Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева - Кин Сэм. Страница 37

Этот коллега рассказал им, что четыре нуклеиновые кислоты, входящие в состав ДНК (обозначаемые буквами А, Ц, Т и Г), всегда присутствуют в парных пропорциях. Это означает, что, если в образце ДНК содержится 36 процентов А, то там будет и 36 процентов Т. Всегда. Такая же взаимосвязь существует и между Ц и Г. Так Уотсон и Крик поняли, что А и Т и Ц и Г должны образовывать пары внутри ДНК. (По иронии судьбы, этот ученый пытался донести ту же мысль до Полинга за несколько лет до этого, находясь с ним вместе в морском круизе. Тогда Полинг возмутился, что неугомонный коллега портит ему отпуск, и просто отшил его). Более того (чудо из чудес!), две эти

пары нуклеиновых кислот складываются друг с другом, как кусочки пазла. Это объясняет, почему спираль ДНК так туго свернута. Такая высокая плотность упаковки противоречила идее Полинга о расположении фосфорного каркаса внутри молекулы. И вот, пока Полинг трудился над своей моделью, Уотсон и Крик просто вывернули ее наизнанку, так что отрицательные ионы фосфора больше не соприкасались. У них получилась модель, напоминающая винтовую лестницу, – знаменитая двойная спираль. Все сошлось замечательно, и прежде, чем Полинг опомнился [76], они опубликовали статью о своей модели в номере журнала Nature от 25 апреля 1953 года.

Как же Полинг отреагировал на публичное развенчание тройной спирали и внутреннего фосфорного каркаса? И на то, что он уступил величайшее биологическое открытие XX века не кому-нибудь, а сотрудникам лаборатории своего заклятого врага Брэгга? Полинг воспринял все это с необычайным достоинством. Надеюсь, что каждому из нас хватит воли столь же достойно вести себя в подобной ситуации. Полинг признал свое поражение и даже пригласил Уотсона и Крика на научную конференцию, которую планировал организовать в конце 1953 года. Учитывая свой статус, Полинг мог позволить себе быть великодушным. Тот факт, что он одним из первых стал поддерживать идею о двойной спирали, вполне это доказывает.

После 1953 года дела Полинга и Сегре стали налаживаться. В 1955 году Сегре и еще один ученый из Беркли, Оуэн Чемберлен, открыли антипротон. Антипротон является противоположностью обычного протона: он имеет отрицательный заряд, может перемещаться в прошлое и, что самое страшное, при контакте аннигилирует любую «обычную» материю, из которой, например, состоим мы с вами. Существование антиматерии было предсказано еще в 1928 году, после чего достаточно скоро удалось открыть первую элементарную античастицу – антиэлектрон, который назвали позитроном. Это произошло в 1932 году. Но антипротон ускользал от физиков-ядерщиков не менее успешно, чем технеций – от химиков. Тот факт, что Сегре удалось открыть технеций после долгих лет, полных «ложноположительных результатов» и сомнительных заявлений, свидетельствует о его исключительной настойчивости. Именно поэтому через четыре года Сегре были прощены все его промахи, и он получил Нобелевскую премию по физике [77]. Кстати, для участия в церемонии Сегре одолжил у Эдвина Макмиллана его белый жилет.

Проиграв битву за ДНК, Полинг получил утешительный приз: в 1964 году он был удостоен Нобелевской премии, которую давно заслужил. Далее, по своему обыкновению, Полинг принялся за исследования в совершенно других областях. Его раздражали собственные хронические простуды, поэтому он принялся экспериментировать на себе, принимая лошадиные дозы витаминов. По какой-то причине эти огромные дозы ему помогли, о чем он с воодушевлением всем рассказал. В итоге именно его благословение (ведь проблемой заинтересовался не кто-нибудь, а нобелевский лауреат!) дало толчок тому помешательству на здоровом питании, которое не утихает и сегодня. Чего только стоит сомнительное с научной точки зрения (извините!) утверждение, что витамин С лечит простуду! Кроме того, Полинг, в свое время отказавшийся работать в Манхэттенском проекте, стал крупнейшим в мире активистом, ратовавшим за запрет ядерного оружия. Он шел в первых рядах демонстрантов и одну за другой выпускал книги с названиями вроде «Не бывать войне!». Он даже получил в 1962 году вторую Нобелевскую премию, Нобелевскую премию мира, став единственным человеком в истории, кто лично, а не вместе с коллегами, является обладателем двух таких премий. Правда, в том же году вместе с ним на Нобелевской церемонии присутствовали еще два лауреата, удостоенные премии по физиологии и медицине. Это были Джеймс Уотсон и Френсис Крик.

