Текст книги "Расшифрованная жизнь. Мой геном, моя жизнь"

А тогда в Рестоне меня многое поразило. Так, Уотсон утверждал, что наша задача – разработать методы секвенирования, и пусть потом будущие поколения ученых беспокоятся о смысле полученной последовательности. Я же всегда считал, что решающее значение имеет как раз интерпретация результатов. Большинство участников совещания были согласны с Уотсоном, а Ли Гуд даже сравнил секвенатор ABI, разработанный его командой, с первым «фордом», автомобилем «Ford A». Гуд желал иметь современный «феррари» еще до серьезного начала секвенирования, – а на это могли уйти годы.

Я же просто хотел продолжать работу. После конференции я зашел к Эрнсту Фризу и сообщил, что намерен заниматься развитием геномики и был бы счастлив заручиться его поддержкой, ведь от него зависел мой бюджет. Он положительно воспринял мою идею, но с одной оговоркой: поскольку институт обязан проводить исследования по неврологии, то моя работа, в первую очередь, должна касаться тех участков генома, которые связаны с неврологическими расстройствами и с мозговой деятельностью. Это выглядело разумным компромиссом. В заключение Эрнст упомянул, что в свое время был у Уотсона постдоком и пообещал, что когда тот возглавит Центр генома НИЗ, он устроит нам встречу для демонстрации моих результатов по секвенированию ДНК.

Я считал удобным начать секвенирование с определенных участков генома – например с конца короткого плеча Х-хромосомы. Здесь картировано множество генов, ответственных за различные заболевания, в том числе нестойкий ген X, ответственный за одну из разновидностей умственной отсталости. Другим перспективным участком был конец короткого плеча хромосомы 4, где мы надеялись найти причину болезни Хантингтона – страшного генетического заболевания мозга. Впрочем, я не забывал о рецепторах и продолжал следить за картированием рецепторных генов. Подробно изучив все полученные данные, для запуска проекта генома человека я разработал предварительный план секвенирования Х-хромосомы. Теперь-то я знаю, что никакое большое дело нельзя начать, если исследователи полностью погрязли в интригах, если на первом месте стоят амбиции ученых и их стремление удовлетворить свое эго, а интересы науки имеют лишь второстепенное значение.

Когда Уотсон приступил к своим обязанностям в НИЗ, Эрнст Фриз договорился с ним о нашей встрече в дирекции. После краткого вступления я продемонстрировал Уотсону данные моих секвенаторов и сообщил, что доволен их работой и вполне могу переходить к секвенированию хромосом человека, а затем представил свой план исследования Х-хромосомы. Джима Уотсона очень заинтересовали мои результаты и их воспроизводимость. Он сказал, что буквально накануне посетил лабораторию Ли Гуда в Калтехе и, оказывается, Гуд даже не пытается использовать свой автоматический секвенатор ДНК, а предпочитает старый радиоактивный метод. Почему у меня все получается, а другие ученые отказались от секвенаторов ABI? И тогда я поведал о том, как отлаживал весь процесс секвенирования, в том числе о химическом анализе праймеров. Уотсон поинтересовался моей научной «родословной», и я рассказал о стажировке у биохимика Ната Каплана. «Это все объясняет, – сказал Джим. – Вы – настоящий биохимик».

Даже сегодня мне смешно, насколько неверно я истолковал это замечание. Я принял его за комплимент, так как сам гордился своим образованием и тем, что в моей научной «семье» четыре поколения биохимиков. Гораздо позже я узнал, что Уотсон всегда был невысокого мнения именно о биохимиках. Через много лет на симпозиуме НИЗ в честь нашего окончания секвенирования генома человека я пошутил – как приятно вспомнить старые добрые времена, сказал я, когда самое плохое, что мог сказать про меня Уотсон, это назвать биохимиком.

