Текст книги "Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов"

Несмотря на все воодушевление Эдди, я был уверен, что необходимо попробовать и пиросеквенирование: неправильно полагаться только на один метод. Вариант с пиросеквенированием, казалось, прямо создан для нашего материала: мы могли избежать потерь, неизбежных, когда имеешь дело с капризной бактерией. К тому же Джонатан Ротберг вместе с 454 запустил установку, способную секвенировать сотни тысяч молекул ДНК за день. До самого Джонатана просто так было не добраться: он очень мудро забаррикадировался от одержимых ученых, которым во что бы то ни стало нужна была новая технология и которые по самую макушку завалили бы его запросами и требованиями. Я попытался до него дотянуться, но ничего не вышло. В какой-то момент я посетовал на это Джину Майерсу – тому самому гению биоинформатики, который помог знаменитому Крейгу Вентеру сложить геном человека в 2000 году. Я познакомился с Джином на съезде биоинформатиков в Бразилии в 2001 году, и его шутливое отношение к любой проблеме немедленно завоевало мою симпатию. Нас окончательно сблизил общий интерес к горным лыжам и дайвингу. К моменту нашего рассказа Джин занимал должность профессора в Беркли и выступал советником в организации Ротберга, так что в июле 2005– го он составил мне протекцию и помог связаться с Джонатаном.

И вот я говорю с Джонатаном и с Майклом Эгхольмом, датским ученым, менеджером 454, по трехсторонней электронной связи, – и волнуюсь. Да, Джонатан энергичен и напорист, как и следовало ожидать от предпринимателя такого масштаба, но его явно интересует только одно – прочитать геном динозавра! Как же мне быть и как себя вести? Ведь я всегда во всеуслышание заявлял, что секвенировать ДНК динозавра невозможно ни сейчас, ни в будущем. Я попытался как-то помягче, чтобы Джонатан не занес меня сразу в черный список, еще раз пройтись на эту тему и одновременно намекнуть на существование других презанятных геномов, особенно – продолжал намекать я – неандертальского. К счастью, Джонатана сразу же заинтриговала идея выяснить с помощью его аппарата, что делает человека человеком. Мне даже удалось убедить их с Эгхольмом, что начинать нужно с пещерных медведей и мамонтов.

И уже через неделю почта доставила экстракты мамонтовой и медвежьей кости в 454 Life Sciences. В это же время к нам в лабораторию поступил на работу трудолюбивый и талантливый молодой специалист – биоинформатик Ричард Эд Грин. Он только что защитил диссертацию в Калифорнийском университете в Беркли. Эд выиграл очень престижную и к тому же щедро финансируемую стипендию от Национального научного фонда США: он должен был выполнить проект по сравнению РНК-сплайсинга у человека и обезьян. Сплайсинг – это процесс, при котором из копий РНК, считанных с ДНК, вырезаются ненужные кусочки, разрезанные концы соединяются и превращаются в зрелую матричную (или, по-другому, информационную) РНК, и она уже непосредственно используется в белковом синтезе. По предположениям Эда, разница в схемах соединения разрезанных концов РНК могла объяснить многие человеческие и обезьяньи особенности. Он как раз этим занимался, когда пришли первые результаты из 454.

Команда из 454 составила сотни тысяч последовательностей ДНК из костей мамонта и пещерного медведя. Я поручил Эду разобраться с первоочередной проблемой: разделить медвежьи цепочки нуклеотидов и те, что принадлежали занесенным бактериям и другим организмам. Задача была не из простых. Он сравнивал последовательности геномов мамонта и пещерного медведя с геномами собаки и слона, то есть с самыми близкими из их живущих ныне родичей. Но цепочки палео-ДНК были короткими и к тому же с большой вероятностью химически видоизменились за прошедшие тысячелетия. Плюс к этому плесень и бактерии на костях определялись не слишком хорошо. Эда так захватила эта задача – распознать эндогенные последовательности, – что он совсем забросил свой сплайсинг. В конце концов он написал письмо в администрацию Национального научного фонда, ведавшую его стипендией. Он честно сообщил, что задачи его проекта изменились и теперь его интересует другое. К сожалению, в фонде мыслили недостаточно широко, чтобы понять, какие прекрасные возможности для информационной биологии открывает проект по неандертальскому геному, и попросту закрыли финансирование Эда. Хорошо, что наш бюджет позволял оставить его с нами.