9. Коридор ядов: «Ой-ой, больно!»

Полинг на собственном горьком опыте смог уяснить, что законы биологии гораздо более тонкие, чем законы химии. Вы можете по-разному химически воздействовать на аминокислоты и получить в итоге такой же набор измененных, но целых молекул. Если подвергнуть такому же воздействию более сложные и хрупкие белки живого существа, то белки разрушатся. Такое разрушительное воздействие на белок могут оказывать нагревание, кислоты или, хуже всего, вредные элементы. Самые опасные из них бьют практически по всем уязвимым точкам живых клеток, часто маскируясь под жизненно необходимые минеральные и питательные вещества. А истории о том, как коварно подобные элементы способны убивать, являются одними из самых мрачных сюжетных линий, связанных с периодической системой. Итак, добро пожаловать в «коридор ядов».

Самый легкий из наиболее токсичных элементов – кадмий, чья дурная слава восходит к истории древних копей, расположенных в центральной Японии. Рудокопы начали добывать драгоценные металлы на приисках в Камиоке в 710 году. В течение следующих веков оттуда извлекали золото, свинец, серебро и медь, пока страной владели сначала многочисленные сёгуны, а потом – промышленные магнаты. Но только через двенадцать веков после того, как в Камиоке начали разрабатывать первую жилу, шахтеры приступили к добыче кадмия. Вскоре копи превратились в одно из самых опасных мест в Японии, которое стало ассоциироваться с криком «итай-итай!» – это междометие в японском языке выражает сильную боль.

В 1904–1905 годах разразилась Русско-японская война, а еще через десять лет Япония вступила в Первую мировую войну. Страна остро нуждалась в металлах, в особенности в цинке – для изготовления брони, самолетов и амуниции. Кадмий расположен в периодической системе прямо под цинком, и два этих металла смешиваются в земной коре так, что их практически невозможно отличить друг от друга. Для очистки цинка, добытого в Камиоке, рудокопы поджаривали его, как кофе, и вываривали в кислоте, удаляя кадмий. По привычкам того времени, они сливали образовавшуюся кадмиевую взвесь прямо в реки или на землю. Оттуда кадмий проникал в грунтовые воды.

Сегодня никто не стал бы избавляться от кадмия таким примитивным способом. Кадмий очень ценен, так как используется для антикоррозионной защиты батарей и деталей компьютеров. Кроме того, кадмий издавна применяют в красителях, дубильных добавках и припоях. В XX веке блестящей кадмиевой оболочкой украшали модные столовые сервизы. Но основная причина запрета на выброс кадмия в окружающую среду заключается в том, что этот металл чрезвычайно токсичен. Производители элитных высоких кружек были вынуждены отказаться от использования кадмия, так как ежегодно сотни людей тяжело заболевали, оттого что пили из этой посуды кислые фруктовые соки или лимонад, которые вымывали кадмий из стенок посуды. У многих спасателей, работавших на месте рухнувших небоскребов Всемирного торгового центра для ликвидации последствий теракта 11 сентября 2001 года, возникли респираторные заболевания. Некоторые врачи сразу заподозрили отравление кадмием, поскольку при обрушении башен-близнецов в одно мгновение расплавились и испарились тысячи электронных устройств. Это предположение оказалось неверным, но оно показывает, как глубоко в подсознании врачей укоренились представления о пагубности сорок восьмого элемента.

Этот неверный диагноз является отголоском событий, произошедших почти на сто лет раньше в окрестностях месторождений в Камиоке. Еще в 1912 году японские врачи заметили, что местные рисоводы начали страдать от ужасных неизвестных болезней. Крестьяне приходили к врачу, согнувшись в три погибели, жалуясь на сильнейшие боли в костях и суставах. Среди пострадавших было особенно много женщин – не менее сорока девяти случаев из пятидесяти. У несчастных часто отказывали почки, а кости размягчались и крошились из-за обычных повседневных нагрузок. Один врач даже сломал девушке запястье, прощупывая ей пульс. Наиболее сильные вспышки таинственной болезни пришлись на 1930-1940-е годы – годы подъема японского милитаризма. Потребность в цинке сохранялась, пустая порода и промышленные отходы распространялись по окрестностям. Хотя никаких боев в префектуре Камиока не велось, этот район сильнее многих пострадал в годы Второй мировой войны. Болезнь проникала из деревни в деревню, вскоре этот недуг стали называть «итай-итай»: несчастные жертвы не могли сдержать криков боли.