяется с тимином, а гуанин – с цитозином по принципу "ключ-замок". Именно таким образом соединяются между собой две нити спирали ДНК, то есть напротив тимина из одной нити всегда будет находиться аденин из другой, и ничто иное.

В течение последующих восьми месяцев Уотсон и Крик обобщили полученные результаты с уже имевшимися, сделав сообщение о структуре ДНК в феврале 1953 года.

Месяцем позже они создали трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.
Согласно модели Крика-Уотсона ДНК представляет двойную спираль, состоящую из двух цепей дезоксирибозофосфата, соединенных парами оснований аналогично ступенькам лестницы. Посредством водородных связей аденин соединяется с тимином, а гуанин - с цитозином.

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.

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

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.

Такое расположение позволило объяснить механизмы копирования ДНК: две нити спирали расходятся, и к каждой из них достраивается из нуклеотидов точная копия ее бывшей "партнерши" по спирали. По такому же принципу, как с негатива в фотографии печатают позитив.

Хоть Розалинда Франклин и не поддерживала гипотезу о спиральном строении ДНК, именно ее снимки сыграли решающую роль в открытии Уотсона и Крика.

Позже предложенная Уотсоном и Криком модель строения ДНК была доказана. А в 1962 г. их работа была отмечена Нобелевской премией по физиологии и медицине «за открытия в области молекулярной структуры нуклеиновых кислот и за определение их роли для передачи информации в живой материи». Среди лауреатов не было скончавшейся к тому времени (от рака в 1958 году) Розалинды Франклин, так как премия не присуждается посмертно.

ём 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». Энгстрём 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».

https://pandia.ru/text/78/209/images/image004_142.jpg" width="624" height="631 src=">

Открытие двойной спирали ДНК стало одним из ключевых вех в истории мировой биологии; обязаны этим открытием мы дуэту Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика. Несмотря на то, что Уотсон снискал себе дурную славу определенными высказываниями, переоценить важность его открытия попросту невозможно.

Джеймс Дьюи Уотсон – американский специалист по молекулярной биологии, генетик и зоолог; более всего известен участием в открытии структуры ДНК в 1953-м. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине.

После успешного окончания Университета Чикаго и Университета Индианы Уотсон некоторое время вел исследования по химии вместе с биохимиком Германом Калькаром (Herman Kalckar) в Копенгагене (Copenhagen). Позже он перебрался в лабораторию Кэвендиша при Университете Кембриджа, где ему впервые довелось встретить его будущего коллегу и товарища Фрэнсиса Крика (Francis Crick).

До идеи двойной спирали ДНК Уотсон и Крик додумались в середине марта 1953-го, изучая собранные Розалинд Франклин (Rosalind Franklin) и Морисом Уилкинсом (Maurice Wilkins) экспериментальные данные. Объявил об открытии сэр Лоуренс Брэгг (Lawrence Bragg), директор лаборатории Кэвендиша; случилось этот на бельгийской научной конференции 8 апреля 1953-го. Важное заявление, впрочем, пресса фактически и не заметила. 25 апреля 1953-го статья об открытии была опубликована в научном журнале "Nature". Другие ученые-биологи и целый ряд нобелевских лауреатов быстро оценили всю монументальность открытия; некоторые даже называли это величайшим научным открытием 20-го века.

В 1962-м Уотсон, Крик и Уилкинс получили за свое открытие Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Четвертая участница проекта, Розалинд Франклин , скончалась в 1958-м и, как следствие, претендовать на премию уже не могла. Уотсон за свое открытие также удостоился монумента в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке; поскольку монументы такие ставятся лишь в честь американских ученых, Крик и Уилкинс остались без памятников.

Уотсона по сей день считают одним из величайших ученых в истории; впрочем, как человека его многие откровенно недолюбливали. Джеймс Уотсон несколько раз становился фигурантом довольно громких скандалов; один из них имел прямое отношение к его работе – дело в том, что в ходе работы над моделью ДНК Уотсон и Крик использовали данные, полученные Розалинд Франклин , без её на то разрешения. С напарником Франклин, Уилкинсом, ученые работали довольно активно; сама же Розалинд, вполне возможно, так до конца жизни и могла и не узнать, насколько важную роль её эксперименты сыграли в понимании структуры ДНК.

С 1956-го по 1976-й Уотсон работал на факультете биологии Гарварда; интересовала его в этот период преимущественно биология молекулярная.

В 1968-м Уотсон получил место директора в лаборатории "Cold Spring Harbor" в Лонг-Айленде, Нью-Йорк (Long Island, New York); стараниями его в лаборатории изрядно поднялся уровень качества исследовательской работы, да и финансирование заметно улучшилось. Сам Уотсон в этот период занимался преимущественно исследованиями рака; попутно он сделал подвластную ему лабораторию одним из лучших в мире центров молекулярной биологии.

В 1994-м Уотсон стал президентом исследовательского центра, в 2004-м – ректором; в 2007-м он оставил занимаемую должность после довольно непопулярных высказываний о существовании связи между уровнем интеллекта и происхождением.

В период с 1988-го по 1992-й Уотсон активно сотрудничал с Национальными институтами здоровья, помогая развивать проект по исследованию генома человека.

Уотсон также был печально известен откровенно провокационными и, зачастую, оскорбительными комментариями о своих коллегах; помимо прочих, проходился он в своих речах и по Франклин (уже после её смерти). Ряд его высказываний можно было воспринять как выпады в сторону гомосексуалов и толстяков.

