Страница:
Наши опыты под руководством А. С. Серебровского должны были показать, в какой мере получение мутаций под действием рентгеновских лучей является доступным.
В первый же год работы в Зоотехническом институте я вошел в мир замечательных людей, которые в то время составляли цвет нашей зоотехнической науки и остались в ее истории как непревзойденные корифеи.
На собраниях и в кулуарах встречал члена-корреспондента Академии наук Павла Николаевича Кулешова, патриарха нашего животноводства. Его прекрасная, исполненная благородства внешность, неизменная трость, бородка и умный внимательный взгляд производили неотразимое впечатление. П. Н. Кулешов специально исследовал роль наследственности для племенного животноводства. Результаты своих исследований он опубликовал еще в 1890 году. После П. Н. Кулешова признанным главою наших животноводов считался лукавый и умный Ефим Федотович Лискун. Чувствующий себя на кафедре как рыба в воде, Лискун был заядлым полемистом и в полемике никогда не подставлял себя под удар. В своей черной шапочке он склонялся над кафедрой и чутко слушал своих оппонентов.
Здесь же в залах Зоотехнического института я встречал прославленного Михаила Федоровича Иванова, создателя новых русских пород свиней. Еллий Анатольевич Богданов не раз приходил к нам на Смоленский из далекой, как тогда казалось, Тимирязевки. В то время шумели споры вокруг его опытов с мясной мухой, в которых он пытался доказать наследование благоприобретенных признаков. Работал в институте и Дмитрий Андреевич Кисловский, который увлекался летальными генами у сельскохозяйственных животных.
Большое впечатление производил Иван Семенович Попов, "англичанин" по внешности, наш знаменитый авторитет по вопросам кормления животных.
Большим моим другом был быстрый Николай Александрович Юрасов, специалист по теории разведения животных. Он увлекался рысистыми лошадьми, часто бывал на ипподроме и знал родословные всех лошадей, мог сказать, какой предок к течение скольких секунд бежал ту или иную дистанцию, знал в совершенстве качества лошадей и в большинстве случаев... оставлял все свои деньги в тотализаторе. В 1914 году Юрасов провел исследование передачи характера по поколениям у орловских рысаков разных мастей. Он был первым в России, кто осуществил менделестический анализ на сельскохозяйственных животных.
Не менее страстным любителем рысистых лошадей был Владимир Оскарович Витт. В те годы он увлекался генетикой мастей у лошадей и очень любил выступать на заседаниях в Зоотехническом институте, на конференциях, на съездах. В своем неизменном черном фраке, с белоснежной манишкой, черноволосый, с блестящим пробором, высокий, громкоголосый, Владимир Оскарович рассказывал о роли законов Менделя при анализе наследования окрасок у лошадей.
Н. А. Юрасов был прекрасным шахматистом, не раз он вызывал меня сражаться на этих 64 "безумных" квадратах. Особенно много, в течение почти трех недель, мы играли с ним в доме отдыха под Москвой. Николай Александрович искусно двигал фигуры по полям шахматных квадратов и путем незаметных, мелких, но неуклонных улучшений своей позиции, как правило, доводил дело до победы. Мои наскоки и комбинации встречали преграду в его умной тактике, в моей упорной защите он обязательно находил трещину. Но играть со мною он любил, уверял, что иногда я защищаюсь совсем неплохо.
В Зоотехническом институте я познакомился с Сергеем Ивановичем Вавиловым, братом знаменитого в те годы Николая Ивановича Вавилова. Тогда Сергей Иванович приходил в наш институт читать лекции по физике.