«Сколько вам нужно денег для начала работы?» – спросил Джим. «Пара миллионов долларов», – ответил я, но Уотсон счел этого недостаточным и сказал, что для старта секвенирования Х-хромосомы, скорее всего, понадобится около пяти миллионов. Он предложил составить план работ и обосновать программу стоимостью именно пять миллионов. На следующий день ему предстояло выступать в конгрессе, и он обещал попросить для нас эту сумму.

И Уотсон сдержал свое слово. Он назвал мою лабораторию лучшей в мире по секвенированию и попросил пять миллионов долларов для начала секвенирования Х-хромосомы. Примерно тогда же на пикнике, устроенном сотрудниками лаборатории Уотсона в Колд-Спринг-Харборе на Лонг-Айленде (в 50 километрах от Нью-Йорка), он похвастался: «Программа по расшифровке генома человека обязательно будет успешной. У меня есть один парень, который заставит автоматические секвенаторы работать как следует»{21}21
  Shreeve J. The Genome War: How Craig Venter Tried to Capture the Code of Life and Save the World (New York: Ballantine, 2005), p. 79. Уотсон в это время разговаривал с Джерри Рубином.


[Закрыть]. Я парил в облаках и был совершенно уверен, что моя идея секвенировать Х-хромосому получила зеленый свет, а я возглавлю первый серьезно финансируемый проект расшифровки генома человека.

Я быстро набросал план работ, который хотел Джим. Однако была одна проблема: каковы бы ни были его благие намерения, Уотсон оставался государственным чиновником, и, как любой чиновник, боялся принимать самостоятельные решения. И ему было нелегко. На заседании НИЗ неделю спустя нам начали выкручивать руки – а не преждевременно ли приступать к секвенированию, а не лучше ли потратить деньги на охоту за генами или на картирование генома? И все это говорили университетские профессора. Понятное дело – им совсем не нравилось, что столь значительные деньги идут не к ним, а к какому-то ученому из НИЗ. Однако Джим был настроен решительно и продемонстрировал, как нужно действовать, если хочешь запустить новый проект. Он сообщил, что собирается финансировать наши эксперименты и представить демонстрационное секвенирование Х-хромосомы.

Роберт Кук-Диган вспоминал, что схватка за секвенирование была «очень напряженной», поскольку среди молекулярных биологов было много ярых противников масштабного секвенирования даже таких модельных организмов, как дрожжи, нематоды и плодовые мушки. Противоборство становилось еще жестче, когда речь заходила о секвенировании ДНК человека. Спорили и по поводу оптимальной методики секвенирования и выборе наилучшей стратегии. Ожесточенное сопротивление в конце концов вынудило Уотсона урезать объем обещанного финансирования{22}22
  Cook-Deegan R. The Gene Wars, pp. 313–14.


[Закрыть].

Впоследствие Уотсон сказал, что хотел получить от меня более подробный план страниц на двадцать – чтобы создать впечатление, что он проводит некую экспертную оценку, а не просто проталкивает мой проект. Вскоре я понял, что это якобы разумное предложение было сделано, дабы осложнить мне жизнь. И если я соглашусь, то создам прецедент. Ведь я – сотрудник НИЗ, которому не нужны гранты, но при этом претендую на фонды межинститутской программы. На общем собрании несколько ведущих ученых, в том числе работавший с Уолли Гилбертом над его методом секвенирования Сенгер, объяснили мне мою ошибку. Работники НИЗ всегда опасались общественного обсуждения внутриинститутских проектов и были категорически против подачи заявок на гранты для своих исследований. Я чувствовал, как пять миллионов долларов ускользают из моих рук… Однако Джим заверил меня, что беспокоиться не о чем и настаивал на подготовке документов.

После нескольких недель усердной работы я передал расширенный план Уотсону лично в руки на ежегодном весеннем совещании в его лаборатории в Колд-Спринг-Харборе. Ответ он прислал не сразу. Итак, писал Уотсон, научное сообщество не готово к секвенированию генома и он оттолкнет своих сторонников, консультантов, союзников и спонсоров, если проявит излишнюю благосклонность к ученому, работающему в НИЗ по внутриинститутской программе.