Джеймс Уотсон - пионер молекулярной биологии, который, наряду с Фрэнсисом Криком и Морисом Уилкинсом, считается первооткрывателем двойной спирали ДНК. В 1962 году за свою работу они стали лауреатами Нобелевской премии по медицине.

Джеймс Уотсон: биография

Родился в Чикаго, США, 6 апреля 1928 года. Учился в школе имени Хораса Манна, а затем в средней школе Саут-Шора. В возрасте 15 лет поступил в университет Чикаго по экспериментальной программе стипендий для одаренных детей. Интерес к жизни птиц привел Джеймса Уотсона к изучению биологии, и в 1947 году ему была присвоена степень бакалавра наук в области зоологии. После прочтения эпохальной книги Эрвина Шредингера «Что такое жизнь?» он переключился на генетику.

Получив отказ в Калифорнийском технологическом институте и Гарварде, Джеймс Уотсон выиграл стипендию для поступления в аспирантуру в университете Индианы. В 1950 году за работу о воздействии рентгеновского излучения на размножение вирусов-бактериофагов ему была присвоена докторская степень по зоологии. Из Индианы Уотсон переехал в Копенгаген и продолжил изучение вирусов в качестве сотрудника Национального исследовательского совета.

Разгадать ДНК!

После посещения нью-йоркской лаборатории в Колд-Спринг-Харборе, где он ознакомился с результатами исследований Херши и Чейза, Уотсон пришел к убеждению, что ДНК является молекулой, которая отвечает за передачу генетической информации. Он увлекся мыслью о том, что если понять ее структуру, то можно установить, как данные передаются между клетками. Исследования вирусов уже не интересовали его так сильно, как это новое направление.

Весной 1951 года на конференции в Неаполе он познакомился с Морисом Уилкинсом. Последний демонстрировал результаты первых попыток применения рентгеновской дифракции для съемки молекулы ДНК. Уотсон, взволнованный данными Уилкинса, осенью прибыл в Великобританию. Он устроился в Кавендишскую лабораторию, где начал сотрудничать с Фрэнсисом Криком.

Первые попытки

В попытке разгадать молекулярную структуру ДНК Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик решили использовать подход, базировавшийся на построении моделей. Оба были убеждены, что разгадка ее строения будет играть ключевую роль в понимании передачи генетической информации от родительских к дочерним клеткам. Биологи осознавали, что открытие структуры ДНК будет крупнейшим научным прорывом. В то же время они были осведомлены о существовании конкурентов среди других ученых, таких как Лайнус Полинг.

Крик и Джеймс Уотсон ДНК моделировали с большим трудом. Никто из них не имел химического образования, поэтому они использовали стандартные учебники по химии, чтобы вырезать картонные конфигурации химических связей. Приглашенный аспирант отметил, что, согласно новым данным, отсутствующим в книгах, одни из его картонных химических связей использовались в обратном направлении. Примерно в то же время Уотсон посетил лекцию Розалинд Франклин в соседнем Королевском колледже. Видимо, он не очень внимательно слушал.

Непростительная ошибка

В результате ошибки первая попытка ученых построить модель ДНК потерпела провал. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик построили тройную спираль с основаниями азота на внешней стороне структуры. Когда они представили модель коллегам, Розалинд Франклин подвергла ее жесткой критике. Результаты ее исследований ясно доказывали существование двух форм ДНК. Более влажная из них соответствовала той, которую пытались построить Уотсон и Крик, но они создали модель ДНК без присутствовавшей в ней воды. Франклин отметила, что если бы ее работы были правильно истолкованы, то основания азота располагались бы внутри молекулы. Чувствуя неловкость от такого публичного провала, директор Кавендишской лаборатории рекомендовал исследователям отказаться от их подхода. Ученые официально занялись другими направлениями, но в частном порядке продолжали думать о проблеме ДНК.

Подсмотренное открытие

Уилкинс, работавший в Королевском колледже с Франклин, находился с ней в личном конфликте. Розалинд была так несчастлива, что приняла решение перенести свои исследования в другое место. Непонятно как, но Уилкинс получил в свое распоряжение один из ее лучших рентгеновских снимков молекулы ДНК. Возможно, она даже сама дала ему его, когда проводила чистку своего офиса. Но определенно, что он вынес изображение из лаборатории без разрешения Франклин и показал его своему приятелю Уотсону в Кавендише. Впоследствии в своей книге «Двойная спираль» тот писал, что в миг, когда он увидел снимок, у него отвисла челюсть и участился пульс. Все было невероятно проще, чем полученная ранее А-форма. Кроме того, черный крест отражений, которые доминировали на фото, мог возникнуть только из спиральной структуры.

Лауреат Нобелевской премии

Биологи использовали новые данные для создания двухцепочечной модели спирали с азотистыми основаниями в парах А-Т и C-G в центре. Такое спаривание сразу же подсказало Крику, что одна сторона молекулы может служить шаблоном для точного повторения последовательностей ДНК для передачи генетической информации во время деления клетки. Эта вторая, удачная модель была представлена в феврале 1951 г. В апреле 1953 года они опубликовали свои выводы в журнале Nature. Статья вызвала сенсацию. Уотсон и Крик установили, что ДНК имеет форму двойной спирали, или «винтовой лестницы». Две цепочки в ней отсоединялись, подобно «молнии», и воспроизводили недостающие части. Таким образом каждая молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты способна создать две идентичные копии.

