Текст книги "Редактируя человечество: Революция CRISPR и новая эра изменения генома"

13 февраля Чжан подал «меморандум об изобретении», внутренний документ Института Броуда, в котором оно кратко описывалось как мультиплексная инженерия генома. Эта идея, родившаяся, по его словам, лишь девятью днями ранее на лекции Гилмора, была четким заявлением о том, что, по мнению Чжана, CRISPR может дополнить или заменить существующие методы редактирования генов – ZFN и TALEN[195]195
  Broad Institute, https://www.broadinstitute.org/files/news/pdfs/BroadPriorityStatement.pdf.


[Закрыть]. Чжан понял, что в CRISPR заложена технология программируемого редактирования генов, которую можно использовать для воздействия практически на любую последовательность ДНК.

В коротком видео, снятом Институтом Макговерна в конце 2011 г., Чжан сообщал о целях своего исследования. Как человек с инженерным образованием, он рассуждал так: «Я думаю обычно так, как лучше что-то разобрать, собрать обратно, а затем попытаться это починить». Он надеялся, используя тот же подход, «понять механизмы заболеваний и наладить работу мозга». Основными инструментами в его арсенале были белки TALEN[196]196
  MIT McGovern Institute, «Meet Feng Zhang,» YouTube video, 4:12, last viewed January 3, 2020, https://www.youtube.com/watch?v=EjolOzkYNlk&t=.


[Закрыть]. Он излучал тихое бесстрашие, как будто все было ему подвластно. Но только пока не было упоминания о CRISPR или возможности редактировать ДНК человека.

Первые попытки Чжана и Ле Конга использовать Cas9 не привели к ожидаемым результатам. Как я уже упоминал, для того чтобы Cas9 работал в клетках человека, требовалось две модификации методики. Во-первых, была необходима оптимизация кодонов, чтобы ген казался менее чужеродным для клетки человека, а во-вторых, требовалось добавить сигнал ядерной локализации – мотив, который помогает ДНК проникнуть в ядро клетки (для бактериальной клетки это не проблема, так как она не имеет ядра). Однако по какой-то причине Cas9 из S. thermophilus вел себя не так, как надо. Чжану нужны были новая система и эксперт по Cas. Человек, которого он искал – который был практически коллегой Гилмора, находился совсем недалеко, в Нью-Йорке.

Незадолго до 22:00 2 января 2012 г. Чжан отправил короткое электронное письмо Марраффини, работавшему в Университете Рокфеллера. Аргентинец ранее уже получал лестные предложения преподавать в Массачусетском технологическом институте и Йельском университете, но не мог устоять перед перспективой жить в космополитичном Нью-Йорке. И богатые традиции Университета Рокфеллера в области микробиологии и генетики были идеальными. Чжан не стал ходить вокруг да около:

Уважаемый Лучано!

С Новым годом! Меня зовут Фэн Чжан, и я занимаюсь исследованиями в Массачусетском технологическом институте. Я с большим интересом прочел много Ваших работ о системах CRISPR у стафилококка и хотел бы узнать, не будет ли Вам интересно сотрудничество в разработке CRISPR-систем для применения в клетках млекопитающих.

Можем ли мы созвониться в ближайшие несколько дней?[197]197
  Luciana Marraffini, personal communication, September 23, 2019.


[Закрыть]

Марраффини никогда не слышал о Чжане, и быстрый просмотр результатов поиска в Google произвел на него должное впечатление. Он ответил через полтора часа и выразил согласие. «Мы работали над „минимальной“ системой CRISPR, которая очень бы пригодилась… С Новым 2012 годом!» На следующий день они скрепили свое сотрудничество телефонным звонком. Через неделю после того, как Чжан подтолкнул его к действиям, Марраффини отправил ему по электронной почте документ из восьми страниц, который содержал последовательности ДНК и другую полезную информацию о CRISPR из S. pyogenes. В заключение он представил план из пяти шагов по созданию «минимальной» системы Cas, которую, по его мнению, можно было бы использовать для редактирования генов человека. Так же, по почте, были отправлены соответствующие материалы, включающие последовательности гена Cas9 и tracrRNA.

Чжан торопился. Он работал в окопах со своей командой, а любимым оружием были именные дозаторы, каждый из которых был подписан: «Фэн». 12 января он сообщил Марраффини, что уже идентифицировал пару сайтов-мишеней (AAVS1) в геноме человека и готовился запустить экспрессию бактериальных генов в клетках млекопитающих. Примерно в это же время его включили в заявку на грант в размере $11 млн, поданную в Национальный институт здравоохранения Дэвидом Альтшулером, бывшим в то время заместителем директора Института Броуда[198]198
  D. Altshuler and D. Cowan, «Isogenic Human Pluripotent Stem Cell-Based Models of Human Disease Mutations,» Grant ID: R01-DK-097768, https://commonfund.nih.gov/TRA/recipients12.


