Эми Уэбб
Машина творения: Новые организмы, редактирование генома и лабораторные гамбургеры

40 трлн микроскопических фабрик выполняют инструкции, принимают решения, реплицируются и обмениваются друг с другом информацией – самостоятельно, в течение всего дня, даже не спрашивая у вас разрешения и не требуя вашего участия. В следующие десять лет синтетическая биология передаст полномочия по программированию главного суперкомпьютера – клеток – в руки человека.

РЕДАКТИРОВАНИЕ ПЛОХИХ ГЕНОВ

Что будет, если мы подвергнем сомнению глубоко укоренившееся убеждение, что плохие гены – например, те, что вызвали у Билла диабет I типа, – это всего лишь прискорбный факт человеческого существования? Биллу повезло. Его родители знали, как обеспечить мальчику очень хороший уход, и, что еще важнее, могли себе это позволить. На борьбу с заболеванием семья бросила все силы. По окончании учебного года его отправили на лето в лагерь для больных диабетом, где Билл проводил время в окружении других детей и врачей и учился справляться с болезнью. Но даже сегодня такой человек, как Билл, который отдыхал в специальном лагере и родители которого бдительно следят за его здоровьем, по-прежнему сталкивается с неопределенностью в отношении диабета.

В самый разгар пандемии COVID-19 миллионы американцев стали безработными и потеряли право на медицинское обеспечение. В соцсетях появились новые подпольные сети обмена информацией для диабетиков: люди, пользующиеся медицинской страховкой, отдавали лишние флаконы с инсулином диабетикам, которых в противном случае ожидала смерть^{33}, ^{34}. Это не были сделки, которые обычны на сайте продажи наркотиков «Шелковый путь» на задворках интернета. На сей раз люди создали систему, призванную спасать жизни. Но даже до пандемии 25 % диабетиков в США были вынуждены ограничивать потребление инсулина из-за его цены^{35}. (В первую очередь это коснулось латиноамериканцев, коренных американцев и темнокожего населения – групп, для которых характерны частые случаи диабета и повышенный уровень бедности.) До того как пандемия привела к закрытию границ, диабетики из США часто ездили в Мексику или Канаду, чтобы купить инсулин подешевле^{36}. Инсулин, в котором ежедневно нуждаются примерно 10 % американцев^{37}, ^{38}, производят только три компании – Sanofi, Novo Nordisk и Eli Lilly, и цена на него подскочила до небес. С 2012 по 2016 г. стоимость препарата на месячный курс лечения выросла вдвое – с 234 до 450 долларов^{39}. Сегодня цена одного флакона с инсулином может доходить до 250 долларов. Некоторым диабетикам в месяц требуется шесть флаконов, что иногда вынуждает американцев, не обеспеченных хорошей медицинской страховкой, уменьшать дозу или решать, куда потратить деньги – на инсулин, на продукты для семьи или на оплату жилья. Фармацевтические компании будут настаивать на том, что растущие цены отражают стоимость инноваций. На создание все более эффективных формул, испытаний и технологий уходят деньги и время – как мы видели на примере Genentech и опытов Бантинга и Беста, – и, будучи акционерными обществами, фирмы обязаны возвращать инвестиции, вложенные в исследования и разработки. В этом состоит ирония судьбы. Напомним, что, когда Бантинг и Бест со своей командой открыли и создали инсулин в 1923 г., они отказались извлекать коммерческую выгоду из своего продукта и зарабатывать на нем. Всего за 1 доллар они продали патент Торонтскому университету, так как хотели, чтобы все нуждающиеся в жизненно важном лекарственном препарате могли его купить. «Сейчас, когда идет поиск выхода из кризиса, связанного со стоимостью инсулина, – пишет редакция The New England Journal of Medicine, – полезно помнить о том, что они [Бантинг и Бест]… считали, что инсулин принадлежит обществу. Спустя почти 100 лет тысячи американцев не могут купить инсулин из-за его высокой стоимости»^{40}. Современный инсулин производится на заводах с использованием синтетического процесса, который просто имитирует то, что должен делать сам организм. С развитием синтетической биологии мы выйдем за рамки имитации: возможно, будет создан штамм модифицированных клеток, вырабатывающих инсулин более сложным и более точным образом. Одна из самых многообещающих разработок связана с реинжинирингом клеток, в результате чего они будут способны производить инсулин только тогда, когда он необходим. Это повлечет серьезные последствия: что, если в будущем флаконы с дорогостоящим инсулином станут не нужны? Что, если вместо инсулиновых помп и инъекций диабетики станут однократно принимать определенную дозу синтетических клеток, способных реагировать на уровень глюкозы в крови и самостоятельно вырабатывать инсулин?