Аббревиатура ДНК и элегантная модель двойной спирали стали известны всему миру. Уотсон и Крик также прославились. Их открытие произвело революцию в изучении биологии и генетики, которая сделала возможными методы генной инженерии, используемые в современной биотехнологии.

Статья в Nature привела к присуждению им и Уилкинсу Нобелевской премии в 1962 г. Правила Шведской академии позволяют награждение не более трех ученых. Розалинд Франклин умерла от рака яичников в 1958 году. Уилкинс упомянул ее мимоходом.

В год получения Нобелевской премии Уотсон женился на Элизабет Льюис. У них родилось двое сыновей: Руфус и Дункан.

Продолжение работы

Джеймс Уотсон продолжал работать со многими другими учеными на протяжении 1950-х годов. Его гений состоял в умении координировать работу разных людей и объединять их результаты для новых выводов. В 1952 году он использовал вращающийся рентгеновский анод, чтобы продемонстрировать спиральное строение вируса табачной мозаики. С 1953 по 1955 гг. Уотсон сотрудничал с учеными из Калифорнийского технологического института для моделирования структуры РНК. С 1955 по 1956 гг. он вновь работал с Криком над раскрытием принципов строения вирусов. В 1956 году переехал в Гарвард, где исследовал РНК и синтез белка.

Скандальная хроника

В 1968 году увидела свет скандальная книга о ДНК, автором которой был Джеймс Уотсон. «Двойная спираль» была полна уничижительных комментариев и злопамятных описаний многих людей, участвовавших в открытии, особенно Розалинд Франклин. Из-за этого издание Harvard Press отказалось печатать книгу. Тем не менее произведение было опубликовано и имело большой успех. В более поздней редакции Уотсон извинился за свою трактовку Франклин, заявив, что он не знал о том давлении, с которым она столкнулась в 1950 годах как женщина-исследователь. Наибольшую прибыль он получил от издания двух учебников - «Молекулярная биология гена» (1965) и «Молекулярная биология клетки и рекомбинантных ДНК» (обновленное издание 2002 года), которые до сих пор выходят из печати. В 2007 г. он опубликовал автобиографию «Избегайте скучных людей. Уроки жизни в науке».

Джеймс Уотсон: вклад в науку

В 1968 году он стал директором лаборатории в Колд-Спринг-Харборе. В то время институт испытывал финансовые трудности, но Уотсон оказался очень успешным в поиске доноров. Возглавляемое им учреждение вышло в мировые лидеры по уровню работ в области молекулярной биологии. Ее сотрудники раскрыли природу рака и впервые обнаружили его гены. Каждый год в Колд-Спринг-Харбор приезжают более 4000 ученых со всего мира - так глубоко влияние Института международных генетических исследований.

В 1990 году Уотсон был назначен руководителем проекта «Геном человека» Национального института здоровья. Он использовал свои способности сбирать средства, чтобы вести данный проект до 1992 года. Он ушел из-за конфликта по поводу патентования генетической информации. Джеймс Уотсон считал, что это только помешает исследованиям ученых, работающих над проектом.

Спорные высказывания

Его пребывание в Колд-Харборе закончилось внезапно. 14 октября 2007 года по дороге на конференцию в Лондон его спросили о событиях в мире. Джеймс Уотсон, ученый с мировым именем, ответил, что омрачен перспективами Африки. По его словам, вся современная социальная политика основана на том, что интеллект ее жителей такой же, как у остальных, но результаты тестов говорят о том, что это не так. Он продолжил свою мысль идеей, что прогресс в Африке затрудняется плохим генетическим материалом. Публичный протест против этого высказывания вынудил Колд-Спринг-Харбор просить о его отставке. Ученый позже извинился и отказался от своих высказываний, заявив, что «научных оснований для этого нет». В своей прощальной речи он высказал свое видение, что «окончательная победа (над раком и психическими заболеваниями) находится в пределах нашей досягаемости».

Несмотря на эти неудачи, генетик Джеймс Уотсон продолжает делать спорные заявления и сегодня. В сентябре 2013 года в институте Аллена в Сиэтле на встрече, посвященной изучению мозга, он снова сделал противоречивое заявление о своем убеждении в том, что увеличение диагностируемых наследственных заболеваний может быть связано с более поздним рождением детей. «Чем старше вы становитесь, тем у вас больше шансов, что у вас будут дефектные гены», - сказал Уотсон, также высказав мысль о том, что генетический материал должен собираться у людей не старше 15 лет для дальнейшего зачатия через экстракорпоральное оплодотворение. По его мнению, это бы снизило шансы на то, что жизнь родителей будет испорчена рождением ребенка с физическими или психическими расстройствами.

В конце июня - начале июля по приглашению Российской академии наук и при поддержке фонда «Династия» Москву посетил выдающийся биолог, нобелевский лауреат Джеймс Уотсон, один из первооткрывателей структуры ДНК . Его визит был посвящен 55-летию этого открытия и 80-летию самого ученого.

