Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК

Лаборатория Норриша находилась на кафедре физической химии Кембриджского университета, на той же улице, что и Кавендишская лаборатория. Это было негостеприимное место для любого студента, особенно для молодой женщины. К тому же Норриш был вспыльчив и любил выпить, что вряд ли располагало в его пользу^{215}. Розалинд Франклин начала у него работать, когда ей был 21 год, в разгар войны. Переменчивый недружелюбный Норриш видел в ней докучливую девчонку, никчемную и недостойную внимания. Более того, они были полными противоположностями как личности и как исследователи. Для Франклин была характерна полная поглощенность тем, что ее интересовало, и равнодушие к тому, что ей было неинтересно, причем это разделение проявлялось и эмоционально^{216}. Как отмечает Дейнтон, сугубо логичный, целеустремленный и негибкий подход Франклин плохо сочетался с манерой Норриша брать чутьем, очень часто ошибочным, но иногда блестяще и неподражаемо верным. По темпераменту, системе личных и интеллектуальных ценностей, соотношению умственного и эмоционального, культурному багажу они были полными противоположностями^{217}.

Норриш поручил Франклин охарактеризовать полимеризацию муравьиного и уксусного альдегидов, хотя эти химические реакции он с другим сотрудником уже изучил и опубликовал результаты в 1936 г.^{218} Такое поручение ставило ее в унизительное положение, и она это понимала. В довершение всего Норриш отвел страдающей клаустрофобией Розалинд рабочее место в тесной и темной комнатенке.

В декабре 1941 г. Франклин описала в письме домой свои мучительные отношения с научным руководителем: «Я только начинаю понимать, насколько оправданна его скверная репутация. Что ж, я оказалась у него в полнейшей немилости и практически зашла в тупик. Он относится к тому сорту людей, которым ты нравишься до тех пор, пока поддакиваешь всему, что они говорят, и соглашаешься со всеми их заблуждениями, а я всегда отказываюсь это делать»^{219}. Через несколько месяцев Розалинд рассказала, что разразилось после того, как она обнаружила ошибку в работе Норриша. Когда Франклин с гордостью обратила на нее его внимание, он прямо-таки взорвался, но получил отпор. Вот как Розалинд об этом говорит: «Когда я выступила против него, он повел себя самым оскорбительным образом, и между нами произошла первоклассная перепалка – собственно, перепалок было несколько. Мне пришлось пока что уступить, но мне кажется правильным, что я какое-то время противостояла ему, он же вызвал во мне такое полное презрение, что я буду невосприимчивой ко всему, что бы он ни сказал мне в будущем. Он вызвал во мне ощущение превосходства над ним»^{220}.

Скандалить с научным руководителем своей диссертационной работы – плохая идея, поскольку в его власти находятся стипендия, положение в аспирантской программе, присвоение ученой степени и будущие возможности трудоустройства. Тем не менее Франклин не могла выносить пьянство Норриша, его оскорбительное поведение и заблуждения, причем не скрывала этого. Иные усмотрели в ее распрях с Норришем предвестие дальнейшего ее поведения с мужчинами. Однако справедливее считать, что ей в принципе плохо работалось со вздорными, алогичными людьми, будь то мужчина или женщина, – во всяком случае, с казавшимися ей таковыми. Всю свою жизнь Розалинд Франклин прекрасно могла работать со многими коллегами – и мужчинами, и женщинами, – которые терпели ее «пунктики» и умели разглядеть за ними достоинства. Лишь глупцов она совершенно не переносила.

Большим утешением для Франклин в этот тягостный период стало проживание в гостинице Адриенн Вайль на улице Милл-Роуд, по другую сторону реки Кем от Ньюнем-колледжа. Возможность оттачивать владение французским языком, общаться со студентками из разных стран и проводить время во вдохновляющем обществе Вайль стала бальзамом для душевных ран, получаемых в лаборатории Норриша.

В июне 1942 г. по распоряжению Министерства труда Великобритании всех студенток, занимающихся исследовательской деятельностью, направили на работы, связанные с военными надобностями. Как ни хотела Франклин остаться в Кембридже, там для нее не нашлось подходящей должности. Ее письмо отцу от 1 июня 1942 г. свидетельствует о том, как яростно она отстаивала свою позицию при столкновении с привилегированным положением мужчин, с тем, что считала незаслуженной властью.