Как бы фантастически это ни звучало, такое будущее ближе, чем кажется. В 2010 г. один из выдающихся биотехнологов Крейг Вентер возглавил команду, которая синтезировала ДНК целой бактерии. Ученые скопировали то, что уже существовало в природе, но добавили один нюанс. Новый геном включал имена 46 исследователей, которые помогали писать проект, а также цитаты из высказываний Роберта Оппенгеймера, строки из стихотворений Джеймса Джойса и секретные сообщения, которые могли расшифровать только члены команды. И, размножаясь, бактерии из поколения в поколение переносили этот новый биологический код, а также стихи, цитаты и сообщения. Впервые было получено подтверждение того, что создание новой формы жизни, запрограммированной на выполнение определенных задач и способной воспроизводиться, возможно^{41}. Это был не просто синтез инсулина человека. Это была целенаправленная и спланированная эволюция жизни с использованием созданного компьютером генома. Мельком эту силу мы увидели в 2019 г., когда работавшие с Вентером исследователи продемонстрировали, что генетический код можно написать. Это событие указывало на то, что в будущем появится возможность улучшать генетическую комбинацию, доставшуюся таким людям, как Билл^{42}. Иными словами, если клетки можно перепрограммировать, то, возможно, у диабетиков есть шанс стать своей собственной аптекой. Более широкие последствия обоснованны и вместе с тем не фатальны: если группа ученых способна создать новый штамм бактерий с филигранной биологической подписью «Жить, ошибаться, терпеть неудачи, побеждать, воссоздавать жизнь из другой жизни»^{43}, то какие пользовательские функции и характеристики могут быть встроены в наш живой механизм? Если в будущем вся жизнь станет программируемой, то люди, обладающие соответствующими знаниями и возможностями, будут наделены безграничной властью. Им по силам будет создавать жизнь, вносить изменения в существующие ее формы, делать практически всё – будь то во благо или во зло. Именно поэтому второе состязание с участием не одной клетки или белка, например инсулина, а всего генома человека превратилось в еще более азартную гонку, победителем которой стал малообещающий игрок, а в результате возникли вопросы, кому следует предоставлять права на запись нашего общего биологического кода.

2
Забег до стартовой линии

Для продвижения гипотезы о возможности расшифровки кода жизни, а следовательно, ее реконструкции и восстановления или даже перепроектирования под самые разнообразные цели ученым требовался инструментарий. Открыв и синтезировав инсулин, мы построили карту, создали инструменты, а со временем и компьютерную систему и добились желаемого, однако по ходу дела возникло множество новых проблем. Сделать новое открытие оказалось проще, чем бороться с политическими и организационными структурами в сфере самой науки. Все началось с состязания с опасными конкурентами, представлявшими новое поколение, новую науку и частное финансирование, и традиционалистами, отдававшими предпочтение консервативным методам и получавшими финансирование от правительства.

Прежде чем стало возможным секвенирование генов, ученые должны были ответить на важнейший вопрос: насколько плотно гены прилегают друг к другу в нити ДНК?