За несколько дней своего пребывания в Москве Джеймс Уотсон прочитал две лекции - лекцию для ученых и студентов «Саn DNA show us how to cure cancer in our lifetime?» в Институте молекулярной биологии РАН и публичную лекцию «ДНК и мозг. В поисках генов психических заболеваний» в Доме ученых, посетил Звенигородскую биологическую станцию МГУ, а затем и сам Московский университет, где ему вручили памятную медаль и диплом почетного профессора МГУ, и, конечно же, дал бесчисленное количество интервью. От имени «Элементов» вопросы легендарному ученому задавали Елена Наймарк и Александр Марков .

- В прошлом году вы опубликовали автобиографическую книгу «Avoid boring people» («Избегайте занудства»). В ней описана история вашей жизни от самого детства. На что бы вы хотели обратить внимание русских читателей, ведь мы надеемся, что книга будет переведена на русский язык.

Я действительно начал описание своей жизни с самых ранних лет и дальше повел его до своих сорока восьми лет, когда я оставил преподавание в Гарвардском университете и стал директором института в Колд-Спринг-Харбор, и дальше через годы директорства. Мое детство прошло в Чикаго, среди книг, очень уважаемых в моей семье. Родители старательно поощряли мою любовь к чтению, рано отдали меня в университет. В Чикагском университете преподавали эволюцию, так что я очень рано получил настоящее образование и попал в науку, мне было тогда всего 20 лет. А в 24 года я уже закончил университет.

Так для меня удачно сложилось, что структура ДНК была открыта в 1953 году, хотя вполне могла быть открыта в 1952-м, открытие меня немножко подождало. Но если бы я поступал в университет в положенном возрасте, то открытие досталось бы кому-то другому. Так что мой совет - получать образование как можно раньше, в 20 лет мы уже готовы к самостоятельным решениям. Вообще, те советы, которые я написал в своей книге, опробованы лично мной, и я не знаю, насколько они годятся для других людей. Но похоже, что эти советы не на сто процентов соответствуют представлению людей о том, как полагается себя вести. Правда, если бы я вел себя всегда в соответствии с этими представлениями, боюсь, я бы не достиг такого успеха.

- Ваше образование в Чикагском университете основывалось на эволюционном учении. Иногда высказывается мнение, что эволюция человека остановилась, и естественный отбор больше не властен над нашим телом и разумом.

Думаю, это не совсем так. По ходу дела всё время возникают новые генетические вариации. Но реально это можно заметить, только если прочитать генетические последовательности родителей и их детей. Тогда становится видно, какие появились изменения. Но таких исследований пока нет. Мои приятели из Хьюстона в Техасе, которые работали с моей персональной генетической последовательностью, предложили исследовать генетические последовательности моих двух сыновей и жены. Но стоимость проекта слишком высока - это основная причина, почему мы этого не делаем. Хотя стоимость прочтения генетической последовательности сейчас стремительно снижается.

- Но ваш-то геном они уже расшифровали?

Расшифровали. Но мы не знаем, есть ли там изменения, и какие это изменения, сравнивать-то не с чем. У каждого новорожденного, по-видимому, имеется 200–500 новообразований в генах, которые отсутствуют у родителей. Большинство из них находятся в тех областях генома, которые не имеют большого значения. Только 5% генома отвечает за что-то важное. Так что у ребенка имеется примерно 25 изменений, которые как-то повлияют на его жизнь. Некоторые изменения влияют слабо, некоторые сильно. Это новая область исследований - понять, как появляются новые генетические вариации.

Есть несложный метод, который был разработан в том числе и сотрудниками Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, который позволяет определять число копий различных участков генома. То есть вся последовательность ДНК не рассматривается, а только подсчитывается количество копий одного конкретного фрагмента ДНК, и это число сравнивается с библиотечным эталоном. Иногда обнаруживается три копии вместо двух, или пять вместо двух, или обнаруживается одна вместо двух, а иногда вообще нет ни одной копии. В этом последнем случае можно предполагать, что данный фрагмент ДНК вообще не нужен. Если копий много, то, возможно, мы имеем дело с важным участком ДНК.

Эта работа продолжается уже 4 года, и прогресс очевиден. Раньше ученые-цитологи работали с хромосомами и, фиксируя крупные изменения - дупликацию или потерю кусочка хромосомы - связывали их в основном с болезнями. Например, известно изменение 22-й хромосомы, которое затрагивает участок сразу из 15 генов. Теперь же мы можем перейти к регистрации более мелких изменений, исчезновению или появлению одного гена. Понятно, что именно эти мелкие изменения могут повлечь важные события в организме.

Мы можем оценить не только качество, но и количество изменений. Примерно половина мутаций в организме приходится на увеличение или уменьшение числа копий фрагментов ДНК, а половина - на точечную смену оснований в нуклеотидной последовательности. Оценки пришли из анализа бактериальных последовательностей. Изменение числа копий генов мы пытаемся связать с различными болезнями.

- Какие еще есть методы для изучения хода эволюции человека?

Еще можно анализировать генетические изменения в разных частях планеты, у разных народов. Некоторые вариации мы фиксируем повсюду одинаково часто, а другие в том или ином месте имеют повышенную частоту или не встречаются вовсе. Подобные исследования объединены большим международным проектом HapMap и связаны с анализом так называемых SNP-маркеров (single nucleotide polymorphism, замена одного нуклеотида на другой в нуклеотидной последовательности). У китайцев и японцев, например, может быть одна частота встречаемости той или иной нуклеотидной замены, то есть снип-маркера, а у африканцев - другая.

