Загадка разгадана

После создания основ количественной радиационной генетики стало возможным исследовать и роль генетических изменений, мутаций в радиационном поражении клеток. Решение этой задачи в первую очередь связано с именем Дугласа Эдварда Ли, который был одной из удивительнейших фигур в истории биофизики. Его короткая жизнь весьма поучительна. Он родился в 1910 году в Ливерпуле, учился там в средней школе, а в 1931 году закончил с отличием Кембриджский университет по специальности физика.

В Кембридже существует традиция: наиболее способные выпускники-физики направляются в знаменитую Кевендишевскую лабораторию. Руководил лабораторией в те годы великий Резерфорд. В списке сотрудников значились Капица, Чэдвик, Кокрофт, Блеккет и другие известнейшие физики. Среди сотрудников лаборатории был и человек, не ставший известным физиком, но его имя впоследствии узнал весь мир - Чарлз Перси Сноу, крупный английский писатель. В романе "Поиски" он описывает Кевендишевскую лабораторию. Говорят, что один из героев романа наделен многими чертами Ли.

Дела Ли в лаборатории Резерфорда пошли хорошо, молодой физик был трудолюбив и талантлив. Он занялся изучением взаимодействия нейтронов с протонами, проблематикой только что начинавшейся тогда ядерной физики. Но однажды совершенно случайно (просто потому, что статьи были напечатаны в физическом журнале) он прочел несколько работ об облучении бактерий ионизирующими лучами.

- Занятно, - сказал он сам себе, - ведь применив к подобным опытам чуть больше физики, можно выяснить интересные вещи. Почему бы мне не посвятить пару недель бактериям?

Это было в 1934 году. А в конце 1935 года он, увлекшись радиобиологией на всю жизнь, перешел в биологическую Стренджуэевскую лабораторию.

Ли был талантлив и трудолюбив. Но при всем таланте и трудолюбии он не смог бы много сделать, если бы оставайся чистым физиком или работал сам по себе. Если Тимофеев-Ресовский искал помощи у физиков, то Ли находил ее у биологов. Большинство работ Ли написаны в соавторстве с биологами; ботаник Кечесайд, генетик Тодей, вирусологи Саламан и Маркхэм, микробиологи Хэйнс и Коулсон - вот имена исследователей, которых Ли учил физике и которые учили его соответствующим разделам биологии. При этом Ли не оставался чистым физиком, отдающим биологическую часть в полное распоряжение своих друзей. Он сам смотрел в микроскоп, сам сортировал дрозофил, сам подсчитывал бактериальные колонии на агаровых дисках. Благодаря этому он очень основательно вник в биологию. И именно благодаря этому сделал в биофизике больше многих других физиков.

Ли начал с бактерий. Он облучал их рентгеновыми лучами с разной длиной волны (на установках собственной конструкции), альфа-, бета- и гамма-лучами, ультрафиолетом и нейтронами, исследовал зависимость эффекта от дозы, от фактора времени, от жесткости лучей, от температуры. В результате этих опытов он сумел показать, что потеря бактериями способности к размножению (так называемая инактивация) - результат одной генной мутации.

Затем последовали опыты на вирусах, бактериофагах, на дрозофиле, на пыльце растений. Результат везде получался один: главная причина гибели живых клеток - возникающие в них генетические изменения.

Поскольку один и тот же вывод получался в опытах на различных объектах и с применением всех видов ионизирующих лучей, можно было считать, что он справедлив для всего живого, что действительно важнейшей причиной гибели облученных клеток являются возникающие в них наследственные изменения - мутации.

Здесь, по-видимому, нужно сделать одно пояснение. Слово "наследственность" связывается в уме большинства людей, даже многих биологов, только с передачей признаков и свойств от родителей к потомкам. Это не так. В действительности такая же связь, как между родителями и детьми, есть и между отдельными клетками. Клетки нашего организма делятся, одни погибают, другие занимают их места, но все они обладают свойствами, которые унаследовали от других клеток. А есть клетки, обновляющиеся очень быстро: средняя продолжительность их жизни в некоторых органах всего несколько дней.

После этого замечания, вероятно, яснее будет роль генетических повреждений клеток многоклеточного организма. Если во многих клетках тела происходят летальные мутации, вызывающие их гибель, то развивается лучевая болезнь, связанная с ослаблением соответствующих органов и систем. Если мутации не гибельны, они могут вести к отдаленным последствиям, например к преждевременному старению или к возникновению опухолей. А если мутация возникла в зародышевых клетках, это отразится на потомстве - близком или более отдаленном. Эти выводы следуют в конечном счете из работ Ли.