Тогда мне посоветовали написать заявку на грант для полномасштабной межинститутской программы. Причем для ее рассмотрения, а также рассмотрения заявок от других конкурентов – Ли Гуда и Уолли Гилберта – созовут специальную комиссию. Неудивительно, что мое мнение об Уотсоне, стиле его руководства и способности сдерживать свои обещания резко ухудшилось.

Я понимал, что над моей работой сгущаются тучи, и чтобы отвлечься, решил уйти в море. К тому времени я сменил свою любимую лодку «Кейп Дори 25D» на более вместительную «Кейп Дори 33», которую назвал «Сириус» – в честь самой яркой звезды в созвездии Орион. За два года я побывал в самых разных передрягах, плыл и в шторм, и просто в плохую погоду, а теперь чувствовал, что мы с «Сириусом» готовы к более серьезным испытаниям. Шторм романтичен и опасен. И то, и другое – достаточно веские основания, чтобы пойти на риск.

Моряки Восточного побережья знали испытанный способ получить приз «Голубая вода» – пройти под парусами около тысячи километров до Бермудских островов. При этом я, конечно, попал бы в Бермудский, он же Дьявольский, треугольник, печально известный из-за множества непонятных событий. Тут бесследно исчезали и корабли, и самолеты. Бермудский треугольник – одно из немногих мест на Земле, где магнитный компас указывает на истинный север. Там в полной мере ощущается мощь Гольфстрима, гигантского теплого течения в Атлантическом океане, формирующегося в Мексиканском заливе.

Я был отважным мореплавателем, но не безрассудным, поэтому отправиться в плавание решил в начале мая, когда еще нет ураганов. Хотя у меня и был соблазн совершить путешествие в одиночку, но я подумал, что с экипажем будет намного безопаснее, – и это было ошибкой. Принять участие в моем переходе захотел Дэрил Дойл, в то время профессор и завкафедрой биологии в Университете штата Нью-Йорк в Буффало. (Дэрил умер в 2006 году.) Он привел с собой своего друга Герба. Мы погрузили в лодку горючее, банки с консервированным тунцом и тушенкой, и 14 мая 1989 года я попрощался с Клэр в Гейлсвилле, заверив ее, что через пять дней мы увидимся на солнечных Бермудских островах. Я нарочно не посмотрел прогноз погоды, чтобы встретить все уготованные нам трудности без предупреждения.

Дул легкий ветерок, и мы довольно медленно двигались вперед. Лодка скользила по зеркальной поверхности моря, и наше разочарование лишь возрастало. Вдруг Дэрил совершил нечто совершенно немыслимое. Он бросил вызов морским богам и крикнул: «Уж лучше настоящий шторм, чем такая тишь да гладь!» Его как будто кто-то услышал. К 9 часам утра 17 мая волны достигли 4 метров и становились все выше и выше. К 3 часам дня мы решили, что выскочили из Гольфстрима, и ожидали уменьшения волнения, но все произошло ровно наоборот. По радио объявили о шторме над Бермудами. В судовом журнале я записал: «Вертикальная голубая вода». В 6 часов вечера ветер стал столь сильным, что нам пришлось идти без парусов. Чтобы лодка не повернулась боком к волне и не опрокинулась, я развернул полусферическую сетку из тяжелых лямок и закрепил ее позади лодки толстой веревкой. Это должно было удержать нас в положении кормой к волнам.