[Закрыть]. Основная цель проекта заключалась в использовании редактирования генома в разработке моделей стволовых клеток для лечения диабета второго типа и других заболеваний. Чжан предложил использовать четыре компонента, описанные Шарпантье, – набор вариантов CRISPR, Cas9, tracrRNA совместно с другим ферментом (РНКазой III), чтобы воссоздать комплекс CRISPR в клетках человека.

В течение нескольких месяцев Чжан получил достаточно данных, чтобы показать, что он может поместить аппарат CRISPR-Cas9 в ядро клетки мыши или человека (присоединив к Cas9 сигнал ядерной локации) и воздействовать на выбранный ген. Марраффини тоже получил промежуточные результаты, показывающие, что Cas9 может воздействовать на последовательность гена человека. Они также нашли изоформу tracrRNA, которая экспрессировалась в клетках человека. Чжан подумывал о том, чтобы описать эти предварительные результаты – возможно, это была первая демонстрация редактирования генов с помощью CRISPR в клетках животных, – но решил не делать этого. «Я хотел подождать, пока у нас не будет готова статья, которая внесет значительный вклад в науку, а не просто быть тем, кто первым что-то сделал», – сказал он[199]199
  Sharon Begley, «Meet one of the world's most groundbreaking scientists. He's 34.» STAT, November 6, 2015, https://www.statnews.com/2015/11/06/hollywood-inspired-scientist-rewrite-code-life/.


[Закрыть].

В конце июня Чжан увидел имена Дудны и Шарпантье в статье о CRISPR в Science. Все считали, что это знаковая статья, но Чжан в несвойственной ему манере высказал некоторое пренебрежение. «Я ничего не чувствовал, – сказал он Wired. – Нашей целью было редактирование генома, а в статье об этом не было ничего»[200]200
  Amy Maxmen, «Easy DNA editing will remake the world. Buckle up,» Wired, December 2015, https://www.wired.com/2015/07/crispr-dna-editing-2/.


[Закрыть]. Однако эта публикация оказала влияние на команду Чжана по крайней мере в двух важных отношениях. Во-первых, публикация показала, что конкуренция в области CRISPR усилилась. «Мы не думали, что нас обошли, но мы знали, что люди займутся этой темой, поэтому было необходимо ускориться», – сказал мне Ле Конг[201]201
  Le Cong, phone interview, July 18, 2019.


[Закрыть]. Во-вторых, в своей статье Дудна и Шарпантье вводили понятие единой направляющей РНК. Чжан и Ле Конг без колебаний восприняли эту идею и бросились ее доказывать при участии нового члена команды.

Фей Анн Ран родилась в Сычуани в Китае и переехала со своей семьей в Пасадену, штат Калифорния, когда ей было десять лет. Она перебралась на Восточное побережье для учебы в колледже и работала над кандидатской диссертацией в Бостонской детской больнице. Однако, пройдя более половины пути, Ран пережила сокрушительную неудачу: ее научному руководителю, генетику Лори Джексон-Грасби, не хватило финансирования, и она закрыла свою лабораторию. «Она ушла, – сказала мне Ран, когда мы сидели в кафе на Лонгвуд-авеню, центральной артерии кампуса Гарвардской медицинской школы. – Она решила не публиковать наши работы. Это был пятый год моей аспирантуры и довольно жуткое время»[202]202
  Fei Ann Ran, interview, Boston, August 2, 2019.


[Закрыть].

Член диссертационного совета, где Ран должна была защищать свои тезисы, профессор химии из Гарвардского университета Грег Вердин предложил ей связаться с Чжаном, о котором он вспоминал как о звездном студенте. Ран никогда не слышала о редактировании генома или о Чжане. Друг рассказал ей, что Чжан известен своими работами с TALEN. Однако она не знала, что такое TALEN, и к тому же неправильно расслышала аббревиатуру. К счастью, сама она соответствовала всем требованиям. Один из постдоков Чжана, Невилл Санджана, разрабатывал метод лечения наследственного заболевания мозга под названием «синдром Ангельмана»[203]203
  Синдром Ангельмана – это пример класса генетических заболеваний, называемых расстройствами импринтинга, при которых мутации фактически заставляют замолчать одну копию гена, в зависимости от того, унаследован он от матери или от отца.


[Закрыть], создавая активатор TALEN для включения молчащего гена. Ран создала одну систему TALEN, но вскоре переключилась на более простую CRISPR-систему.

В июле Чжан выступил в Институте Броуда с публичной лекцией на тему «Инженерия мозга», в которой рассказал о возможностях редактирования генома для понимания работы мозга и потенциальной борьбе с неизлечимыми нейрологическими заболеваниями. CRISPR все еще не упоминался. Тем временем Ран поглощала литературу о CRISPR и, самое главное, надеялась спасти свою научную степень. «Я была так нацелена на то, чтобы заставить это работать в клетках млекопитающих, – говорит она. – Фэн и Ле много работали с этими клетками. Не было никаких сомнений, что это должно работать, но как этот процесс сделать стабильным?» Ле Конг и Ран очень хотели попробовать новый подход с единой направляющей РНК, но все проходило не так гладко, как при раздельном добавлении крРНК и tracrRNA. Постепенно удлиняя «хвост» tracrRNA, они смогли повысить эффективность редактирования генов.