Ты несправедлив вот в чем: с чего ты взял, будто я «жалуюсь» на необходимость отказаться от ученой степени ради работы на войну. Когда год назад я подала заявку на проведение здесь исследований, меня спросили, хочу ли я работать ради войны, и я ответила «да». Меня уверили, что первая порученная мне задача относилась к военным нуждам. Скоро я обнаружила, что меня обманули, и после этого многократно обращалась к Норришу с запросами относительно работы в военных интересах – это один из множества пунктов, по которым мы расходимся, – и неоднократно открыто выражала несогласие со старейшими и умнейшими, считавшими, что мне следовало бы сейчас работать ради войны, а позже – ради диссертации^{221}.

К счастью, война дала Розалинд возможность сбежать из лаборатории Норриша и заняться исследованиями, позволившими как завершить диссертацию, так и внести вклад в военные усилия. В августе того года ее взяли в качестве физхимика в государственную лабораторию Британской ассоциации исследований в области использования угля (British Coal Utilization Research Association, BCURA), расположенную в лондонском пригороде Кингстон-апон-Темс. Лабораторию возглавлял химик Дональд Хью Бэнгхэм – добрый, благожелательный человек, укомплектовавший штат увлеченными молодыми учеными обоих полов, которым предоставил свободу искать новые способы применения древесного и каменного угля в интересах энергетики военного времени. Франклин, ставшая младшим научным сотрудником, изучала битуминозный уголь и антрацит, добываемые в Кенте, Уэльсе и Ирландии. По вечерам она с двоюродной сестрой Ирен (они вместе жили в лондонском пригороде Патни) участвовали в добровольческих мероприятиях противовоздушной обороны.

Это последнее занятие свидетельствовало о силе духа и храбрости. Розалинд не переносила бомбоубежища из-за клаустрофобии. Энн Сейр, лично наблюдавшая, как плохо Франклин чувствовала себя в тесных помещениях, вспоминала, что ее страх не бросался в глаза, но был реальным. Она приучилась скрывать его и в совершенстве изучила автобусные маршруты нескольких крупных городов, чтобы не пользоваться подземкой^{222}. Со страхом замкнутого пространства Розалинд справлялась при помощи одного из своих любимых развлечений этого периода – энергичных прогулок пешком в горах Северного Уэльса (позднее она прошла по горным тропам в Альпах, в Норвегии, Югославии и других областях Европы, затем в Калифорнии). Уотсон и Уилкинс тоже любили походить по горам; к сожалению, эти трое ученых не предприняли ни одной совместной вылазки, что, возможно, наладило бы отношения между ними.

К концу войны в 1945 г. Франклин провела достаточно оригинальных исследований, чтобы получить ученую степень PhD по физической химии от Кембриджского университета. В 1946 г. она опубликовала свою первую статью, написанную под руководством Д. Бэнгхэма, «Тепловое расширение углей и коксов» (Thermal Expansion of Coals and Carbonized Coals), в солидном научном журнале Transactions of the Faraday Society. В этой работе описывались пористость различных сортов угля и зависимость от нее его энергопроизводительности^{223}. Даже Эллису Франклину пришлось признать, что таланты его дочери нашли наилучшее применение в изучении главного источника энергии страны.

Осенью 1946 г. Франклин блестяще выступила на посвященной углю конференции Королевской ассоциации. При всех своих особенностях она была прекрасным и уверенным оратором. Адриенн Вайль пригласила на ее выступление французских кристаллографов Марселя Матье и Жака Меринга из Центральной лаборатории государственной химической службы в Париже. Доклад Франклин произвел на них глубокое впечатление. Через несколько недель Меринг предложил ей работать у него: изучать микроструктуру и пористость древесного и каменного угля и графита методом рентгеновской кристаллографии.

