Maszyna genówTekst

0
Recenzje
Oznacz jako przeczytane
Jak czytać książkę po zakupie
Czcionka:Mniejsze АаWiększe Aa



Spis treści

Karta redakcyjna

Dedykacja

Przedmowa Autora do wydania polskiego

Przedmowa

Prolog

Rozdział I. Nieoczekiwana zmiana planów w Ameryce

Rozdział II. Niezamierzone spotkanie z rybosomem

Rozdział III. Zobaczyć rzeczy niewidoczne

Rozdział IV. Pierwsze kryształy maszyny genów

Rozdział V. Wyprawa do mekki krystalografii

Rozdział VI. Coś się wyłania z pierwotnej mgły

Rozdział VII. Przekroczenie progu

Rozdział VIII. Początek wyścigu

Rozdział IX. Początki pracy w Utah

Rozdział X. Powrót do mekki

Rozdział XI. Wyjście z ukrycia

Rozdział XII. O krok od klęski

Rozdział XIII. Decydująca ofensywa

Rozdział XIV. Odkrywanie nowego kontynentu

Rozdział XV. Polityka uznania

Rozdział XVI. Rybosomowy teatrzyk obwoźny

Rozdział XVII. Film się wyłania

Rozdział XVIII. Październikowy telefon

Rozdział XIX. Tydzień w Sztokholmie

Rozdział XX. Nauka kroczy dalej

Epilog

Podziękowania

Adnotacje i proponowane lektury

O autorze

O książce

© Copyright by Copernicus Center Press, 2021

Copyright © 2018 by Venki Ramakrishnan

All rights reserved

Tytuł oryginalny

Gene Machine. The Race to Decipher the Secrets of the Ribosome

Redakcja naukowa

dr Anna Wilczyńska

Adiustacja i korekta

Mirosław Ruszkiewicz

Projekt okładki i stron tytułowych

Olgierd Chmielewski

Grafika na okładce i stronie 1

© Venki Ramakrishnan

Skład

MELES-DESIGN

ISBN 978-83-7886-555-1

Wydanie I

Kraków 2021

Copernicus Center Press Sp. z o.o.

pl. Szczepański 8, 31-011 Kraków

tel. (+48) 12 448 14 12, 500 839 467

e-mail: marketing@ccpress.pl Księgarnia internetowa: http://ccpress.pl

Konwersja: eLitera s.c.

Dedykowane Graeme’owi Mitchisonowi

(1944–2018)


Przedmowa

Książka ta jest osobistą opowieścią Autora o jego doświadczeniach jako studenta, wykładowcy i entuzjastycznego eksperymentatora pragnącego zrozumieć, w jaki sposób komórki wypełniają swoje najstarsze i najbardziej podstawowe zadanie syntezy białek. Pasja odkrywcy, frustracja w chwilach doświadczalnych niepowodzeń oraz osobiste i zawodowe zmagania na drodze do naukowych sukcesów żyją na stronach tej fascynującej autobiografii.

Punkty widzenia Autora są w wielorakim sensie unikalne. Jako imigrant osiadły w Ameryce, a później w Anglii, oraz fizyk wkraczający do świata biologii, nie ukrywa on w swej opowieści uczuć outsidera pragnącego pełnej integracji z naukowym i społecznym środowiskiem, w którym działał. Pragnienie to z pewnością wpłynęło na stosunek do badań, które Autor opisuje: od początku wynikało z potrzeby przynależności, niepozbawiającej go wszakże indywidualności i determinacji w dążeniu do trudnego i odległego celu. Na tym osobistym tle prezentowane jest odkrycie naukowe dotyczące nieznanych dotąd struktur i funkcji biologicznej maszynerii odczytującej kody genetyczne zapisane w kwasie nukleinowym i budującego, zgodnie z zapisaną w nich informacją, łańcuchy aminokwasów tworzące białka – substancje warunkujące wszelkie życie na Ziemi. Rybosom, złożony z dwóch podjednostek – małej i dużej – został ukazany w całej swojej chwale, dzięki pracy Autora ujawniającej molekularne zawiłości mechanizmów dekodowania informacji genetycznej w podjednostce małej oraz działania wielu antybiotyków blokujących wybiórczo funkcje rybosomów bakteryjnych i eliminujących w ten sposób infekcje tych patogenów. Proces rekonstrukcji struktur małej podjednostki rybosomu, od pierwszych wysiłków dotyczących jej pojedynczych komponentów do późniejszych śmiałych prób jej oczyszczania i krystalizacji w naturalnej postaci, jest tematem niezwykłej historii pomysłowości i łutów szczęścia zakończonej pełnią sukcesu.