Ран воодушевляла атмосфера, царившая в лаборатории, несмотря на то что приходилось задерживаться допоздна, поскольку группа работала круглосуточно, почти посменно. Ле Конг формально все еще находился в подчинении у Чёрча, но с Чжаном у них были особые отношения, «как будто между отцом и сыном». У группы был ранний обед и поздний ужин на кухне, примыкающей к лаборатории Чжана, причем еду часто заказывали навынос из китайского ресторана. С десятого этажа Института Броуда Ран могла смотреть на реку Чарльз и любоваться видами на Бостон – двумя пиками башни Хэнкока и Пруденшал-центра, а также сверкающими прожекторами Фенуэй-парка. Но самая активная ночная жизнь проходила в лаборатории. «Я была из тех, кто приходит позже, а Фэн был вездесущим, – рассказывает она. – Он появлялся раньше всех и уходил последним». Его жена, Юфен Ши, с которой он познакомился в Стэнфорде и заключил брак в 2011 г., часто терпеливо ждала Чжана в его кабинете.

Лишь время от времени удавалось отдохнуть за пределами лаборатории. Вскоре после своего приезда Ран вместе со своими коллегами отправилась в летний поход на близлежащий остров Харбор. Большая часть группы спала в палатке на двадцать человек. На фото, сделанном во время одного из таких мероприятий, моложавый на вид Чжан не выделяется на фоне своих студентов и аспирантов. Тем, кто его плохо знает, было бы сложно найти его в этой группе. Чжан проявлял детскую эмоциональность, отчаянно желая увидеть последние результаты каждого из коллег. «Это как отвести ребенка в магазин со сладостями», – говорит Ран. Она продолжала повышать эффективность редактирования генов и показала, что можно редактировать больше одного гена за раз. Удачи радовали, а вот эксперименты с применением TALEN расстраивали. Последний вопрос заключался в том, могут ли они заставить систему CRISPR-Cas9 редактировать гены в клетках человека. Ран и Ле Конг взяли Cas9, сделали новую направляющую РНК и поместили все в клетку человека, выращенную в чашке Петри. «А потом мы ждали… и опять ждали…» – вспоминает она[204]204
  TEDx Talks, «Inspired by nature: harnessing tools from microbes to engineer biology | Fei Ann Ran | TEDxVienna,» YouTube video, 15:55, last viewed November 10, 2019, https://www.youtube.com/watch?v=dcD0G1-BPGE.


[Закрыть]. Через несколько дней они секвенировали геном этих клеток. «Мы увидели шрамы от повреждений ДНК и следы ее восстановления – другими словами, мутации – именно там, где мы и предполагали. Это казалось чудом!»[205]205
  Fei Ann Ran, interview, Boston, August 2, 2019.


[Закрыть] Чжан тоже был в восторге. «Я хочу на это посмотреть, – сказал он. – Разве это не круто, что Вы одна из немногих людей в мире, кто это видит?»

Как уже говорилось, многие группы отчаянно пытались использовать CRISPR для редактирования генома, в том числе и члены лаборатории Чёрча. Перед уходом Чжана Прашант Мали работал над TALEN и пробовал другие технологии редактирования генов. «CRISPR был в списке наших нуклеаз, – сказал мне Чёрч, – но мы всегда стремились к точному редактированию и хотели делать это в клетках человека»[206]206
  George Church, interview, Boston, August 2, 2019.


[Закрыть]. Кевин Эсвельт присоединился к лаборатории Чёрча после того, как успешно защитил диссертацию в лаборатории химика Гарвардского университета Дэвида Лю. В своей лабораторной работе он использовал примитивную систему CRISPR в качестве антивируса, чтобы предотвращать заражение случайными вирусами. Заинтересовавшись опытом работы Эсвельта с Cas9 в бактериях, Мали попросил его помочь наладить работу CRISPR в клетках млекопитающих. Эсвельт сомневался: он предполагал, что Дудна сильно обогнала в этом своих конкурентов. Однако Мали настаивал на своем. «Это будет настолько великое открытие, что, если мы обнаружим одну крошечную деталь, которую упустили другие группы, оно будет того стоить»[207]207
  K. Davies and K. Esvelt, «Gene Drives, White-Footed Mice, and Black Sheep: An Interview with Kevin Esvelt,» The CRISPR Journal 1, (2018): 319–324, https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/crispr.2018.29031.kda.


[Закрыть].