Находиться в каюте маленькой лодки во время такого шторма было очень страшно. Гребни волн, глядя из впадин между волнами, казались высотой с четырнадцатиметровые мачты лодки. Когда они срывались и корма поворачивалась боком, сетка выравнивала нас, как чья-то гигантская рука, и спасала от неминуемой беды. К полуночи 18 мая скорость ветра упала до 25 или 35 узлов, но силы экипажа были на исходе. Герб был уверен, что не переживет встречу с Бермудским треугольником, и решил его обогнуть. Он изменил курс на 90° и тем самым подверг нас огромной опасности. Я в это время пытался задремать, и, обнаружив, что он сделал, страшно разозлился. Я отправил обоих членов экипажа ночевать в каюту и закрыл ее на ключ. Я бодрствовал более 30 часов, а Дэрил лишил меня законного права на отдых. Кроме того, он рассыпал весь наш запас кофе в трюме. Но именно для таких чрезвычайных обстоятельств у меня был припасен амфетамин. В полном штормовом обмундировании, в надувной спасательной куртке со страховочным поясом, с Роем Орбисоном и Элтоном Джоном в наушниках плейера, в полном восторге я шел со скоростью 9 узлов, раскачиваясь вверх-вниз на гигантских волнах в лунном свете, в сотнях миль от земли, – это была самая невероятная ночь, которую я провел на паруснике за всю свою жизнь.

На следующее утро шторм чуть-чуть утих, я открыл каюту и попросил Дэрила и Герба надеть страховочные пояса и встать за руль, пока я не определюсь с нашим местонахождением. Позже я узнал (по состоянию его матраса), что Герб был так напуган, что в разгар шторма обмочился прямо на койке. Теперь он запаниковал при виде больших волн и ухитрился так развернуть лодку, что одна из них обрушилась на нас и почти перевернула «Сириус» вверх дном. Вода залила люк, я бросился на палубу и увидел за бортом Герба, цепляющегося за лодку, – его спас только страховочный пояс. Никаких следов Дэрила не было видно. Следующая волна вкатила Герба обратно, и он с глухим стуком свалился на палубу. Когда я все-таки развернул лодку на прежний курс, я увидел Дэрила, которого буквально примотало к мачте, как мокрую тряпку (страховочного ремня на нем не было – он болтался где-то рядом).

В 2 часа ночи 22 мая, через 8 дней и полторы тысячи километров, мы наконец-то прибыли на Бермуды. Оба члена моего экипажа помчались в аэропорт, а я позвонил Клэр, которая уже была абсолютно уверена в моей гибели. Пока я испытывал неправдоподобный восторг и гордился, что сумел выжить (я назвал свою следующую лодку «Бермуды-под-кайфом» в память об испытанных чувствах), моя жена занималась изучением страхового полиса. Клэр присоединилась ко мне на следующий день, но от меня было мало толку – я спал как убитый два дня подряд. Я и понятия не имел, что Бермуды станут началом гораздо более длительной и жестокой борьбы на выживание, которая принесет мне огромное удовлетворение, и где на карту будет поставлено все – и моя научная карьера, и мой брак, и моя репутация. Когда я закончил расшифровку генома человека, меня охватил тот же невероятный восторг, то же первобытное возбуждение, что и тогда на Бермудах, одиннадцать лет назад.

После возвращения в НИЗ я продолжил работу над проектом секвенирования Х-хромосомы, занявшим уже 60 страниц. Как я и опасался, пришлось столкнуться с весьма ощутимым сопротивлением моих коллег по НИЗ, а потому я решил поискать союзников среди генетиков. Я связался с Томасом Каски, в то время заведующим кафедрой генетики человека Бэйлорского медицинского колледжа и специалистом по изучению Х-хромосомы, который согласился на сотрудничество. Он посоветовал мне сделать то же самое, что я уже предложил Фризу, а именно начать с участка Xq28 на коротком плече хромосомы, где картированы гены множества заболеваний, в том числе синдрома ломкой X-хромосомы. Сотрудники лаборатории Тома уже работали с молодым исследователем из Университета Эмори Стивеном Уорреном, собравшим библиотеку космидных клонов – участков ДНК человека длиной около 30 тысяч пар оснований, многократно перекрывающих Xq28. Уоррен присоединился к этой работе вместе с Энтони Каррано, директором проекта расшифровки генома человека в Ливерморской национальной лаборатории Министерства энергетики. Наша цель состояла в секвенировании Х-хромосомы в течение 10–12 лет, а истинной сутью предложения был план секвенирования 4,2 миллиона пар оснований Xq28 за три года, с одновременным снижением стоимости секвенирования одной пары оснований с 3,50 до 0,60 долларов. (Сегодня наши затраты составляют 0,0009 долларов за одно основание.)

