Приверженцы «Церкви фагов» установили, что их любимый объект состоит из капсида – белковой оболочки красивой геометрической формы. У него есть нечто вроде шприца, которым он вводит в бактерию какое-то вещество. Заняться этим вопросом решил Альфред Херши, выпускник Мичиганского колледжа и сотрудник кафедры генетики в частном исследовательском центре в Колд-Спринг-Харбор. Херши изучал размножение вирусов-бактериофагов T2 (второго типа), которые тоже поражали E.coli.
Альфреду помогала его коллега Марта Чейз родом из Огайо. На тот момент девушка только недавно успела получить степень бакалавра в Вустерском колледже свободных искусств, девиз которого, забавно перекликаясь с самоназванием группы по изучению фагов, гласит: «Наука и религия из одного источника» (или «Scientia et religio ex uno fonte» в оригинале на латыни).
Их эксперимент вошел в историю и в совокупности с другими заслугами принес Нобелевскую премию Альфреду Херши в 1969 году. Эту высокую награду он разделил с двумя адептами «Церкви фагов», Лурией и Дельбрюком, тоже изучавшими размножение вирусов. Херши и Чейз поселили одну группу E.coli на среде, содержащей радиоактивный изотоп серы, а другую – на той, куда был добавлен радиоактивный фосфор. Зная, что сера есть только в белках (точнее, в двух аминокислотах), а фосфор – лишь в ДНК, ученые заразили каждую группу бактерий фагами T2. Поскольку бактериофаги, как и все вирусы, не могут сами создавать себе подобных, а пользуются «машинерией» по сборке белков, заключенной в бактериях, фаги полностью построены из элементов, которые поглотила зараженная ими клетка. Поэтому после такой подготовки Херши и Чейз получили фаги с ДНК, помеченной радиоактивным изотопом фосфора, и фаги с капсидом, содержащим меченные серой белки.
На тот момент уже было известно, что для заражения фагу нужно прикрепиться к оболочке своей жертвы-клетки. Поэтому ученые добавили каждый из видов фагов к уже новым, «чистым» E.coli, дали вирусам время, чтобы присоединиться к бактериям и ввести свое наследственное вещество, а потом поместили в высокоскоростную центрифугу, чтобы разорвать связь между ними. Белки вирусов (капсиды) и бактерии с вирусной «начинкой» были разделены: тяжелые бактерии осели вниз, а более легкие, маленькие кусочки капсидов остались наверху. Херши и Чейз взяли пробу из осевших зараженных бактерий и нашли там только фосфорные метки. Когда они добавляли изотопы серы, в бактериях ее не находили, зато она в избытке встречалась в верхней, легкой части, где были белки вирусов. Так ученые доказали, что никаких белков вирусы в бактерии не вводят, и все их наследственные признаки записаны все-таки в ДНК, которой оказывается совершенно достаточно для заражения бактерий и воспроизводства новых вирусов.
Эти эксперименты подтвердили предположение врача Освальда Эйвери, который еще в 1944 году заметил, что неопасные пневмококки можно превратить в смертельных врагов человека, всего лишь добавив к ним ДНК патогенного штамма. Добавление белка, взятого у опасного родственника, напротив, никак на способность пневмококков заражать людей не влияло. Скептики тогда не поверили – они решили, что их коллега просто плохо очистил препарат и в него попало немного белка. Но после Херши и Чейза возражений у противников не осталось. Идея о том, что, несмотря на свою кажущуюся простоту, именно молекулы ДНК заключают в себе наследственные признаки организма, стала неоспоримой. А уже через год она была блестяще дополнена моделью двойной спирали Уотсона и Крика.