Тем временем Эд подсчитал, что 2,9 процента ДНК, выделенных из костей мамонта, и 3,1 процента из костей пещерного медведя – эндогенные, то есть их собственные, а не привнесенные извне. Это значило, что результаты нашей работы с Эдди Рубином, когда клонирование ДНК в бактериях показало 5 процентов эндогенных ДНК от пещерного медведя, в действительности очень хороши. На первый взгляд 3 или даже 5 процентов не слишком впечатляют, но в абсолютных цифрах это 73 172 разных фрагментов ДНК мамонта и 61 667 фрагментов ДНК пещерного медведя. То есть всего лишь один эксперимент по новой методике 454, в котором участвовала только часть экстракта, выдал в десять раз больше информации, чем мы получили от бактериального клонирования в лаборатории Беркли. Казалось бы, вот он, настоящий прорыв, но я видел проблемы, сопряженные с новым методом. Наш обычный путь ПЦР позволял повторить эксперимент много раз и, таким образом, проверить результат и выявить возможные ошибки. Новый же метод показывал определенную последовательность только один раз: так как геномы – и мамонта, и медведя – были очень большими, то вероятность поймать один и тот же сегмент второй раз сводилась к минимуму. И в результате мы лишались возможности определить, какие отклонения могут появиться в результате химических модификаций молекул, неизбежных из-за долгого “хранения”, а также выявить ошибки собственно секвенирования.

Определение подобных ошибок – задача не новая, и у нас уже были кое-какие наработки. Вот, например, Михаэль Хофрайтер, дипломник из моей лаборатории, в 2001 году вместе с другими коллегами показал, что самый распространенный дефект древних ДНК – потеря аминогруппы в цитозинах. Это получается неизбежно само собой, если в материале присутствует хоть капелька воды. Теряя аминогруппу, цитозин превращается в урацил, обычный нуклеотид РНК. ДНК-полимераза считает его тимином. Так вот, нужно сравнить число тиминов в мамонтовой или медвежьей ДНК с современной слоновьей или собачьей, в особенности в тех местах, где подозреваются цитозины. И мы увидим резкое преобладание тиминов. Так оно и вышло, но, к нашему удивлению, еще обнаружилось некоторое превышение гуанинов по сравнению с аденинами. Это означало, что древний аденин, как и цитозин, может по ходу дела потерять свою аминогруппу. Мы, конечно, проверили это предположение: синтезировали ДНК с цитозинами и аденинами, лишенными своих аминогрупп, и потом посмотрели, как с такой последовательностью справится ДНК-полимераза. ДНК-полимеразу взяли ту же, которую использовала 454 для пиросеквенирования. И в результате ДНК-полимераза прочитывала Ц как Т, но и вместо А она читала Г. Мы написали об этом статью[47]47
  M. Stiller et al. Patterns of nucleotide misincorporations during enzymatic amplification and direct large-scale sequencing of ancient DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 103, 13578–13584 (2006).


[Закрыть] и опубликовали ее в PNAS в сентябре 2006 года: не только цитозины могут терять аминогруппы, но и аденины – вот как. Однако довольно скоро мы обнаружили, что ошиблись.