В начале 1980-х гг. американские Министерство энергетики и Управление по науке и технике организовали в штате Юта встречу для обсуждения проблем генетики и энергетики. Тема встречи была связана с поистине ужасным событием и его последствиями. Долгие годы после атомных бомбардировок Нагасаки и Хиросимы 1945 г. правительство США вело систематическое (и не добровольное) исследование выживших японцев. Конгресс поручил организациям – предшественницам Министерства энергетики – Комиссии по атомной энергии и Комиссии по научным исследованиям и разработкам в сфере энергетики – изучить воздействие радиации^{44}. В течение десятилетий ученые анализировали последствия применения химических веществ и излучения в надежде понять структуру генома и возникшие мутации. В 1984 г. на момент встречи в Юте эти исследования еще продолжались^{45}. Среди участников были такие мэтры, как биолог Дэвид Ботштейн (Массачусетский технологический институт), биохимик Рональд Дэвис (Стэнфордский университет), генетики Марк Сколник и Рэй Уайт (Университет Юты)^{46}. Разговор принял неожиданный оборот, когда генетик Джордж Чёрч из Гарварда повел речь о последствиях использования атомной энергии и эволюции человека. В итоге он высказал мысль о том, что необходима более полная генетическая карта, и в дальнейшей беседе возникла новая гипотеза: теоретически можно предсказать вероятность того, что два гена тесно соединены друг с другом на основании того, как часто они разделяются при расплетении и рекомбинации ДНК. Это, по мнению ученых, позволило бы строить карты генетических связей человека. Таким образом, намерение создать карту генома человека внушало доверие, даже если технических возможностей для его реализации на тот момент не было. Чем больше Чёрч и остальные члены группы думали в этом направлении, тем больше смысла обретал проект изучения генома; однако его реализация требовала масштабных усилий. Чёрч стал вдохновителем первых шагов по разработке идеи проекта. Далее последовал ряд встреч, приведших в конечном итоге к инициативе по секвенированию полного генома человека^{47}. Однако вскоре несколько федеральных ведомств затеяли борьбу, связанную с определением содержания проекта, его финансированием и контролем над ним. Некоторые настаивали на том, что если уж составлять карту полного генома человека (чего ранее никто не делал), то руководить работой, конечно же, должен такой орган, как NIH (Национальные институты здоровья), а никак не Министерство энергетики, выступившее организатором конференции в Юте^{48}. Тем временем Национальная академия наук США учредила специальный комитет, который должен был оценить ситуацию и дать рекомендации парламентариям. В 1987 г. конгресс решил, что под эгидой NIH необходимо учредить новую структуру – проект «Геном человека» (Human Genome Project). Джеймс Уотсон, получивший Нобелевскую премию за открытие двойной спирали ДНК и работавший в NIH, в 1988 г. выступил перед конгрессом с речью о том, что взлом молекулы и расшифровка генома чрезвычайно важны и такой проект следует продолжать, даже если на это уйдут десятилетия работы и миллиарды долларов^{49}. Национальные институты здоровья и Министерство энергетики подписали меморандум о взаимопонимании, с тем чтобы «координировать научно-исследовательскую и техническую деятельность, связанную с геномом человека», а Уотсон был назначен руководителем нового управления по исследованию генома человека в NIH и курировал проект^{50}. Согласно первоначальному плану, секвенировать геном предполагалось к 2005 г. – программа была рассчитана на 15 лет при трех пятилетних циклах финансирования. Основную часть средств должны были получить NIH, Министерству энергетики отводилась второстепенная роль^{51}. В то время сотрудником NIH был Джон Крейг Вентер – подающий надежды молодой ученый, в равной степени известный скоростью своей работы и конфликтами с начальством. Спустя годы он вызовет недовольство наследников Джойса, поскольку без спросу поместил стихотворение классика внутри клетки.

Вентер вырос в рабочем городке Миллбрэй (штат Калифорния), расположенном к западу от международного аэропорта Сан-Франциско^{52}. С юных лет он отличался неутолимым желанием рисковать. Например, любил гонять по взлетно-посадочной полосе на велосипеде наперегонки с самолетами и не прекратил заниматься этим даже после того, как получил нагоняй от охранников аэропорта. Его семья жила в скромном доме у железной дороги, и порой мальчик развлекался тем, что вставал на рельсы перед мчащимся поездом и соскакивал в самый последний момент. В старших классах ему не было равных на уроках труда и биологии; он постоянно что-то мастерил и к окончанию школы построил два скоростных катера. Также он любил проводить время на пляже и заниматься сёрфингом, когда позволяла погода. А зачастую и когда не позволяла^{53}. В 1964 г., чтобы избежать призыва, Вентер поступил на флот и стал служить санитаром – по сути, фельдшером – в госпитале ВМФ в Сан-Диего. С утра он проводил люмбальные пункции и биопсии печени, а по вечерам направлялся на песчаный берег Ла-Хойя ловить волну. В конце концов Вентер все равно попал во Вьетнам и отбыл кровавый срок в военно-морском госпитале в Дананге во время Тетского наступления 1968 г., то и дело конфликтуя со старшими офицерами. По возвращении на родину он защитил диссертацию в Калифорнийском университете в Сан-Диего, где учился у знаменитого биохимика Натана Каплана, участвовавшего в Манхэттенском проекте^{54}.