Все ближе подходило время опыта по искусственному получению мутаций. А. С. Серебровский беспокоился, что у нас и лаборатории слишком мало людей для осуществления этого большого эксперимента, всего лишь трое: Александр Сергеевич, я и Женя - милая, молодая девушка, которая мыла нам пробирки и готовила корм для дрозофил. Однако к началу опыта к нам в лабораторию пришли Иосиф Израилевич Агол и Василий Николаевич Слепков. Это были марксисты, полные сил и желания связать диалектический материализм с биологией. Они являлись воспитанниками Института красной профессуры, созданного еще в 1921 году по декрету Совнаркома, подписанному В. И. Лениным. Перед институтом стояла задача готовить высококвалифицированные марксистские кадры преподавателей для высших учебных заведений страны. Будучи слушателями этого института, И. И. Агол и В. Н. Слепков уже работали в лаборатории Бориса Михайловича Завадовского, видного в то время биолога, вставшего на путь марксизма, брата нашего учителя Михаила Михайловича Завадовского. Еще тогда они проявили интерес к проблемам наследственности и эволюции. Борис Михайлович поручил Аголу и Слепкову разработку темы, посвященной вопросу об унаследовании благоприобретенных признаков у аксолотлей и у кур. Но эта работа оказалась безрезультатной, поэтому они горячо откликнулись на предложение Серебровского перейти к нам в лабораторию и начать работу по искусственному получению мутаций под воздействием внешнего фактора.
И. И. Агол был членом партии с 1915 года и активным участником гражданской войны в Литве и Белоруссии. Его первая теоретическая работа брошюра "Энгельс" появилась в 1920 году. В. Н. Слепков был совсем молодым человеком. Высокий, с хорошо поставленной головой, с зеленоватыми глазами, красивый, внимательный, Вася Слепков много обещал в будущем. Приведя осенью 1927 года И. И. Агола и В. Н. Слепкова в нашу лабораторию, Серебровский сказал, что это будущие участники наших опытов и что он отдает их мне на выучку, так как с дрозофилой они ранее не работали.
Несколько позже методам работы с дрозофилой у меня же учился Соломон Григорьевич Левит. Это был исключительно умный человек, с сократовским, грубым, словно вырубленным топором, необычайно выразительным лицом. Он состоял членом большевистской партии с 1920 года. Врач по образованию, он в 1924 году организовал на медицинском факультете МГУ Общество врачей-материалистов. В те годы ему, как и другим биологам-марксистам, признание принципа унаследования благоприобретенных признаков казалось обязательным. Эту же точку зрения занимал В. Н. Слепков, когда в своих первых публикациях в 1925 году, критикуя книги Ю. А. Филипченко "Евгеника" (1924) и "Наследуются ли благоприобретенные признаки" (1924), заявил, что наследственная изменчивость, как и всякий причинный процесс, может зависеть только от внешних факторов. Не находя различия между мутагенными факторами среды и наследованием благоприобретенных признаков, он стоял в те годы на позициях ламаркизма.
Все они - С. Г. Левит, И. И. Агол и В. Н. Слепков - после экспериментальной работы с дрозофилой и длительных дискуссий в лаборатории при живейшем участии А. С. Серебровского стали убежденными генетиками. С. Г. Левит организовал Медико-генетический институт. Специализировавшийся в нашей лаборатории В. Н. Слепков ездил в длительную командировку в Германию, в знаменитую лабораторию К. Штерна.
И. И. Агол и С. Г. Левит по нескольку лет работали по генетике дрозофилы в США. Как-то И. И. Агол прислал мне из США свою фотографию с надписью: "Милому Николаю Петровичу от наших в Америке". Он был на редкость красив, его матовое лицо освещали глубокие, темные глаза. Будучи левшой, он смешно оперировал кисточкой, когда разбирал на стекле эферизированных дрозофил.
Пополнение, пришедшее в нашу лабораторию из Института красной профессуры, очень ее оживило. Все мы работу по специальности сочетали с активным обсуждением философских вопросов генетики. В проблемах методологии к нам был очень близок Макс Людвигович Левин, отличавшийся феноменальной эрудицией. В его кабинете было много иностранной литературы. Помню, как он вытаскивал из своих шкафов книги, размахивал руками и говорил, говорил. Здесь же, молча, на фоне книжных ярких полок, чуть склонив пышноволосую голову, стояла и слушала его молодая жена. С 1930 года Левин был членом президиума Коммунистической академии.
