Книга Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде - Сэм Кин

Синдикат Национального института здравоохранения планировал провести первые несколько лет и потратить первый миллиард долларов, составляя подробнейшие схемы каждой хромосомы. По завершении этой работы ученые собирались разделить каждую хромосому на сегменты и разослать их по разным лабораториям. Каждая лаборатория должна была сделать копии сегмента и затем «расстрелять их из дробовика». Сначала использовать интенсивные звуковые волны или другой метод для разрушения сегмента на крохотные, перекрывающие друг друга кусочки, состоящие примерно из 1000 оснований каждый. Затем необходимо было упорядочить каждый кусочек, изучить, как он перекрывается, и сложить все кусочки в связную цельную последовательность. Как отмечают наблюдатели, этот процесс аналогичен разделению романа на главы, а главы, в свою очередь, – на предложения. Учение ксерокопируют каждое «предложение», а затем дробят все копии на случайные фразы: например, «Все счастливые семьи», «счастливые семьи счастливы одинаково», «счастливы одинаково – каждая несчастная семья несчастлива» и «несчастлива по-своему». Это позволяет ученым восстановить предложения, основываясь на этих перекрытиях. В конце концов карты хромосомы, как и книжные оглавления, могут рассказать, в каком порядке расположены части большого текста.

Команде Вентера был по душе метод дробовика, однако они решили избежать медленного составления схем. Вместо разделения хромосом на главы и предложения, ученые планировали сразу раздробить на мелкие перекрывающие друг друга черепки всю «книгу». Они планировали перемешать все вместе в один момент с помощью целого комплекса компьютеров. В NIH этот способ также рассматривали, но отклонили, посчитав небрежным, склонным к тому, чтобы оставлять в цепочке пробелы и помещать сегменты не туда, куда нужно. Вентер, однако, заявил, что в краткосрочной перспективе нужно в первую очередь обращать внимание на скорость, а не на точность: ученым нужны хоть какие-то данные прямо сейчас, чем строго выверенная информация через пятнадцать лет. И Вентеру повезло начать работать именно в девяностые, когда стремительно развивающиеся компьютерные технологии возвели нетерпеливость почти в ранг добродетели.

Едва ли другие специалисты не были так воодушевлены. Некоторые особо упорные генетики работали с 1980-х годов с целью секвенировать первый геном полноценного живого существа – бактерии. Сенгер секвенировал только вирусы, которые нельзя в полной мере считать живыми организмами: бактерия имеет куда больший геном. Эти ученые по-черепашьи ползли к финишу работы над геномом, когда в 1994 году команда Вентера на всех парах помчалась через два миллиона оснований другой бактерии – Haemophilus inf uenzae. Находясь на полпути к успеху, Вентер обращается за поддержкой в фонды NIH. Через пару месяцев он получает напечатанный на розовой бумаге отказ в финансировании по той причине, что он предполагает использовать «невозможную» технику. Вентер лишь посмеялся: его геном был уже на 90 % готов. Некоторое время спустя «аутсайдер» выиграл гонку: TIGR порвал своих медлительных соперников и опубликовал свой геном менее чем через год после старта проекта. Прошло лишь несколько месяцев – и сотрудники TIGR закончили собирать еще одну полную последовательность у бактерии – на этот раз Mycoplasma genitalium. Продолжая задираться, Вентер не только злорадствовал по поводу того, что закончил оба проекта первым, не взяв ни цента у NIH, он также напечатал партию футболок, посвященных второму триумфу, на которых было написано: «Я ♥ СВОИ ГЕНИТАЛИИ».