Вентер стал сотрудником NIH в 1984 г., когда большинство исследователей использовали трудоемкий процесс считывания по крупицам полной последовательности каждого изучаемого гена. Глядя на них, Вентер вспоминал времена, когда он без продыха трудился за верстаком или когда выхаживал тяжелораненых во Вьетнаме – обе эти ситуации научили его решать проблемы, невзирая на недостаток информации. На сей раз он решил, что определять последовательности генов можно было бы быстрее, если делать это по изолированным фрагментам, а затем собирать их, как пазл.

Применив этот неортодоксальный подход, он начал выделять так называемые EST (expressed sequence tags) – теги экспрессируемых последовательностей, представляющие собой нити мРНК, которые копируются обратно в ДНК с помощью фермента – обратной транскриптазы^{55}. Эти короткие фрагменты ДНК позволяют получить представление о том, какие гены существуют, в каком месте генома они расположены и включены ли они в конкретной клетке либо ткани. Вентер использовал EST для того, чтобы идентифицировать элементы ранее неизвестных генов человека. Если EST – это частицы пазла, подумал он, то с помощью специальных компьютеров их можно обнаружить, соединить и увидеть более полную генетическую картину. Его коллегам идея не понравилась: метод казался им некорректным по сравнению с традиционной обстоятельной работой, которую они предпочитали. Вентер не обращал на них внимания. К 1991 г. он идентифицировал новые частичные последовательности около 350 человеческих генов – намного больше, чем кто-либо другой; на тот момент это были самые полные данные о геноме человека^{56}. Для объективной оценки этого результата надо учесть, что в диплоидном геноме человека не менее 6,4 млрд букв генетического кода – примерно столько, сколько букв в четырех тысячах экземпляров «Моби Дика»^{57}. Однако 350 было лишь началом. Новый метод Вентера оказался более простым по сравнению с традиционным, при этом высокоэффективным и значительно ускорил работу. По вполне понятным причинам кое-кто из ученых почувствовал опасность. Когда Вентер готовил публикацию о своем исследовании в авторитетном научном журнале, некоторые из коллег умоляли его отказаться от этой затеи, опасаясь за собственную репутацию и за то, что финансирование работ по секвенированию генома окажется под угрозой. Вентер не поддался на эти уговоры, понимая, что сверхмощные компьютеры и устройства генерации последовательностей быстро сделают предложенную им методологию гораздо производительнее и что публикация статьи поможет быстрее заручиться поддержкой^{58}.

Джеймс Уотсон между тем относился к своему напористому молодому подчиненному неодобрительно^{59}. Проект «Геном человека» представлял собой невероятно сложную задачу, которую, на взгляд Уотсона, оптимально было бы решать совместными усилиями самых разных групп. По всей стране он учредил множество научных организаций, каждая из которых занималась секвенированием ДНК. На эту титаническую работу он заложил грандиозный бюджет – 3 млрд долларов (примерно 6 млрд долларов на сегодняшний день), поступивших от нескольких государственных учреждений США и от лондонского Wellcome Trust, одного из крупнейших благотворительных медицинских фондов в мире^{60}, ^{61}. Вместе с коллегами Уотсон составил первоначальный пятилетний план, определяющий цели проекта. Прежде всего предстояло разработать и усовершенствовать технологию, необходимую для секвенирования генома человека путем выделения каждой хромосомы и фрагментов клонов, чтобы создать библиотеки клонов. Далее, упорядочив эти клоны с помощью генетических и физических методов, предстояло получить пересекающееся множество. К середине 1990-х гг. планировалось начать секвенирование этих клонов и анализ последовательностей с помощью компьютеров для идентификации генов, а затем в конечном итоге определять, какие из них связаны с неизлечимыми генетическими заболеваниями, такими как болезнь Хантингтона, синдром ломкой Х-хромосомы и другие. При этом еще требовалось разработать более быстрые, автоматизированные методы работы, особенно связанной с секвенированием ДНК.