Макс Левин раньше других биологов-марксистов понял значение генетики для развития проблем эволюции и последовательно защищал ее необходимость. Его эрудиция и авторитет оказали большое влияние на И. И. Агола, В. Н. Слепкова и С. Г. Левита.
Неоднократно появлялся у нас также Михаил Михайлович Местергази. Он был в то время преподавателем биологии в Академии коммунистического воспитания имени Н. К. Крупской и в Коммунистическом университете трудящихся Востока, занимал исключительно ясную позицию в вопросах генетики и эволюции и оказал большое влияние на биологов-марксистов своей книгой и устными выступлениями. М. М. Местергази своей пылкостью, ростом и худобой, всем своим светящимся образом всегда напоминал мне рыцаря, в котором воплощен дух искания и правды всех времен,- Дон Кихота Ламанчского.
В конце 20-х годов заканчивалась острая дискуссия в философии между механистами и деборинцами. К механистам относились Л. И. Аксельрод-Ортодокс, И. И. Скворцов-Степанов, В. Н. Сарабьянов, А. К. Тимирязев и другие философы и естествоиспытатели. Их взгляды поддерживал лидер правых оппортунистов Н. И. Бухарин. В группу под руководством А. М. Деборина входили Г. К. Баммель, Н. А. Карев, И. К. Луппол, Я. Э. Стэн и другие философы.
Механисты заявили о своих философских позициях в 1926 году и затем в Театре Мейерхольда в 1927 году на широких диспутах. И. И. Скворцов-Степанов сказал, что "для настоящего времени диалектическое понимание природы конкретизируется именно как механическое понимание". Но, придерживаясь в философии ошибочных взглядов, И. И. Скворцов-Степанов, А. К. Тимирязев, В. Н. Сарабьянов и некоторые другие механисты оставались на партийных позициях в политической области, активно участвовали в борьбе за строительство социализма.
Деборинцы в борьбе с механистами увлекались и проявили непонимание коренного отличия диалектики Маркса и Ленина от диалектики Гегеля. Увлечение гегельянством привело Деборина и других к недооценке Ленина как философа, к непониманию ленинской идеи о единстве теории и практики и к уходу поэтому в область логических абстракций и формального анализа понятий, к забвению ленинского принципа партийности философии. В 1929-1931 годах А. М. Деборин и его группа подверглись серьезной критике. Мне довелось присутствовать на расширенных заседаниях президиума Коммунистической академии, проходивших с 17 по 20 октября 1930 года, на которых обсуждались доклады А. М. Деборина и В. А. Милютина по вопросам философии. Я живо помню эти заседания. А. М. Деборин проявлял клокочущий темперамент, иногда он стучал кулаком по столу и кричал, однако атаки М. Б. Митина, П. Ф. Юдина и других были неотразимы.
25 января 1931 года Центральный Комитет ВКП(б) принял постановление "О журнале "Под знаменем марксизма"". В нем подведены итоги этих дискуссий и дана программа дальнейшего развития философии марксизма-ленинизма. Постановление ЦК ВКП(б) осудило механицизм как попытку ревизии марксизма, а позицию группы Деборина - как идеалистическое извращение марксизма. Постановление указывало, что задачи философов-марксистов состоят в разработке ленинского философского наследия, в беспощадной критике всех антимарксистских и, следовательно, антиленинских установок в философии, в общественных и естественных науках, как бы они ни маскировались.
Эта борьба на философском фронте, свидетелями и участниками которой были сотрудники лаборатории А. С. Серебровского и он сам, оказала глубокое влияние на мировоззрение ученых. Постановление ЦК ВКП(б) указало на необходимость не заумного, а реального проникновения философии диалектического материализма во все области знания. Эти годы были для меня важнейшим мировоззренческим этапом, они углубили понимание громадного значения метода диалектического материализма для развития генетики.
На моих глазах рушились авторитеты А. М. Деборина и механистов в философии, мне стала ясна суть ошибок А. С. Серебровского, евгеников и метафизических воззрений в генетике. И все это заставляло серьезно задуматься над философскими проблемами науки. И. И. Агол и В. Н. Слепков мне очень помогли. Общение с этими замечательными людьми, обсуждение вопросов философии, общая работа по генетике дрозофилы, хорошая молодая дружба и любовь друг к другу - все это давало чудесный сплав. Дышалось свободно, и будущее казалось многообещающим и безоблачным.