Затем я получил письмо с сообщением, что собеседование с претендентами запланировано на 29 марта 1990 года в отеле «Марриот» в Арлингтоне, штат Вирджиния. В Национальном центре исследования генома человека, как он тогда назывался, был особый Комитет по рассмотрению заявок на гранты, состоявший из большого ряда ученых, которые хотели играть главную роль в будущем секвенировании генома. Среди них были Барт Г. Баррелл из Кембриджа, Рональд Дэвис из Стэнфорда, Глен Эванс из Института Солка, Томас Марр из Лаборатории в Колд-Спринг-Харборе, Ричард М. Майерс из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, Брюс Роу из Университета Оклахомы и Ф. Уильям Стадьер из Брукхейвенской национальной лаборатории. Центр генома Уотсона представляла Джейн Петерсон.

В течение ряда лет после этой тягостной встречи практически все члены Комитета подавали заявки от своих центров на секвенирование генома. Оценивая эти события с позиций сегодняшнего дня, я ясно понимаю, что тогда они явно объединилась ради одной-единственной цели – не позволить никому опередить их в получении денег. В ходе обсуждения члены Комитета заявили, что наша технология недостаточно разработана, картирование недостаточно подробно, и главное – у нас нет новых идей. Перед возвращением в Техас Том Каски сказал мне, что это был самый унизительный эпизод в его научной карьере.

Позже я узнал, что Комитет отдал первенство двум моим соперникам. Одним из них был Ли Гуд, планировавший секвенировать Т-клеточный рецептор, важнейшую часть иммунной системы человека, а другим – Уолли Гилберт, предложивший впервые секвенировать геном живого организма, микроорганизма Mycoplasma capricolium, вызывающего пневмонию у овец и коз. Примечательно, что он хотел использовать некий новый метод, не имея никаких данных о его эффективности.

Уотсон, огорченный принятыми Комитетом решениями не меньше меня, был готов организовать пересмотр заявок, если я выступлю еще раз. Следующие нескольких месяцев мы вели переговоры, уточняя содержание нового проекта, и предложили дополнительно исследовать другие хромосомы. Один из постдоков в моей лаборатории, Ивен Киркнесс, охотился за различными рецепторами нейромедиатора гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Он выделил новый рецептор на хромосоме 15 в середине участка, отвечающего за два генетических заболевания – синдромы Эйнджелмена и Прадера-Вилли. Эти необычные заболевания были описаны лишь в конце 1980-х годов, когда ученые впервые поняли, что в зависимости от своего происхождения гены проявляются по-разному: импринтинговый ген материнской хромосомы может влиять на одни процессы, а тот же ген на хромосоме отца – на другие. Синдром Прадера-Вилли проявляется в умственной отсталости, ожирении и аномалиях роста, он возникает у людей, которые наследуют обе копии хромосомы 15 от своей матери, а не по одной от каждого родителя. Синдром Эйнджелмена характеризуется умственной отсталостью, характерным судорожным движениями и эпилепсией. Марк Лаланд из детской больницы в Бостоне, изучавший явление импринтинга, был очень заинтересован в секвенировании этого участка и пообещал работать вместе с нами. Кроме того, я добавил к проекту изучение участков хромосом, ответственных за болезнь Хантингтона. Дефектный ген, ответственный за эти неврологические расстройства, был картирован на конце короткого плеча хромосомы 4 около 8 лет назад, но сам ген еще не был определен, хотя усилиями Нэнси Векслер большой коллектив ученых – около 60 человек из 6 разных групп – объединились именно с этой целью. У Нэнси была личная заинтересованность в этом проекте: она и ее сестра находились в группе риска, так как их мать, дяди и дед по материнской линии умерли от этого наследственного, неизлечимого и смертельного заболевания головного мозга. Чтобы ей помочь, ученые испробовали все методы – за исключением секвенирования.