Уотсон представлял старую гвардию – традиционалистов, которые не искали новых подходов и которых беспокоила скорость в работе. Однако ограниченность Уотсона распространялась не только на научные исследования. До того как Уотсон и Крик получили известность благодаря открытию двойной спирали ДНК, выдающийся молодой ученый из Королевского колледжа Розалинд Франклин исследовала молекулу ДНК методом рентгеновской кристаллографии, при котором молекулу облучали рентгеновскими лучами^{62}. Франклин пыталась понять, каким образом ДНК, которая, как известно, участвует в трансформации клеток, кодирует генетическую информацию. Направив рентгеновские лучи на образец кристаллизованной молекулы, Франклин получила изображение специфической структуры, но что это была за структура, она пока не знала. Старший по должности коллега без ведома Франклин показал ее работу Уотсону, а чем это закончилось, вы знаете: тот, совместно с Криком, предположил, что молекула ДНК имеет форму двойной спирали, состоящей из двух цепочек нуклеотидов. Уотсон не только отказался поставить это открытие в заслугу Франклин, но и позднее в своей книге «Двойная спираль» (The Double Helix) позволил себе в ее адрес сексистские высказывания. Он снисходительно называл ее Рози (она сама никогда не использовала это имя) и акцентировал внимание исключительно на ее внешности, а не на научной деятельности:

Подозреваю, Морис поначалу надеялся, что Рози успокоится. Но одного взгляда на нее было достаточно, чтобы понять: просто так она не уступит. Свою женственность она предпочитала не подчеркивать. Несмотря на грубые черты лица, она не была лишена привлекательности и вполне могла блистать, стоило ей хоть немного уделить внимание внешнему виду. Однако этого она не делала. Никогда не подкрашивала губы, чтобы оттенить прямые черные волосы, и в тридцать один год проявляла в одежде творческое воображение примерных английских школьниц. Поэтому легко можно было предположить, что у нее была неудовлетворенная мать, сверх меры упиравшая на то, что профессиональная карьера спасает умных девушек от брака с глупыми мужчинами^{63}.

Уотсон занимал откровенно жесткую позицию неприятия по отношению к женщинам, темнокожим и представителям квир-сообщества и считал, что естественные науки и исследовательская деятельность не для них. В 1997 г. в интервью репортеру британской газеты The Sunday Telegraph он заявил, что если будет обнаружен ген, отвечающий за сексуальную ориентацию, то следует немедленно позволить делать аборты женщинам, не желающим рожать гомосексуалистов^{64}. В выступлении перед группой студентов в Калифорнийском университете в Беркли он сообщил, что не возьмет на работу толстяка, и высказал ложную гипотезу о наличии генетической связи между цветом кожи и половым влечением, предположив, что чем темнее кожа, тем выше либидо^{65}. В документальном фильме Би-би-си 2003 г. Уотсон сказал, что одним из полезных практических применений генетических исследований может стать исправление такой, по его мнению, беды, как некрасивые женщины. «Люди говорят, будет ужасно, если мы всех девушек сделаем привлекательными. А я думаю, это было бы замечательно»^{66}. В 2007 г. в интервью газете The Times of London он заявил, что африканцы менее умны, чем европейцы, по причине скрещивания: «Вся социальная политика [Англии] строится на том, что у них такой же интеллект, как у нас, – тогда как все тесты говорят об обратном»^{67}. В том же году в интервью журналу Esquire он поддержал стереотипные представления о евреях. «Почему не все так умны, как евреи-ашкеназы?» – задался он вопросом, намекая на то, что умным и богатым людям – пусть и не евреям – следует платить, чтобы они рожали больше детей^{68}. В 2019 г. Уотсон высказывался еще резче, заявив в документальном фильме PBS: «Как правило, в результатах интеллектуального тестирования черных и белых есть различия. Я бы сказал, что эти различия обусловлены генетически»^{69}. Вполне понятно, что со стороны Вентера он чувствовал угрозу. Тот большую часть своей жизни носил длинные волосы, защищал интересы женщин и хотел жить в окружении самых умных людей, кем бы они ни были. Значение для него имела лишь наука.