Кроме Агола и Слепкова Серебровский пригласил на работу в нашу лабораторию Василия Евгеньевича Альтшулера, молодого зоотехника, решившего на опытах с дрозофилой постигнуть тайны генетики. Ныне В. Е. Альтшулер - один из генетиков-животноводов, профессор Ветеринарной академии. В те далекие времена это был въедливый молодой человек с несколько тягучей, замедленной речью. Он выучился у меня работать с дрозофилой и пришелся ко двору в нашем молодом исследовательском коллективе, мы до сих пор дружны.
Впятером - А. С. Серебровский, я, И. И. Агол, В. Н. Слепков и В. Е. Альтшулер - мы приступили к опытам по получению искусственных мутаций у дрозофил под воздействием рентгеновских лучей. От результатов этих опытов зависело многое.
Это было первое развитие успеха Меллера по искусственному получению мутаций. Многое еще в этом вопросе было неясным. Нам удалось получить данные не только по зависимости частоты мутации от дозы радиации, но и целый ряд новых мутаций. Изучение этих новых форм привело к очень серьезным выводам, о чем будет рассказано ниже.
Для меня навсегда останутся незабываемыми три года в лаборатории А. С. Серебровского. Его бодрость, талант, жизнелюбие, пылкость фантазии и страсть увлечений, его желание иметь коллектив из передовых людей того времени создавали атмосферу единства со страной и сознания мощного движения вперед по самым актуальным направлениям пауки. Это были замечательные годы, неизгладимые для начала моего пути, связанные с первыми выступлениями в печати, со специальными статьями и по философским основам генетики.
Наступили горячие дни нашего опыта по искусственному получению мутаций. Все мы работали как черти. На мою долю выпало много забот, так как кроме своей части работы, а она была наибольшей, А. С. Серебровскому и мне приходилось следить за работой всех остальных "молодых" дрозофилистов.
В особых капсулах мы облучали самцов дрозофилы в Государственном рентгенологическом институте Наркомздрава. В то время директором этого института был Яков Львович Шехтман, замечательный ученый, надолго связавший свою деятельность с развитием радиационной генетики. В течение 40 лет я часто встречаюсь и дружу с Я. Л. Шехтманом.
Сама радиационная генетика как новая наука после работы Г. А. Надсона и Г. С. Филиппова "О влиянии рентгеновских лучей на половой процесс и образование мутантов у низших грибов", которую они выполнили в 1925 году в Ленинградском институте радия, только еще рождалась в нашей стране. Наш опыт способствовал ее развитию.
Этой науке предстояло громадное будущее. В эпоху внедрения в жизнь атомной энергии радиационная генетика будет призвана защитить наследственность человека от проникающей радиации и вместе с тем использовать ее для управления наследственностью растений, животных и микроорганизмов. Наступит время, когда сотни исследовательских учреждений по радиационной генетике возникнут во всех странах мира, появятся мощные генетические институты при атомных центрах, будут учреждены журналы, состоятся международные съезды...
Однако на заре этой науки, в 20-х годах нашего века, все это только начиналось. Надсон и Филиппов в Ленинграде облучали клетки дрожжей, затем в Соединенных Штатах Меллер воздействовал радиацией на дрозофилу, после него в Москве пять молодых людей, самому старшему из которых было 36 лет, а самому младшему 21 год,- все мы восторженно убедились, что радиация проникает в клетки и изменяет природу генов и хромосом. Работа А. С. Серебровского, И. И. Агола, В. Н. Слепкова, В. Е. Альтшулера и автора этих строк под названием "Получение мутаций рентгеновскими лучами у дрозофилы" была напечатана в 1928 году в советском "Журнале экспериментальной биологии" и в английском журнале "Наследственность". В 1968 году по постановлению президиума АН СССР вышла книга под названием "Классики советской генетики, 1920-1940", в которой помещена и эта статья.