Между тем в отношениях с группой Эдди Рубина в Беркли наметилась некоторая напряженность. Нам в Лейпциге уже стало ясно, что пиросеквенирование по крайней мере в десять раз эффективнее, чем бактериальное клонирование. Еще раньше у нас создалось впечатление, что в процессе клонирования большое количество ДНК теряется и происходит это, когда бактерию “вынуждают” присоединить к себе чужую ДНК. Но Эдди спорил, что низкая эффективность опытов с пещерными медведями не более чем случайное стечение обстоятельств. Он, как всегда, был полон энтузиазма во время регулярных телефонных конференций между нашими группами. Я разрывался. С одной стороны, после многолетнего топтания на месте мы не только сможем прочитать неандертальский геном, но даже сделать это несколькими способами. А с другой – мы скорее примем на вооружение методики, требующие граммов исходного материала, а не килограммов, как у Эдди. Пиросеквенирование 454 отвечало всем требованиям эксперимента, но Эдди в конце концов убедил меня еще раз попробовать клонирование. И я решил параллельно провести два эксперимента по двум разным методикам на материале – да-да – реальной неандертальской ДНК.

Мы приготовили два экстракта из неандертальской кости самой лучшей сохранности, из образца, известного как Vi-80. Из него в 2004 году Давид Серр секвенировал высокополиморфную часть мтДНК. В середине октября 2005– го мы отправили вытяжки в 454 Майклу Эгхольму для прямого секвенирования и в лабораторию Эдди Рубина для клонирования в бактериях и последующего секвенирования. Вытяжки готовил Йоханнес Краузе в нашей “чистой комнате”. Мы все очень волновались, не занесут ли инородные ДНК в наши “чистые” экстракты при работе в “чужих” лабораториях в Калифорнии и Коннектикуте. Ведь предстоящие эксперименты должны показать, какая из методик лучше, и ее-то мы и развернем в наших “чистых” помещениях.

А в это время в лабораторию прибывает новый дипломник, Эдриан Бриггс. Приехал он прямиком из Оксфорда, где оканчивал начальные курсы, а дядя его, Ричард Рэнгем, был известным приматологом в Гарварде. Учитывая семейные связи и оксфордское образование, я ожидал появления высокомерного сноба, но все мои страхи оказались совершенно необоснованными. И даже больше: Эдриан обладал уникальной способностью мыслить в количественных категориях, не свойственной ни одному из членов моей команды. Но самым удивительным в его характере было то, что при нем человек никогда не чувствовал себя глупым, хотя Эдриан мыслил быстрее и объемнее, чем любой из нас. Например, если я опирался только лишь на экспертное чутье, когда говорил о потерях ДНК при клонировании в бактериях и при создании библиотек ДНК пещерного медведя, то Эдриан представил расчеты. Он определил, что в бактериальных библиотеках Эдди Рубина в конечном итоге оказывалось только около полпроцента ДНК из вытяжек костей пещерных медведей. Еще Эдриан посчитал, что для секвенирования трех миллиардов с гаком нуклеотидов из медвежьего или неандертальского генома нам понадобится выделить и секвенировать 600 миллионов бактериальных клонов. А это непосильная задача даже для всего Объединенного института генома Эдди. С этими расчетами мои сомнения обрели весомую базу: процесс клонирования по эффективности не отвечал задаче составления неандертальского генома. В январе 2006–  го последовал трудный и напряженный телефонный разговор с группой Эдди. Эдриан тогда доложил результаты своих расчетов. Эдди продолжал настаивать, что в экспериментах с пещерным медведем и при составлении библиотек просто что-то пошло не так. Но мы не должны забывать, что тем временем наши параллельные опыты в 454 и у Эдди шли полным ходом.

Пиросеквенированием палео-ДНК занимались не мы одни. В начале 2006– го, пока Эд Грин анализировал информацию по пещерным медведям и мамонтам, в Science вышла статья, написанная Хендриком Пойнаром, моим бывшим студентом, работавшим к тому моменту в Университете Макмастера в Онтарио, и Стивеном Шустером из Пенсильванского университета. Они применили методику пиросеквенирования, прочитав все молекулярные цепочки из вытяжек, то есть сделали то же, что и мы в 454 Life Sciences. У них были мамонты из вечной мерзлоты, и эти образцы дали 28 миллионов нуклеотидов[48]48
  H. Poinar et al. Metagenomics to paleogenomics: Large-scale sequencing of mammoth DNA. Science 311, 392–394 (2006).