Гипотетически, подобное различие свидетельствует об эволюции, происходящей с момента географического отделения одной части популяции от другой. Приспособленность к тем или иным условиям у жителей в разных частях планеты сильно различается. Может, у жителей севера есть какие-то генетические модификации, позволяющие выживать в холодном климате? Мы не знаем. Вот я, например, попав в тропики, не могу нормально функционировать, а местные жители вполне справляются. Почему так? Может, дело тут в генетике, а может, в культурных традициях.

Думается, американскими учеными левого крыла было сделано немало ошибочных утверждений, что, мол, эволюция человека остановилась. Теперь мнение по этому вопросу изменилось. Я вот могу отличить по лицу ирландскую девушку от шотландской. А ведь эти популяции разделились не более 500 лет назад. Не это ли свидетельство продолжающейся эволюции? Возможно, что отбор действует не только на морфологию, но и на свойства характера. При коммунизме будут выживать более спокойные личности. Я полагаю, человеческая природа во многом определяется генами.

- А есть ли генетический компонент в мышлении, поведении и эмоциях?

Некоторый ответ на этот вопрос дает исследование однояйцовых близнецов. Мы знаем по опыту, что родители иногда не могут контролировать формирование характера своих детей. Это не значит, что свойства характера полностью зависят от генов, но и не значит, что свойства характера - это результат воспитания и культурных традиций. Жизнерадостный человек или угрюмый - что это, гены или воспитание? Мы не знаем. Хочу подчеркнуть - пока не знаем. В следующие 20 лет мы сможем прочесть геномы жизнерадостных людей и угрюмых, сравнить эти последовательности и найти ключевое отличие. Мы даже сможем изучить последовательности тех, кто всю жизнь курит и тем не менее здоровехонек. Может, и этому найдется генетическое объяснение. Но это, конечно, дело будущего, когда стоимость прочтения генома еще понизится. Пока за год она понизилась с миллиона долларов примерно до ста тысяч.

Но для нас, генетиков, занятие счастьем людей пока не актуально, мы пока занимаемся несчастьями. Причины шизофрении и аутизма для нас более серьезны и важны.

Мы знаем, среди нас живут люди с взрывным темпераментом. Мы их зовем «буйные головы». Так вот, эта черта - результат стрессов или генов? Надеюсь, это выяснится в следующие 20 лет. Нам важно, что принципиальная возможность для этого имеется. Точно такой же вопрос и с шизофренией - это культура или гены? Лет 15 назад я поспорил с одним из коллег левого крыла, вызвана ли шизофрения генами или культурным давлением. Он считал, что в нашем капиталистическом обществе шизофрению вызывают стрессы. Общество в целом настроено принимать концепцию стрессов - то есть что шизофрения является результатом стрессов и что стоит нам улучшить социальную обстановку, как заболеваемость шизофренией снизится. Но современная наука уже способна выявить генетические изменения у больных шизофренией.

Я, конечно, не утверждаю, что обстановка никак не влияет на появление шизофрении. Стресс никогда не приветствуется, но если генетика в порядке, то стресс не окажет серьезного действия на организм. Имеется что-то специфическое, что располагает к шизофрении, что делает некоторых людей исключительно восприимчивыми к любому воздействию. То есть сейчас есть все основания говорить о генетической предрасположенности к шизофрении.

Наибольшее внимание ученых, занимающихся поведением, сейчас отдается изучению болезненных отклонений. Мы знаем, что шизофрения вызывает снижение умственных способностей. И вот нашлись гены, повреждение которых негативно отражается на интеллектуальном уровне. Интеллектуальный уровень определяется с помощью различных тестов. Ничего удивительного в связи генетических повреждений и снижения умственных способностей нет: поврежденный ген вызывает нарушение в работе нервных синапсов, работа нейронной сети сбивается, в результате - отупение. Это действительно очень серьезная проблема: у нас есть лекарства, выводящие человека из психоза, но нет лекарств, повышающих умственные способности. Это одна из причин, из-за которой тяжелые формы шизофрении никак не лечатся.

- Расскажите, пожалуйста, о самых интересных и важных достижениях вашей Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор.

Я расскажу о том, что интересует лично меня. Это касается проблемы рака.Точно так же, как и при изучении психических заболеваний, анализ последовательностей ДНК используется для исследования рака. Для изучения раковых клеток были разработаны специальные методики. На современном этапе мы можем только поражаться, насколько сложна раковая клетка, насколько много в ней генетических новообразований.

Мало того, с течением болезни эти новообразования постоянно видоизменяются. Если имеется раковая опухоль, то одна ее сторона может быть совсем не похожа на другую. Поэтому прописанное лекарство, действуя на одну часть опухоли, может не подействовать на другую. По этой причине и лечение не всегда эффективно. Конечно, это было известно и раньше, но теперь мы можем посмотреть на детальные изменения работы генетического аппарата.

- Биологическая наука развивается невиданно быстро и достигла замечательных успехов. Но несмотря на это усиливается конфронтация между наукой и обществом. Например, многие люди отрицают эволюцию, хотя колоссальное число фактов, в том числе и из области генетики, говорит о ее реальности.