Książka opisuje również profesjonalne dylematy, rolę przypadków w odkryciach naukowych oraz głęboko ludzką potrzebę poszukiwania prawdy uwarunkowaną w zasadniczy sposób indywidualną osobowością. Wszystkie wielkie przełomy w nauce dokonują się z udziałem wielu osób i interakcji między nimi w procesie podejmowania odkrywczych wyzwań oraz przezwyciężania trudności i niepowodzeń na krętej drodze poznania. Nie zawsze wiadomo, skąd wyłaniają się nowe idee – z własnej intuicji i wiedzy czy też z dyskusji z innymi badaczami. Zdarza się, że między kolegami rodzi się rywalizacja, którą trzeba kontrolować, zwłaszcza gdy odkrycie jest blisko. Nagroda Nobla w dziedzinie chemii przyznana w roku 2009 ujawniła i uhonorowała wkład wczesnych sukcesów Ady Yonath w zakresie krystalizacji rybosomów oraz późniejsze osiągnięcia Venkiego Ramakrishnana i Toma Steitza uwieńczone pełnym rozpoznaniem budowy obu jego podjednostek. Autor podkreśla jednak, że zasada ograniczająca liczbę laureatów nagrody do trzech usunęła w cień innych badaczy i ich istotny wkład, mimo doniosłego znaczenia ich wglądów. Książka, prezentująca w doskonałej formie literackiej doświadczenia i poglądy Autora odnoszące się do tych wszystkich zagadnień, jest bardziej osobistym pamiętnikiem niż obiektywną relacją historyczną. Badaczom rozwoju nauki i metody naukowej dostarcza świeżego spojrzenia na procesy odkrywcze, zwracając uwagę na trudne odcinki drogi wiodącej do nowej wiedzy, która bywa czasem drogą przez mękę. Wypada jeszcze dodać, że ta fascynująca publikacja wnosi istotny wkład do literatury naukowej i będzie ceniona zarówno za opis faktów przyrodniczych, jak i emocjonalnego aspektu badań oraz osiągnięć naukowych.

J.A. Doudna


Przedmowa Autora do wydania polskiego

W książce tej opisałem wyścig do rekonstrukcji struktury rybosomu – jednej z najstarszych i najważniejszych cząsteczek organizmów żywych, odczytującej kody genetyczne białek pełniących tysiące funkcji we wszystkich ich komórkach i konstruującej je we wszelkich formach życia. Jestem szczęśliwy, że wydawnictwo Copernicus Center Press zdecydowało się opublikować polskie wydanie książki, i dziękuję jej tłumaczowi, panu Markowi Czekańskiemu, za cierpliwe zmaganie się z zawiłościami naukowych i biograficznych jej aspektów w tworzeniu wiernego polskiego przekładu.