[Закрыть]. Я, конечно, обрадовался, что мой бывший студент подхватил тему, хотя моя группа и выражала недовольство, что не мы первые опубликовали результаты секвенирования древней ДНК по новой методике. Да, результаты пиросеквенирования уже лежали у нас на столе, но мы не спешили с публикацией, так как считали необходимым – а статья в Science как раз не считала – ответить на два возникших вопроса. Нам важно было выяснить, как наилучшим образом соотнести прочитанные последовательности с эталонными геномами и как определить влияние ошибок в последовательностях на конечный результат. Но все равно статья Хендрика – это очко в пользу пиросеквенирования. И вдобавок она еще раз показала, как хорошо сохраняются ткани в вечной мерзлоте. В образцах Хендрика примерно половина ДНК принадлежала мамонту. С нашими неандертальцами мы и мечтать о таком не могли: и то счастье, если получалось 1–2 процента ДНК в вытяжках. Еще статья Хендрика высветила серьезную научную дилемму. Можно провести большую работу, затратить время и усилия, чтобы постараться представить картину полнее, а тем временем кто-то другой, не заботясь о деталях и сосредоточившись только на самом главном, обойдет вас с публикацией. И даже если после этого вы опубликуете лучшую работу, научная общественность все равно будет считать, что вы подбираете крохи за теми, кто сделал настоящее открытие. Наша группа очень серьезно обсуждала эту дилемму после выхода статьи Хендрика. Многие считали, что нужно было публиковать раньше. Наконец в сентябре 2006– го, в Proceedings, мы выпустили работу с анализом нуклеотидных последовательностей пещерного медведя и мамонта. В той работе мы – как назло! – сделали ошибочный вывод о потере аминогруппы аденинами и, соответственно, появлении ошибок в последовательностях[49]49
  См. ссылку 5.


[Закрыть].

Каждый год в мае в Колд-Спринг-Харбор на Лонг-Айленде проводится конференция по биологии генома. Эта встреча неофициально считается самой главной среди геномной братии. От выступающих ожидаются доклады о новейших, еще не опубликованных достижениях. Дискуссии там напряженные, часто пронизанные духом соперничества между исследовательскими центрами, подогретые конфликтами и ссорами на фоне гонки за прочтение генома человека.

Очередная встреча в 2006 году обещала быть даже более насыщенной, чем обычно. Мы получили результаты секвенирования и из 454 Life Sciences, и от Эдди Рубина и сделали предварительный анализ. Мой доклад преследовал две цели. Во-первых, я хотел представить сравнение двух методик по секвенированию древней ДНК. Во-вторых, мне предстояло разметить принципиальные пути по составлению полного генома неандертальцев и вообще полного генома вымерших организмов. Результаты наших экспериментов подтвердили, что будущее за пиросеквенированием, так что упор я делал именно на него.

В Колд-Спринг я приехал необычно нервным и взвинченным. Меня поселили в крошечную, по-спартански обставленную комнатку в общежитии; этой чести я удостоился как постоянный докладчик, тогда как остальные тряслись каждый день в автобусе, добираясь из дальних гостиниц. Весь путь в самолете из Нью-Йорка и потом весь вечер и ночь я готовился к докладу. На следующий день я собрал всех своих людей, приехавших на конференцию, в каком-то пустом зале, чтобы перед ними отрепетировать выступление. Меня не отпускало предчувствие, что этот доклад целиком определит нашу деятельность на следующие несколько лет.

Редко когда удается полностью завладеть вниманием на научной лекции. Конференция в Колд-Спринг ничем в этом смысле не отличается. Я прочитал здесь множество докладов и привык видеть со сцены, как большинство из шести сотен слушателей что-то такое делают в компьютерах – может быть, правят свои презентации или проверяют почту, – а то и просто дремлют, утомленные сменой часового пояса и множеством специальных подробностей. Но сегодня все было по-другому. Я постепенно вел рассказ от мамонтов и пещерных медведей к результатам по неандертальцам и физически чувствовал напряженное, безраздельное внимание всех и каждого в зале. Я показал последний слайд со схемой человеческих хромосом. Маленькие стрелочки на схеме указывали расположение тех десятков тысяч фрагментов неандертальской ДНК, которые мы прочитали. Когда этот слайд появился, зал ахнул. Мы составили всего 0,0003 процента от неандертальского генома, но каждому сидящему в зале стало ясно, что теперь возможно – хотя бы теоретически – прочитать геном целиком.