Вентер не скрывал своего раздражения, и это привело к расколу в NIH. Он полагал, что разработанный им процесс позволил бы выполнить работу быстрее и с гораздо меньшими издержками, и понимал: отчасти причиной происходящего было то, что NIH вполне устраивали устоявшиеся системы и подходы. Однако Вентер во всем винил Уотсона, считая того некомпетентным руководителем. Насажденная Уотсоном бюрократия, по мнению Вентера, «была бессмысленной, раздражала, выбивала из колеи и отвлекала от науки»^{70}. Но у Вентера не хватало терпения (или способностей), чтобы убеждать, действуя мягче, пуская в ход обаяние и обсуждая условия, – эти навыки зачастую являются ключевыми для успешной работы в больших организациях. К тому же его бесцеремонность и грубость не позволяли ему завести друзей. Многие его попросту ненавидели. Он говорил: «Я тратил время, энергию и эмоции на борьбу с теми, кто, по всей видимости, не был настроен позволить постороннему заниматься изучением генома человека»^{71}. Тем не менее в NIH приняли решение запатентовать фрагменты генов, которые идентифицировал Вентер. Этот шаг был важен, ведь от того, кому принадлежат патенты, зависит, каким образом они будут лицензироваться. Вентер пытался запатентовать не сам биологический материал (бюро регистрации патентов и торговых марок не выдало бы такой патент), а секвенированный им код. Узнав об этом, Уотсон устроил истерику. Он накричал на директора NIH Бернадин Хили и потребовал, чтобы институт отменил выделение средств на получение патента. (Хили согласилась^{72}.) Однако конфликт вышел за пределы NIH и попал в поле зрения конгресса. Уотсона и Вентера вызвали в зал заседаний сената. Он был практически пуст. США приступили к выводу всех 540 тысяч американских солдат из войны в Персидском заливе^{73}, а в Лос-Анджелесе сняли на видео, как четверо полицейских жестоко избивали Родни Кинга^{74}, так что энергии для спора на непонятную тему, в которой к тому же в то время мало кто разбирался, не оставалось. Несколько сенаторов, ни один из которых не продемонстрировал особых знаний предмета геномики, задавали элементарные вопросы о проекте и патентах. В какой-то момент разъяренный Уотсон, пытаясь выразить свою обеспокоенность по поводу работы Вентера, сравнил его с обезьяной. «Это не наука!» – крикнул Уотсон^{75}. В октябре 1991 г. бюро регистрации патентов отклонило заявку NIH^{76}. Вентер, все больше разочаровываясь в Уотсоне и NIH, хотел использовать часть гранта, ранее полученного от института, на определение последовательности человеческой ДНК для секвенирования EST. Он попросил разрешения – по всей видимости, начав немного разбираться в чиновничьей волоките, – однако руководство проекта отклонило его просьбу и отказало в участии. Недовольный Вентер вернул грант и отправил Уотсону язвительное письмо. Вскоре после этого он ушел к венчурному инвестору Уоллесу Стейнбергу, который предложил создать компанию, использующую изобретенный Вентером метод получения EST. При этом Вентер хотел сосредоточиться исключительно на фундаментальных исследованиях и не думать о ведении бизнеса, поэтому стороны пришли к компромиссу: договорились, что Вентер со своей женой Клэр Фрейзер, генетиком и микробиологом, будет работать в Институте геномных исследований (TIGR), а Стейнберг учредит компанию Human Genome Sciences, которая станет использовать исследования Вентера для коммерческих разработок. Что касается Уотсона, то его вынудили в 1992 г. уйти с поста руководителя проекта по расшифровке генома, отчасти из-за того, как он поступил с Вентером, а также из-за провала с патентами^{77}. Взбешенный Уотсон воздержался от публичных заявлений, однако продолжил, оставаясь в тени, влиять на проект и управлять ситуацией.

К 1994 г. в рамках проекта «Геном человека» было создано достаточно технологий и процессов, чтобы картировать (но не секвенировать) геномы плодовой мушки, дрожжей, круглого червя и кишечной палочки. И все же работы продвигались медленно^{78}. Тем временем Вентер с коллегой Хамильтоном Смитом, который работал в Школе медицины Университета Джонса Хопкинса, предложили (вы верно догадались!) ускорить дело с помощью еще одной спорной технологии – секвенирования методом «стрельбы из дробовика». Традиционное картирование генома предполагает трудоемкий процесс: ученые выделяют каждую хромосому, с регулярной периодичностью вырезают небольшие фрагменты ДНК на каждой хромосоме, упорядочивают эти фрагменты и подают их в секвенаторы, которые «считывают» буквы. Этот способ логичный и правильный, но медленный – можно сравнить его с ездой в метель по длинному шоссе, когда видишь перед собой лишь малый участок дороги^{79}. При секвенировании методом «стрельбы из дробовика» Смит и Вентер собирались разбивать множество копий геномной ДНК на случайные мелкие фрагменты и клонировать эти фрагменты в плазмиды бактерий. Затем каждая плазмида из нескольких сотен букв ДНК подлежала секвенированию. Программа должна была прочитать каждый фрагмент и найти совпадения между ними. Таким образом можно собрать целый геном. При этом кропотливо упорядочивать плазмиды до секвенирования не требовалось.