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.
В первый же год работы в Зоотехническом институте я вошел в мир замечательных людей, которые в то время составляли цвет нашей зоотехнической науки и остались в ее истории как непревзойденные корифеи.
На собраниях и в кулуарах встречал члена-корреспондента Академии наук Павла Николаевича Кулешова, патриарха нашего животноводства. Его прекрасная, исполненная благородства внешность, неизменная трость, бородка и умный внимательный взгляд производили неотразимое впечатление. П. Н. Кулешов специально исследовал роль наследственности для племенного животноводства. Результаты своих исследований он опубликовал еще в 1890 году. После П. Н. Кулешова признанным главою наших животноводов считался лукавый и умный Ефим Федотович Лискун. Чувствующий себя на кафедре как рыба в воде, Лискун был заядлым полемистом и в полемике никогда не подставлял себя под удар. В своей черной шапочке он склонялся над кафедрой и чутко слушал своих оппонентов.
Здесь же в залах Зоотехнического института я встречал прославленного Михаила Федоровича Иванова, создателя новых русских пород свиней. Еллий Анатольевич Богданов не раз приходил к нам на Смоленский из далекой, как тогда казалось, Тимирязевки. В то время шумели споры вокруг его опытов с мясной мухой, в которых он пытался доказать наследование благоприобретенных признаков. Работал в институте и Дмитрий Андреевич Кисловский, который увлекался летальными генами у сельскохозяйственных животных.
Большое впечатление производил Иван Семенович Попов, "англичанин" по внешности, наш знаменитый авторитет по вопросам кормления животных.
Большим моим другом был быстрый Николай Александрович Юрасов, специалист по теории разведения животных. Он увлекался рысистыми лошадьми, часто бывал на ипподроме и знал родословные всех лошадей, мог сказать, какой предок к течение скольких секунд бежал ту или иную дистанцию, знал в совершенстве качества лошадей и в большинстве случаев... оставлял все свои деньги в тотализаторе. В 1914 году Юрасов провел исследование передачи характера по поколениям у орловских рысаков разных мастей. Он был первым в России, кто осуществил менделестический анализ на сельскохозяйственных животных.
Не менее страстным любителем рысистых лошадей был Владимир Оскарович Витт. В те годы он увлекался генетикой мастей у лошадей и очень любил выступать на заседаниях в Зоотехническом институте, на конференциях, на съездах. В своем неизменном черном фраке, с белоснежной манишкой, черноволосый, с блестящим пробором, высокий, громкоголосый, Владимир Оскарович рассказывал о роли законов Менделя при анализе наследования окрасок у лошадей.
Н. А. Юрасов был прекрасным шахматистом, не раз он вызывал меня сражаться на этих 64 "безумных" квадратах. Особенно много, в течение почти трех недель, мы играли с ним в доме отдыха под Москвой. Николай Александрович искусно двигал фигуры по полям шахматных квадратов и путем незаметных, мелких, но неуклонных улучшений своей позиции, как правило, доводил дело до победы. Мои наскоки и комбинации встречали преграду в его умной тактике, в моей упорной защите он обязательно находил трещину. Но играть со мною он любил, уверял, что иногда я защищаюсь совсем неплохо.
В Зоотехническом институте я познакомился с Сергеем Ивановичем Вавиловым, братом знаменитого в те годы Николая Ивановича Вавилова. Тогда Сергей Иванович приходил в наш институт читать лекции по физике.
