2024. április 7. – 12:22
Az összeesküvés-elméletek hívőinek alapvetés, hogy a világ tele van titkos társaságokkal, akik valamilyen céllal szövetkeztek, és a tagok valamiféle titkos jelről ismerik fel egymást. Ilyenek a szabadkőművesek és a különleges kézfogás, amivel a tagok feltűnés nélkül ismerhetik fel egymást. De visszamehetünk a történelemben, és a rózsakeresztesektől az eleusziszi misztériumokig találkozhatunk mindenféle csoportokkal, amik az exkluzivitásukat hangsúlyozták. Talán kevésbé ismert érdekesség, hogy a molekuláris biológia születésénél is fontos szerepet játszott egy hasonló társaság, az RNS-Nyakkendő Klub.
James Watson és Francis Crick 1953-ban jelentette meg alig egyoldalas, de a biológiát alapjaiban megváltoztató cikkét a Nature tudományos lapban a DNS szerkezetéről. Már ebben a cikkben jelzik egy odavetett mondatban, hogy nem kerülte el a figyelmüket, hogy az általuk javasolt szerkezet választ ad arra is, miként másolható a genetikai információ, de arról, hogy a nukleinsavakban tárolt információból hogyan lesz élőlény, nem tudtak semmit sem mondani. Ekkorra már egyértelmű volt, hogy az élőlényekben lezajló folyamatokért a fehérjék felelősek, és Linus Pauling már 1951-ben feltárta a fehérjék leggyakoribb térbeli szerkezeteit. A kérdés csak az volt, hogy a viszonylag egyszerű felépítésű, unalmas nukleinsavból miként lesz sokféle, az élet diverzitását jelentő fehérje.
Mind a fehérjék, mind a nukleinsavak polimer vegyületek, vagyis a Lego-kockákhoz hasonló alapelemekből épülnek fel. A nukleinsavakat csak négyféle „kocka”, azaz nukleotid építi fel, és nem is túl változatos a térszerkezetük, ezzel szemben a fehérjék húszféle alapegységből: aminosavakból állnak, és tulajdonképpen bármit lehet belőlük csinálni, a haj, az izmok, minden anyagunk felépítését és lebontását végző enzimek mind-mind fehérjék, mindegyik a maga céljára alkalmas különleges formával és alakkal. Hogyan lesz tehát a nukleinsavak egyszerű nyelvéből ez a varázslatos komplexitás?
Ennek az időszaknak az érdekessége, hogy nemcsak biológusok foglalkoztak a természettudományok legizgalmasabb rejtélyét jelentő molekuláris biológiával, a kémikusokon túl sok fizikus érdeklődése is ide irányult. Egyfelől azért, mert valóban a legforróbb téma, a legnagyobb megfejtetlen titok, de azért is, mert Hirosima után sok fizikus keresett olyan területet, aminek nem lehet katonai vonatkozása, és a molekuláris biológia erre alkalmasnak tűnt.
Így volt ezzel a kalandos életű George Gamow is, aki Odesszában született és Leningrádban doktorált, ezután dolgozott Koppenhágában Niels Bohr mellett és Cambridge-ben Ernest Rutherford laborjában, majd 1931-ben visszatért a Szovjetunióba, ahol Igor Kurcsatov munkatársa lett, és az első ciklotron építésénél is bábáskodott. Hamar megtapasztalta, hogy az egyre keményebbé váló diktatúra nem kedvez a szabad kutatásnak, így már 1932-ben megpróbált nyugatra szökni a feleségével együtt, kajakkal. Először a Fekete-tengeren akartak Törökországba jutni, majd a Bering-tengeren Norvégiába, de a rossz időjárás miatt mindkét alkalommal sikertelen lett a kísérlet. Szerencséjükre a hatóságoknak nem tűnt fel, hogy a vízi sportok iránti lelkesedést valójában mi hajtja. 1933-ban aztán nagy meglepetésére engedélyt kapott, hogy részt vegyen egy konferencián Brüsszelben, ahová feleségével együtt utazhatott, többé nem is tért vissza.
Gamow 1934-ben telepedett le Amerikában, a George Washington Egyetemen kezdett tanítani, és odahívta maga mellé Teller Edét Londonból. A munkatársai úgy jellemezték, hogy végtelen mennyiségű ötlete volt, és ezek között akadt jó is, de szerencsére nem zavarta, ha bárki rámutatott valamilyen hibára a gondolatmenetében. 1948-ban egy diákjával, Ralph Alpherrel írt egy cikket arról, hogy miként jöhettek létre a kémiai elemek az ősrobbanás után. A rá jellemző humorral a Physical Review-nak benyújtott cikk szerzői közé odaírta egy barátja, Hans Bethe nevét is, mert az Alpher-Bethe-Gamow egészen úgy hangzik, mint a görög ábécé eleje, az alfa-béta-gamma, a nagy hatású tanulmányt azóta is αβγ-cikk néven emlegetik.
Az ősrobbanás, az atommagok felépítése és a béta-bomlás mellett Gamowot érdekelte a biológiai információ kérdése is, és azt gondolta, a nagy kérdést, hogy miként lesz a nukleinsavakban kódolt információból sokféle fehérje, egy szabadon gondolkodó, sokféle tudományterületről érkező csapat tudná megoldani. Így 1954-ben (egy évvel a DNS-cikk megjelenése után) James Watsonnal megalapította az RNS-Nyakkendő Klubot. Addigra már sejteni lehetett, hogy a kétféle nukleinsav, a DNS és az RNS közül az előbbi a sejtmagban tárolja az információt, abban pedig, hogy ebből fehérje legyen a sejtplazmában, valahogyan az RNS játszik közre.