Как оказалось, этой «крошечной деталью» была необходимость сохранения целостности молекулы единой направляющей РНК, поскольку ее уменьшение снижало активность. В конце октября Чёрч отправил на рассмотрение в журнал Science статью, написанную в соавторстве с талантливой аспиранткой Лухан Янг. В статье был не только представлен «простой и надежный метод геномной инженерии с широкими возможностями для применения», но и высказано предположение, что более 40 % последовательностей генов человека поддаются редактированию с использованием CRISPR. Из уважения Чёрч отправил Дудне электронное письмо, в котором сообщил, что его группа адаптировала ее результаты для редактирования нормальных клеток человека. Насколько ему известно, это было сделано впервые.

Он, конечно же, ошибался. Тремя неделями раньше Чжан со своей группой отправили рукопись статьи в тот же журнал. В качестве соавторов были указаны Ле Конг и Ран, а также в число авторов были включены Марраффини и его ученик Вэньян Цзян. Одним из рецензентов, помогавших Science оценить достоинства этих команд и похожие результаты других групп, был Баррангу. Он признал наиболее весомыми статьи Чёрча и Чжана, демонстрировавшие редактирование генома клеток человека при помощи CRISPR. Из них работа Фэна, пожалуй, была лучше, но решили «принять обе статьи, идущие в связке. Открытие технологии единой направляющей РНК – это переломный момент. Настоящая заслуга принадлежит Джорджу и Фэну за доказательства возможности редактирования генома в клетках человека»[208]208
  Rodolphe Barrangou, interview, Victoria, Canada, February 21, 2019.


[Закрыть].

Science опубликовал статьи Чжана и Чёрча 3 января 2013 г.[209]209
  L. Cong, F. A. Ran et al., «Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems,»Science 339, (2013): 819–823, http://science.sciencemag.org/content/339/6121/819.full.


[Закрыть], [210]210
  P. Mali et al., «RNA-guided human genome engineering via Cas9,» Science 339, (2013): 823–826, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3712628/.


[Закрыть] Редактирование генома с помощью CRISPR было также продемонстрировано в статье Джин-Су Кима, опубликованной четырьмя неделями спустя в журнале Nature Biotechnology[211]211
  S. W. Cho et al., «Targeted genome engineering in human cells with the Cas9 RNA-guided endonuclease,» Nature Biotechnology 31, (2013): 230–232, https://www.nature.com/articles/nbt.2507.


[Закрыть]. Джинек и Дудна представили свои успехи в работе с клетками человека в журнале eLife. Также были опубликованы отчет Кита Джунга по рыбкам данио (Массачусетская больница общего профиля)[212]212
  W. Y. Hwang et al., «Efficient genome editing in zebrafish using a CRISPR-Cas system,» Nature Biotechnology 31, (2013): 277–279, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3686313/.


[Закрыть] и статья Марраффини о бактериях, напечатанная на страницах Science в марте[213]213
  W. Jiang et al., «CRISPR-assisted editing of bacterial genomes,» Nature Biotechnology 31, (2013): 233–239, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3748948/.


[Закрыть].

Ран была в отпуске, когда узнала о своей первой крупной публикации, которая в большей или меньшей степени гарантировала ей получение ученой степени. Полгода усердной работы на передовой науки сменили пять лет бесплодного труда и разочарований. Ее реакцией было скорее облегчение, чем ликование. До написания диссертации она проработала в лаборатории еще один год. «У меня есть отличное предложение, – сказал ей однажды Чжан. – Скачайте Arno Pro. Замечательный шрифт!» Он до сих пор есть у Ран на компьютере. «Так я получила кандидатскую степень – благодаря шрифту Фэна», – смеется она. Они не часто виделись в лаборатории, и она совершенно случайно узнала о рождении его первого ребенка. В электронном письме, содержащем отзывы рецензентов на следующую статью, редактор журнала написал: «Поздравляем с рождением Ингрид». Ран улыбается: «Мы узнали об этом от редактора журнала!»

Кто-то может возразить, что Чжан и Чёрч просто подтвердили очевидное, применив результаты работы Дудны и Шарпантье с бактериями в редактировании ДНК человека. В конце концов, сразу несколько групп сообщили о своих успехах в этой области с разницей в пару месяцев. Однако наладка работы системы в клетках человека была важным шагом в развитии новых видов генетической терапии. Это также стало основой для массовых юридических разногласий на предмет авторства редактирования генома (см. главу 13). Были полностью рассеяны сомнения в том, сможет ли Cas9 работать в клетках человека и других животных.

Возникает вопрос, что было бы, если бы редакция eLife, расположенная в Кембридже в Англии, ускорила рассмотрение и публикацию статьи Дудны и опубликовала ее до Нового года. Следить за работой рецензентов во время праздничных дней непросто, особенно с учетом того, что британцы обычно не пользуются компьютерами в период от Рождества до Нового года. Мало кто обратил внимание на статью Дудны, когда она была опубликована. Спустя несколько лет Дудну спросили, почему Чжан и Чёрч продемонстрировали редактирование генов с применением CRISPR в клетках человека до нее. «Они были полностью готовы к проведению подобного эксперимента, – признала она. – У них были все инструменты, выращивались клетки, в их распоряжении было все. Для нас это был сложный эксперимент, поскольку это не те научные исследования, которыми мы занимаемся. О простоте этой системы говорит тот факт, что ее смогла использовать даже моя лаборатория»[214]214
  Hannah Devlin, «Jennifer Doudna: 'I have to be true to who I am as a scientist,'» The Guardian, July 2, 2017, https://www.theguardian.com/science/2017/jul/02/jennifer-doudna-crispr-i-have-to-be-true-to-who-i-am-as-a-scientist-interview-crack-in-creation.