В начале 1947 г. Франклин приехала в Париж и приступила к работе в лаборатории Меринга, или, как все ее называли, labo. Она располагалась в доме № 12 по набережной Генриха IV в Четвертом округе – здание выделялось большими витражными окнами в арочных проемах, выходящими на Сену. Следующие четыре года Франклин трудилась в коллективе из мужчин и женщин, французов и иммигрантов, как всегда самоотверженно, радуясь возможности использовать свои преимущества: превосходную мелкую моторику, острый ум и любовь к экспериментальной деятельности. Она становилась одним из лучших в мире специалистов по рентгеноструктурному анализу^{224}.

Это непростое дело. Прежде всего нужно выбрать подходящее вещество для анализа. Его кристаллическая структура должна быть довольно однородной, иначе в рентгенограмме будут многочисленные ошибки. На подходящий образец направляют пучок рентгеновских лучей. В результате взаимодействия рентгеновского излучения с электронами в атомах вещества происходит дифракция: возникает вторичное излучение с той же длиной волны, но интенсивность и направление вторичных лучей уже иные – они зависят от строения кристалла. Эти вторичные лучи падают на специальную пленку типа фотографической, расположенную за образцом, и оставляют на ней «пятна» (отражения, или рефлексы). На полученной дифракционной рентгенограмме скрупулезно измеряют параметры, в том числе углы и интенсивности, дифрагированного кристаллом излучения. Из этих данных с помощью сложных математических методов составляют картину распределения электронной плотности в кристалле. По ней определяют расположение атомов, составляющих кристалл, и тем самым молекулярную структуру изучаемого вещества.

Сложность еще и в том, что по одной рентгенограмме невозможно получить достоверный результат. Приходится много раз поворачивать образец на очень небольшой угол и одновременно снимать рентгенограмму, пока кристалл не провернется на суммарный угол 180˚ или больше; на каждой из полученных дифрактограмм будет своя картина дифракции. Этот процесс отнимает очень много времени, отупляет и утомляет физически. В те времена каждую из сотен, а то и тысяч дифракционных картин анализировали вручную с помощью собственных глаз и линейки. Каждый шаг следовало выполнить безупречно, поскольку погрешности измерений привели бы к ошибочным результатам и выводам^{225}. Размытая картинка вела к еще более неопределенной оценке расположения атомов в молекуле данного вещества.

Розалинд Франклин достигла ошеломляющего мастерства во всех этих процедурах и получала превосходные результаты^{226}. Ее коллега, итальянский кристаллограф еврейского происхождения Витторио Луццати, восхищался ее «золотыми руками»^{227}. Руководитель Розалинд Жак Меринг описывал Франклин как одну из лучших своих учениц, обладавшую неутолимой жаждой новых знаний и потрясающими навыками, позволявшими разрабатывать и проводить сложные эксперименты^{228}.

В Париже социальная жизнь Франклин, которая свободно говорила по-французски, обрела, можно сказать, континентальный стиль. Она любила ходить за покупками: с удовольствием заглядывала в зеленные и мясные лавки, по пути поглощая сладкую выпечку, или в бутики, чтобы подобрать шарфик, примерить свитер. Забывая о времени, Розалинд бродила по переулкам Города огней^[28]. Она усвоила предложенный Кристианом Диором стиль нью-лук и носила модные тогда платья «в талию» с длинной широкой юбкой^{229}. Розалинд прониклась местной культурой, интересовалась политикой, часто ходила с подругами и кавалерами в кино, театр, на лекции, концерты и художественные выставки. Ее живость, элегантность и молодая прелесть не остались не замеченными мужчинами, встречавшимися ей в жизни. Высказывалось мнение, что она увлеклась привлекательным куртуазным Жаком Мерингом, однако, поскольку он был женат, хотя у каждого из супругов была своя жизнь, быстро отступилась, осознав, что на романтическое будущее надеяться не приходится^{230}.

