Вечное движение (О жизни и о себе) - Николай Дубинин

В нашей последующей совместной с Серебровским работе, "Искусственное получение мутаций и проблема гена", мы писали, Опираясь уже на собственный опыт по вызыванию мутаций: "Любой генетик, зайдя на один-два часа в рентгеновый кабинет, может получить интересный материал на добрый год работы".

С нами это уже случилось, каждый из нас после обнаружения того факта, что рентгеновские лучи вызывают массовое изменение генов, получил в свое распоряжение много интересных наследственно измененных линий дрозофил. В ряде случаев предстояло разгадать природу этих изменений. Основная масса мутаций, которые возникали в нашем опыте (а он методически так и был организован), это были так называемые летальные мутации, то есть изменения генов, которые убивали особь при самом ее зарождении. Но найден ряд мутаций, которые изменяли внешние признаки дрозофил.

A. С. Серебровский увлекся мутацией, которая изменяла форму крыльев дрозофилы. Это была мутация, названная им словом "ксаста", связанная с тем, что ее причина крылась в каком-то сложном изменении сразу двух хромосом в ядре клеток дрозофилы.

B. Е. Альтшулер нашел особых самок, которые в своем потомстве не давали самцов, от них рождались только самки, и это свойство строго передавалось по потомству.

В. Н. Слепков нашел инверсии в половой хромосоме, то есть такие изменения, когда целые блоки генов внутри хромосомы были перевернуты.

Кроме того, был найден еще ряд мутаций под названием "скют", при которых на теле мухи не развивались определенные щетинки; "уайт" - которые превращали красные глаза мух в белые; "фуровед", нарушавшие строение глаз, и "бобед", уменьшавшие на теле мух размер щетинок. Каждый, кто получил в опытах ту или иную мутацию, начал изучать ее генетические особенности. Я нашел мутации скют, уайт и бобед. И. И. Агол - мутацию фуровед. А. С. Серебровский - мутацию ксаста.

Вскоре оказалось, что интересные особенности мутации скют превосходят все, что было найдено в этой работе. Для выяснения природы мутации скют надо было сравнить найденную мутацию со старой мутацией этого гена, которая в 1921 году была найдена Пейном в Америке. Оказалось, что новая мутация отличалась от старой. Рисунок распределения щетинок на теле дрозофилы имеет вполне определенный характер. Мутация скют-1 частично снимала те же щетинки, что снимала и мутация скют-2, и частично другие. У дрозофилы крупные щетинки распределены строго по разным частям тела. Они имеются на голове, на боках, на груди и на предгрудье. Оказалось, например, что при мутации скют-1 щетинки не развиваются на предгрудье и на голове, а у особей с мутацией скют-2 на голове щетинки имеются, а на предгрудье их также нет.

1928 год был годом общего признания теории гена, которая была разработана Т. Морганом. Она опиралась на его громадный авторитет как создателя хромосомной теории наследственности.

Согласно этой теории ген представлял собою неделимый атом наследственности. В мутациях он изменялся якобы только в целом, как некая элементарно простая единица. Сам Морган сравнивал хромосому с ниткой бус, где отдельные бусинки казались ему генами. Основой для этой теории служили опыты по аллелизму. Аллелями называются разные мутации одного и того же гена. Морган установил, что особь, имеющая два разных аллеля, проявляет признаки или одного из них (доминантность), или признаки промежуточные. При скрещивании дрозофил линии скют-1 с мухами линии скют-2 обнаружились явления, которые до сих пор были неизвестны. В этом случае по-разному проявлялись по типу доминантности разные части признаков, характеризующие аллели. Гибриды, содержавшие ген скют-1 и скют-2, покрывали друг друга по разным для них нормальным признакам и проявляли изменения в щетинках только по одинаковым мутантным областям.

Эти факты противоречили моргановским принципам проявления аллелей, за них стоило зацепиться, так как хорошо известно, что исследование исключений из установленных правил часто служит источником открытий. Нарисовав схемы проявления признаков на теле дрозофилы у мутации скют-1, мутации скют-2 и у их гибридов, я наложил одну на другую, задумался и в голову пришла очень простая мысль. А что, если взаимоотношения частичной доминантности отражают собою тот факт, что ген мутирует не целиком, а по частям? Да, но в таком случае моргановская теория об элементарности и неделимости гена неверна. Надо признать, что ген делим! Черт возьми, да это как в физике, где до конца XIX века считали атом неделимым, а теперь нашли в нем целый мир взаимодействующих элементарных частиц.