Mivel a fehérjéket húszféle aminosav alkotja, ebbe a klubba is húsz kutatót hívtak meg. Bekerült természetesen Watson és Crick; a DNS felépítésének egyik alapszabályát felfedező Erwin Chagraff; Melvin Calvin, aki később feltárta azt a ciklikus folyamatot, amiben a növények megkötik a szén-dioxidot; bekerült a bakteriális genetika atyja, Max Delbrück; és Sidney Brenner is, akit szintén a molekuláris biológia megalapozói között tartanak számon. Fizikusok is szép számmal voltak a klubban (Gamow és Delbrück is azok voltak eredetileg), bekerült Teller Ede és Richard Feynman is. Azt, hogy milyen szűk csapat foglalkozott akkor még a molekuláris biológiával, jól mutatja, hogy ilyen színes társaság jött össze. Mindegyik tag megkapta egy aminosav nevét és egy saját nyakkendőtűt is, rajta a vegyület nevének hárombetűs standard rövidítésével, illetve közös nyakkendők is készültek, ezekre a DNS hélixét hímezték. Hogy igazi szupercsapat legyen, négy tiszteletbeli tagot is választottak, akik egy-egy aminosav nevét kapták meg, köztük volt Szentgyörgyi Albert is.
A dolog komoly komolytalanságát jól mutatja, hogy egyes tagok tisztségeket is viseltek, Gamow lett a szintetizátor, a litván származású Martynas Ycas az archivátor, Crick a pesszimista, Watson az optimista és Alexander Rich a főpecsétőr. A klub mottója megelőlegezte Yoda mester híres mondását, így szólt: do or die; or don’t try (tedd vagy halj bele, vagy ne is próbáld). A vicceskedésen és a közös ivásra adott apropón túl a klub nagyon fontos szerepet játszott azzal, hogy informális felületet adott a közös ötletelésre és a kísérletek eredményeinek gyors megosztására.
Hamar egyértelművé vált, hogy mivel a DNS nem hagyja el a sejtmagot, a fehérjék készítése pedig sejtplazmában történik, valamiféle közvetítő molekulára van szükség. Úgy vélték, hogy ez jó eséllyel RNS. Ha ez így van, akkor különféle sejtekben különféle RNS-nek kellene lennie, attól függően, hogy milyen anyagot termelnek éppen. Ycas talált egy olyan afrikai molylepkét, aminek a lárvái kétféle anyagot termelnek a nyálmirigyükben, amiből gubót készítenek maguk köré. Az egyik fehérje, a fibroin szinte csak két aminosavból áll, míg a másik sokkal változatosabb, ezek ráadásul a nyálmirigy két jól elkülöníthető részén termelődnek. Ha tehát az RNS határozza meg, hogy milyen lesz a fehérje, a nyálmirigy két részén nagyon másfajta RNS-t kellene találni.
Ycas el is utazott Nigériába, és begyűjtött pár zacskóval a hernyókból, de csalódnia kellett, a kétféle sejt RNS-ében szinte semmi különbség nem volt. Ettől csak még titokzatosabbá vált a dolog. Gamow igazi elméleti fizikusként közelített a problémához, mivel feltűnt neki, hogy az aminosavak távolsága a fehérjékben hasonló a nukleotidok távolságához a fehérjékben, úgy gondolta, négy nukleotid alakít ki olyan zsebeket, amikbe sorban kötődnek az aminosavak, létrehozva a fehérjét. Ilyen rombusz alakú zsebekből 20 típust lehet előállítani, így Gamow választott 20 gyakori aminosavat és úgy vélte meg is van a genetikai kód alapja. A biológusaknak viszont egyértelmű volt, hogy a fehérjék nem a sejtmagban képződnek, így az aminosavak nem kapcsolódhatnak közvetlenül a DNS-hez. Gamow a rá jellemző könnyedséggel kukázta az ötletet. A 20-as számmal azonban ráhibázott valamire, valóban ennyi aminosavat kódol a DNS, az egyéb aminosavak utólagos módosulások eredményei.
Bár az RNS-Nyakkendő Klubnak egy hivatalos ülése sem volt, a tagok kisebb csoportja gyakran találkozott és osztotta meg az ötleteit egymással, rendszerint jelentős mennyiségű alkohol és szivarok kíséretében. Sidney Brenner és Francis Crick így álltak elő azzal az ötlettel, hogy nukleotidhármasok kódolnak egy-egy aminosavat, amit egy adaptermolekula szállít – később erről derült ki, hogy ez a szállító RNS. Crick legépelte, amit erről gondolt, és szétküldte a klub tagjainak, erről az írásról mondták, hogy a molekuláris biológia legnagyobb hatású sohasem publikált tanulmánya. A fehérjeszintézis mikéntjét végül olyanok oldották meg, akik nem voltak tagok, Marshall Nirenberg és Har Gobind Khorana mesterségesen előállított RNS-ekből következtettek a pontos kódra, amiért meg is kapták a Nobel-díjat 1968-ban. Azért az RNS-Nyakkendő Klubnak sem kellett szégyenkeznie, a húsz tagból hat kapta meg a legrangosabb tudományos elismerést.