[Закрыть].

СМИ не в полной мере осознали значение статей Чжана и Чёрча[215]215
  В двух отраслевых изданиях были опубликованы отчеты, основанные на пресс-релизах: Genetic Engineering & Biotechnology News (GEN) знакомила с работой Чжана, а Genomeweb – с отчетом лаборатории Чёрча.


[Закрыть]. Одним из первых, кто прокомментировал их, был автор и обозреватель Мэтт Ридли, который на страницах The Wall Street Journal выразил восхищение способностью ученых точно редактировать геном вплоть до нуклеотидного основания[216]216
  Matt Ridley, «Editing Our Genes, One Letter at a Time,» The Wall Street Journal, January 11, 2013, https://www.wsj.com/articles/SB10001424127887323482504578227661405130902.


[Закрыть]. Два месяца спустя научный корреспондент Мэттью Херпер предположил, что «белок Cas9 может навсегда изменить биотехнологии». Заметка Херпера была посвящена работе Чёрча, обладающего гораздо большим авторитетом по сравнению с его бывшим коллегой, и в ней говорилось о том, что CRISPR «распространяется, как лесной пожар». Мало того, что о Чжане даже не упоминалось, так он по иронии еще и стал жертвой ошибки редактора: его имя было неправильно написано – как «Чжэн»[217]217
  Matthew Herper, «This protein could change biotech forever,» Forbes, March 19, 2013, https://www.forbes.com/sites/matthewherper/2013/03/19/the-protein-that-could-change-biotech-forever/.


[Закрыть].

Интерес к CRISPR стал неуклонно возрастать как со стороны ученых, так и со стороны СМИ. Генетик Конрад Карчевски даже включил наиболее нашумевшие термины 2013 г. в игру в крылатые фразы, популярную на конференциях. CRISPR был упомянут наряду с нанопорами, большими данными и Myriad (иск компании привел к постановлению Верховного суда о запрете патентов на гены)[218]218
  K. Karczewski, «Progress in genomics according to bingo: 2013 edition,» Genome Biology 14, (2013): 143, https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/gb4148.


[Закрыть]. В статье лабораторий Гарвардского университета, которыми руководили Чад Коуэн и Киран Мусунуру, был проведен сравнительный анализ CRISPR и TALEN, причем CRISPR убедительно лидировал[219]219
  Q. Ding et al., «Enhanced Efficiency of Human Pluripotent Stem Cell Genome Editing through Replacing TALENs with CRISPRs,» Cell Stem Cell 12, (2013): 393–394, https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934–5909(13)00101-X


[Закрыть]. «Это была чрезвычайно важная статья, – вспоминает Т. Дж. Крадик[220]220
  T. J. Cradick, online interview, June 30, 2020.


[Закрыть], бывший руководитель отдела геномного редактирования в CRISPR Therapeutics, – не в последнюю очередь потому, что это дало венчурным капиталистам зеленый свет на изучение коммерческого потенциала CRISPR»[221]221
  Jon Cohen, «The Birth of CRISPR Inc.,» Science 355, (2017): 680–684, https://science.sciencemag.org/content/355/6326/680.summary.


[Закрыть]. Газета The Boston Globe впервые упомянула CRISPR в статье, посвященной открытию местной биотехнологической компании Editas Medicine, в числе соучредителей которой числились Чжан, Дудна и Чёрч. Журнал Science отметил CRISPR в своей ежегодной награде «Прорыв года», хотя он и занял второе место после метода иммунотерапии в лечении онкологических заболеваний[222]222
  R. Coontz, «Science's top ten breakthroughs of 2013,» Science, December 19, 2013, https://www.sciencemag.org/news/2013/12/sciences-top-10-breakthroughs-2013.


[Закрыть]. Победа была присуждена CRISPR спустя два года, когда он «стал молекулярным чудом»[223]223
  John Travis, «Breakthrough of the Year: CRISPR makes the cut,» Science, December 17, 2015, https://www.sciencemag.org/news/2015/12/and-science-s-2015-breakthrough-year.


[Закрыть].