Часть этих исследователей утверждали, что секвенирование – непроверенный метод, который вряд ли будет работать, другие беспокоились, что на эту работу уйдут все ресурсы их собственных проектов. Я же говорил, что у меня есть независимые фонды в НИЗ и терять им нечего. Однако никого из них геномные задачи не интересовали. Я лишний раз убедился, что многие исследователи генома человека были гораздо больше озабочены выигрышем гонки за обнаружение генов каких-либо заболеваний. У меня сложилось впечатление, что и охотники за геном болезни Хантингтона – не исключение. Они гнались лишь за славой, и их совершенно не интересовали новые идеи, которые могут ускорить обнаружение гена. По понятным причинам исключением была сама Нэнси, которая, как и любой другой человек, оказавшийся под угрозой страшного заболевания, была готова сделать все возможное, чтобы найти дефектный ген, причинивший столько страданий ее семье. Нэнси вмешалась в обсуждение и настояла, чтобы эта группа исследователей начала со мной работать. Ни у кого не нашлось убедительных аргументов против, и было решено, что Джеймс Гузелла из Центральной больницы штата Массачусетс предоставит моей команде под руководством Дика Маккомби 3 клона, содержащие 100 тысяч пар оснований на конце хромосомы 4. Как оказалось, клоны были на периферии целевого участка, где предположительно находился ген. Я принял это предложение, так как передо мной стояла более серьезная цель – наладить процесс быстрого секвенирования ДНК и доказать эффективность моего метода. Я понимал, что если мне удастся установить рабочие отношения с группой исследователей болезни Хантингтона, то в случае успешного секвенирования они смогут предоставить мне более перспективные клоны.

Другим объектом исследования было расстройство, вызванное мышечной атрофией, – миотоническая дистрофия. С учеными, исследующими это заболевание под руководством Тони Каррано, моим соперником в борьбе за злополучный грант на исследование Х-хромосомы, мне повезло больше. После подписания соглашения, согласно которому я обязался делиться с ним полученными данными и взять его в соавторы, мы получили 3 клона из хромосомы 19, содержащие 100 тысяч пар оснований на участке, наиболее вероятно включавшем искомый ген. Постдок из Испании Антония Мартин-Гальярдо возглавила команду исследователей хромосомы 19, которую я финансировал из своего внутриинститутского бюджета. Я полагал и тогда, и сегодня, что успех – лучший способ в борьбе с критиками. Хорошие результаты всегда побеждают.

С применением метода дробовика секвенирование пошло быстро. Клоны в виде космид ДНК длиной около 35 тысяч пар оснований были упакованы в фаги и внедрены в E. coli. Вначале мы использовали акустические волны, чтобы раздробить множество копий ДНК на мелкие фрагменты размером около полутора тысяч пар оснований. Случайным образом отобрав 1000 фрагментов и секвенируя от 300 до 400 пар оснований генетического кода в каждом, мы теоретически должны были охватить все пары оснований ДНК в космиде минимум десять раз (350 × 1000 = 350 000).

Но и тут нас ждали трудности. Программное обеспечение тогда не предназначалось для обработки более нескольких сотен последовательностей, поэтому было невозможно справиться с тысячами, и нам пришлось прибегнуть к утомительному ручному методу. Для сколько-нибудь существенного прогресса требовались гораздо более мощные компьютеры, чем наши, и программное обеспечение значительно более высокого качества (несмотря на противоположное мнение наших коллег). И я стал нанимать на работу специалистов по информационным технологиям.

