Направление моих теоретических исследований существенно изменилось летом 1953 года после сенсационных открытий – двуспиральной структуры ДНК и механизма ее репродукции, сделанных в Кембридже Дж. Уотсоном (J. Watson) и Ф. Криком (F. Crick). Стало очевидным, что синтез белков контролируется нуклеиновыми кислотами каким то сложным путем переноса информации и что «ошибки синтеза» могут происходить именно в этой фазе самообновления.

В мае 1954 года меня и аспиранта Евгения Федорова пригласил к себе в кабинет заведующий кафедрой А. Г. Шестаков и с видом конспиратора сообщил: «Ребята, я достал немного радиоактивного фосфора… нужно придумать какие то новые опыты с использованием меченых атомов… – И он достал из жилетного кармана довольно большую ампулу. – Здесь 30 милликюри. Период полураспада четырнадцать дней. В течение двух трех месяцев можно проводить измерения активности. Счетчики Гейгера мы на днях закажем и привезем». С этими словами он передал ампулу мне. Я был очень рад такому повороту в работе. Использование радиоактивных изотопов в биохимии растений создавало множество новых возможностей. Можно было начать и изучение синтеза нуклеиновых кислот, которые содержат в своей структуре атомы фосфора.

В моей библиотеке уже имелось несколько переводных руководств по использованию меченых атомов в исследованиях по физиологии и биохимии. Радиоактивный фосфор (P32) имел жесткое бета излучение большой энергии, которое проникало на один полтора сантиметра внутрь тканей. 30 милликюри – очень большая доза, в жилетном кармане эта ампула могла за короткий срок вызвать радиационный ожог, повредив у Шестакова подкожные слои как раз в районе сердца. Я мог слегка повредить кожу на кончиках пальцев, держа ампулу в руках несколько минут. Но каких либо средств защиты или дистанционной манипуляции у нас в то время еще не было. Шестаков, возможно, принес ампулу из соседней засекреченной лаборатории биофизики. Она входила в состав нашей кафедры, и в ней, как мы знали, работы с радиоактивностью и излучениями велись уже несколько лет. Для этого была своя, «закрытая», секция вегетационного домика. Этой лабораторией руководил профессор Всеволод Маврикиевич Клечковский, который совмещал работу в ней с преподаванием агрохимии студентам.

У меня к тому времени в вегетационном домике за корпусом кафедры росли на разных режимах азотного питания около тридцати молодых растений фасоли. Вегетационный домик для агрохимических опытов – это, по существу, большое, высокое, застекленное, но хорошо вентилируемое помещение, в котором в стеклянных сосудах, установленных на вагонетках, выращиваются на разных смесях удобрений те или иные растения. Перемещение вагонеток обеспечивает равномерный световой режим. Единственное, что можно было быстро сделать с радиоактивным фосфором в форме фосфата натрия, это внести его в разных дозах в вегетационные сосуды с поливной водой и затем следить, каким образом он утилизируется в листьях разных ярусов растений и в течение всего периода роста и развития растений.

Париж. Международная конференция по радиоизотопам

Первые опыты с радиоактивным фосфором были довольно простыми. Федоров занимался вопросами утилизации фосфорных удобрений при разных уровнях кислотности почвы, меня интересовал синтез нуклеиновых кислот, РНК и ДНК, в листьях разного возраста и в репродуктивных органах растений. Мы разделили ампулу на двоих. Для этого ее нужно было открыть, срезав оплавленный конец обычным напильником, и развести в небольшом объеме дистиллированной воды в мерной колбе. Никаких защитных костюмов, экранов или масок не было, все делали вручную. Вскоре радиоактивные фосфор и серу (S35) стали получать и другие сотрудники. Меня назначили ответственным за работы с радиоактивностью на кафедре. Эксперименты с применением радиоактивных изотопов начинались и на других кафедрах, где то в СССР вступил в строй засекреченный завод по производству радиоактивных изотопов для научных исследований.