Книга Грипп. В поисках смертельного вируса - Джина Колата

Поскольку гены состоят из химикатов, они растворяются в воде, в то время как частички протеинов и жира оболочек клеток – в масле. Поэтому, чтобы окончательно отделить гены от остатков мембран и протеинов, Рейд добавила в раствор маслянистую смесь из хлороформа и фенола. Она основательно встряхнула пробирку, чтобы белки и жиры, примешавшиеся к молекулам тканей легких, задержались в масляной среде, а генетические фрагменты остались при этом в слое воды. Масло слила. Потом опять поместила пробирку в центрифугу, чтобы снять водный раствор сверху, а на дне получить тонкий слой жидкости, состоявшей из фрагментов генов тканей легких, любых бактерий, которые могли в них попасть, и вируса гриппа 1918 года, если он вообще в этом образце присутствовал.

С целью отделить частички генов от водяной смеси, в которой они были растворены, Рейд добавила в нее спирта. Она снова зарядила каждую пробирку в центрифугу и запустила цикл вращения, чтобы центробежные силы заставили фрагменты генов опуститься на самое дно лабораторных сосудов, образуя крошечные комочки. Она слила из пробирок жидкость, а вместо нее добавила соленую воду, чтобы комочки снова растворились, и у нее получился соляной раствор, содержащий материал, который уже поддавался генетическому анализу.

После многодневных трудов Рейд была готова теперь взглянуть, какого рода гены содержались в образце легочной ткани. «Кто-то в нашей лаборатории пошутил, что суть молекулярной биологии состоит в том, чтобы целыми днями переливать капли прозрачных жидкостей из одной пробирки в другую, – говорит Таубенбергер. – При этом очень важно верить в то, чем ты занимаешься, поскольку результаты работы невооруженным глазом долго не видны».

Настало время пустить в ход ПЦР – волшебный метод, который позволял сделать миллионы копий с, возможно, единственного фрагмента гена, плавающего в растворе. Таубенбергер и Рейд сразу решили, что им следует искать тот фрагмент генетического материала вируса гриппа, который называется матричным геном. Выбор определялся тем, что он очень мало подвержен изменениям, в то время как остальные гены вируса постоянно меняются под воздействием мутаций. Именно матричный ген заставляет клетки вырабатывать белки, которые вирус использует как ножку – прочную структуру, на которую опирается его мягкая и жирная оболочка.

Смысл их идеи состоял в том, чтобы использовать частицу матричного гена как своего рода «рыболовный крючок», чтобы подцепить на него именно вирус гриппа 1918 года. Захватив один такой ген, они могли прибегнуть к ПЦР, чтобы скопировать его. Однако для того, чтобы матричный ген стал ловушкой для вируса 1918 года, Рейд и Таубенбергеру требовалось найти наиболее подходящие его фрагменты, которые бы мало чем отличались в каждом из последующих штаммов вируса гриппа. Чтобы выявить подобные сегменты гена, они поставили перед собой опубликованные прежде рисунки последовательностей матричных генов различных вирусов инфлюэнцы, выискивая в каждом участки, которые были почти абсолютно идентичны друг другу. И уже из этих константных для вирусов участков им предстояло составить те самые «крючки», или генетические образцы.

По мере того как метод ПЦР стал все шире применяться в молекулярной биологии, появились коммерческие фирмы, которые берутся произвести на заказ для ученых любые готовые генетические образцы. Рейд и Таубенбергер воспользовались услугами компании «Интегрейтед ДНК текнолоджиз», расположенной в Коралвилле, штат Айова, направив туда факс с точной генетической последовательностью образцов, которые были им необходимы. Через несколько дней курьерская служба «Федерал экспресс» доставила им посылку с небольшими пробирками, на дне каждой из которых содержался белый сухой порошок. Рейд осталось только добавить в каждую пробирку дистиллированной воды, чтобы получить нужные ей «крючки».

Эксперименты с ПЦР Рейд начала с того, что смешала изготовленные на заказ образцы с генетическими материалами, выделенными ею у шести жертв гриппа 1918 года. Если образцы найдут в тканях совпадающие с ними генетические сегменты, энзимы тут же сделают с них миллионы точных копий. И тогда Рейд сможет обнаружить эти копии с помощью радиоактивных меток, которыми снабдили образцы при изготовлении. Скопившись в больших количествах и приобретя свойства радиоактивности, эти крошечные кусочки генов, которые намного меньше всего, что позволяет увидеть микроскоп, прожгут черные отметины на листе рентгеновской пленки. Оставалось получить ответ на главный вопрос: обнаружатся ли такие гены в тестовых пробирках? То есть попадутся ли готовым образцам фрагменты вируса гриппа 1918 года?

В конце рабочего дня Рейд поместила лист рентгеновской фотопленки размером 15 на 17 дюймов поверх фрагментов генов и отправилась домой, поскольку все равно требовалось время, чтобы частички генов гриппа, если они там вообще присутствовали, оставили отметины на пленке. Следующим утром, упорно отгоняя от себя любые надежды на удачу, она вошла в тесную темную комнату, заменявшую собой фотолабораторию, и сняла пленку. Затем вышла в соседнее помещение и поднесла ее к люминесцентной лампе.

Эксперимент провалился. Там, где она рассчитывала увидеть черные отметины от фрагментов генов гриппа 1918 года, не было ничего. Пленка осталась совершенно прозрачной. Однако Рейд могла быть уверена, что не ее ошибка при работе в лаборатории привела к провалу, потому что провела параллельный эксперимент с генами хорошо известного вируса гриппа, названного ПР34, поскольку он был впервые выделен в 1934 году в ПуэртоРико. Он представлял собой старейший вирус гриппа, последовательность генов которого удалось выявить, что позволяло Рейд и Таубенбергеру надеяться, что она окажется близкой к последовательности вируса 1918 года. Если образцы могли уловить фрагменты матричного гена ПР34, это давало основание надеяться, что они точно так же «отловят» и частички гриппа 1918 года. Но только параллельный эксперимент удался. Матричный ген 1934 года Рейд могла отчетливо видеть на пленке.

Рейд повторяла требовавший нечеловеческого терпения опыт снова и снова. Она использовала уже срезы тканей легких дюжины образцов из хранилища, расходуя бесценные и незаменимые легочные клетки из восковых блоков. Но никаких признаков гриппа 1918 года не обнаруживалось. Хуже всего было то, что она не понимала, в чем причина неудачи. Быть может, вирус в тканях попросту отсутствовал? Или их методы оказались недостаточно хороши?

«Я была до крайности разочарована, – вспоминает Рейд. – Ведь я в буквальном смысле молила Бога об успехе. Но наступает момент, когда ты перепробовала все и никаких других идей уже не осталось».

В июне, когда больше года успех обходил их стороной и на рентгеновской пленке день за днем они видели мучившую их пустоту, Рейд и Таубенбергер решили, что пора попробовать нечто иное. Настало время сделать шаг назад и провести более простой эксперимент, просто чтобы понять, выполнима ли их задача в принципе. Они проверят, получится ли выделить вирус гриппа из сохранившихся тканей легких жертвы более поздней эпидемии. Они выберут штамм гриппа, генетическая структура которого была хорошо известна, а тогда, если им удастся что-то обнаружить в легочных тканях, они будут точно знать, что это именно вирус гриппа, и подтвердят корректность методов, к которым прибегали в своих исследованиях. Конечно, это уводило их в сторону от поисков вируса 1918 года, но на этой стадии было явно необходимо.