Эллисона осенило, когда он сидел на заднем ряду и слушал лекцию на эту тему, которую проводил академик из «Лиги плюща».
Все вдруг показалось невероятно очевидным: если он сможет найти способ сравнить B-лимфоциты с Т-лимфоцитами, разработать лабораторный эксперимент, который столкнет один тип клеток с другим, чтобы их одинаковые поверхностные белки взаимно нейтрализовали друг друга, то рецептором будет молекула, которую не нейтрализуют. По сути, он искал иголку в стогу сена и решил для этого сжечь стог и просеять пепел. То, что останется, и будет искомой иголкой.
Он торопливо вернулся в лабораторию и приступил к работе.
– Я добился успеха с первого же раза, – рассказывает он. – Нашел ту штуку, которая есть на Т-лимфоцитах, но отсутствует на B-лимфоцитах или каких-либо других клетках14, – значит, это и есть рецептор Т-лимфоцитов!
Он показал, что рецептор является двухцепочечной структурой, состоящей из альфа– и бета-цепочки, и написал научную статью.
Эллисон надеялся, что его опубликует один из ведущих рецензируемых исследовательских журналов15. Но ни в Cell, ни в Nature, ни в других рецензируемых журналах из «списка А» не захотели опубликовать данные младшего научного сотрудника из Смитвилла, штат Техас.
– Наконец мне удалось опубликовать результаты в новом журнале под названием Journal of Immunology.
Это, конечно, не Science и не New England Journal of Medicine, но журнал печатался, и его читали во всем мире16.
– В конце статьи я сказал: «Возможно, это антигенный рецептор клетки, а вот причины, по которым я считаю, что это действительно антигенный рецептор T-лимфоцита», и привел весь список, все причины.
Эллисон сумел доказать экспериментально, что Т-лимфоциты – это не подвид В-лимфоцитов, а самостоятельный вид. Он даже нашел рецептор Т-лимфоцитов. Осталось только научиться им манипулировать.
То было смелое заявление, связанное с самой горячей темой в иммунологии.
– И никто ничего не заметил, – говорит Эллисон. – За исключением одной лаборатории.
Эту лабораторию возглавляла Филиппа «Пиппа» Маррак, известный биолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Ее лаборатория (которой она управляла совместно с мужем, доктором Джоном Капплером) еще не идентифицировала рецепторы T-лимфоцита, но у них была методика, с помощью которой можно проверить правильность результатов Эллисона. Доктор Маррак воспроизвела эксперимент Эллисона и попала именно на тот белок, который идентифицировал Эллисон, и ни какой другой. Это был шок, особенно учитывая, что результаты были получены в лаборатории, о которой Маррак ничего не слышала. По словам Эллисона, она позвонила ему и сказала, что организует Гордоновскую конференцию – элитное собрание за закрытыми дверями, что-то вроде «научного Давоса». Она пригласила его устроить презентацию на собрании; Эллисон понял, что его позвали в высшую лигу.
Гордоновская конференция помогла дерзкому молодому ученому добиться определенной известности, и он стал приходящим профессором в Стэнфордском университете. После того, как Т-клеточный антигенный рецептор (ТКР) был обнаружен, и описали его двухцепочечную молекулярную структуру, началась гонка за новым призом: «чертежами» этих белков, закодированными в генах ДНК Т-лимфоцита.
– К этому времени мы как раз научились работать с ДНК и клонировать гены, так что все пытались клонировать этот ген [Т-клеточного рецептора], – вспоминает Эллисон. – Это был настоящий священный грааль иммунологии в течение лет двадцати, а то и двадцати пяти, и никто не разгадал загадку. Все очень торопились, вы не представляете, что там творилось. Ну, все же понимали, что в конце пути маячит Нобелевская премия.
Ген Т-клеточного рецептора пытались клонировать. Он был настоящим священным Граалем иммунологии.
В августе того года доктор Марк Дэвис, иммунолог из Стэнфорда, произнес незапланированную речь на большом трехлетнем всемирном конгрессе иммунологов в Японии, объявив, что его лаборатория обнаружила ген бета-цепочки Т-клеточного рецептора у мышей. На следующий год он опубликовал свои данные в престижном британском журнале Nature — прямо рядом со статьей прославленного канадского генетика и исследователя-биолога, доктора Така Мака, который успешно идентифицировал ген бета-цепочки Т-клеточного рецептора у людей. Соответственно, осталось найти только гены другой половины Т-клеточного рецептора, альфа-цепочки. Дэвис вместе со своей женой и коллегой доктором Юи-Сюй Чен были среди зрителей, когда об этом достижении объявил в своей презентации иммунолог из МТИ Сусуму Тонегава17. Дэвис несколько лет назад поделился методиками генного клонирования из своей лаборатории с Тонегавой, и ему показалось, что он за это поплатился.