Да, эволюция - это несомненный факт. Но большинство людей не в состоянии понять факты.И не следует ожидать, что люди, отбросив религиозность, проголосуют за науку. Люди ведь не понимают науку, она слишком сложна. Человеку нужны ответы, почему происходят те или иные вещи. А в религиозном сознании такие ответы имеются. Мы воспитываемся в религиозной традиции, Бог то на нашей стороне, то против нас, мы молимся ему, и это специфически меняет наше восприятие. Но если ваш ребенок заболел раком, то, если вы не принимаете науку и медицину, молитвы тем более не помогут.

В целом, проблема конфликта науки и общества состоит в том, что наука становится всё более сложной, и понимать ее всё труднее. Даже ученые не справляются. А мозг, он каким был, таким и остается. Тем не менее общество, которое отрицает эволюцию, перестанет развиваться, и даже будет отброшено назад. Католическая церковь не отрицает эволюцию, хотя ей это стоит больших хлопот. Ведь католическая церковь держит медицинские школы, а там хочешь не хочешь, а без эволюции не обойтись. Те, кто отрицает эволюцию, к примеру религиозные гуру, с медициной дела не имеют и вообще отстраняются от областей, связанных со знаниями. Если бы они имели дело со знаниями, им пришлось бы... ну, умереть, чтобы продолжать отрицать эволюцию.

По этому поводу существуют опасения, сможет ли Америка остаться великой и мощной державой, если многие люди в стране необразованны. Посмотрите на Швецию, там поголовная образованность, а в Штатах - образованных меньшинство.

- А вот в Китае большинство людей не отвергают эволюцию, хотя и необразованных людей там много.

Действительно, это так, нокитайцев не сдерживает религиозный запрет относительно эволюции. Вообще, мы не можем жить вне культурных традиций. Я считаю себя неверующим христианином. В том смысле, что мое воспитание основано на христианской культуре. Я всегда открыто заявляю, что не верю в Бога, но, когда я умру, хоронить меня будут в церкви, потому что я уважаю свою культуру и традиции.

Культура России уже многие сотни лет связана с православной традицией. Сколько построено прекрасных церквей, создано произведений искусств. Я побывал во многих церквях и соборах в Москве, в том числе и в отстроенном заново Храме Христа Спасителя, - они великолепны, и я очень рад, что могу приобщиться к русской истории, хоть я и неверующий. Бессмысленно отказываться от собственной истории. Коммунисты, помнится, пытались это сделать. И что же? Ничего хорошего не вышло.

Кроме того, церковь традиционно является тем местом, где обсуждается мораль. И если уничтожить церкви, то где учиться морали, откуда узнавать, где добро и зло? Однако не только религиозные деятели, но и ученые должны подключаться к обсуждению, где добро и где зло. Мои научные коллеги и друзья - все неверующие, но они не желают высказываться на тему о том, что хорошо и что плохо, просто из боязни задеть чьи-нибудь религиозные чувства. Считается, что ученые не уважают традиции. Но это не так. У меня примерно те же ценности, что и у религиозных людей, просто источник их другой. Мы все стараемся помогать несчастным, а не только те, кому Иисус заповедовал быть милосердными. Поэтому я не желаю бороться с церковью.

Мой друг Фрэнсис Крик, тот был непримиримым борцом с церковью. И никто его не слушал. И никого он не смог убедить, что верить нужно в ДНК, а не в Бога, кроме, конечно, тех, кто и без того в Бога не верил. Думаю, было бы большой наивностью на рациональном уровне пытаться отвратить народ от религии. Ни в одной стране, ни в одной религии этого не может произойти - прилагать усилия в этом направлении было бы большой глупостью. Но, может быть, наши дети откажутся от религии, просто нужно дать им такую возможность - сделать это вопросом свободного выбора. В Соединенных Штатах политик, который желает победы на выборах, может ли он объявить, что не верит в Бога? Нет, конечно. Но ситуация не везде одинакова: например, в большинстве стран Западной Европы люди больше доверяют фактам, и они скорее отдадут воскресенье футболу, чем церкви.

- Многие люди в наши дни боятся ученых, опасаются, что те изобретут, например, какой-нибудь вирус-убийцу или что генно-модифицированные продукты будут плохо отражаться на здоровье. Что с этим делать, ведь технологии не могут стоять на месте?

Это всё иррациональные страхи. Ведь генной модификацией человечество занимается с самого начала земледельческой истории, уже 10 тысяч лет, а на современном этапе мы только пытаемся укорить этот процесс с помощью целенаправленного изменения ДНК. И эта технология работает. Китай окажется в числе ведущих производителей ГМ-продукции, Австралия также может передвинуться на передовые позиции, потому что там довольно сильное сельское хозяйство. Европа несколько беднее, потому что не производит генно-модифицированных продуктов.

Ситуацию же в России иначе как глупостью не назовешь. Во-первых, в России существовала мощная школа по генетике и селекции, заложенная еще в начале века Вавиловым. Потом ее полностью изничтожил Лысенко. А ведь это была школа по технологиям генетических модификаций. И страна, где эти технологии не развиваются, откатывается назад. Во-вторых, существует проблема с патентами. Американская компания «Монсанто» (Monsanto) желает владеть всеми патентами на ГМО. Предложив России более равноправное сотрудничество в этой области, они бы выиграли больше. Понятно, что никому не хочется быть под контролем иностранных компаний.