Франклин прожила в Париже четыре года, из них три – в маленькой комнате на верхнем этаже дома по улице Гарансьер, за которую платила 3 фунта^[29] в месяц. Вдовствующая домовладелица установила строгие правила: не шуметь позже половины десятого вечера и пользоваться кухней только после того, как служанка приготовит хозяйский обед. Несмотря на эти ограничения, Франклин научилась печь вкуснейшее суфле и часто готовила для друзей. Хозяйка разрешала принимать ванну раз в неделю, а в остальное время приходилось довольствоваться жестяным тазиком с чуть теплой водой. Зато плата была втрое меньше, чем в других вариантах, и местоположение замечательное: недалеко Сорбонна, рядом Сена, Люксембургский сад и квартал Сен-Жермен-де-Пре со знаменитой церковью, шикарными магазинами и уютными кафе^{231}.

В labo мужчины и женщины были на равных: они вместе проводили эксперименты, перекусывали, пили кофе и так спорили по научным вопросам, словно от результата зависела их жизнь. Луццати (позже, в 1953 г., он работал в Бруклинском политехническом институте в одном кабинете с Фрэнсисом Криком) вспоминал, что у Франклин глубоко внутри был «психологический узел», который он никак не мог понять. У нее появилось много друзей, но были и враги – по мнению Луццати, потому, что Розалинд была очень сильной, и это подавляло, очень требовательной к себе и другим, готовой не нравиться. Ему часто приходилось сглаживать ее словесные резкости, и вместе с тем он утверждал, что «она была человеком исключительной честности, неспособным поступиться принципами»: «Все, кто работал с ней непосредственно, окружали ее любовью и уважением»^{232}.

Aventure parisienne^[30] Розалинд было совершенно противоположно британскому стилю, с которым она позднее столкнулась в Королевском колледже Лондона. По словам физика Джеффри Брауна, работавшего с Франклин и в Париже, и в Королевском колледже, labo «напоминала бродячую оперную труппу: в любой дискуссии они кричали, топали ногами, ссорились, швырялись друг в друга мелкими предметами, рыдали, падали друг другу в объятия, а к концу таких пылких дебатов бури стихали, не оставляя обид»^{233}.

Франклин привнесла парижский стиль и в Королевский колледж, что сильно вредило ее репутации. Как-то она попросила Брауна одолжить ей катушку Теслы – трансформатор, обеспечивающий высокое электрическое напряжение, необходимое для работы рентгеновской установки. Она так и не вернула это устройство, хотя Браун, которому оно было нужно для собственных экспериментов, несколько раз вежливо напоминал ей. Дальнейшее он вспоминал так: «Я пошел, забрал катушку и прикрепил ее обратно. Франклин подошла, сняла катушку и удалилась». На тот момент он был всего лишь скромным студентом, а она научным сотрудником. Видимо, более высокий статус давал привилегии. По словам Брауна, конфликт разрешился и не оставил по себе дурной памяти: он, его жена и Франклин сдружились. Однако немало других обид, которые она возбудила в сотрудниках Королевского колледжа, не были так легко изжиты^{234}.

С начала 1949 г. и на протяжении большей части 1950-х гг. Франклин строила планы возвращения на родину. Ей очень нравилось работать в labo, но настало время найти себе занятие в Англии. В марте 1950 г. она писала родителям: «Вернуться намного труднее, чем покинуть Лондон, чтобы приехать сюда, поскольку этот разрыв уже не будет лишь на время»^{235}. В 1949 г. она обратилась о приеме на работу в лондонский Беркбек-колледж под начало Дж. Бернала, в то время одного из ведущих кристаллографов мира. Бернал отверг и Франклин, и еще одного кандидата – физика из научно-исследовательского отдела Военно-морского министерства по имени Фрэнсис Крик.

Как-то в марте 1950 г. Франклин пила чай с химиком-теоретиком Чарльзом Коулсоном, с которым познакомилась в BCURA. Теперь он работал в Королевском колледже. Коулсон представил Розалинд Джону Рэндаллу, на которого произвели впечатление ее достижения. Рэндаллу как раз нужно было срочно занять несколько вакантных мест. Хорошо подготовленных специалистов на должность ведущего сотрудника не хватало, и он опасался не выполнить многочисленные требования для продолжения получения гранта от Совета по медицинским исследованиям. Рэндалл умел быть обаятельным и уговорил Франклин. К сожалению, он очень ошибся, полагая, что Франклин, которую счел тихой, сдержанной женщиной, идеально впишется в коллектив биофизического отдела Королевского колледжа.