Глава 11
Начало проекта “Геном”

В тот вечер после доклада я вернулся в свою комнатушку в общежитии, бросился на кровать и невидящим взглядом уставился в потолок. Да, я сделал неплохую карьеру, некоторые даже назовут ее выдающейся. Да, у меня прекрасная, прочная должность с солидной финансовой поддержкой, увлекательные проекты, меня приглашают читать лекции со всего мира. Что же я так себя подставил? Зачем во всеуслышание пообещал прочитать геном неандертальца? Да, если получится, это станет моим величайшим достижением. А если нет? Позор, публичный позор, конец карьере без вариантов. В докладе я живописал скорый успех, но сам-то знал, сколько чудовищных трудностей лежит между обещанием и реальным результатом. Нам понадобятся по крайней мере три вещи: большое количество аппаратов 454 для секвенирования, очень много денег и хорошие образцы костной ткани неандертальцев. Ничего этого у меня не было, но, кроме меня, никто об этом не догадывался. Но я-то знал! И поэтому лежал на кровати, смотрел в потолок, а в голове неотступно крутились тревожные мысли: что делать, как делать, нужно, чтобы все получилось…

Перво-наперво следовало получить доступ к аппаратам секвенирования в 454 Life Sciences. Очевидно, я должен поехать в Брэнфорд, в Коннектикут, к Джонатану Ротбергу. От Колд-Спринг-Харбор это не очень далеко. На следующее утро я собрал за завтраком всех основных участников неандертальской работы, все они как раз были на конференции: Эд Грин, Эдриан Бриггс и Йоханнес Краузе. Мы загрузились во взятую напрокат машину и направились в Брэнфорд. А надо сказать, что у меня есть прискорбная манера брать на себя слишком много и считать, что я все успею, и в результате я везде опаздываю: и на собрания, и на самолеты, и вообще не укладываюсь в расписание. Теперешняя поездка не была исключением. Мы неслись по дороге к Порт-Джефферсону на севере Лонг-Айленда и точно знали, что опоздаем на паром в Бриджпорт. Но… успели! Пристроились самыми последними, но успели! (Задняя часть нашей машины даже немножечко свисала над водой, пока паром пыхтел через пролив.) И я думал: как символично – удача буквально балансирует на нашей стороне, раз нам так повезло с паромом.

После этого мы несколько раз бывали в 454 Life Sciences, но тогда приехали впервые. Вживую Джонатан Ротберг производил такое же впечатление, как и по телефону: напористый, с массой авантюрных научных идей. И тут же, как будто для равновесия, присутствовал датчанин Майкл Эгхольм, приземленно-практичный и каждое дело доводивший до конца. За время нашей совместной деятельности оба они заслужили мое глубочайшее уважение. Вместе они составляли потрясающую пару: Джонатан давал общее направление и напор, а Майкл претворял дело в жизнь. В тот день мы обсуждали главное – что потребуется, чтобы прочитать неандертальский геном. Мы собирались применить технику шотган, или, по-другому, метод дробовика: ее ввел в обиход Крейг Вентер в своей компании Celera, когда работал над прочтением человеческого генома. Этот подход заключался в том, что сначала секвенируют фрагменты ДНК вразбивку, случайным образом, а потом с помощью компьютерных программ составляют из них длинные цепочки, ориентируясь на наложение одинаковых кусочков, то есть раскладывают кусочки внахлест. Главная трудность такой техники – распознать нуклеотидные повторы; в геноме человека и обезьяны такие повторы составляют примерно половину всего объема. Большинство повторов имеют длину сотни или даже тысячи нуклеотидов, многие повторы встречаются в геноме в сотнях или тысячах копий. Поэтому при использовании метода дробовика нужно ориентироваться не только на короткие, а скорее на длинные фрагменты, захватывающие “мостики” между повторами. Тогда повтор можно заякорить с двух сторон штучными (неповторяющимися) фрагментами и, таким образом, получить представление, между чем и чем этот повтор протягивается. Но наша древняя ДНК уже сама разбилась на короткие фрагменты. Так что мы собирались построить неандертальский геном, приняв в качестве матрицы эталонный человеческий геном (эталонный – то есть первый составленный геном человека). Понятно, что таким способом определяется набор фрагментов, представленных одной копией в геноме, повторы же мы и не надеялись выстроить. Но по-моему, жертва эта не слишком серьезная: штучные или уникальные последовательности составляют самую интересную часть генома, ту, которая содержит значительную долю генов с известными функциями.