В самолете по пути домой Чен сказала мужу, что узнала слайд с похожим на полосковый код «отпечатком», который, по словам Тонегавы, кодирует альфа-цепочку. Дэвис почуял возможность. Они вернулись в лабораторию, буквально сутки напролет исследовали ген, который вроде как был изображен на слайде Тонегавы, и отправили статью о нем вечерним семичасовым самолетом DHL в Лондон, после чего ее доставили курьером прямо в редакцию Nature. Статья самого Тонегавы о гене альфа-цепочки прибыла в редакцию лишь через несколько дней.
Тонегава, изучавший ДНК Т-лимфоцитов, в результате получил Нобелевскую премию за более ранние работы с В-лимфоцитами.
Обе статьи с почти одинаковыми названиями, объявлявшие об одном и том же открытии, были опубликованы рядом в выпуске за ноябрь 1984 года18, но формально Дэвис и Чен прислали статью первыми, так что именно им достались почести и все ссылки в учебниках биологии19. Через два года, в 1987-м, Сусуму Тонегава получил Нобелевскую премию по медицине за более ранние революционные работы с генами B-лимфоцитов. На момент написания книги никто еще не получил Нобелевской премии за ген T-клеточного рецептора. После этого Тонегава перестал заниматься иммунологией и стал изучать молекулярную основу нашей памяти: что и как мы запоминаем и что и как забываем.
– В общем, мы клонировали много всяких штук, – рассказывает Эллисон. – Но это все были ненужные штуки. В конце концов меня пригласили провести семинар в [Калифорнийском университете] Беркли. Решение было неоднозначно, потому что я не работал в больших лабораториях. Я не учился в Гарварде. У меня не было такой родословной, как у большинства преподавателей Беркли и прочих подобных вузов.
Именно поэтому он так изумился через две недели, когда в Беркли ему предложили постоянную работу20, оплачиваемую огромным грантом от Медицинского института Говарда Хьюза. Эллисону давали лабораторию и оклад постдокторанта, и он мог исследовать все, что захочет. Преподавать было необязательно, а деньги давали ему навсегда и без дополнительных условий. Единственным его обязательством было каждые три года посещать штаб-квартиру Медицинского института Говарда Хьюза, произносить там 25-минутную речь перед пятьюдесятью ведущими учеными мира и презентовать свою работу по Т-лимфоцитам21.
Существует несколько видов Т-лимфоцитов с разными специальностями, которые координируют иммунный ответ на болезнь.
Работая в Беркли, Эллисон уже куда лучше разбирался в Т-лимфоцитах, чем десять лет назад, когда впервые ими увлекся. Тогда уже все знали, что есть несколько видов Т-лимфоцитов с разными специальностями, которые координируют иммунный ответ на болезнь. Одни «помогали» иммунной реакции, рассылая химические инструкции через цитокины, словно квотербек, объявляющий команде комбинации в американском футболе. Другие, Т-киллеры, убивали зараженные клетки в бою один на один – обычно с помощью химических инструкций, которые заставляли эти клетки покончить с собой. Вышеописанные процессы (и другие) запускались только тогда, когда T-лимфоцит «активирован».
Активация — это начало адаптивной иммунной реакции на заболевание; до нее Т-лимфоциты просто курсируют в крови и выжидают. Так что же активирует Т-клетки? Что заставляет их мобилизоваться против болезни?
– Мы считали, что Т-клеточный антигенный рецептор – это ключ зажигания, – говорит Эллисон. Предположение вполне естественное.
Лишь идентифицировав Т-клеточный рецептор, они поняли, что предположение не только естественное, но и неверное22. Они могли заставить Т-клеточный рецептор «увидеть» чужеродный антиген в больной клетке – они действительно связывались между собой, как ключ с замком. Но антигенного ключа было недостаточно, чтобы включить T-лимфоцит23. Он не был сигналом «пуск».
– Узнав об этом, я сказал: «Ух ты, круто, T-клетки еще сложнее, чем мы думали», ну, знаете? Загадка стала еще загадочнее. И веселее.
Если подключение T-клеточного рецептора к антигену – это не единственный сигнал, необходимый для включения T-лимфоцита, получается, что нужна еще одна молекула, может быть, даже несколько, необходимые для совместного стимулирования24. Может быть, T-лимфоциту требуются два сигнала, словно два ключа для банковской ячейки, ну, или как в автомобиле: чтобы завести двигатель, нужно не только включить зажигание, но и нажать на газ. Но где же прячется «педаль газа» T-лимфоцита25? Всего через три года они нашли ее – еще одну молекулу на поверхности T-клетки, которую назвали CD2826. CD означает «кластер дифференциации», или, если выражаться более по-человечески, «штука, которая явно отличается от всех других штук, которые ее окружают».
За 10 лет исследований Эллисон выяснил, что подключение клеточного рецептора к антигену – это не единственный сигнал для включения Т-лимфоцита.
CD2827 оказалась вторым сигналом, включающим T-лимфоциты28