Одним из них был Марк Адамс из Мичиганского университета, вылитый Маколей Калкин (из кинофильма «Один дома»), имевший вид «нет-ничего-невозможного», исполнительный и энергичный парень в больших очках, с которым я провел собеседование в конце 1989 года. Меня поразило тогда, что этот худой молодой человек создал компанию по разработке программного обеспечения, еще учась в аспирантуре. Марк увлекался геномикой и был готов приступить к работе. Мы приобрели мощные компьютеры компании Sun, а я разыскал программистов для разработки новых способов интерпретации генетического кода, данные о котором у нас уже начали накапливаться. Благодаря незрячему программисту Марку Дабнику, который пользовался клавиатурой особой системы, «разговаривавшей» с ним в таком быстром темпе, что никто другой не мог ничего разобрать, мы стали по-новому смотреть на ДНК. Мы даже попытались использовать ее для прочтения генетического кода, проигрывая его в виде музыкальной фразы и надеясь обнаружить изменения в генетической структуре.

Но что бы мы ни делали, правильная интерпретация генетического кода оказалась практически невозможной даже после составления длинных отрезков хромосом. Программное обеспечение, с помощью которого можно идентифицировать последовательности бактерий, не работает в случае более сложного человеческого генома. В нем гены разбиты на небольшие сегменты (экзоны) бессмысленными участками ДНК (интронами), подобно тому, как бессмысленная реклама прерывает телефильм. Поэтому ген часто состоит из частичек и кусочков огромного генетического кода, от сотен тысяч до миллионов пар оснований. Мы использовали самые совершенные программы, чтобы найти эти участки, но компьютер не мог отличить реальные гены от шума, генерируемого случайным сочетанием четырех букв замучившего нас генетического кода.

И тогда я придумал новый способ определить прогнозируемый ген, отыскав его аналог в матричной РНК. Всякий раз, когда в геноме человека обнаруживается реально действующий ген, мы находим и соответствующую молекулу матричной РНК, сокращенный вариант гена, который содержит только пары оснований генетического кода для создания белка. Превращая эту «летучую» РНК в кДНК для последующего секвенирования, мы обрели способ подтвердить наличие прогнозируемых генов.

Мы начали тестирование библиотек кДНК разных тканей человека, главным образом мозга и плаценты. Наши зонды состояли из последовательностей генов, прогнозируемых на основе компьютерного анализа ДНК из хромосом 4 и 19. Если бы удалось доказать, что клон кДНК является прогнозируемым геном в генетическом коде, его существование стало бы доказательством подлинности гена, а не артефактом. Несмотря на бесспорную логичность этого метода, потребовались месяцы напряженной работы, чтобы подтвердить наличие всего лишь нескольких истинных генов в изучаемой последовательности. Неудивительно, что в начале дискуссии о проекте генома методы анализа кДНК, которые были предложены (в частности, Сидни Бреннером и Полом Бергом) в качестве альтернативы секвенирования генома, сразу же были отвергнуты.

Однако я чувствовал, что нахожусь на правильном пути. Моя уверенность окрепла в 1990 году, когда меня пригласили на симпозиум в Японии, организованный производителем секвенаторов компанией ABI. Тогда я и узнал, что мои методы исследования генома считаются наиболее перспективными. Целый ряд японских ученых решили сосредоточить свои усилия на выделении и секвенировании клонов кДНК. Японцы пришли в восторг от моих результатов, поскольку они подтверждали их собственную методику. Два японских ученых произвели на меня особенно сильное впечатление и серьезно помогли усовершенствовать мою теорию. Одним из них был Хирото Окаяма из Осакского университета, который вместе с Полом Бергом разработал замечательный метод получения клонов кДНК и теперь хотел найти подтверждение, что они покрывают всю последовательность генов – так называемых полноразмерных кДНК.