Мысль о делимости гена захватила меня целиком. Но что эта мысль не химера, что она правильна, это надо как-то доказать.

Я обратился за советом к А. С. Серебровскому. Он внимательно выслушал меня, глаза его загорелись. "Это здорово,- сказал Александр Сергеевич,- тем более что ваши данные совершенно подтверждают теорию присутствия-отсутствия. Они показывают,- продолжал Серебровский,- что выпадать из хромосомы могут отдельные участки генов, и это очень важно; так как это показывает делимость гена".

Мы не стали спорить о природе мутаций, ибо, какой бы теории ни придерживаться, выход казался ясным: надо получать все новые и новые мутации гена скют, и если в самых разных взаимоотношениях аллелей будут сохраняться те же законы частичного доминирования, то это будет уже твердая закономерность. Если же на достаточном количестве аллелей скют, кроме того, будут установлены взаимосвязи в мутировании их предполагаемых отдельных частей, тогда ген реально обнаружит свою делимость.

Не откладывая дело в долгий ящик, надо было приступать к экспериментам. По сути дела, это была первая попытка искусственно получить мутации с целью поисков изменений в одном определенном гене.

Прошло немного времени, и я нашел новую мутацию гена скют. Это был уже скют-3. Его анализ по аллелизму с мутациями скют-1 и скют-2 полностью подтвердил то, что было открыто ранее. Все мы были потрясены. Неужели действительно нащупан путь внутрь гена? Неужели ген делим и все воззрения классиков о неделимости гена ошибочны?

Творческая лихорадка стала бить всех, кто работал в лаборатории на Смоленском бульваре. Находки скют-1, скют-2, скют-3, их истолкование как первых вестников, приход которых доказывает факт существования сложного гена, было воспринято бурею чувств, со страстью золотоискателей на Клондайке, которым пришла весть, что в кварце засверкало золото. Все мы, охваченные неистовой жаждой открытия, бросились индуцировать рентгеновскими лучами все новые и новые мутации скют. Наши усилия увенчались успехом, золотая жила открылась. И. И. Агол нашел скют-4. Затем, когда мы переехали на Пятницкую, 48, в Коммунистическую академию и наша лаборатория увеличилась, А. О. Гайсинович нашел скют-5, А. С. Серебровский - скют-6, я - скют-7, Б. Н. Сидоров - скют-8, С. Г. Левит - скют-9, я - скют-10 и скют-11, Н. И. Шапиро - скют-12, я скют-13 и скют-14. Находки мутаций скют-1 и скют-2 и их правильное истолкование проложили дорогу всем остальным.

Всего за годы 1929 -1933-й мной по вопросу о делимости гена было опубликовано 14 статей в советских и шесть статей в английских и немецких журналах. В этих работах не только устанавливалось явление делимости гена, но и было показано существование в нем определенных частей, названных центрами. Существенно было открытие, что центры располагаются вдоль по гену в линейном порядке. Специальный анализ обнаружил, что отдельные центры чаще мутируют, чем другие, что указывало на наличие горячих точек в гене. Все это предвосхищало открытия, сделанные затем в эпоху молекулярной генетики. Разрабатывая вопрос о делимости гена, А. С. Серебровский опубликовал две статьи, по две статьи опубликовали И. И. Агол и С. Г. Левит, по одной статье опубликовали А. О. Гайсинович, Н. И. Шапиро и Б. Н. Сидоров.

Увлекшись работой в лаборатории А. С. Серебровского, я совершенно позабыл о том, что в 1928 году, по окончании университета, по представлению С. С. Четверикова был оставлен в аспирантуре по специальности "Генетика" при Московском государственном университете. Я не оформил каких-то документов, не ходил за стипендией и в результате механически выбыл из аспирантуры.

Первые съезды, на которых пришлось выступать с докладами о сложном строении гена, составленном из отдельных центров (мне удалось построить внутренний план такого гена), оставили во мне неизгладимое впечатление. На Всесоюзном съезде по генетике, селекции, семеноводству и племенному животноводству в 1929 году присутствовали немецкие генетики Э. Баур и Р. Гольдшмидт, имена которых встречались в учебниках. Перед съездом они были в Москве и приходили к нам на Смоленский бульвар знакомиться с работой лаборатории. А. С. Серебровский рассказывал им, чем мы занимаемся. Говоря о скютах, он несколько раз обращался ко мне за конкретными данными, а также когда он забывал нужные ему ссылки на текущую литературу. Пришлось приводить данные по скютам, имена американских исследователей, давать ссылки на их работы. Оба немца, особенно Р. Гольдшмидт, были очень внимательны.