После долгих обсуждений с потенциальным начальником Розалинд подала заявление в аспирантуру Королевского колледжа. В первоначальном плане работ значилось «исследование белковых растворов и структурных изменений при денатурации белков методом рентгеновской кристаллографии»^{236}. В июне 1950 г. она прошла собеседование для получения трехлетней стипендии на исследования от компании Turner&Newall в размере 750 фунтов в год, которую официально приняла 7 июля. Хотя обычно стипендиальная программа начиналась осенью, Франклин попросила разрешения начать работу в Королевском колледже 1 января 1951 г., чтобы завершить некоторые исследования, которые проводила в Париже^{237}.

4 декабря 1950 г. Рэндалл послал Франклин письмо, навязывающее ей совершенно другое направление исследований на месяцы вперед. Это письмо положило начало ситуации, которую можно назвать одной из роковых неудач в управлении наукой. Оно заслуживает обширного цитирования, поскольку предрекает скорые катастрофические трения между Розалинд и Морисом Уилкинсом.

Есть реальная проблема: работа на рентгеновском оборудовании не вполне устоялась, и направленность исследований существенно изменилась с тех пор, как вы были здесь в прошлый раз.

После тщательных размышлений и обсуждений с ведущими специалистами представляется, что сейчас гораздо важнее, чтобы вы исследовали структуру определенных биологических волокон, которые нас интересуют, изучая дифракцию рентгеновского излучения при больших и малых углах рассеяния, а не продолжали первоначально принятый проект с растворами в качестве основного.

Доктор Стоукс, как я давно заключил, намерен заниматься почти исключительно теоретическими вопросами, не ограничивающимися рентгеновской оптикой. Это означает, что экспериментальные исследования с использованием рентгеновского излучения на сегодняшний день могут быть проведены лишь вами и Гослингом при временном содействии одной выпускницы из Сиракьюса, миссис Хеллер. Гослинг, работая с Уилкинсом, уже обнаружил, что волокна дезоксирибонуклеиновой кислоты из материала, предоставленного профессором Зигнером из Берна, дают прекрасные рентгенограммы. Эти волокна имеют выраженное отрицательное двойное лучепреломление, а при растяжении оно становится положительным, причем первоначальное состояние восстанавливается во влажной атмосфере. Как вы, без сомнения, знаете, нуклеиновые кислоты – чрезвычайно важный компонент клетки, и нам представляется, что было бы очень ценно провести детальное исследование (курсив мой. – Х. М.). Если вы согласны с этим изменением плана, то нет нужды немедленно конструировать камеру для работы с растворами. Однако применительно к волокнам ДНК камера будет очень ценна из-за их больших межплоскостных расстояний.

Надеюсь, вы поймете, что этим я не подразумеваю совершенный отказ от работы с растворами, но мы полагаем, что в ближайшей перспективе работа с волокнами будет более плодотворной, а также, возможно, и более фундаментальной^{238}.

Морис Уилкинс всегда утверждал, что увидел письмо Рэндалла к Франклин от 4 декабря 1950 г. лишь после ее смерти. Этим он пытался замаскировать те свои действия, из-за которых в последующие годы Розалинд немало страдала.

Вот что мы знаем точно: Уилкинс, собираясь в отпуск, последний раз перед отъездом был в лаборатории 5 декабря, то есть через день после того, как письмо Рэндалла было напечатано, подписано и датировано. Почти неделю он бродил по валлийским горам в компании художницы Эдель Ланж, стараясь покорить ее сердце романтическими прогулками под бледным зимним солнцем и совместным чтением Джейн Остин по вечерам^{239}. Уилкинс утверждал, что перед самой поездкой получит четкую рентгенограмму волокон ДНК. Во время своих коротких каникул он решил, что должен покончить с сидением за микроскопом и полностью сосредоточиться на рентгеноструктурном анализе ДНК, хотя нигде не отмечает, что проинформировал Рэндалла о своем решении. Он это сделал значительно позже возвращения из этого отпуска^{240}.