Глава 7
Призовые бои

В 1994 г., как представитель журнала Nature Genetics, я посетил научную конференцию в Филадельфии. Во время перерыва на кофе генетик по имени Деннис Дрейна отвел меня в сторону и шепнул, что его команда в Mercator Genetics сделала захватывающее открытие: они обнаружили мутированный ген у пациентов с гемохроматозом, одним из наиболее распространенных генетических заболеваний у людей европейского происхождения. Я ответил, что мы с радостью рассмотрим статью и в кратчайшие сроки примем решение о публикации. Копии работы я отправил с курьером четырем рецензентам: мне надо было убедиться, что результаты будут тщательно проверены. Однако через неделю, когда присланные по факсу рецензии оказались у меня на столе, оправдались мои худшие опасения: мнения разошлись. Двум рецензентам понравилась статья, но другие выразили беспокойство. Отчаянно нуждаясь в решающем голосе, я обратился к тому, кто лучше всех подходил для этого, – Эрику Ландеру. Он прочел статью за выходные и после его однозначного положительного заключения мы с гордостью опубликовали ее в 1995 г.[224]224
  Я озаглавил свою редакционную статью, сопровождавшую публикацию о гене гемохроматоза, «Определенно может быть» (Definitely Maybe). Это была шутливая отсылка к названию дебютного альбома группы Oasis и фразе, которую прошептала Кирсти Элли в сериале «Чирс» после своего первого поцелуя с Тэдом Дэнсоном. Мое название преступным образом перефразировали (A definite Maybe). (Прошло 25 лет, но я до сих пор расстроен.)


[Закрыть]

Ландер получил диплом математика и преподавал экономику в Гарвардском университете. Он стал лауреатом стипендии Родса (Rhodes Scholarship) и Фонда Макартура (MacArthur Genius Award). В конце 1980-х он решил применить свои навыки в биологии – его брат является выдающимся нейробиологом, – получив грант от Института Уайтхеда в Кембридже, нового передового исследовательского центра на окраине кампуса Массачусетского технологического института. В 1990-е гг. его авторитет быстро рос, поскольку он помог создать теоретическую основу для картирования генов человека, после чего возглавил международный консорциум геномных проектов в ответ на вызов корпорации Celera. Ландер написал львиную долю выдающейся статьи о «черновике» генома человека, опубликованной в журнале Nature в 2001 г.

С чем бы вы выступили на бис после того, как помогли организовать успешную работу по секвенированию генома человека и незаметно основали несколько успешных биотехнологических компаний? Ландер задумал построить новый биомедицинский институт (буквально затмевающий Институт Уайтхеда), связанный как с Гарвардским университетом, так и с МТИ, – геномный центр мирового уровня, но охвативший бы также области биологии рака, нейробиологии, цитологии, химии и в конечном итоге CRISPR и геномного редактирования. Филантропы Эли Броуд и его жена Идит вложили $700 млн в открытие института, который миллиардер и коллекционер произведений искусства назвал своим величайшим сокровищем. В 2008 г. президент Обама назначил Ландера сопредседателем научного совета Белого дома, высоко оценив его работу в рамках проекта «Геном человека», назвав ее «одним из величайших научных достижений в истории»[225]225
  Patrick Gillooly, «Lander named to Obama's science team,» MIT News, December 22, 2008, http://news.mit.edu/2008/lander-named-obamas-science-team.


[Закрыть].

Со временем Ландер, подобно главному тренеру династической бейсбольной команды, собрал группу звездных ученых, включая лучших химиков из Гарвардского университета Стюарта Шрайбера и Дэвида Лью, бывшего проректора заведения Стива Хаймана и бывшего руководителя отдела исследований компании Merck Эда Скольника. Ландер выявил потенциал Чжана еще до того, как CRISPR стал важнейшим объектом научных исследований, и он мог испытывать гордость в связи с тем, что работал с этим восходящим светилом под одной крышей в Институте Броуда.

В то время как разворачивалась борьба за лавры и награды, один из руководителей Института Макговерна Чарльз Дженнингс был обеспокоен тем, что Чжан может не получить заслуженного признания. Пресса умилялась историей союза Дудны и Шарпантье, заключенного в историческом районе Сан-Хуан. Дженнингс взял на себя смелость номинировать Чжана на его первую премию. Конечно, ежегодная премия «Блестящая десятка» (Brilliant Ten), вручаемая журналом Popular science ученым и инженерам, возможно, и не считается одной из самых престижных мировых научных наград, но Чжан с удовольствием стал ее лауреатом в 2013 г.[226]226
  Veronique Greenwood and Valerie Ross, «How Feng Zhang modified a cell's genome on the fly,» Popular Science, October 23, 2013, https://www.popsci.com/science/article/2013–09/feng-zhang/.


[Закрыть] Этой номинацией Дженнингс отметил работу Чжана по развитию методов редактирования генов и его готовность обмениваться данными с коллегами-учеными. «Эти технологии настолько фундаментальны, что лучше оставлять их открытыми, насколько это возможно, – сказал Чжан. – Если бы кто-то скрывал данные о языке HTML для создания веб-сайтов, у нас не было бы Всемирной паутины». Спустя три года Чжан получил постоянную должность в MIT. Обращение к должностному комитету, в котором Роберт Деcимоне предлагал его кандидатуру, начиналось с того, что это, пожалуй, самое простое решение, которое им когда-либо приходилось принимать.