Moja znajomość kultury i narodu polskiego rozwijała się stopniowo. Dorastając w Indiach, po raz pierwszy dowiedziałem się o Mikołaju Koperniku. Zrewolucjonizował on wprawdzie współczesną mu naukę, lecz jego dokonania wydawały mi się odległe w czasie, a przez to zbyt abstrakcyjne i bezosobowe, by wywrzeć na mnie osobiste wrażenie. Później, w liceum, przeczytałem biografię Marii Skłodowskiej-Curie napisaną przez jej córkę Ewę. Była to dla mnie niezapomniana opowieść o nadzwyczaj odważnej i genialnej kobiecie, która porzuciła swoją ojczyznę, by pracować naukowo we Francji w dziedzinie zdominowanej przez mężczyzn. Wielkie wrażenie zrobiły na mnie nie tylko jej wytrwałość, talent i inteligencja, dzięki którym jako pierwsza została dwukrotnie laureatką Nagrody Nobla, ale także jej pasja do nauki, jak i do ludzi, którzy pojawiali się w jej życiu. Wciąż pamiętam szczególnie wzruszający fragment, w którym Ewa opisuje swą matkę wykonującą przez cztery lata w zwykłej szopie niewolniczą pracę wyodrębniania radu, mającą nadzieję, że czysty pierwiastek będzie miał piękną barwę, a następnie zachwyconą jego naturalną luminescencją.

 

Później, gdy jako młody człowiek wyemigrowałem do Stanów Zjednoczonych, doświadczyłem innych wpływów polskiej kultury. Poznałem muzykę Fryderyka Chopina i Witolda Lutosławskiego, czytałem polskich autorów takich jak Jerzy Kosiński oraz poznałem twórczość reżyserów filmowych – Polańskiego, Kieślowskiego i Agnieszki Holland. Dowiedziałem się też o tym, jak polscy matematycy umożliwili Alanowi Turingowi i jego kolegom w Anglii rozpracowanie niemieckiej maszyny szyfrującej Enigma.

Moja znajomość wkładu Polaków w rozwój nauki i kultury była jednak wciąż abstrakcyjna i bezosobowa, dopóki nie nauczyłem się krystalografii i nie zacząłem zgłębiać struktury rybosomu. Dopiero wtedy zetknąłem się z liczną społecznością polskich naukowców. W mojej książce nazywam ich „polską mafią krystalograficzną”. Ludzie ci wywarli decydujący wpływ na rozwój metod i narzędzi krystalograficznych, które pomogły całemu środowisku badaczy. Niektórzy z nich wsparli mnie osobiście w krytycznych momentach życiowych, a z wieloma zaprzyjaźniłem się na długie lata. Dwaj moi polscy przyjaciele, Alex Włodawer i Zbyszek Dauter, dostarczyli mi cennych opinii na temat przekładu.

I wreszcie chciałbym podziękować mojej przyjaciółce Ani Wilczyńskiej, która jest nie tylko utalentowanym naukowcem, lecz także biegle włada językami angielskim i polskim. Jestem jej bardzo wdzięczny, że w wybitnie pracowitym okresie życia zechciała poświęcić czas starannej weryfikacji tłumaczenia. Wykorzystując swe kwalifikacje językowe oraz fachową wiedzę w dziedzinie, której moja książka dotyczy, zapewniła zgodną z moimi intencjami prezentację w języku polskim zarówno materiału naukowego, jak i elementów autobiograficznych, wprowadzając istotne zmiany tam, gdzie było to konieczne.

Mam głęboką nadzieję, że książka dostarczy satysfakcji polskim czytelnikom, zwłaszcza studentom i młodym naukowcom. Dla mnie publikacja jej przekładu jest okazją do zacieśnienia związków z moimi polskimi przyjaciółmi i ich fascynującym krajem.


Prolog

Z perspektywy czasu dziwi mnie znikomy efekt jej wizyty. Był szary jesienny dzień 1980 roku. Niewielkie ogłoszenie na tablicy informacyjnej Uniwersytetu Yale zapowiadało wykład o niejasnym tytule. Nie miałem trudności ze znalezieniem miejsca na sali, mimo iż przyszedłem tuż przed prelegentką. Obecnych było tylko kilku specjalistów.

Od pierwszej chwili emanowała z niej pewność siebie granicząca z tupetem. Po krótkim wstępie organizatora spotkania zaczęła opisywać wysiłki swojej berlińskiej grupy badawczej zmierzające do uzyskania kryształów ogromnych liczb molekuł związanych z translacją genów w syntezie białek. W owym czasie wytworzenie kryształów było kluczowym etapem rekonstruowania struktur tych kompleksów.