Еще нам предстояло решить, какую часть генома мы возьмем в оборот. До приезда в 454 я держал в голове цифру в 3 миллиарда неандертальских нуклеотидов. Эта цифра диктовалась, во-первых, тем, что я считал в принципе достижимой целью, и, во-вторых, примерным размером человеческого генома. Из-за фрагментации древней ДНК мы вынуждены будем иметь дело с такой ситуацией, когда множество кусочков прочитаются только один раз, другие прочитаются дважды, некоторые трижды и т. д. А какие-то участки генома не попадут в наш список совсем, просто потому, что не окажутся ни в одном из прочитанных фрагментов. Согласно статистике, около двух третей всех нуклеотидов должно хотя бы один раз найтись в наших прочтениях, а одна треть так и не объявится. Генетики называют это “однократной глубиной покрытия”, так как каждый нуклеотид имеет вероятность высветиться один раз. Я считал, что с однократной глубиной покрытия прочтение в нашем случае вполне достижимо и вдобавок даст неплохую прикидку неандертальского генома. И еще важно помнить, что этот геном станет определенным этапом исследований. Пусть потом другие секвенируют неандертальские кости, появятся прочтения новых геномов, их можно будет наложить на наш, увеличивая глубину покрытия еще и еще, пока неандертальский геном не предстанет в полном объеме, почти полном, пусть и без повторов.

Конечно, задача, которую я поставил перед нашей группой, была несколько расплывчатой, да и смотрелась жалковато на фоне других современных геномов, которые читались с двадцатикратной глубиной покрытия. Но с другой стороны, до чего же это была монументальная задача! В самых лучших из наших образцов мы выявляли примерно 4 процента неандертальской ДНК. Я рассчитывал найти еще такие образцы, а может, нам попадутся и получше, с чуточку большей долей сохранившейся ДНК. Если взять среднее для них в 4 процента, то для составления генома в 3 миллиарда нуклеотидов потребуется прочитать порядка 75 миллиардов нуклеотидов. Так как наши фрагменты очень коротенькие, всего по 40–60 нуклеотидов, для прочтения такого объема новым секвенаторам потребуется примерно от 3000 до 4000 перезагрузок. Получается, что компании 454 придется отставить в сторону все остальные задачи и заниматься только неандертальцами в течение нескольких месяцев – и если все это будет оплачиваться по обычным расценкам, то о таких суммах я даже не решался заикнуться.

Об этом мы – Эдриан, Эд, Йоханнес и я – тоже говорили с Джонатаном. Наши неандертальцы определенно интересовали не только самого Джонатана, но и всю команду 454. И не только из-за огромного научного потенциала и уникальной возможности узнать побольше о человеческой эволюции, но и с чисто прагматической целью: обеспечить технологиям 454 еще более широкое признание. Я с готовностью согласился, чтобы работники компании выступали как полноправные научные партнеры и соавторы будущих публикаций. Только все это вовсе не означало, что технологии 454 достанутся нам бесплатно. В результате мы договорились о цене: пять миллионов долларов. Я не понимал, пять миллионов – это хорошо или плохо в нашей ситуации. С одной стороны, я рассчитывал на меньшую сумму, но с другой – сумма была не запредельной. Мы попросили время на размышление.