Все ближе подходило время опыта по искусственному получению мутаций. А. С. Серебровский беспокоился, что у нас и лаборатории слишком мало людей для осуществления этого большого эксперимента, всего лишь трое: Александр Сергеевич, я и Женя - милая, молодая девушка, которая мыла нам пробирки и готовила корм для дрозофил. Однако к началу опыта к нам в лабораторию пришли Иосиф Израилевич Агол и Василий Николаевич Слепков. Это были марксисты, полные сил и желания связать диалектический материализм с биологией. Они являлись воспитанниками Института красной профессуры, созданного еще в 1921 году по декрету Совнаркома, подписанному В. И. Лениным. Перед институтом стояла задача готовить высококвалифицированные марксистские кадры преподавателей для высших учебных заведений страны. Будучи слушателями этого института, И. И. Агол и В. Н. Слепков уже работали в лаборатории Бориса Михайловича Завадовского, видного в то время биолога, вставшего на путь марксизма, брата нашего учителя Михаила Михайловича Завадовского. Еще тогда они проявили интерес к проблемам наследственности и эволюции. Борис Михайлович поручил Аголу и Слепкову разработку темы, посвященной вопросу об унаследовании благоприобретенных признаков у аксолотлей и у кур. Но эта работа оказалась безрезультатной, поэтому они горячо откликнулись на предложение Серебровского перейти к нам в лабораторию и начать работу по искусственному получению мутаций под воздействием внешнего фактора.
И. И. Агол был членом партии с 1915 года и активным участником гражданской войны в Литве и Белоруссии. Его первая теоретическая работа брошюра "Энгельс" появилась в 1920 году. В. Н. Слепков был совсем молодым человеком. Высокий, с хорошо поставленной головой, с зеленоватыми глазами, красивый, внимательный, Вася Слепков много обещал в будущем. Приведя осенью 1927 года И. И. Агола и В. Н. Слепкова в нашу лабораторию, Серебровский сказал, что это будущие участники наших опытов и что он отдает их мне на выучку, так как с дрозофилой они ранее не работали.
Несколько позже методам работы с дрозофилой у меня же учился Соломон Григорьевич Левит. Это был исключительно умный человек, с сократовским, грубым, словно вырубленным топором, необычайно выразительным лицом. Он состоял членом большевистской партии с 1920 года. Врач по образованию, он в 1924 году организовал на медицинском факультете МГУ Общество врачей-материалистов. В те годы ему, как и другим биологам-марксистам, признание принципа унаследования благоприобретенных признаков казалось обязательным. Эту же точку зрения занимал В. Н. Слепков, когда в своих первых публикациях в 1925 году, критикуя книги Ю. А. Филипченко "Евгеника" (1924) и "Наследуются ли благоприобретенные признаки" (1924), заявил, что наследственная изменчивость, как и всякий причинный процесс, может зависеть только от внешних факторов. Не находя различия между мутагенными факторами среды и наследованием благоприобретенных признаков, он стоял в те годы на позициях ламаркизма.
Все они - С. Г. Левит, И. И. Агол и В. Н. Слепков - после экспериментальной работы с дрозофилой и длительных дискуссий в лаборатории при живейшем участии А. С. Серебровского стали убежденными генетиками. С. Г. Левит организовал Медико-генетический институт. Специализировавшийся в нашей лаборатории В. Н. Слепков ездил в длительную командировку в Германию, в знаменитую лабораторию К. Штерна.
И. И. Агол и С. Г. Левит по нескольку лет работали по генетике дрозофилы в США. Как-то И. И. Агол прислал мне из США свою фотографию с надписью: "Милому Николаю Петровичу от наших в Америке". Он был на редкость красив, его матовое лицо освещали глубокие, темные глаза. Будучи левшой, он смешно оперировал кисточкой, когда разбирал на стекле эферизированных дрозофил.
Пополнение, пришедшее в нашу лабораторию из Института красной профессуры, очень ее оживило. Все мы работу по специальности сочетали с активным обсуждением философских вопросов генетики. В проблемах методологии к нам был очень близок Макс Людвигович Левин, отличавшийся феноменальной эрудицией. В его кабинете было много иностранной литературы. Помню, как он вытаскивал из своих шкафов книги, размахивал руками и говорил, говорил. Здесь же, молча, на фоне книжных ярких полок, чуть склонив пышноволосую голову, стояла и слушала его молодая жена. С 1930 года Левин был членом президиума Коммунистической академии.
Макс Левин раньше других биологов-марксистов понял значение генетики для развития проблем эволюции и последовательно защищал ее необходимость. Его эрудиция и авторитет оказали большое влияние на И. И. Агола, В. Н. Слепкова и С. Г. Левита.