Po skończonym wykładzie padło bardzo niewiele pytań, nie byliśmy bowiem pewni, jak należało oceniać te prace. Nadawanie ogromnym, elastycznym cząsteczkom o powikłanej budowie strukturalnie regularnych, trójwymiarowych form krystalicznych wydawało nam się co najmniej zdumiewające. Kiedy wracaliśmy korytarzem do swoich laboratoriów, jeden z moich kolegów zadał drugiemu prowokujące pytanie: „Jak to możliwe, że ty nie potrafisz wykrystalizować małych fragmentów, a ona zrobiła to z całym kompleksem?”. Jej kryształy jednakże nie były wtedy wystarczająco dobrej jakości, by obrazować rzeczywistą budowę oryginałów, i nikt w tym czasie nawet nie wiedział, jak stosować tę metodę do analizy gigantycznych struktur hipermolekularnych. Uznaliśmy więc ów występ za ciekawostkę, ale żaden z nas nie czuł, by w jego świecie coś się zmieniło – coś, co uzasadniałoby porzucenie dotychczasowego kierunku badań.

Nie miałem wówczas pojęcia, że Ada Yonath będzie ważną postacią w moim życiu zawodowym przez następne trzydzieści lat; że będę współzawodniczył z nią i z innymi w intensywnym wyścigu do zrozumienia obiektu usytuowanego w centrum wszelkiego życia; oraz że pewnego grudniowego dnia w Sztokholmie będę siedział między nią i następczynią szwedzkiego tronu na bankiecie z okazji przyznania Nagrody Nobla.


Rozdział I

Nieoczekiwana zmiana planów w Ameryce

Po wyjeździe z Indii w głębi serca pragnąłem być fizykiem teoretycznym. Byłem wtedy dziewiętnastoletnim absolwentem Uniwersytetu w Vadodarze[1*]. W Indiach było wówczas w zwyczaju pozostawanie w kraju do uzyskania tytułu magisterskiego, przed ewentualnym wyjazdem za granicę w celu doktoryzowania się. Chciałem jednak możliwie najszybciej znaleźć się w Ameryce. Była dla mnie nie tylko krajem życiowych możliwości, lecz także ojczyzną legendarnych uczonych, takich jak Richard Feynman, którego słynne Wykłady z fizyki[2*] wchodziły w zakres moich studiów uniwersyteckich. Ponadto byli tam już moi rodzice. Ojciec, związany z Uniwersytetem Illinois w Urbana–Champaign, przebywał właśnie na krótkim urlopie naukowym.

Nagła decyzja wyjazdu nie pozwoliła mi przystąpić do egzaminów kwalifikujących na studia podyplomowe (GRE) w Stanach Zjednoczonych, bez których większość uniwersytetów nie rozpatrywałaby moich aplikacji. Wydział Fizyki Uniwersytetu Illinois początkowo zaakceptował moją kandydaturę, gdy jednak kierownik studiów doktoranckich dowiedział się, że mam tylko dziewiętnaście lat, zaproponowano mi w zamian podjęcie studiów dyplomowych z zaliczonymi z góry pierwszymi dwoma latami. Żadnej indyjskiej rodziny z klasy średniej nie było wówczas stać na życie i naukę w Ameryce. W międzyczasie dziekan mojego macierzystego wydziału na Uniwersytecie w Vadodarze pokazał mi pismo Uniwersytetu Ohio z prośbą o zapoznanie z ich programem studentów wyższych lat. Nie słyszałem nigdy o tej uczelni, zauważyłem jednak, że ich Wydział Fizyki dysponuje komputerem IBM 360 i akceleratorem Van de Graaffa, a wykładowcy wywodzą się z najlepszych uniwersytetów. To w zupełności mi wystarczyło. Przymykając oko na brak wymaganego zwykle dyplomu GRE, przyjęto mnie na studia doktoranckie, udzielając wsparcia finansowego. Po typowo stresującej rozmowie w sprawie wizy studenckiej w konsulacie amerykańskim w Bombaju kupiłem wreszcie bilet do swojej ziemi obiecanej.

