Книга Расшифрованная жизнь. Мой геном, моя жизнь - Крейг Вентер

По понятным причинам мы с Хэмом никогда не объявляли публично, что входили в число доноров ДНК для первого секвенирования, однако и не скрывали этого. Рассказывая о соревновании по расшифровке генома, телепрограмма «60 минут» сообщила о моем донорстве, однако история с моим геномом заинтересовала публику позднее, после интервью с Николасом Уэйдом из The New York Times о моих новых институтах. Наша беседа не казалась мне особо примечательной, пока в следующую субботу я не получил номер газеты с заголовком на первой полосе: «Ученый раскрывает тайну: расшифрованный геном принадлежит ему самому»{220}. Заголовок не отличался точностью, однако подтверждал старую истину: любое событие становится событием, только когда о нем напишут в The New York Times.

Гены и слепота

В газетах смаковались некоторые малоприятные открытия, связанные с моим геномом. В одной статье, размещенной на первой полосе, описывалось, как «по просьбе газеты The Wall Street Journal сотрудники доктора Вентера проверили его гены, отвечающие за риск тех или иных заболеваний. Так доктор Вентер выяснил, что ему грозит слепота. Что ж, всякое может случиться, когда изучаешь свою собственную ДНК»{221}.

Газета имела в виду, что один из моих генов, известный под названием комплементарного фактора H (CFH), содержал вариацию одного основания (снип rs1061170), которая в ряде исследований связывалась с «весьма высоким» риском макулодистрофии, распространенного заболевания, вызывающего дегенерацию центра сетчатки и резкое ухудшение зрения.

Из двух копий моего гена CFH мутацию содержит только одна, а потому риск заболевания вырастает лишь в 3–4 раза. В случае мутации обоих генов этот риск увеличился бы в 10 раз.

Показано, что ген CFH может играть определенную роль в защите кровеносных сосудов от повреждений, так что его мутация способна вызывать воспаление и, соответственно, слепоту. Одно из известных свойств фактора H состоит в том, что он регулирует активацию системы комплемента, сложный комплекс взаимосвязанных белков, обеспечивающих передний край обороны организма. Эта врожденная система атакует внешних завоевателей, однако не нападает на «свои» здоровые клетки.

Действительно, при расшифровке генома в Celera именно мой геном играл ведущую роль. Как упоминалось в главе 14, группа секвенирования поставила задачу более подробно расшифровать один из пяти изучавшихся геномов с целью повышения точности сборки. В конечном счете, в библиотеки наиболее высокого качества (50 кб) попала ДНК Хэма, однако на ранних этапах исследования, когда формировались библиотеки в диапазоне 2–10 кб, наилучшие результаты были получены из моей ДНК. В целом на долю моей ДНК пришлось 60 % расшифрованного генома.

Рак и мой геном

Многие люди рождаются с мутацией, которая приближает их к онкологическим заболеваниям. Вообще говоря, одни снипы – орфографические ошибки в одну букву гена – резко меняют его поведение, а другие оказывают менее выраженное воздействие, например просто повышая восприимчивость к болезням в соответствии со структурой генов или окружающей средой (так, некоторые гены повышают вероятность развития рака легких у курильщиков, но не оказывают никакого влияния на некурящих). Имеются и недействующие снипы, совсем ни на что не влияющие.

Гены осуществляют кодировку белков, и из перечисленных трех типов снипов наиболее интересны те, что изменяют структуру белков, меняя один из аминокислотных «кирпичиков». Они называются «несинонимическими» снипами. Если говорить о хороших новостях, то поиск мутаций в четырех генах, которые связывают с онкологическими заболеваниями (Her2, Tp53, PIK3CA и RBL2), уже привел к обнаружению в моем геноме двух несинонимичных снипов, по имеющимся данным, не связанных с онкологическими заболеваниями, и двух новых с неизвестным воздействием. Один из этих новых снипов обнаружился в гене PIK3CA в так называемой законсервированной позиции, то есть он обеспечивает синтез участка белка, отличающегося неизменностью (возможно, в силу своей важности).

Неизвестно, подвергает ли меня эта мутация повышенному риску. PIK3CA, однако, принадлежит к семейству генов, кодирующих ферменты липидкиназы, которые изменяют молекулы жиров и командуют ростом, формой и движением клеток. Известно, что мутации PIK3CA наблюдаются во многих (до 30 %) случаях рака прямой кишки, желудка и глиобластомы, а с меньшей частотой – в случаях рака груди и легких. Мутации этого гена могут также спонтанно происходить в опухолях мозга. Возможно, я еще займусь изучением этого вопроса.

Секвенирование генома конкретного человека вызвало споры, как и многое другое в геномике. Члены научно-консультативного совета выступали против идентификации любых доноров. Арт Каплан сравнивал наш проект с могилой неизвестного солдата, сама неизвестность которого священна. В то же время вся цель анализа ДНК средствами современной военно-судебной медицины состоит, в сущности, в том, чтобы в будущем никогда не оставалось «неизвестных солдат». Как и в случае многих былых спорных тем в медицинской науке, от пересадки сердца до искусственного оплодотворения, отношение общества к ним со временем резко меняется. Прекрасной иллюстрацией этому служит известие о том, что геном Джима Уотсона в настоящее время секвенируется компанией 454 Life Sciences, коммерческой фирмой, разработавшей секвенатор на основе открытий шведа Матиаса Улена, изобретателя метода пиросеквенирования.

С тех пор, как я раскрыл свое участие в проекте, меня постоянно спрашивали, что же я узнал о своем геноме. (Кстати, расшифровка всех 6 миллиардов пар оснований моего кода завершилась только в 2006 году.) Первую диплоидную геномную последовательность для Homo sapiens мы опубликовали 4 сентября 2007 года в общедоступном журнале PLoS Biology{222}. Не беспокоят ли меня эти невероятные знания? Не боялся ли я их публикации в Интернете, сделавшей их доступными для читателей всего мира? Я неизменно утверждал, в том числе и на страницах этой книги, что индивидуальные геномы дают чрезвычайно мало определенных, недвусмысленных ответов на наши вопросы, да и те, в основном, – на языке вероятностей. Только получив полное представление о значении генов (а на это уйдут десятилетия), мы сумеем выяснить, что они означают. Что касается моего генома, то тут я испытал самое большое разочарование: в 2005 году у меня обнаружили два онкологических заболевания кожи: меланому и базалиому. К счастью, оба были диагностированы достаточно рано. У меня, однако, не оказалось достаточного количества ткани для анализа генетических изменений, вызвавших опухоли, с целью выяснить, каким образом мой геном в этих клетках вышел из-под контроля, и почему моя ДНК подвела меня, заставив клетки размножаться без всякого внимания к здоровью всего организма.