Гиганты в мире хромосом

Через четыре года после опытов Штерна последовало фантастическое открытие. Но истоки его надо искать ещо в XIX веке.

В 1891 году итальянский цитолог Г. Бальбиани, просматривая клетки слюнных желез личинок насекомого хирономуса* описал длинные структуры, составленные из чередующихся темных и светлых дисков. Диски были разными — и потоньше и потолще, местами темные диски разделялись еле заметными светлыми; иногда, напротив, светлые вдруг становились толстыми и совсем сдавливали темные диски. Бальбиани хоть и описал структуры, но что к чему, не понял, а последующие поколения цитологов и без того имели много хлопот: начался золотой век цитологии — девяностые годы XIX столетия. Открытие итальянского цитолога так и осталось незамеченным.

Вспомнили о нем спустя сорок лет. Среди учеников Т. Моргана был весьма прилежный и старательный сотрудник К. Бриджес. На его попечении находились дрозофилы. Он занимался их разведением, причем за двадцать лет им было получено 800 поколений дрозофилы. О Бриджесе — ученом и человеке — можно было бы рассказать многое. Весельчак, неутомимый любитель пошутить и посмеяться, Бриджес был любимцем лаборатории. Но мало кто из генетиков знает, что Бриджес был не только цитологом и генетиком, но и незаурядным изобретателем. Он конструировал различные приспособления для лаборатории, а заодно внес коренные усовершенствования в конструкцию автомобилей. Как отмечала Энциклопедия американских ученых, «машина Бриджеса развивала скорость до 60 миль в час при расходе бензина один галлон на 40 миль. Автомобиль весил всего 1500 фунтов». С нескрываемой гордостью Бриджес подкатывал на своем «каре» к лаборатории. Но это было всего лишь хобби генетика и цитолога. Основное время Бриджес посвящал дрозофиле. Осенью 1934 года ученый ненадолго поехал в Нью-Йорк на Станцию по экспериментальному изучению эволюции. И там примерно через месяц он наткнулся на непонятную структуру в ядрах клеток слюнных желез дрозофилы. Одновременно с Бриджесом те же структуры обнаружили Гейтц в Германии и Пайнтер в Америке. Все трое сообщили, что ими открыты гигантские хромосомы слюнных желез дрозофилы. Эти гигантские хромосомы были в 100—200 раз длиннее обычных и примерно во столько же раз толще. По внешнему виду они напоминали чулок или кишку, набитую стопками монет, темных и светлых, причем толщина монет была разной. Наверное, вы уже догадались, что открыты были структуры, известные науке» те самые загадочные образования, описанные Бальбиани.

Гигантские хромосомы в клетках слюнных желез дрозофилы.

Бриджес и Пайнтер быстро поняли, что напали на «золотоносную жилу». Темные диски они отождествили с генами. К тому же выводу пришел и русский ученый Н. К. Кольцов. Теперь гены можно было не то что пересчитать, но и рассмотреть.

Работа закипела. Прежде всего следовало сопоставить генетические карты хромосом, полученные в опытах по кроссинговеру, с реальным расположением дисков на хромосомах слюнных желез. Бриджесу, а заодно и многим другим генетикам (в том числе Ф. Г. Добржанскому) это удалось быстро сделать. Уже в декабре Бриджес сумел экспериментально доказать справедливость гипотезы, что один ген управляет развитием одного признака. Все большее число дисков отождествляли с описанными ранее генами. Вскоре Бриджес опубликовал цитологическую карту наследственности дрозофилы, на которой была указана локализация уже 500 генов. Теперь генетикам можно было воочию убеждаться в каждом случае кроссинговера или транслокации. По результатам скрещиваний они делали заключение, что, скажем, гены А, В, С, Д одной хромосомы переместились в другую хромосому, а на их место встали гены К, L, М, N из этой хромосомы. Цитологи тут же приготовляли препарат хромосом слюнных желез этих особей и смотрели: а переместились ли на самом деле диски, соответствовавшие генам А, В, С, Д, на место дисков К, L, М, N? Генетические данные пришли в самое тесное соприкосновение с цитологическими. Об одном из примеров такого совместного творчества представителей дружественных наук мне и хочется рассказать.

* Хирономус — латинское название комара, личинка которого, мотыль, столь популярна у рыбаков.