Tak więc, natychmiast po ostatnich egzaminach końcowych, uwalniając się od dusznego indyjskiego upału, rozpocząłem swą wędrówkę do Ameryki. Miałem gorączkę, a podróż wydawała się nie mieć końca. Po przesiadkach w Bejrucie, Genewie, Paryżu, Londynie i Nowym Jorku wylądowałem wreszcie w Chicago, skąd czekał mnie już tylko krótki lot do Urbana–Champaign. Stając na płycie lotniska wieczorem 17 maja 1971 roku, poczułem silny podmuch wiatru tak zimnego, jakiego nigdy dotąd nie doświadczyłem.

Nagłe pogrążenie się w życiu amerykańskiej uczelni było dla mnie szokiem. Atmosfera uczelni indyjskich była wtedy poważna i stateczna. Studenci ubierali się zgodnie z tradycją i koncentrowali wyłącznie na nauce; wielu, tak jak ja, mieszkało nadal z rodzicami. Umawianie się na randki, a zwłaszcza seks przedmałżeński, było raczej nie do pomyślenia. W roku 1971, w Ameryce, w której panowała wciąż obyczajowość lat sześćdziesiątych, byłem wśród studentów osobliwością – ostrzyżony na jeża, w okularach o grubych, czarnych, plastikowych oprawkach i w pomarańczowych zamszowych butach o dwa numery za dużych. Amerykańską studenterię postrzegałem jak przedstawicieli innego gatunku: mężczyźni w wystrzępionych dżinsach, z włosami niekiedy dłuższymi od kobiecych; kobiety w krótkich szortach i bluzkach bez pleców, w moim odczuciu prawie nagie w porównaniu z Induskami, które widywałem w swojej ojczyźnie. W kampusach całej Ameryki trwały protesty przeciwko wojnie w Wietnamie. Któregoś popołudnia, powodowany mieszaniną sympatii i ciekawości, wziąłem udział w takim pokojowym wiecu. Stojąc tam jak kołek, zauważyłem za sobą dwóch facetów, podobnie jak ja krótko ostrzyżonych oraz mających na sobie tanie poliestrowe spodnie i koszule. Podszedłem do nich, starając się być miłym, okazali mi jednak oschłość i podejrzliwość. Później zorientowałem się, że byli to agenci FBI rozglądający się za antywojennymi prowokatorami.

Latem podjąłem kursy na Uniwersytecie Illinois, uzupełniając luki w wykształceniu zdobytym w Vadodarze, a z początkiem jesieni odwiedziłem wraz z rodzicami i siostrą śliczne miasteczko uniwersyteckie Athens w górzystej okolicy południowego Ohio, w którym zamieszkałem na kilka następnych lat. Pierwszym problemem było znalezienie lokum. Musiałem utrzymywać się z pensji asystenckiej i byłem wegetarianinem, sądziłem więc, że najlepiej byłoby wynająć niewielkie mieszkanie i samemu przyrządzać sobie posiłki. Przez jakiś czas bezskutecznie wertowaliśmy ogłoszenia prasowe. W jednym przypadku właścicielka powiedziała, że może wynająć mieszkanie, lecz gdy zjawiliśmy się po kilku minutach, by je obejrzeć, spojrzała na mnie i oświadczyła, że „przed chwilą je wynajęła”. Po raz pierwszy spotkałem się wtedy z rasizmem w Ameryce. Nie mogąc w ów weekend znaleźć mieszkania, zakwaterowałem się w akademiku, w którym rezydowałem przez cały pierwszy rok, żywiąc się w bufecie głównie kanapkami z serem.

Mimo niedogodności kulinarnych rozwiązanie takie miało wielką zaletę, pozwoliło mi bowiem natychmiast zyskać grupę przyjaciół oraz uniknąć izolacji i wyobcowania dotykających wielu obcokrajowców. Koledzy z akademika szybko ułatwili mi przystosowanie się do życia w amerykańskiej uczelni. W pierwszą sobotę poszliśmy na mecz futbolu amerykańskiego. Rytuał kibicowania, cheerleaderki, orkiestry i hałaśliwe ogłoszenia przez megafony wydawały się zagłuszać i przyćmiewać samo wydarzenie sportowe.