Ученые, работавшие над проектом «Геном человека», скрепя сердце поражались достижениям Вентера, но не без оснований сомневались: будет ли то, что работало в случае с ДНК бактерии, работать для гораздо более сложного генома человека? Проправительственный консорциум хотел собрать воедино «композитный» геном – смесь многочисленных мужских и женских цепочек ДНК, которые смогли бы привести их различия к общему знаменателю и определить своеобразный платонический идеал для каждой хромосомы в отдельности. Консорциум предполагал, что лишь осторожный подход, неспешное передвижение от фразы к фразе может отсортировать все повторяющиеся участки, палиндромы и инверсии в ДНК и достичь этого идеала. Но микропроцессоры и автоматические секвенсоры продолжали работать быстрее, и Вентер бился об заклад, что если его команда соберет достаточно данных и позволит компьютерам их перелопатить, то они смогут превзойти достижения консорциума. Следует отдать должное Вентеру: он лично не изобретал метод дробовика и не составлял необходимые для секвенирования компьютерные алгоритмы, но у него было достаточно гордости (или наглости – как вам больше нравится), чтобы игнорировать всех своих заслуженных недоброжелателей и двигаться дальше.

И он сделал это! В мае 1998 года Вентер сообщил об основании новой компании, которая должна была практически разрушить международный консорциум. В частности, он планировал секвенировать геном человека за три года – на четыре года быстрее, чем предполагал окончить свою работу консорциум. Причем он предполагал потратить на это не три миллиарда долларов, а в десять раз меньше. Вентер и его команда составили новые планы настолько наспех, что у новой компании даже не было имени: позже она стала называться Celera. Для начала Celera получила от материнской компании сотни самых современных секвенсоров, которые обошлись в 300 тысяч долларов каждый. Эти машины (несмотря на то, что, как мы уже знаем, на них «могли работать даже обезьяны») обеспечили Вентеру такие возможности в деле секвенирования, которых не имели все остальные специалисты в мире, вместе взятые. Для обработки данных Celera обладала крупнейшим в мире гражданским суперкомпьютером. Напоследок Вентер отпустил шпильку в адрес конкурентов, сказав, что когда труды его команды сделают работу консорциума бессмысленной, его сотрудники все равно смогут найти себе полезное занятие. Например, секвенировать геном мыши.

Вызов, брошенный Вентером, деморализовал специалистов консорциума. Уотсон сравнил Вентера с Гитлером, захватившим Польшу, и большинство ученых из проекта «Геном человека» опасалось потерять кусок хлеба. Несмотря на солидную фору, не казалось невероятным, что Вентер сможет догнать и перегнать конкурентов. Чтобы задобрить своих ученых, стремившихся к независимости, консорциум открыл несколько филиалов в американских университетах, а также наладил партнерские отношения с лабораториями в Германии, Японии и Великобритании. Учреждения были настолько разбросаны, что даже сами сотрудники организации не верили, что работу удастся завершить вовремя: к 1998 году, который был уже восьмым из пятнадцати лет, отведенных на проект, а группы ученых коллективными усилиями успели секвенировали лишь 4 % человеческой ДНК. Особенно беспокоились специалисты из США. Пятью годами ранее 86 % членов Конгресса проголосовало за прекращение финансирования строительства сверхпроводящего суперколлайдера, огромного ускорителя частиц в Техасе, так как сроки строительства затягивались, а смета была перерасходована не на один миллиард долларов. Казалось, что «Геном человека» может ждать та же участь.

Ключевые сотрудники проекта «Геном человека» тем не менее отказывались сдаваться. После отставки Уотсона управление консорциумом взял на себя Фрэнсис Коллинз, хотя некоторые специалисты возражали против этого. Коллинз занимался фундаментальными генетическими исследованиями в Мичиганском университете; он открыл участки ДНК, отвечающие за кистозный фиброз и болезнь Хантингтона, а также консультировал участников проекта по изучению ДНК Линкольна. При всем этом он был страстным христианином, и некоторые за это считали его «идеологически несостоятельным». Получив предложение работать в консорциуме, Коллинз целый день молился в часовне, ожидая указаний от Иисуса. Иисус дал добро. К тому же (хоть это и не имеет значения) по сравнению с броским импозантным Вентером Коллинз выглядел очень неказисто: согласно одному описанию, у него были «усы щеточкой и прическа, будто бы он подстриг себя сам».