[ ERA: PRAEITIS ]
[ REKONSTRUKCIJA — faktinis pagrindas, meniškai apipavidalintos detalės ]

Klampumo teorema: 1:600 000 000 koncentracijos enigma

Nuotrauka: Cloudflare FLUX

Niekas nesuprato, kodėl negyvos ląstelės sugebėjo atgaivinti kitų mirtį, lyg nematoma komanda iš praeities būtų perskaičiusi dar kartą atvertą puslapį, o šioje laboratorijoje, kurios sienos sugerdavo drėgmę iš netoliese tekančios upės, vyko kantrus, beveik vienuoliškas darbas su paprastais mėgintuvėliais ir šildytuvais, Oswald Avery vadovaujant tyrimams Rockefeller Institute for Medical Research patalpose ir sistemingai ardant gyvybės pamatus bei ieškant medžiagos, kuri perneša paveldimus bruožus.

Iš pradžių tyrėjai perėmė Frederick Griffith 1928 metų pastebėjimus, kuomet nekenksmingos bakterijos ląstelės apsirengdavo mirtina kapsule nuo nužudytų kaimynų, tačiau niekas nežinojo tikslaus šio virsmo mechanizmo, nes vyravo galingas įsitikinimas, kad tik baltymai turi pakankamai sudėtingą struktūrą informacijai saugoti, kadangi baltymai susidėjo iš 20 skirtingų aminorūgščių, o deoksiribonukleorūgštis tuo metu buvo laikoma tik primityvia pasikartojančia molekule, neturinčia jokio kito tikslo, tik palaikyti ląstelės karkasą, ir šis klaidingas postulatas stabdė pažangą dešimtmečius, nes pati gamtos architektūra atrodė per daug sudėtinga paprastai grandinei.

Norint išskirti tikrąjį faktorių, reikėjo atlikti nuoseklų cheminių junginių naikinimą, todėl pirmajame žingsnyje tyrėjai panaudojo chloroformo ekstrakciją ir proteolitinius fermentus, tokius kaip tripsinas ir chimotripsinas, kad pašalintų visus baltymų teršalus iš aktyvaus ekstrakto, o ši procedūra nesustabdė ląstelių transformacijos, nes filtruotas skystis toliau keitė bakterijų genetiką, o lipazės ir polisacharidus skaidantys fermentai taip pat nedarė jokios įtakos šiam procesui, paneigdami riebalų ir angliavandenių vaidmenį, kai chemikalai ėdė stiklą ir pirštus, o dūmai iš traukos spintos maišėsi su drėgnu oru.

Kritinis lūžis įvyko panaudojus ribonukleazę, kuri visiškai sunaikino mėginyje esančią ribonukleino rūgštį, tačiau transformuojanti galia išliko nepakitusi, ir tik tuomet, kai tirpalas buvo paveiktas deoksiribonukleaze, biologinis poveikis išnyko akimirksniu, nutraukdamas bet kokias abejones dėl tikslios aktyvios medžiagos tapatybės, nes šis fermentinis išgryninimas įrodė, kad genetinė informacija slypi būtent nukleorūgštyse, o ne sudėtinguose baltymų labirintuose, stiklinėse kolbose tyvuliuojant skysčiui, talpinančiam visą būsimą biologijos revoliuciją, kurios svorio tuometiniai prietaisai dar nesugebėjo tiksliai įvertinti.

Gautas klampus, pluoštinis natrio deoksiribonukleato darinys išlaikė savo biologinį aktyvumą netgi tada, kai koncentracija nukrito iki 1 dalies iš 600000000 dalių tirpalo, o ši medžiaga išliko stabili ir nepakito pakaitinus iki 65 °C temperatūros, jos cheminei pusiausvyrai laikantis rūgštinėje bei šarminėje aplinkoje, kurios ribos siekė nuo 5 iki 9 pH vienetų, kai azoto ir fosforo santykis išgautame junginyje atitiko 1.67 vertę, tiksliai atkartodamas teorinę šios makromolekulės formulę, kurios skaitmeninė išraiška glumina savo tikslumu net praėjus dešimtmečiams po šio eksperimento pabaigos.