Вернувшись в Королевский колледж, Уилкинс вел себя соответственно своим старомодным взглядам о подчиненном месте женщин. Несмотря на то что Франклин имела ученую степень и уже не один год самостоятельно занималась научно-исследовательской работой, он решил, что ей отведена роль его ассистента. Джеймс Уотсон впоследствии тенденциозно изобразил этот конфликт: «Она утверждала, что ей поручили исследование ДНК в качестве ее собственной задачи, и не считала себя ассистентом Мориса… Выходит, проблема была в Рози. Невозможно отделаться от мысли, что феминистке больше подошла бы какая-нибудь другая лаборатория»^{241}.

В разговоре с биографом Франклин Брендой Мэддокс в 2000 г. Уилкинс признал, что его оправдание – будто он ничего не знал о письме Рэндалла к Розалинд – выглядит сомнительно в свете того, что он был заместителем руководителя лаборатории и не мог не быть в курсе всех вопросов найма персонала^{242}. В других случаях Уилкинс даже приписывал себе заслугу приема Франклин на работу, словно это делало ее каким-то образом обязанной ему. 6 февраля 1951 г., то есть через месяц после появления Франклин в Королевском колледже, Уилкинс написал Рою Маркему из Института Молтено Кембриджского университета: «Теперь у нас есть мисс Франклин, чтобы заниматься рентгеновской кристаллографией, и мы надеемся на реальные результаты, ведь с лета практически не продвинулись вперед»^{243}. Бренде Мэддокс Уилкинс представил дело так, что Розалинд поручили работать с ДНК благодаря ему. А именно, узнав от Рэндалла, что Франклин взяли для работы с растворами белков, он счел это просто расточительным в то время, когда они получают такие интересные результаты с нуклеиновыми кислотами, и, учитывая ее опыт, предложил поручить ей работу с ДНК, а Рэндалл согласился. Подобные утверждения противоречат упорным заявлениям Уилкинса, что он не знал, на каких именно условиях Франклин пришла в лабораторию^{244}.

Тем не менее в изданных в 2003 г. мемуарах Уилкинс постарался возложить все на Рэндалла. Он настаивал, будто тот без всяких оснований сообщил Франклин, что работа Уилкинса и Стоукса с ДНК закончена, даже не переговорив с ними. Уилкинс обвинил Рэндалла в намерении забрать эту работу себе, сделав Франклин своей непосредственной подчиненной. Назвав своего бывшего начальника циничным, Уилкинс заявил: «Если бы Рэндалл не вмешался, Розалинд, вполне вероятно, прекрасно работала бы вместе со Стоуксом и мной и ее профессионализм в рентгеноструктурном анализе плодотворно сочетался бы с нашими методами и теориями»^{245}. Впрочем, Уилкинс искренне восхищался способностью Розалинд делать свое дело несмотря ни на что, пусть даже это оказывалось тяжким бременем^{246}.

Пожалуй, лучше всего о проблемах найма сотрудников в Королевском колледже может рассказать тот, кто им и занимался. В 1970 г. Джон Рэндалл в интервью Энн Сейр, с одной стороны, полностью взял на себя ответственность за недопонимание между Франклин и Уилкинсом, а с другой – оправдался тем, что руководство большой лабораторией сопряжено с массой забот и хлопот. Сейр отметила, что Рэндалл ни разу не помянул Розалинд добрым словом, хотя не преминул отметить ее привлекательность. Она считает, что на его отношение к Франклин сильно влияет собственная убежденность в том, что если бы Розалинд и Уилкинс работали вместе, то открыли бы структуру ДНК раньше, чем это сделали в Кембридже. Рэндалл называет то, что так не случилось, трагедией и винит в этом больше Розалинд, чем Уилкинса, с которым тоже было непросто. Рэндалл сказал: «Никогда Розалинд не была "ассистентом" Уилкинса, как сказал Уотсон… она была самостоятельным работником, никоим образом не подчиненным Уилкинсу»^{247}. К сожалению, это подобие поддержки из уст Рэндалла прозвучало через два десятилетия после произошедших событий. А 4 декабря 1951 г. он, увы, ничего подобного не сделал.