Неоднократно появлялся у нас также Михаил Михайлович Местергази. Он был в то время преподавателем биологии в Академии коммунистического воспитания имени Н. К. Крупской и в Коммунистическом университете трудящихся Востока, занимал исключительно ясную позицию в вопросах генетики и эволюции и оказал большое влияние на биологов-марксистов своей книгой и устными выступлениями. М. М. Местергази своей пылкостью, ростом и худобой, всем своим светящимся образом всегда напоминал мне рыцаря, в котором воплощен дух искания и правды всех времен,- Дон Кихота Ламанчского.
В конце 20-х годов заканчивалась острая дискуссия в философии между механистами и деборинцами. К механистам относились Л. И. Аксельрод-Ортодокс, И. И. Скворцов-Степанов, В. Н. Сарабьянов, А. К. Тимирязев и другие философы и естествоиспытатели. Их взгляды поддерживал лидер правых оппортунистов Н. И. Бухарин. В группу под руководством А. М. Деборина входили Г. К. Баммель, Н. А. Карев, И. К. Луппол, Я. Э. Стэн и другие философы.
Механисты заявили о своих философских позициях в 1926 году и затем в Театре Мейерхольда в 1927 году на широких диспутах. И. И. Скворцов-Степанов сказал, что "для настоящего времени диалектическое понимание природы конкретизируется именно как механическое понимание". Но, придерживаясь в философии ошибочных взглядов, И. И. Скворцов-Степанов, А. К. Тимирязев, В. Н. Сарабьянов и некоторые другие механисты оставались на партийных позициях в политической области, активно участвовали в борьбе за строительство социализма.
Деборинцы в борьбе с механистами увлекались и проявили непонимание коренного отличия диалектики Маркса и Ленина от диалектики Гегеля. Увлечение гегельянством привело Деборина и других к недооценке Ленина как философа, к непониманию ленинской идеи о единстве теории и практики и к уходу поэтому в область логических абстракций и формального анализа понятий, к забвению ленинского принципа партийности философии. В 1929-1931 годах А. М. Деборин и его группа подверглись серьезной критике. Мне довелось присутствовать на расширенных заседаниях президиума Коммунистической академии, проходивших с 17 по 20 октября 1930 года, на которых обсуждались доклады А. М. Деборина и В. А. Милютина по вопросам философии. Я живо помню эти заседания. А. М. Деборин проявлял клокочущий темперамент, иногда он стучал кулаком по столу и кричал, однако атаки М. Б. Митина, П. Ф. Юдина и других были неотразимы.
25 января 1931 года Центральный Комитет ВКП(б) принял постановление "О журнале "Под знаменем марксизма"". В нем подведены итоги этих дискуссий и дана программа дальнейшего развития философии марксизма-ленинизма. Постановление ЦК ВКП(б) осудило механицизм как попытку ревизии марксизма, а позицию группы Деборина - как идеалистическое извращение марксизма. Постановление указывало, что задачи философов-марксистов состоят в разработке ленинского философского наследия, в беспощадной критике всех антимарксистских и, следовательно, антиленинских установок в философии, в общественных и естественных науках, как бы они ни маскировались.
Эта борьба на философском фронте, свидетелями и участниками которой были сотрудники лаборатории А. С. Серебровского и он сам, оказала глубокое влияние на мировоззрение ученых. Постановление ЦК ВКП(б) указало на необходимость не заумного, а реального проникновения философии диалектического материализма во все области знания. Эти годы были для меня важнейшим мировоззренческим этапом, они углубили понимание громадного значения метода диалектического материализма для развития генетики.
На моих глазах рушились авторитеты А. М. Деборина и механистов в философии, мне стала ясна суть ошибок А. С. Серебровского, евгеников и метафизических воззрений в генетике. И все это заставляло серьезно задуматься над философскими проблемами науки. И. И. Агол и В. Н. Слепков мне очень помогли. Общение с этими замечательными людьми, обсуждение вопросов философии, общая работа по генетике дрозофилы, хорошая молодая дружба и любовь друг к другу - все это давало чудесный сплав. Дышалось свободно, и будущее казалось многообещающим и безоблачным.
