Новые способы голосуют "за"

Жакоб и Вольман вовсе не собирались чертить хромосомную карту. Они только хотели доказать, что хромосома отца разрывается во время конъюгации, а не в его теле. Однако их постигла судьба всех первопроходцев: отправляясь в путь, они не в состоянии были предвидеть то удивительное, что ждало их впереди.

Опыты Жакоба и Вольмана неожиданно указали новую дорогу картографам микробных хромосом, которая ничем не была похожа на все предыдущие.

Помните, каким образом Ледерберг составлял первую карту хромосомы бактерии? Он скрещивал два штамма кишечной палочки, отличающиеся между собой по способности синтезировать метаболиты: треонин (T), лейцин (L), витамин B₁, биотин (B), метионин (M), и, вычислив процент образовавшихся рекомбинантов, рисовал свою карту. В 100 процентах и всегда вместе передавались от бактерии-отца признаки TL. Признаки, наследуемые с меньшей частотой, располагались за ними.

Рассуждая логически, Жакоб и Вольман пришли к выводу, что существуют три этапа, приводящие к образованию оплодотворенной бактерии: встреча, спаривание и перенос наследственного вещества. После этого бактерия-донор становится ненужной. Весь процесс идет в оплодотворенной материнской клетке. А можно ли нарушить ход спаривания?

Исследователи сделали это без особого труда, применив энергичное механическое встряхивание в течение 2 минут. Вот что происходило дальше: при скрещивании лизогенных по фагу бактерий Hfr и нелизогенных F^--бактерий из опытной пробирки сразу же после сливания, через 10, 20, 30, 40, 50, 60 минут отбирали пробы. Каждую сильно разводили в бульоне, чтобы предотвратить образование новых пар, и делили поровну. Одну половину сразу высевали на минимальную среду для выявления рекомбинантов, другую - только после энергичного встряхивания.

В первых (невстряхиваемых) пробах процесс образования рекомбинантов шел обычным путем. А там, где энергичное встряхивание разрушило нежный мостик между парами и разъединило их, наследуемость признаков зависела от ...времени контакта. Это уже было началом открытия. После первых 8 минут образовывались гибриды, получившие от отца только признак TL, через 9 минут передавался признак Az^r, через 11 минут - признак Т1, через 18 минут - признак Lac, через 20 минут - признак Т6 и т. д. Через 26 минут передавался фаг лямбда, разрушавший материнские клетки.

Выводы удивили всех: момент передачи признака зависит от его положения на хромосоме. Раньше переносятся признаки, расположенные около участка TL, позже - около Gal и фага лямбда. Значит, признаки проникают из мужской в женскую клетку в том же порядке, в каком они лежат на хромосомной карте Ледерберга, в сегменте TL-Gal.

Жакоб и Вольман убедились, что хромосома отца двигается медленно. Если допустить, что ее скорость постоянна, то время между проникновением двух рядом лежащих генов пропорционально физическому расстоянию между ними. И тогда французские ученые нарисовали свою карту участка TL-GaI хромосомы кишечной палочки К12, выражая расстояние между генами в единицах времени, тогда как Ледерберг мерил это расстояние процентами рекомбинантов. И эти карты мало чем отличались друг от друга.

Хромосома рвется часто. И чем дальше от начальной точки расположен признак, тем меньше у него шансов попасть в материнскую клетку. Отсюда ясно, что вся хромосома отца лишь в очень редких случаях может оказаться в клетке матери. Гибриды, родившиеся после первых минут контакта, не получали "дальних" признаков, вроде фага лямбда, выработки фермента, сбраживающего галактозу, и других, для этого нужна более продолжительная фаза конъюгации. Ничего похожего не было бы, если бы хромосома отца разрывалась внутри его цитоплазмы. Встряхивание разрывало хромосому, уже двигающуюся в женскую клетку, то есть после начала конъюгации.

- Позвольте, позвольте, - не замедлили возразить Жакобу и Вольману их противники. - Вы полагаете, что встряхивание безвредно для конъюгирующих клеток. Что касается донора, это понятно. А вот кто поручится, что механическое встряхивание не нарушит процесс рекомбинации родительских хромосом в материнской клетке?

- Я поручусь, - ответил им Хейс.

И ответил опытом. Ученый пошел своей особой дорогой. Он нарушал конъюгацию двух бактерий не встряхиванием, а вирулентным фагом - фагом, способным разрушать бактерии-доноры и не опасным для материнской клетки. Скрещивание прерывалось потому, что погибали бактерии-доноры, сраженные невидимым врагом. Материнские клетки размножались как ни в чем не бывало, и вместе с ними выживали гибриды. Удивительно, что прерывание конъюгации при помощи вирулентного фага привело к тем же последствиям, что и прерывание встряхиванием. Англичанин Хейс начертил точно такую же карту хромосомы бактерии, какая лежала в парижской лаборатории.

Эксперименты Хейса, Жакоба, Вольмана и других исследователей блестяще подтвердили гипотезу ориентированного и постепенного хода хромосомы бактерии-донора Hfr. Только такая гипотеза объясняла все факты, и это утвердило ее как единственную: в 1959 году Ледерберг и Кавалли-Сфорца согласились с ней, потому что истинные ученые придерживаются своего мнения лишь до тех пор, пока оно не идет в разрез с фактами.