После переговоров Джонатан угостил нас бутербродами и лимонадом из соседнего магазина и предложил показать свой дом, пока мы не уехали обратно в Колд-Спринг-Харбор. Мы согласились. Съели бутерброды и последовали за ним на машине в его поместье. Я сам вырос в скромном достатке. Моя мать, бежавшая из Эстонии от советской оккупации в конце Второй мировой войны, передала мне чрезвычайно прагматичный взгляд на вещи. Так что роскошью меня не впечатлить. Но визит в поместье Джонатана остался в памяти, хотя самого дома мы так и не видели, а только прошлись по его угодьям на полуострове в проливе Лонг-Айленд. На берегу Джонатан выстроил точную копию Стоунхенджа, только из норвежского гранита, который тяжелее песчаника оригинала. И еще Джонатан немного модифицировал Стоунхендж, то есть сориентировал его так, чтобы солнце светило между камнями в дни рождения членов его семьи. Мы стояли и смотрели на огромные каменные глыбы, и Джонатан сказал: “Теперь вы, наверное, считаете меня сумасшедшим”. Я, конечно, сказал, что нет, и это “нет” не было простой вежливостью. Я действительно не считал его сумасшедшим. Его завораживала история, он мыслил масштабно и стремился обращать мечты в реальность. Его Стоунхендж я воспринял как еще один добрый знак – к удаче.

На следующий день, прибыв обратно в Колд-Спринг-Харбор, я совсем не мог сосредоточиться. Пять миллионов – это огромные деньги, в десять раз больше, чем самый большой немецкий грант. Общество Макса Планка снабжает директоров институтов весьма щедро, чтобы они занимались собственно исследованиями и не тратили время на выбивание грантов, но все равно весь годовой бюджет моего отдела был намного меньше пяти миллионов. Мне очень не хотелось отдавать проект в какой-нибудь центр по геномным исследованиям просто из-за нехватки собственных денег. Тут на ум мне пришло имя Герберта Йекле, который в 1989– м убедил меня переехать в Германию – а сам он, будучи специалистом по биологии развития и генетике, занимал тогда профессорскую должность в Мюнхене. Позже он перебрался в Геттинген, в Институт биофизической химии, также под эгидой Общества Макса Планка, – и опять же сыграл важную, хотя и неофициальную роль в моем переезде из Мюнхена в Лейпциг, когда организовывался Институт эволюционной антропологии. И если уж говорить прямо, то в критические моменты моей научной жизни Герберт всегда был рядом, с поддержкой и советом. А теперь он стал вице-президентом секции биомедицины в Обществе Макса Планка. К счастью, управляют обществом ученые-исследователи, такие как Герберт, а не администраторы и политиканы. В то утро я решил позвонить Герберту прямо из Колд-Спринг-Харбор.

Думаю, он сразу понял, что я звоню по срочному и важному делу – ведь перезванивались мы в общем редко. Я объяснил ситуацию, описал, как предположительно можно прочитать геном неандертальца, и выложил наши расчеты по стоимости проекта. И задал вопрос: как в Европе можно поднять такую сумму? Он пообещал подумать и перезвонить через несколько дней. Я улетел в Лейпциг, разрываясь между отчаянием и надеждой. Может, мы найдем богатого спонсора, но где они берутся, спонсоры?

Через два дня Герберт, верный своему слову, позвонил. Общество Макса Планка, сказал он мне, недавно учредило Президентский инновационный фонд для поддержки уникальных исследовательских проектов. Он обсудил наш проект с президентом общества, и общество в принципе согласно выделить требуемую сумму и выплатить ее в течение трех лет. Они даже уже отложили эти деньги и будут дожидаться письменной заявки, которая, естественно, должна быть рассмотрена экспертами в нашей области. Я просто ошалел, даже не помню, поблагодарил ли я его. Деньги! Когда они есть, мир волшебно меняется! Я мчался в лабораторию, и новость клокотала у меня в груди, я выпалил ее первому, кто попался мне на пути. Не останавливаясь, я настрочил заявку, описав результаты и объяснив, почему мы так уверены, что сможем отсеквенировать неандертальский геном за три года – если найдутся достаточные ресурсы.