Другая причина неприятия ГМО - это движение зеленых. Причем многие участники движения до правды не докапываются, предпочитают довольствоваться догмами, порой коммунистического толка. Многие приверженцы левого крыла (и не обязательно левого) выступают под лозунгами защиты окружающей среды от промышленного натиска. Но эти люди не столько защищают природу, сколько недолюбливают бизнес как таковой. Поэтому нужно понимать, что в случае призывов против ГМО речь идет об идеологии левого толка.

Я стал откровенно плохо относиться к этой политике, когда она принялась выступать против исследований ДНК. Считалось так: если ты истинно левый, то не можешь поддерживать ГМ-технологии и ГМ-продукты и вообще исследования ДНК, потому что это - капиталистический бизнес, а капиталистический бизнес виноват во всех мировых несчастьях.

Я, однако, не думаю, что бизнес и ГМО - это такое уж большое несчастье. Болезни - вот это несчастье. Но что же делать, человек - существо противоречивое, мы одновременно добры и эгоистичны. Мозг наш на редкость сложно устроен, в этом причина несовершенства человеческой жизни. Поэтому не стоит ожидать, что наша жизнь когда-нибудь станет идеальной.

- Несколько слов об этических проблемах, с которыми сталкивается современная биология. Например, некоторые люди выступают против использования животных в экспериментах. Каково ваше мнение?

Для меня моя жена важнее, чем собака. Так что это всего лишь вопрос выбора. Если мы запретим эксперименты с животными, то развитие медицины остановится. Без экспериментов не обойтись. Людям свойственно забывать, что в природе всегда кто-то кого-то поедает, есть хищники и жертвы, и люди в прежние времена выживали благодаря охоте. Так уж природа устроена, смерть одного означает выживание другого. Некоторые, правда, считают, что жизнь собаки важнее, чем жизнь человека. По мне, пусть они как хотят, так и считают, важно, чтобы они в случае надобности не отказывались принимать лекарства. Посвящать жизнь собакам, может, и неплохо, никто ведь не утверждает, что собаки плохие, даже напротив, они очень славные, но просто в какой-то момент приходится делать осмысленный выбор.

На мой взгляд, главная проблема в том, что люди перестали рассматривать себя как продукт эволюции. Дарвин сделал великое открытие, его теория, без преувеличения, перевернула мир. Мы рассматриваем существование одного животного во взаимосвязи с другими, все животные имеют некоторую степень общности происхождения. И в дарвинистском мировоззрении не так уж много места остается для Бога. Некоторые, я знаю, ухитряются совмещать эти две категории, но я не понимаю, как им это удается. Схема-то простая: изменение в ДНК улучшает или ухудшает организм, если ухудшает, то оно будет вытеснено, если улучшает, то оно с большой вероятностью распространится. Но опять-таки, принятие этой схемы не означает отрицания морали. И здесь важно, чтобы внимание было направлено больше на человека, чем на животное.

- Есть ли в этических проблемах биологии какая-то доля политики?

Не думаю. Здесь все-таки больше проявляются чисто человеческие пристрастия. Некоторые обожают животных, другие к ним равнодушны. Или вот, моя жена помешана на малышах... (шепотом ) но мне они не интересны. (Все смеются. ) Значит ли это, что я плохой человек или хороший? Это не тот критерий, по которому мы будем оценивать человека. Многие мужчины не интересуются маленькими детьми, таково свойство мужчин, и я не испытываю чувства вины из-за того, что не обращаю внимания на новорожденных.

- Это очень честное заявление.

А я вообще считаю, что честность полезна этому миру, она заставляет мир работать эффективнее.

В 62 г. прошлого века молодые учёные Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс получили пристежную Нобелевскую премию — «код жизни» генетический код днк предстал миру: исследователи выяснили, что днк имеет структуру двойной спирали, по типу винтовой лестницы в избах, — и именно такое, казалось бы простецкое, строение, как тогда только полагала группа, позволяет делиться клеткам организма, сохранять и передавать накопленную генетическую информацию во времени…

Не так давно Джеймс Уотсон побывал в Москве …и среди прочих дел, встретившись с журналистами, лично поделился интересными наблюдениями из жизни…

10 в общем-то простых правил, которые помогают организму и интеллекту не растрачиваться попусту на длани Христовой — оставаться полезно работоспособным; и о них Уотсон старается не забывать:

10 важных правила по жизни Джеймса Уотсона

Такое вот странное вроде бы высказывание:

1. «Не дерись с большими мальчишками и с собаками».

учёный комментирует:

«…так я написал в своей книге «Избегайте занудства». И всегда старался придерживаться этого правила жизни: то есть попросту не ввязываться в те дела, где заведомо не победишь.

Словом, не стоит тратить время, силы и нервы, чтобы в итоге заработать разочарование»…

Лично мне почему-то тут же припомнились беседы в соцсетях — в Фейсбук, например — где в принципе «выиграть» в каком-то толковище не реально. Однако, и очень даже реально, заполучить массу разочарований.

2. Не стесняйтесь обращаться за помощью и не тяните время, ожидая, что «сами придут и все дадут».

«Не нужно сидеть в уголке, плакать и стараться доказать всему миру, что вам все под силу, — говорит нобелевский лауреат Джеймс Уотсон. — Важнее решить проблему быстро с чьей-то помощью, чем медленно в одиночку».

А как же тогда М.А. Булгаков, спросим мы?? «…сами предложат, и сам всё дадут… » ?

Ответ прост: …там — мистика… а здесь наука и капитализм капитально соответствующих знаний))

А если серьёзно, то — это и есть конкуренция (и может быть даже здоровая) ибо обусловлена деятельностью.