Трудно переоценить тот всплеск развития CRISPR, который произошел после выдающейся статьи Чжана, опубликованной в январе 2013 г. До этого ежегодно выходило по несколько десятков статей на тему CRISPR. За три года после публикации Чжана их число возросло до 3000. По мере того как рос энтузиазм исследователей во всем мире по использованию этой технологии, усиливалась и борьба за награды и патенты.

В январе 2016 г. журнал Cell опубликовал необычный взгляд Ландера на эту проблему. Он представил обширную статью под заголовком «Герои CRISPR» (The Heroes of CRISPR), похожую на сочинение, посвятив ее памяти увлеченных невоспетых героев, проложивших путь к перевороту в редактировании генов при помощи CRISPR[227]227
  Eric S. Lander, «The heroes of CRISPR,» Cell 164, (2016): 18–28, https://www.cell.com/cell/pdf/S0092–8674(15)01705–5.pdf.


[Закрыть]. Он писал красноречиво, его статья больше напоминала публикации в журнале The New Yorker, чем типичный серьезный обзор в чисто научном стиле.

Но некоторые подозревали, что Ландер использует страницы этого журнала для распространения достижений своего протеже. На это указывали и первые строки аннотации: «Три года назад [в 2013 г.] ученые сообщили о том, что применение технологии CRISPR может обеспечить точное и эффективное редактирование генома в живых эукариотических клетках». С самого начала Ландер рассматривал знаковую статью Чжана как зарождение революции CRISPR. Ландер подобающим образом воздал должное многим исследователям, но преуменьшил вклад Шарпантье и Дудны, посвятив обсуждению их работы всего несколько абзацев по сравнению с полутора страницами, на которых он восхвалял жизненный путь и работу Чжана.

Статья также включала в себя карту мира, где цветными точками были отмечены местоположения первопроходцев CRISPR: от Японии до Литвы, от Германии до Испании, от Бостона до Беркли. Однако с картой было что-то не так. При ближайшем рассмотрении можно было заметить, что Атлантический океан был волшебным образом сжат с боков, а Гренландия и Исландия вообще отсутствовали[228]228
  Раз уж Ландер играл с тектоникой литосферных плит, он мог также стереть с карты и Великобританию. Для страны, которая внесла такой большой вклад в наше понимание эволюции и молекулярной биологии благодаря Дарвину, Флемингу, Крику, Розалинд Франклин, Сиднею Бреннеру, Фреду Сенгеру, Алеку Джеффрису, Полу Нерсу и многим другим, при описании истоков революции CRISPR он удивительным образом обошел стороной Великобританию.


[Закрыть]. В результате в центре карты удобным образом расположился Кембридж, штат Массачусетс, где находится Институт Броуда.

Читатели также возражали против заявления Ландера об отсутствии конфликта интересов: он не имел прямой финансовой заинтересованности в работе Чжана, но Институт Броуда был втянут в ожесточенный патентный спор с соответствующими учреждениями, где работали Дудна и Шарпантье (см. главу 13). Издательство Cell Press заявило, что оно не нуждается в том, чтобы авторы комментариев указывали на какие-либо конфликты интересов, хотя в сложившихся обстоятельствах автору или редактору следовало бы добавить соответствующее примечание.

Это вызвало бурю критики. Майкл Эйзен, резкий в высказываниях генетик и друг Дудны, опубликовал хлесткую ответную заметку, назвав Ландера «злодеем CRISPR». «Есть что-то завораживающее в образе злого гения на вершине своего коварства», – писал Эйзен[229]229
  Michael Eisen, «The villain of CRISPR,» It is NOT Junk (blog), January 25, 2016, http://www.michaeleisen.org/blog/?p=1825.


[Закрыть]. Статья Ландера была «настолько злодейской и в то же время столь блестящей, что я не могу не испытывать трепет, лишь представляя, как он громко гогочет в своем логове на Кендалл-сквер, в то время как огромное лазерное оружие, стоящее позади него, готово уничтожить Университет Беркли, если мы не отдадим свои патенты». Он обвинил «самого влиятельного ученого на Земле» в плетении интриг, направленных на то, чтобы помочь Чжану получить Нобелевскую премию и открыть Институту Броуда кратчайший путь к получению «безумно прибыльного патента».

Такой ответный удар – редкость и нечто удивительное для выдающихся ученых. Претензии Эйзена к «уроку истории» Ландера не были направлены лично на Чжана, но были оценкой того, что он считал самым важным открытием в истории CRISPR. По словам Эйзена, если и был сделан важный шаг на пути использования CRISPR в редактировании генома, то это сделали Дудна и Шарпантье в 2012 г., продемонстрировав после десятилетия героической фундаментальной работы по CRISPR, как работают молекулярные ножницы. «Когда у вас есть эта технология, ее применение в клетках человека, каким бы нетривиальным оно ни было, становится очевидным и несложным», – заявил Эйзен.