В конце заявки я, как полагается, приложил финансовый план. И тут меня одолело смущение: мне в голову не пришла одна важная деталь. Оговаривая с Гербертом сумму пять миллионов, я подразумевал доллары, а Герберт ведь наверняка договаривался о евро. Кажется, он даже сказал, что общество отложило на проект “пять миллионов евро”, но я в тот момент так растерялся, что не осознал разницу. И получается, что у меня в руках окажется шесть миллионов долларов. Что же делать? Я, конечно, могу незаметно раздуть бюджет на 20 процентов, но это как-то недостойно, и вдобавок кто-то может это заметить, когда мы будем подписывать контракт с 454 Life Sciences. Я позвонил Герберту и, смущаясь, объяснил затруднение. Он расхохотался. И спросил, не предвижу ли я дополнительных трат здесь, в Лейпциге, кроме тех, что мы заплатим по контракту 454. Да, конечно, предвижу. Нам нужно будет выделить ДНК из большого числа древних остатков, чтобы найти самые лучшие, и провести тестовое секвенирование каждого. Это значит, нам придется раскошелиться на аппараты 454 для секвенирования, иначе не провести анализы всех образцов на месте, плюс реагенты для экспериментов. Учитывая валютную разницу, с такими деньгами проект можно смело запускать. Я снова взбодрился и включил в финансовый план все работы, которые нам предстояло провести в Лейпциге.

А тем временем Эдди Рубин составил бактериальную библиотеку из всего неандертальского экстракта, который мы ему в свое время послали. Джим Нунан, молодой специалист из группы Эдди, секвенировал каждую каплю. Полученный ими продукт насчитывал немного более 65 тысяч пар нуклеотидов. В Брэнфорде было использовано примерно 7 процентов вытяжки, которую мы отправили, и получено около миллиона пар нуклеотидов. Как и предсказывал Эдриан, методики прямого секвенирования оказались в двести раз эффективнее по количеству прочитанных нуклеотидных цепочек. Эдди, несмотря на это, настаивал, что его метод лучше, и требовал, чтобы мы продолжали посылать ему экстракты. Так мы пришли к фундаментальным разногласиям. Совесть не позволяла мне отсылать ценные вытяжки в Беркли, ведь я знал, что мы можем извлечь намного больше информации из тех же вытяжек другим способом в Брэнфорде. С тяжелым сердцем и терзаемый дурными предчувствиями, я все откладывал окончательное решение, надеясь, что Эдди сам осознает низкую эффективность бактериального клонирования – нужно только представить результаты работы по двум методикам в письменном виде, в готовой статье.

Однако на тот момент уже невозможно было представить, что мы опубликуем одну общую статью. Мы не могли писать вместе, потому что методы у нас были совершенно разные, результаты значительно отличались по количеству полученной информации – и, конечно, из-за принципиальных разногласий по применению метода бактериальных библиотек. Мы остановились на варианте двух статей. Одну напишет Эдди, и мы выступим как соавторы, а другую напишем мы, Майкл Эгхольм, Джонатан Ротберг и другие из 454. В своей статье Эдди написал: “Низкая глубина покрытия по библиотеке NE1 происходит по причине низкого качества самой библиотеки, а не является общей тенденцией при работе с древней ДНК”. По сути, он говорил, что если мы составим больше библиотек, то результаты улучшатся. Но, уже зная, что библиотеки по пещерным медведям дали столь же скромный выход, я не согласился с выводами. Тем не менее мы удержали отношения в рамках приличий. В июне Эдди представил статью к публикации в Science, и в августе ее приняли. Из-за того что нам пришлось анализировать гораздо больше информации, мы подали свою статью в Nature только в июле. Эдди благородно задержал публикацию статьи по клонированию, пока шло рецензирование и рассмотрение совместной с 454 работы. Поэтому обе статьи вышли одновременно.