Это имело определенное отношение к важнейшей проблеме при изучении кДНК – нестабильности мРНК при выделении ее из тканей. Эта молекула имеет тенденцию распадаться на более мелкие фрагменты, прежде чем ее удается полностью скопировать. Другие проблемы связаны с ферментом, называемым обратная транскриптаза, который используется для преобразования нестабильных мРНК в более стабильные кДНК. Фермент отсоединялся от мРНК, прежде чем заканчивал свою работу. Я был хорошо знаком с этим явлением: при использовании кДНК для изучения рецепторов адреналина я потерял так часть гена с одного из концевых участков клона.

Другим источником моего вдохновения был Кэнъити Мацубара, директор Института молекулярной и клеточной биологии Осакского университета, руководитель японской программы расшифровки генома человека и советник Монбусё (Министерства образования, науки и культуры Японии). Оба ученых были убеждены, что секвенирование полноразмерных клонов кДНК станет основной частью, а возможно, даже альтернативой всей работы по секвенированию генома, несмотря на то, что данный вариант был категорически отклонен американскими и британскими экспертами. И тут возникли еще и иного рода осложнения. Уотсон, считая, что богатая Япония паразитирует на исследованиях генома, финансируемых другими странами, в раздражении написал Мацубаре письмо с угрозой прекратить делиться с ним результатами исследований, причем в таких выражениях, что в прессе заговорили о «войне генов человека»{23}23
  Cook-Deegan R. The Gene Wars, pp. 226, 220.


[Закрыть]. «Если начнется война, я буду с ним воевать, – заявил Уотсон. – Слюнтяям никогда ничего не добиться в жизни».

Во время полета домой я только и думал, что о развиваемой в Японии методике секвенирования полноразмерной кДНК. А также о том, как легко было бы изучать геном человека, будь все клоны кДНК выделены и секвенированы. А ведь мне понадобилось долгих десять лет, чтобы обнаружить один-единственный ген, только один клон кДНК. Думал я и о том, каким неэффективным оказался метод дробовика для прочтения кода всего лишь тысячи или около того геномных последовательностей, и всё – чтобы найти всего один ген, или даже лишь его часть. А еще – о том, как трудно найти соответствующий клон кДНК, чтобы доказать существование этого гена.

И вдруг, на высоте 11,5 тысяч метров над Тихим океаном, меня осенило: я использовал правильную методику секвенирования, но не той ДНК! Что, если применить быстрый метод случайного секвенирования (метод дробовика) к клонам кДНК? Что произойдет, если просто случайно выбрать клон кДНК и секвенировать его за один проход? Мои секвенаторы одновременно прочитывали около 400 пар оснований генетического кода – более чем достаточно, чтобы найти соответствие в геномной базе данных. Это было подобно открытию алфавитного указателя к каталогу генов человека.

Если данная последовательность получена из клона кДНК, изготовленного из нестойких мРНК мозга человека, то в ней содержится ключевая информация: (а) эта последовательность является частью реального, экспрессивного гена, и (б) этот ген имеет важное значение для функции мозга. Для сравнения – последовательности из генома практически неинформативны. Если бы я перешел на секвенирование тысячи случайно выбранных клонов кДНК, то смог бы обнаружить сотни генов для каждого клона, определенного методом традиционного геномного секвенирования. Я так воодушевился этой идеей, что с трудом дождался возвращения домой и постановки решающего эксперимента.

Уже на следующее утро я собрал в лаборатории своих ведущих сотрудников. Я был уверен, что они разделят мой энтузиазм по поводу новой идеи, но меня встретила стена скепсиса и сомнений. В итоге Маккомби и все остальные заявили, что из моей «сенсационной» идеи, скорее всего, ничего не получится и все кончится тем, что ее придется финансировать из средств на секвенирование генома. Они приводили те же аргументы, что и другие критики метода кДНК.