Однако чаще бывает так — что хыть испрашивай помощи, хыть нет — всё одно предпочтут выбором и грантом гаранта недалёкого родственника!

Но все эти времена подтасовок быстро заканчиваются: ибо в них нет логики, постоянства, а стало быть — способности к в какой-то мере длительной жизни вообще…

3. Слушайте советы только тех людей, кто имеет собственный опыт по данному вопросу.

«Ищите блестящих друзей, экспертов, у которых вам есть чему поучиться.

Меня всегда окружали люди, которых я считал умнее себя. И я был счастлив: им можно задать вопрос, и они ответят»

Чётко следуя этому правилу — сближаться с «умными людьми» — Джеймс Уотсон примерно в 51 г. всё того же прошлого столетия начал работать в Кембриджском университете с коллегой (правда, физиком) Фрэнсисом Криком, которого как раз также «интересовали все важные вопросы » что мочи нет требовалось кого-то испросить… ничего не оставалось как найти единомышленника ответчика…

И уже где-то в 53 году от рождества прошлого века — вместе опубликовали известнейшую в мире научную концепцию о спиральной структуре днк .

4. Никакого лицемерия в отношениях с окружающими.

Учёный считает так: «Либо говорите правду, либо — ничего.

В то же время нужно знать этому принципу меру: публично критиковать того, кто решает твою судьбу, не самое правильное решение».

Это — спорное высказывание… и я воздержусь комментировать: ну, разве что позавидую не лирической выдержке профессора…

Уотсон наверное и стихов не пишет, а зря (на мой лирический лад) — читали бы! В народе очень уважают пасторальные Оды всяких laureatus: профессоров, академиков, известных домохозяек (что в общем-то резонно, хотя и бессмысленно) …а вот всамделишныго’о! пиита, случись он на площади какой со свитком своим… по кочкам пустят бродягу! мол, дурак без степени и ума душевные песни заводит, да сердце карябает..! …И гусли раскурочат о мостовую, и сам геним — главу и ноги унесёт едва ли…

А вот и доказательства:

5. Читайте книги, как можно больше!

«Мое детство пришлось на разгар Великой депрессии в США, особого разнообразия на столе у нас не было, но книги всегда были главной роскошью в доме, — припоминает Уотсон. — Я, как и мои родители, много читал. Любил Достоевского, Толстого, Тургенева. В школе мы больше читали такие книги, чем учебники, это был особый тип образования. А потом я убедился: великие книги порождают новые идеи! …о чём я вам и докладываю, — мягко улыбался профессор.

Например, когда я попытался проанализировать причины своего успеха, то понял, что это — знания, — говорит автор важнейшего открытия в истории человечества. — Конечно, для прорывов нужны идеи, но их базис, фундамент — именно знания. А для того, чтобы получить знания, нужно читать как можно больше.

Книги были моим главным собеседником всю жизнь. И мой напарник Крик (пояснение: соавтор открытия спирали…) тоже читал все время. Сейчас я провожу за книгами не меньше 3 — 4 часов каждый день».

Треть рабочего дня за чтением книг — однако!

Поступлю-ка и я в библиотекари, ибо нынче больше нигде не будешь так близок к стеллажам с книгами)

6. Идеи всегда важнее фактов — помните об этом во время учебы и работы.

«В большинстве случаев люди интересуются тем, ЧТО произошло, а на самом деле важно разбираться, ПОЧЕМУ это произошло, — подчеркивает нобелевский лауреат Джеймс Уотсон. — Думать, анализировать, работать с фактами, а не запоминать/описывать их — это главное и в учебе, и в работе. Помните, что идея всегда важнее факта».

7. Нельзя использовать принцип предосторожности — ограничивать что-то на опережение (кроме случаев заведомого проигрыша из правила 1), движение вперед невозможно без риска.

Интересное размышление:

«Только риск позволяет развиваться, двигаться вперед человеческой цивилизации! — иначе Гагарин не полетел бы в космос, а Колумб не пересек бы Атлантику и не открыл Америку. Сначала попробуйте, и если увидите реальную угрозу — тогда вводите разумные ограничения» — так считает профессор относительно некоторых ограничений исследований со стороны властей.

А вот такой неожиданный ответ дал ученый на вопрос о том, как ему, постоянно погруженному в работу (всё равно водолаз в пучину хаоса морского), поездки по миру… удалось сохранить семью — вместе с супругой Элизабет Леви они с 68 г. (а это уже нешуточных полвека минуло) и у пары двое сыновей:

8. Думайте о том, как решать насущные проблемы, и не зацикливайтесь на отношениях в семье.

«Я думаю постоянно не о своей семье, а о будущем, о том, как решать проблемы, а моя жена пишет хорошие книги» — веско заключил учёный муж: ну, собственно поэтому и муж!

9. Стремитесь к здоровому долголетию.

«Я очень хотел бы прожить до 100 лет и больше, ведь очень интересно, что будет происходить в науке, какие еще открытия будут сделаны — но мне, конечно, не хочется быть больным и немощным».

профессор Уотсон нынче занимается разработками для лечения нейродегенеративных и онкологических заболеваний, а его коллеги из разных стран света работают над технологиями замедления старения бренного тела человека, чтобы насквозь предотвращать тяжелые возрастные болезни.