Здесь Эрет подходит к самому главному моменту в своих рассуждениях. Еще шаг — и анализ подсказывает очень важный вопрос. Спиральную свечу использовали для измерения времени. А не выполняет ли ДНК то же самое? Не использует ли клетка для измерения времени спираль ДНК?
И снова целый поток вопросов. Не может ли повторяющаяся структура ДНК служить регулятором хода крошечных живых часов? Какую роль играла бы в этом процессе информационная РНК?[19] Существует ли связь между процессом синтеза белков из аминокислот и измерением времени? И — что, пожалуй, наиболее важно — какой организм мог бы ответить Эрету на такие вопросы? Лучше всего, если бы это был одноклеточный организм.
Существует классическое деление всего живого на Земле на растительное и животное царства с дальнейшим подразделением этих царств на типы, порядки, классы и т. д. В пятидесятых годах биологи пришли к выводу, что с эволюционной точки зрения организмы логичнее разделить на три царства, и к растениям и животным было добавлено царство простейших, или протистов (от греческого «протистос», что означает самый первый).
После введения этого третьего царства нужно было найти логическую основу для классификации его членов, и, поскольку оно включало только микроорганизмы, поиски их отличительных особенностей, очевидно, надо было проводить на молекулярном уровне. Микробиологи довольно быстро нашли эти особенности, и новое царство было поделено на две большие группы. Члены первой группы имели «двухоболочечные» клетки с четко выраженным и отграниченным от цитоплазмы собственной мембраной ядром. Эта группа получила название высших протистов, или эукариотов. Члены второй группы имели «однооболочечные» клетки без обособленного ядра, которое в ряде случаев почти не выявлялось; кроме того, у них отсутствовали многие черты, свойственные высшим протестам. Эта группа получила название низших протистов, или прокариотов. К эукариотам были отнесены грибы и многие водоросли, к прокариотам — бактерии и сине-зеленые водоросли.
Поскольку клетки всех высших растений и животных имеют хорошо выраженные и очень сложные ядра с собственной оболочкой, они вместе с высшими протистами попадали в один большой класс эукариотов. И если удастся найти часы у простейшего эукариота, можно будет идентифицировать вообще все живые часы!
Такой была нить рассуждений Эрета. Он мог начать либо с человека и спускаться по лестнице животного царства до простейшей клетки, либо с самого сложного растения и — по лестнице царства растений к простейшему из них. И в том и в другом случае он должен был прийти к одному и тому же организму — простейшему эукариоту. Этим простейшим оказалась Paramecium (туфелька).
О причинах выбора именно этого объекта для своих исследований Эрет говорил:
Самой малой и самой простой клеткой животного происхождения, у которой в настоящее время обнаружены циркадные ритмы, является инфузория Paramecium. Выраженный ритмический показатель у этого простейшего — его способность к конъюгации, которая обычно происходит в дневное время. При постоянной темноте ритм конъюгации сохраняется в течение целой недели с циркадным периодом около 22–23 часов, который почти не зависит от температуры в диапазоне 17–30 °C. Биологические часы этой инфузории легко сдвигаются под действием света различной длины волны. Для P. bursaria, лишенной хлореллы[20], исследовали влияние близкой ультрафиолетовой, голубой и красной областей спектра. Излучение, соответствующее далекой красной области спектра, изменений ритма не вызывало, что свидетельствовало об участии в этом процессе порфириноподобных, а не фитохромоподобных пигментов. Еще больший интерес представляло открытие того, что часы туфельки не только сильно изменяют свою работу под действием далекого ультрафиолета, но и сам этот эффект обратим под действием белого света. Следовательно, внутриклеточные часы неделящихся клеток включают в сферу своего действия и метаболизм нуклеиновых кислот. С этой гипотезой вполне согласуются и полученные позже данные об изменениях во фракции РНК и фракции, содержащей нуклеотидные коферменты. Наблюдается определенное совпадение времени наступления этих изменений с циркадной периодичностью.
Иными словами, ультрафиолетовое излучение повреждает спираль ДНК, но клетка может исправить это повреждение, если после ультрафиолета воздействовать на нее белым светом. Именно это и привело Эрета к заключению, что механизм часов клетки должен быть связан с регулирующей системой нуклеинового обмена.