Rys. 1.1. Autor jako doktorant fizyki na Uniwersytecie Ohio

Akademik znajdował się niedaleko Wydziału Fizyki, co było jego dodatkową zaletą. Wielu kolegów mieszkało blisko mnie, mogliśmy więc pomagać sobie wzajemnie w nauce i w ogólnym przystosowaniu się do życia na wydziale. Studentów doktorskich fizyki obowiązywał szereg kursów w ciągu roku lub dwóch lat oraz zdanie wszechstronnego egzaminu przed dopuszczeniem do udziału w poważnych pracach badawczych. Zaliczenie obowiązkowych kursów i końcowy egzamin pisemny nie sprawiły mi trudności, lecz przygotowując się do egzaminu ustnego, poczułem, że intensywne niegdyś pragnienie zostania fizykiem wyraźnie we mnie wygasło. Gdy zapytano mnie, o jakich ciekawych nowych odkryciach w fizyce dowiedziałem się ostatnio z lektur, nie potrafiłem wymienić ani jednego, a w dalszej rozmowie nie umiałem nawet wskazać szczególnie interesującej mnie dziedziny fizyki. Mimo to zdałem egzamin i postanowiłem pracować pod kierunkiem Tomoyasu Tanaki, cieszącego się uznaniem teoretyka materii skondensowanej. Od pewnego czasu intrygowały mnie jednak problemy biologiczne, niektóre z nich włączyłem więc do swojego projektu rozprawy doktorskiej. Pomysły te były czystą fantazją i wkrótce je porzuciłem, gdyż o biologii nie miałem zielonego pojęcia, podobnie jak mój potencjalny promotor.

Przystępując do pracy doktorskiej, zdałem sobie sprawę, że nie potrafię określić kluczowych zagadnień, nie mówiąc już o sposobie ich potraktowania. Co gorsza, moja praca przestała mnie interesować. Szukałem ucieczki w życiu towarzyskim, grając w szachy w uniwersyteckiej drużynie, chodząc na piesze wycieczki z przyjacielem Sudhirem Kaickerem, zapoznając się z zachodnią muzyką poważną z pomocą innego przyjaciela, Tony’ego Grimaldiego, i generalnie zajmując się wszystkim, co nie posuwało naprzód mojej pracy naukowej. Japończyk Tomoyasu, z typową dla swojej nacji grzecznością, zaglądał od czasu do czasu do mojego gabinetu, pytając delikatnie, jakie zrobiłem postępy, a ja odpowiadałem mu w okrężny sposób, że na razie są one niewielkie. Sytuacja taka trwała dwa lata. Mówiłem często, że gdybym sam miał takich studentów jak ja, to bym ich oblał!

 

Wszystko zmieniło się dosyć nagle, kiedy poznałem Verę Rosenberry, kobietę od niedawna w separacji, matkę czteroletniej dziewczynki. Niektórzy znający nas przyjaciele uznali, że powinniśmy się spotkać, ponieważ oboje byliśmy wegetarianami – co w latach siedemdziesiątych w południowym Ohio stanowiło sporą rzadkość. Jednak nie zdawałem sobie zupełnie sprawy, że nasze pierwsze spotkanie podczas licznego zgromadzenia z okazji Święta Dziękczynienia było zaaranżowane. Widząc moją towarzyską nieudolność, przyjaciele postanowili dodatkowo mi pomóc – zaprosili mnie na obiad, w którym, oprócz nas, uczestniczyła tylko jedna para. Vera zwróciła moją uwagę inteligencją i klasyczną urodą, uznałem jednak, że nie miałbym żadnych szans wzbudzić zainteresowania takiej kobiety jak ona. Próbowałem więc zapoznać ją z jednym z moich przyjaciół, zapraszając na obiad ich oboje wraz z jej córeczką Tanyą. Część czasu poświęciłem zabawie z dziewczynką, umożliwiając im dwojgu swobodną rozmowę. I ten właśnie kolega uświadomił mi, że Vera bardziej niż nim interesuje się moją osobą, szczególnie widząc, jak łatwo przypadliśmy sobie do gustu z jej córeczką. Mimo mojego kosmicznego falstartu zaczęliśmy się spotykać i po pół roku burzliwej bliższej znajomości postanowiliśmy się pobrać, gdy tylko zakończy się jej sprawa rozwodowa. Tak oto w wieku dwudziestu trzech lat zawarłem związek małżeński, stając się ojczymem pięcioletniej dziewczynki.