Mokslo bendruomenė pasitiko šiuos 1944 metais žurnale Journal of Experimental Medicine paskelbtus rezultatus šaltu abejingumu ir netgi atvira opozicija, kuriai vadovavo Alfred Mirsky, kai kritikai tvirtino, kad tyrimo mėginiuose vis dar liko nematomi baltymų pėdsakai, kurie ir atliko tikrąjį darbą, o deoksiribonukleorūgštis tėra šalutinis produktas, nes nė vienas to meto tyrėjas neturėjo instrumentų, galinčių vizualizuoti dvigubą spiralę, todėl mechanizmo fizika liko nesuprasta iki pat 1953 metų, įtampai tarp empirinių duomenų ir senųjų dogmų tvyrant virš darbo stalų, kur kiekvienas naujas mėgintuvėlis kėlė daugiau klausimų nei pateikdavo atsakymų.

Tikroji įtampa gyveno ne žmonių ambicijose, o tuometinės analitinės chemijos ribose, kurios neleido pamatyti erdvinio nukleorūgščių išsidėstymo, tačiau vėliau Hershey ir Chase eksperimentai su radioaktyviais izotopais patvirtino šiuos duomenis, o Watson ir Crick aprašė bazių poravimosi dėsnius, todėl teorija pagaliau pasivijo eksperimentą, pradinei datai – 1944 metams – liekant kaip momentui, kuomet chemija aplenkė teoriją ir visiems laikams pakeitė supratimą apie gyvybės paveldimumą, o Šaltojo karo nuojautos ir riboti finansiniai ištekliai tik aštrino šį tylų protų mūšį laboratorijos koridoriuose.

Pažvelgus giliau į pačią procedūrą, paaiškėja, kad tirpalo klampumas buvo pirminis fizinis ženklas, išdavęs milžinišką polimero grandinės ilgį, kurį mechaninis maišymas trindavo į smulkesnius fragmentus, o kiekvienas mėginio nusodinimas alkoholiu reikalavo nepriekaištingo mikronų tikslumo, nes menkiausia temperatūros svyravimo klaida sugadindavo savaites trukusį išskyrimo ciklą, tokiomis sąlygomis dirbusiems tyrėjams remiantis tik elementaria optine mikroskopija ir savo rankų mikrometrine klausa bei atskiriant gyvybės kodą nuo neorganinių priemaišų.

Bakterijų ląstelės sienelės pasipriešinimas tirpikliams viršijo visus biologinius lūkesčius, o paties ląstelinio apvalkalo irymas reikalavo specifinės deoksicholato koncentracijos, kuri akimirksniu suardydavo lipidų matricą, šio proceso metu išlaisvintiems nukleoproteinams sudarant tirštus, stiklo skaidrumo siūlus, primenančius voratinklius, besidriekiančius per visą stiklinės sienelės ilgį, ir šiam fiziniam faktoriui keliant didžiulę nuostabą visiems dalyvaujantiems, nes tokio elgesio jokia žinoma biologinė makromolekulė ligi tol nedemonstravo.

Pažangios centrifugavimo mašinos suko mėginius didžiuliu greičiu, išgaudamos 4000 apsisukimų per minutę jėgą, tačiau net ir ši mechaninė blauzdų ir variklių kova negalėjo paaiškinti, kodėl grynas ekstraktas išlaikė savo transformuojančias savybes po daugelio pakartotinių valymo ciklų, cheminiams reagentams veikiant negailestingai ir naikinant viską, kas gyva, tačiau paliekant nepažeistą šį unikalų polimerą, o kiekvienam lašui tūrio reikalaujant milžiniško atidumo ir mažiausiai dozei reiškiant visko pradėjimą iš naujo.

Tyrėjai neturėjo jokių elektroninių skaičiuotuvų ar kompiuterių, todėl visa kinetika ir koncentracijų pusiausvyra buvo skaičiuojama ranka ant geltonų popieriaus lapų, naudojant paprastas logaritmines liniuotes, o šis rankų darbas paliko pėdsakus ne tik dokumentuose, bet ir pačių mokslininkų mintyse, kurie įprato matyti skaičius už fizinių reiškinių fasado, kiekvienam cheminių ryšių nutrūkimui esant fiksuojamam su vokišku pedantiškumu ir anglišku santūrumu.

Prognozuotas azoto ir fosforo santykis tirpale siekė 1.67, galutiniam spektroskopiniam matavimui parodant tą pačią 1.67 vertę, nes skaičiai sutapo visiškai tiksliai, be jokių paklaidų ar papildomų pataisų, laboratorijos vadovui tyliai užvėrus odinį užrašų knygų sėjinį, nuleidus plunksnakotį ant stalo ir palikus patalpą tamsoje.