В 1946 году вышла книга Дугласа Эдварда Ли "Действие радиации на живые клетки", которая до сих пор является настольной книгой каждого радиобиолога. В ней подведены итоги всех его основных работ. Очень хорошо, что ученый успел написать эту книгу. 16 июня 1947 года его жизнь бессмысленно оборвалась. Поглощенный какой-то статьей, он облокотился на раму незапертого окна. А окна в библиотеке были до самого пола. Когда Ли умер, ему было всего 37 лет. Как много он мог бы еще сделать, если бы остался жив!..

...Рано утром 7 августа 1945 года над японским городом Хиросима вспыхнуло зарево "ярче тысячи солнц", и гибель ста тысяч мирных жителей ознаменовала пришествие новой эры - атомной эры.

До этого ученых, занимавшихся атомными и радиационными делами, частенько поругивали за "неактуальность". Теперь же очень возрос спрос на радиобиологов и на специалистов по радиационной генетике.

Как я уже говорил, в 1946 году вышла книга Ли "Действие радиации на живые клетки", в 1947 году была опубликована книга Тимофеева-Ресовского и Циммера "Принцип попаданий" в биологии", в 1948 году - книга ученика Тимофеева-Ресовского итальянца Адриано Буцатти-Траверзо и Луиджи Кавалли "Теория мишени и элементарные биологические единицы". Напечатаны эти книги после Хиросимы, но написаны раньше. В каждой из них подведены итоги радиационной генетики с точки зрения "принципа попаданий", в каждой из них дана почти полная сводка литературы. Довоенная литература - случайные статьи и трудны немногих энтузиастов - была невелика. Получающаяся картина - довольно ясной.

В те годы исследования по радиационной генетике субсидировали плохо. Идей и времени всегда было больше, чем возможностей для проведения опытов. Нет худа без добра. Делом занимались только те, кого это действительно интересовало, и времени для размышлений у них было хоть отбавляй. Каждый опыт хорошо продумывался, и из него "выжимался" максимум того, что он может дать.

Загадка разгадана

Теперь положение резко изменилось. В радиобиологию вообще и в радиационную генетику в частности ринулись толпы (чуть не сказал - ученых) людей, которых эти вопросы не интересовали, но которыми пришлось заниматься по долгу службы. Кроме того, многие переключились на эту проблематику потому, что здесь легче было найти работу и можно было больше заработать. Работа была срочная, возможности для проведения опытов - превосходные, и люди ставили опыт за опытом, не очень-то утруждая себя раздумьями, какой сейчас целесообразнее поставить и какие выводы следуют из полученных результатов. Думать было некогда.

В результате радиобиологическая литература быстро возросла во много раз и вскоре стала совершенно необъятной. Немногие превосходные работы тонули в море "муры". Но не это самое плохое. Авторы слишком ориентировались на "вкусы" заказчика. И те, кого мало заботила научная истина, выдавали результаты, какие ждал работодатель. Совершенно ясно, что, например, Пентагону было выгодно преуменьшить радиационную опасность, чтобы успокоить движение народов против атомных испытаний. Японцы же после трагедий Хиросимы и Нагасаки склонны были, наоборот, преувеличивать опасность. И дельцы от науки вопреки научным фактам подчас выступали с самыми необоснованными утверждениями. Подобных лжеученых было не так много, но все-таки были.

Однако время - хороший судья. Прошло немного лет, и о некоторых сенсационных работах недавнего прошлого сейчас никто не вспоминает. И наоборот, скромные Статьи, написанные в те годы честными тружениками, известны теперь каждому генетику.

Кроме того, время - хороший врач. Оно излечило от нездоровой погони за сенсациями, за количеством работ в ущерб их качеству. Но мы живем в атомный век, и это неизбежно способствует развитию радиационной генетики. Ионизирующая радиация вошла в повседневную жизнь современного человечества, и нужно знать, какую опасность она несет, как предупредить эту опасность, как заставить эту могучую силу служить человеку. С другой стороны, возможности для работ по радиационной генетике стали такими, о каких до войны не могли и мечтать. В те героические времена энтузиастов основным источником радиации был рентгеновский аппарат. Теперь к услугам генетиков нейтронные генераторы, радиоактивные изотопы, мощнейшие ускорители ионизирующих частиц, установки, дающие необходимые дозы за несколько, секунд или позволяющие растягивать их на много дней... И что самое главное - каждый ученый, занимающийся радиационной генетикой, знает: его работа имеет первостепенную важность, народ ждет ее результатов.

О той работе, которую сейчас ведут радиационные генетики, можно (и нужно!) написать отдельную книгу. А нам предстоит еще рассказать о таких достижениях современной генетики, как химическая природа наследственности и расшифровка генетического кода, и поэтому здесь мы ограничимся только классическим периодом радиационной генетики, ее основами.

Но неужели гены изменяются только под обстрелом ионизирующими пулями? Раз ген имеет химическую природу - может быть, на него можно воздействовать и химическими средствами? Да, можно, но химические пути изменения наследственности были открыты позже физических.

Загадка разгадана