Ада и медведи

Аде Йонат – 86 лет, и она по-прежнему гроза лабораторий. Получить кристаллы из рибосом – и Нобелевку следом – ей помогли медведи.

В списке нобелевских лауреатов каждый четвёртый – еврей. Но именно израильских ученых в нем за историю премии значится всего 13 – что и понятно, поскольку отсчет ведется только с 1948 года. В их числе – химик и кристаллограф Ада Йонат, первая и пока единственная израильская женщина, которая удостоилась самой престижной научной награды.

«Я не выбирала науку, это она выбрала меня», – повторяет Ада Йонат в многочисленных интервью. В детстве она мечтала о творчестве и хотела стать либо художницей, либо писательницей. В школе Ада даже писала в стол, а когда в старших классах решилась показать одно из своих произведений директору школы, тот пришел в восторг и сказал, что это произведение всей жизни. Он послал рассказ в детскую газету, где его даже напечатали. Но на этом писательская карьера Ады и завершилась. «Но он был прав, – смеялась Ада. – Рассказ стал произведением всей моей жизни, потому что после него я больше ничего не писала».

С живописью тоже не сложилось. Если для сочинения рассказов было достаточно карандаша и тетрадки, то для рисования требовались кисти, краски, подходящая бумага и много чего еще. Купить их попросту было не на что, поскольку семья жила очень бедно. Родилась Ада в 1939 году в Иерусалиме, куда ее родители перебрались из Польши в 1933 году после прихода Гитлера к власти в Германии. Отец Ады, как и несколько поколений ее дедов и прадедов по отцовской линии, был раввином. Переезд и жаркий климат Подмандатной Палестины подорвали его и без того слабое здоровье, и он скончался, когда Аде было 11 лет, а ее младшей сестре – всего три года.

У Йонатов был небольшой продуктовый магазин, но после смерти отца его пришлось закрыть. «Мама попросту не справлялась без помощи отца. Она блестяще говорила на четырех языках, отлично шила, была прекрасной хозяйкой. Но арифметика была ее слабым местом. Даже простые подсчеты были для нее непосильными, и она каждый раз звала меня», – вспоминала Ада. По словам ученой, именно этот опыт привел ее к мысли: необходимо учиться, чтобы не зависеть от знаний других.

Чтобы помочь семье, девочка в свободное от учебы время подрабатывала, где только могла. С 11 лет она давала частные уроки, мыла полы, сидела с соседскими малышами. Вскоре семья переехала в Тель-Авив, где поселилась в коммуналке. Соседями оказались бывшие узники немецких концлагерей – поляки, которые не говорили на иврите. Общаясь с ними, Ада немного выучила польский.

Как ни удивительно, несмотря на многочисленные подработки, Ада отлично училась в школе и успевала практически по всем предметам. «Я всегда была любознательной, любила все проверять на практике и ставила эксперименты лет с пяти», – делилась ученая. Правда, первый ее научный опыт чуть не завершился трагедией. В пять лет она решила измерить расстояние от пола до потолка. Девочка притащила на балкон табуретки и скамейки, поставила их друг на дружку и забралась наверх. В попытке дотянуться Ада упала с балкона вниз и получила семь переломов – к счастью, только на одной руке.

Этот случай нисколько не отбил в Аде тягу к исследованиям, и в семь лет она чуть не сожгла дом: «Я хотела выяснить, как перемещаются жидкости: взяла две чашки с водой и керосином и две пустых. Шерстяными нитками я соединила наполненные чашки с пустыми, чтобы проверить, какая из жидкостей перетечет быстрее, вода или керосин. Я оставила чашки на балконе и ушла. Но мой отец вышел на балкон покурить, и эксперимент окончился небольшим пожаром».

В старших классах Ада любила физику, но тем не менее пошла поступать на химию в Еврейский университет в Иерусалиме, потому что увидела в этом вызов для себя: «На физику и математику брали всех желающих, а потом отсеивали. На химию, наоборот, брали только 50 человек – по количеству мест в лабораториях. Я решила попробовать из принципа и подумала, что ничего не теряю: если не понравится, просто переведусь на физику».