Масла в огонь подлил Натаниэль Комфорт, который назвал эссе Ландера «либеральной историей» эпопеи CRISPR – попыткой рационализировать текущее положение дел и изменить точку зрения влиятельных кругов. Комфорт был рад тому, что Мохика и другие ученые получили запоздалое признание. «Зачастую первые действующие лица и ученые из менее известных университетов вообще оказываются затерянными в истории. Но мы также должны понимать, каким образом Ландер использует этих лиц для создания толпы, в которой можно предать забвению вклад Дудны и Шарпантье»[230]230
  Nathaniel Comfort, «A Whig history of CRISPR,» Genotopia, January 18, 2016, https://genotopia.scienceblog.com/573/a-whig-history-of-crispr/.


[Закрыть].

Неудивительно, что ни Дудна, ни Шарпантье не были в восторге от публикации Ландера. «Описание исследований моей лаборатории и взаимодействия с другими учеными не соответствует действительности, не проверялось автором и не согласовывалось со мной до публикации», – заявила Дудна[231]231
  Jennifer Doudna, «PubMed Commons,» 2016, posted by Richard Sever, https://twitter.com/search?q=pubmed%20commons%20charpentier&src=typd.


[Закрыть]. Шарпантье добавила, что описание вклада ее группы было «неполным и неточным»[232]232
  Некоторые комментаторы обвинили Ландера в умалении вклада женщин, стоящих в центре истории CRISPR, в пользу их соперников-мужчин. Это было глупо: Ландер был наставником многих выдающихся женщин-ученых, в том числе Стейси Габриэль, Джилл Мезиров, Пардис Сабети, Энн Карпентер и Авив Регев, которой в 2020 г. было поручено руководство отделом исследований и разработок в компании Genentech.


[Закрыть]. Однако к тому времени обе женщины получили достаточно возможностей, чтобы изложить свою версию событий.

Джордж Чёрч тоже не был в восторге от выхода этой заметки в СМИ. В конце концов, его статья вышла в том же номере журнала Science, что и статья Чжана, но, поскольку общее число награжденных Нобелевской премией не должно превышать трех, в период утверждения лауреатов наблюдается тенденция к поиску «святой троицы». В кругах CRISPR этим трио обычно были Шарпантье, Дудна и Чжан. Пару лет спустя Чёрч поделился своим разочарованием с The Scientist. Он не пытался ничего отнять у Дудны и Шарпантье – первопроходцев, которым принадлежит заслуга по открытию процесса разрезания генов. «Они обнаружили, что CRISPR может программироваться самим режущим инструментом». Однако достичь точности в работе этого механизма – совсем другое дело. Чёрч даже утверждал, что используемые им клетки человека были более подходящей системой, чем культура опухолевых клеток, которую использовала группа Чжана[233]233
  Чжан использовал клеточную линию 293, полученную из эмбриональных клеток человека.


[Закрыть]. Говоря о заслугах, Чёрч заметил: «Можно сказать, они принадлежат двум и двум. Но слишком упрощать это и сокращать до троих – все равно что сознательно исключить одного»[234]234
  Bob Grant, «Credit for CRISPR: A Conversation with George Church,» The Scientist, December 29, 2015, https://www.the-scientist.com/news-analysis/credit-for-crispr-a-conversation-with-george-church-34306.


[Закрыть].

Позже Чёрч поведал мне: он сделал это не столько для того, чтобы закрепить свое место в истории, что бы это ни значило, сколько для того, чтобы обратить внимание на «вопиющее упущение» постдоков, которые выполняли эту работу, – его и другой группы. «Я заметил, что Мартин Джинек не упоминался в этой статье, а также Прашант Мали, Лухан Янг и Ле Конг. Как будто о них никогда никто не слышал»[235]235
  George Church, interview, Boston, August 2, 2019.


[Закрыть].

Дудна не имеет привычки ставить автоответчик на электронную почту, когда отсутствует на рабочем месте, но вскоре график ее поездок переполнился церемониями награждения, интервью, приглашениями выступить на открытиях конференций. Ее выступления были четкими и понятными, она много говорила о заслугах Шарпантье и ее коллег. Несмотря на рост интереса к ее работе, она не задумывалась о написании книги, пока не получила неожиданное приглашение от Макса Брокмана, сына ведущего литературного агента Нью-Йорка Джона Брокмана. Первоначальный вариант книги, написанный в соавторстве с аспирантом Сэмюэлем Стернбергом, был немного скучным и содержал отсылки к книге Томаса Куна «Структура научных революций» (The Structure of Scienific Revolutions). Позже Стернберг признавался: «Кто из нормальных людей будет это читать?»[236]236
  Samuel Sternberg, «Humans By Design: Covering the Genome Editing Revolution,» New York University, March 6, 2018, https://journalism.nyu.edu/about-us/event/2018-spring/humans-by-design-covering-the-gene-editing-revolution/.


[Закрыть]