Однако это было нелегко: хотя секвенирование методом «стрельбы из дробовика» уже использовалось в небольших проектах, его никогда не применяли для столь сложной и объемной задачи, как расшифровка генома человека. Чтобы создать совпадения, ДНК нужно было раздробить случайным образом, поэтому в результате получалось огромное количество фрагментов, которые предстояло затем секвенировать и заново собрать. Для этого требовалось специальное программное обеспечение и вычислительная аппаратура. Тем не менее это было гениальное решение. И большую часть научного сообщества оно шокировало.

Смит и Вентер подали заявку на грант от NIH, чтобы осуществить секвенирование методом «стрельбы из дробовика» гемофильной палочки (Hemophilus influenza), вызывающей менингит у детей, а затем сообщили, что на эту работу им нужен всего год^{80}. В коде данной бактерии 1,8 млн букв^{81}; это означало, что каждый день, в том числе в выходные, нужно было распознавать и сопоставлять около 5000 точных битов кода. Экспертная комиссия NIH поставила проекту низкую оценку и вынесла предупреждение по поводу предложенной соискателями гранта методики: было признано, что секвенирование генома методом «стрельбы из дробовика» не только невозможно, но и рискованно. Смит и Вентер обжаловали это заключение. Вентер продолжил исследования, не дожидаясь, пока апелляции пройдут через жернова бюрократии. Год спустя, в мае 1995 г., Вентер и Смит выступили с основным докладом на ежегодном собрании Американского общества микробиологии (ASM) в Вашингтоне^{82}. На собрании присутствовал Эндрю (один из соавторов этой книги), который вместе со своими коллегами Кеном Сандерсоном и Кеном Раддом в то время исследовал гибридную (генетическую и физическую) карту палочки мышиного тифа (Salmonella typhimurium). Он помнит, как тысячи ученых застыли в изумлении, когда Вентер и Смит, объявив о полном секвенировании генома Hemophilus influenzae, рассказали о каждом этапе процесса и с помощью сгенерированных компьютером карт во всех подробностях продемонстрировали, как организован геном. Это был первый случай секвенирования полного генома свободноживущего организма. А в завершение выступления, будто подражая Стиву Джобсу с его знаменитой рекламной уловкой «Еще кое-что»^[2], Вентер и Смит представили полную карту генома еще одной бактерии – Mycoplasma genitalium. Для Эндрю эта презентация имела особое значение, ведь он полагал, что первой секвенированной бактерией станет хорошо изученная и картированная кишечная палочка. Вентер и Смит заняли лидирующие позиции в мире микробиологии. Вскоре Эндрю принял решение оставить академическую науку и перешел в биофармацевтическую компанию Amgen, которая располагала техническими и финансовыми ресурсами для масштабного секвенирования геномов на том же уровне, на каком это делал Вентер.

Через пару месяцев, как и планировалось, публикации о геномах обоих микроорганизмов появились в престижном журнале Science^{83}, ^{84}. По иронии судьбы, которая, несомненно, порадовала Вентера, статья в Science появилась примерно в то же время, когда он с коллегами получил письмо апелляционного комитета NIH об окончательном отказе. В нем Смиту и Вентеру сообщали, что предложенный ими метод «стрельбы из дробовика» к применению не пригоден. Тем временем после отстранения Уотсона от работы на пост руководителя проекта по расшифровке генома человека назначили выдающегося врача-генетика Фрэнсиса Коллинза. Но Уотсон далеко не ушел – вел подковерные игры и часто излагал Коллинзу свою точку зрения. Ученые из TIGR занялись другими проектами, однако Вентер стоял на своем, поскольку он знал, что существует иной, лучший способ полностью расшифровать геном человека. И он был прав. Внутренний аудит показал, что при взятых темпах к установленному сроку – 2005 г. – будет успешно секвенирована лишь часть генов. Навязанная Уотсоном сложная структура со множеством групп, получавших гранты, со своими задачами не справлялась. Волокита убивала любую инициативу и даже, возможно, губила сам проект.