Переводиться не пришлось: девушка всерьез увлеклась биохимией и биофизикой, получила диплом магистра биофизики и поступила в аспирантуру Института Вейцмана в Реховоте, где продолжила изучать химию. Именно там она и решила заняться кристаллографией белков, которая впоследствии принесет ей Нобелевку. Эта тема привела ее в США, где она два года работала под началом ведущих американских биохимиков. В их числе был Уильям Липскомб, лауреат Нобелевской премии по химии 1976 года. В 1970-м Ада Йонат вернулась в Израиль и основала лабораторию кристаллографии белков – на тот момент единственную в стране.

Взяться за тему, которая впоследствии принесет Нобелевскую премию, Аду надоумили медведи. В 1970-е задача по расшифровке структуры рибосомы ученым казалась почти неразрешимой, и даже в середине 1990-х она все еще считалась тупиковой. Чтобы понять пространственную структуру биомолекул, ученые формировали из них кристаллы и облучали рентгеновскими лучами. По полученному изображению можно понять, как именно устроена молекула. Но далеко не все вещества и элементы клеток легко поддаются кристаллизации, особенно в биохимии. Из-за размеров рибосом, их структурной сложности и нестабильности ученые не могли получить из них кристаллы и уже было смирились с тем, что определить их структуру не получится – по крайней мере, методом рентгеновской кристаллографии.

Но Ада Йонат вспомнила, как читала статьи о природе спячки медведей. Медвежьи рибосомы в этот период жизненного цикла животных собираются в кристаллообразные структуры на достаточно продолжительное время – от начала и до конца спячки. «Я подумала: если медведи могут, пусть и за счет законов природы, кристаллизовать рибосомы, то почему бы не попробовать и нам? Я была полна энтузиазма и решила принять этот вызов».

Ада Йонат и ее сотрудники из лаборатории кристаллографии не сдавались десять с лишним лет, хотя коллеги – и израильские, и зарубежные – считали, что она просто теряет время. Скепсис не прошел, даже когда она смогла получить первые кристаллы из рибосом. Одни сомневались в их достоверности, другие утверждали, что эти кристаллы не позволят изучить рибосомную структуру из-за очень короткого срока жизни. Дело в том, что под действием рентгеновских лучей кристаллы разрушались быстрее, чем требовалось. Но Ада справилась и с этим вызовом: она придумала, как заморозить кристаллы до –180 °C и ниже, что замедлило их разрушение. Этот метод до сих пор широко используется в лабораторных исследованиях.

Впрочем, не все ученые были настроены скептически. Выдающийся шведский биохимик и кристаллограф Карл-Ивар Бранден, один из основоположников структурной биологии, поверил в Аду с самого начала. «Когда я впервые получила микрокристалл, у меня был очень напряженный период в жизни, я тогда почти не спала. Мы встретились, и он сказал, что я выгляжу изможденной. Я ответила, что мне, возможно, удалось получить кристаллы из рибосом, на что он сразу сказал: “Это работа на Нобелевскую премию”. Диалог состоялся примерно в середине 1980-х, в самом начале моих исследований. Понятно, что я долгие годы никому о нем не рассказывала, но всегда помнила этот разговор».

Бранден оказался прав, хотя его прогноз сбылся только через четверть века. Нобелевскую премию Ада Йонат получила в 2009 году, разделив ее с американцами Томасом Стайном и Венки Рамакришнаном. На ее счету также десятки других престижных научных наград, членство в ведущих научных организациях и звание почетного профессора самых престижных вузов, включая МГУ.

Помимо получения рибосомных кристаллов, Ада Йонат первой расшифровала их структуру, что позволило понять механизм синтеза белка на молекулярном уровне. Она показала, как антибиотики связываются с рибосомой и ингибируют синтез белка. Аде Йонат также удалось выявить механизмы устойчивости бактерий к двадцати с лишним антибиотикам. Эти исследования проложили путь к созданию новых препаратов и дают надежду на преодоление лекарственной резистентности.

Несмотря на свои 86 лет, Ада Йонат остается в науке и до сих пор занимается исследованиями в Центре биомолекулярных структур и механизмов Института Вейцмана. «У меня пенсионный возраст, но в Израиле профессора могут работать и после его достижения, – говорила ученая в интервью в мае 2024 года. – Так что я пока еще не планирую выходить на пенсию».