Кроме Агола и Слепкова Серебровский пригласил на работу в нашу лабораторию Василия Евгеньевича Альтшулера, молодого зоотехника, решившего на опытах с дрозофилой постигнуть тайны генетики. Ныне В. Е. Альтшулер - один из генетиков-животноводов, профессор Ветеринарной академии. В те далекие времена это был въедливый молодой человек с несколько тягучей, замедленной речью. Он выучился у меня работать с дрозофилой и пришелся ко двору в нашем молодом исследовательском коллективе, мы до сих пор дружны.
Впятером - А. С. Серебровский, я, И. И. Агол, В. Н. Слепков и В. Е. Альтшулер - мы приступили к опытам по получению искусственных мутаций у дрозофил под воздействием рентгеновских лучей. От результатов этих опытов зависело многое.
Это было первое развитие успеха Меллера по искусственному получению мутаций. Многое еще в этом вопросе было неясным. Нам удалось получить данные не только по зависимости частоты мутации от дозы радиации, но и целый ряд новых мутаций. Изучение этих новых форм привело к очень серьезным выводам, о чем будет рассказано ниже.
Для меня навсегда останутся незабываемыми три года в лаборатории А. С. Серебровского. Его бодрость, талант, жизнелюбие, пылкость фантазии и страсть увлечений, его желание иметь коллектив из передовых людей того времени создавали атмосферу единства со страной и сознания мощного движения вперед по самым актуальным направлениям пауки. Это были замечательные годы, неизгладимые для начала моего пути, связанные с первыми выступлениями в печати, со специальными статьями и по философским основам генетики.
Наступили горячие дни нашего опыта по искусственному получению мутаций. Все мы работали как черти. На мою долю выпало много забот, так как кроме своей части работы, а она была наибольшей, А. С. Серебровскому и мне приходилось следить за работой всех остальных "молодых" дрозофилистов.
В особых капсулах мы облучали самцов дрозофилы в Государственном рентгенологическом институте Наркомздрава. В то время директором этого института был Яков Львович Шехтман, замечательный ученый, надолго связавший свою деятельность с развитием радиационной генетики. В течение 40 лет я часто встречаюсь и дружу с Я. Л. Шехтманом.
Сама радиационная генетика как новая наука после работы Г. А. Надсона и Г. С. Филиппова "О влиянии рентгеновских лучей на половой процесс и образование мутантов у низших грибов", которую они выполнили в 1925 году в Ленинградском институте радия, только еще рождалась в нашей стране. Наш опыт способствовал ее развитию.
Этой науке предстояло громадное будущее. В эпоху внедрения в жизнь атомной энергии радиационная генетика будет призвана защитить наследственность человека от проникающей радиации и вместе с тем использовать ее для управления наследственностью растений, животных и микроорганизмов. Наступит время, когда сотни исследовательских учреждений по радиационной генетике возникнут во всех странах мира, появятся мощные генетические институты при атомных центрах, будут учреждены журналы, состоятся международные съезды...
Однако на заре этой науки, в 20-х годах нашего века, все это только начиналось. Надсон и Филиппов в Ленинграде облучали клетки дрожжей, затем в Соединенных Штатах Меллер воздействовал радиацией на дрозофилу, после него в Москве пять молодых людей, самому старшему из которых было 36 лет, а самому младшему 21 год,- все мы восторженно убедились, что радиация проникает в клетки и изменяет природу генов и хромосом. Работа А. С. Серебровского, И. И. Агола, В. Н. Слепкова, В. Е. Альтшулера и автора этих строк под названием "Получение мутаций рентгеновскими лучами у дрозофилы" была напечатана в 1928 году в советском "Журнале экспериментальной биологии" и в английском журнале "Наследственность". В 1968 году по постановлению президиума АН СССР вышла книга под названием "Классики советской генетики, 1920-1940", в которой помещена и эта статья.
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.