Małżeństwo zmusiło mnie do poważnego myślenia o karierze zawodowej. Vera chciała mieć drugie dziecko, stanąłem więc wobec problemu utrzymania rodziny, nie mając pojęcia, czym miałbym się dalej zajmować. Wiedziałem, że pozostając przy fizyce, będę do końca życia wykonywał żmudne i mało odkrywcze obliczenia, które nie dadzą mi lepszego rozumienia rzeczywistości. Z kolei w biologii dokonywała się dramatyczna transformacja analogiczna do tej, jaka nastąpiła w fizyce w początkach XX wieku. Rewolucja w biologii molekularnej zapoczątkowana odkryciem struktury DNA wciąż trwała i nabierała mocy, dostarczając fundamentalnych wglądów w procesy biologiczne od wieków będące zagadką. W każdym niemal numerze „Scientific American” opisywano przełomowe odkrycia w biologii i wydawało się, że są one dziełem zwykłych śmiertelników, takich jak ja. Niestety, w tej dziedzinie posiadałem jedynie elementarną wiedzę, nie rozumiałem więc dokładnie istoty i znaczenia tych badań. Tym sposobem, zanim jeszcze ukończyłem doktorat z fizyki, podjąłem trudną decyzję rozpoczęcia studiów doktoranckich w dziedzinie biologii, pocieszając się tym, że wielu wybitnych uczonych, jak Max Perutz, Francis Crick i Max Delbrück, miało za sobą podobne zmiany kierunków studiów.

Nawiązałem kontakt z czołowymi uniwersytetami, lecz nigdzie nie chciano przyjąć na zwykłe studia doktoranta z innej dziedziny. Dwie odpowiedzi szczególnie utkwiły mi w pamięci. Autorem jednej z nich był Franklin Hutchinson z Yale, który w uprzejmym liście, mimo odmowy przyjęcia na studia, obiecał rozesłać moje CV do wykładowców i badaczy na swoim wydziale z propozycją zatrudnienia mnie jako postdoktoranta. Zareagowało dwóch: Don Engelman oraz – ironicznie z późniejszej perspektywy – Tom Steitz. Obu podziękowałem, wyjaśniając, że nie mam odpowiedniego przygotowania, by być im pomocnym w takim charakterze, oraz że będę się najpierw starał zdobyć podstawową wiedzę. W porównaniu z Hutchinsonem diametralnie przeciwne stanowisko zajął James Bonner z Caltechu. W swoich aplikacjach pisałem, że mam tylko dwadzieścia trzy lata, kwalifikuję się więc do standardowych studiów doktoranckich. Bonner skrytykował moje refleksje o wieku, dodając, że sam również doktoryzował się w dwudziestym trzecim roku życia, a w rodzinie uważany był za zapóźnionego. Napisał też, że zainteresowanie wymienionymi przeze mnie dziedzinami – allosterią, białkami błonowymi i neurobiologią – nie dziwi go, są to bowiem najmodniejsze obszary współczesnej biologii. Jeśli chcę je badać – pisał dalej – muszę najpierw wykazać się ich znajomością, a Caltech oczywiście nie może przyjąć mnie na studia. Być może nie czytał Paragrafu 22. Na szczęście Dan Lindsley z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego zdecydował się przyjąć mnie na studia biologiczne ze stypendium naukowo-badawczym, a Vera i Tanya chętnie zgodziły się na przeprowadzkę do Kalifornii, mimo że czekała nas tam perspektywa utrzymywania się ze skromnego stypendium studenckiego, z niemowlęciem i bez samochodu.

Zdążyłem jakimś cudem zgromadzić materiały wystarczające do obrony doktoratu w przewidzianym czasie. Nasz syn Raman urodził się miesiąc po moich egzaminach. Parę tygodni później jechaliśmy z przyjacielem wynajętą ciężarówką firmy transportowej Ryder, wioząc nasz dobytek, Vera ze swą mamą i dziećmi doleciały do nas samolotem tydzień później. Niedługo po zainstalowaniu się, jesienią 1976 roku rozpocząłem z zapałem moje nowe studia.

Od samego początku uderzyło mnie to, jak wielu rzeczy w biologii trzeba się nauczyć. Już pierwsze wykłady naszpikowane były nieznaną mi terminologią. Chcąc się w tym połapać, zapisałem się na wszystkie kursy dostępne dla studentów pierwszego roku w zakresie genetyki, biochemii i biologii komórki oraz na sześciotygodniowe staże rotacyjne, z których zwykle korzystają studenci zainteresowani praktyką laboratoryjną w ramach przygotowań do przyszłych doktoratów. Moje studia w dziedzinie fizyki były czysto teoretyczne, nie miałem więc pojęcia o pracy w laboratoriach. Uświadomiłem to sobie podczas kursu laboratoryjnego prowadzonego przez Miltona Saiera, którego tematem był wychwyt glukozy przez bakterie. Doświadczenie polegało na dodawaniu pewnych ilości radioaktywnej glukozy do hodowli bakteryjnych na początku eksperymentu oraz pomiar ilości glukozy wchłoniętej przez bakterie po upływie różnych odcinków czasu. Ilości dodawanej glukozy były znacznie mniejsze od tych, z którymi miałem kiedykolwiek do czynienia – rzędu 20 mikrolitrów (mniej niż 1 procent objętości łyżeczki do herbaty). „Jak mierzycie tak małe ilości substancji?” – spytałem. Pracująca ze mną laborantka pokazała mi narzędzie zwane Pipetmanem, zawierające rurkę z nastawnym tłoczkiem przesuwającym się w obie strony o ściśle określone odległości, co pozwala dawkować dokładnie wyznaczone porcje substancji. Objaśniła, jak nastawia się te ilości na skali, jak pobiera się właściwe porcje płynnego materiału i jak przez lekkie naciśnięcie przycisku na końcu można się upewnić, że cała objętość próbki została wyciśnięta. „To wszystko” – powiedziała. Wziąłem więc tego Pipetmana i zanurzyłem w radioaktywnej glukozie. „Co ty wyprawiasz? Musisz używać końcówek!” Urządzenia te były tak powszechnie znane, że moja opiekunka zapomniała zapoznać mnie z jednorazowymi sterylnymi plastikowymi końcówkami zapobiegającymi skażeniu trzonu pipety przez kontakt z próbkami.

Przeprowadzka z małym dzieckiem i niemowlęciem nie sprzyjała zdobywaniu nowej wiedzy. Miałem jednak sporo szczęścia, ponieważ Vera rozpoczynała własną karierę ilustratorki książek dla dzieci i mogła pracować w domu. Poza tym wzięła na siebie opiekę nad dziećmi i wszystkie prace domowe, pozwalając mi skupić się na studiach. Po pierwszym roku żywiłem optymistyczne przekonanie, że miałem już solidne i szerokie podstawy wiedzy biologicznej oraz dość zróżnicowane doświadczenie laboratoryjne. Na drugim roku rozpocząłem pracę z Mauricio Montalem badającym białka umożliwiające przenikanie jonów przez cienkie błony lipidów, które otaczają wszystkie typy komórek. Nie trwała ona jednak długo. Niemal przypadkowo pojawiła się dla mnie szansa rozpoczęcia badań najstarszych i najbardziej podstawowych molekuł życia, lecz wymagało to kolejnej przeprowadzki na drugi koniec kraju.