Celera (этой уступки мы добились в результате серьезной внутрикорпоративной борьбы с Уайтом). Первой подписавшейся компанией стала Amgen.
Все фармацевтические фирмы беспокоились о соблюдении секретности. Некоторые опасались, что шпионы могут скрываться на деревьях и фотографировать экраны компьютеров в моем офисе. Были также проблемы компьютерной безопасности, возникавшие из самой структуры нашего бизнеса: все компании боялись, что конкуренты, а то и сотрудники Celera, будут использовать наши геномные данные в своих собственных целях. И, конечно, большинство компаний хотели блокировать или ограничивать публикацию данных генома человека, чтобы затруднить конкурентам доступ к последовательностям. Это еще больше подливало масла в огонь и так напряженных отношений между научными и деловыми командами в Celera.
Когда задумывалась наша исследовательская программа, мы предполагали, что в течение многих лет будем основным источником данных о геноме человека. На этом основ ании мы добились права публиковать результаты в Интернете каждые три месяца, несмотря на то, что все – совет директоров PerkinElmer, Тони Уайт, Питер Баррет и фармацевтические компании – были против. Но когда Коллинз и Wellcome Trust объявили, что не будут с нами работать, а вместо этого собираются конкурировать с нами и быстро расшифровать «черновой вариант» генома, меня немедлен но «заблокировали», не дав возможности опубликовать обещанные мной ранее результаты. Учитывая все это, я не стал опротестовывать их решение, поскольку был не прочь подождать и опубликовать сразу весь геном человека в одной фундаментальной статье.
И теперь сторонники государственной программы использовали изменения в плане публикации данных Celera в качестве доказательства, что нам нельзя доверять и у нас бесчестные намерения. Так, Мейнард Олсон заявил: «Совершенно ясно, что Celera с самого начала затевала аферу в духе классического трюка “приманить и заменить”. По этому сценарию стратегия компании заключалась в обещании бесплатного и неограниченного доступа к данным для ослабления государственного проекта, подготавливая тем самым почву для монополии на продажу результатов секвенирования»{146}.
В реальности все было намного проще. Чтобы Celera выжила и преуспела, требовались определенные изменения. Самым трудным для меня оказалось сформулировать фармацевтическим фирмам такие условия, которые были бы приемлемы и для меня, и для них: мне нужно было удовлетворить их одержимость секретностью, и тем не менее представить всему миру результаты секвенирования генома. Я старался как можно точнее оценить, когда мы закончим первый анализ наших результатов и подготовим статью в научный журнал. И я согласился не публиковать результаты до их появления в журнале, при этом у нас оставалось право обнародовать любые данные, касающиеся уже известных ученым последовательностей. Одна крупная компания дошла до того, что настаивала на финансовых санкциях в случае публикации каждой кодирующей последовательности (экзона), еще не представленной в общедоступной базе данных.
Наконец все было расставлено по своим местам. В Celera рекой полились деньги, поскольку компании платили миллионы, чтобы увидеть наши данные и результаты анализов. Мои сотрудники могли теперь публиковать статьи и обнародовать результаты. Как это уже случалось в TIGR и HGS в случае применения метода секвенирования EST, чем больше мои конкуренты в государственной программе старались повредить нам, тем больше они способствовали достижению нашей цели. У нас было оборудование, идеи и стратегия. Мы могли смело идти вперед.
Глава 13Вперед, и только вперед
Фундаментальные аспекты наследственности оказались, к нашему удивлению, довольно просты, а потому появилась надежда, что, возможно, природа не так уж непознаваема, а ее не раз провозглашаемая самыми разными людьми непостижимость – просто еще одна иллюзия, плод нашего невежества. Это вселяет в нас оптимизм, поскольку, если бы мир был настолько сложным, как уверяют некоторые наши друзья, у биологии не было бы никакого шанса стать точной наукой.
Многие спрашивали меня, почему из всех живых существ на нашей планете я выбрал дрозофилу; других интересовало, почему я сразу не перешел к расшифровке генома человека. Дело в том, что нам нужна была основа для будущих экспериментов, мы хотели быть уверенными в правильности нашего метода, прежде чем потратить почти 100 миллионов долларов на секвенирование генома человека.
Маленькая дрозофила сыграла огромную роль в развитии биологии, особенно генетики. Род дрозофилы включает разных мушек – уксусных, винных, яблочных, виноградных, а также фруктовых, – всего около 26 сотен видов. Но стоит произнести слово «дрозофила», и любой ученый сразу подумает об одном определенном виде – Drosophila melanogaster. Из-за того что она быстро и легко размножается, эта крошечная мушка служит для биологов-эволюционистов модельным организмом. Они используют ее, чтобы пролить свет на чудо творения – от момента оплодотворения до становления взрослого организма. Благодаря дрозофилам было сделано немало открытий, в том числе обнаружены гомеобокссодержащие гены, регулирующие общее строение всех живых организмов.
Каждый, изучающий генетику, знаком с опытами на дрозофиле, выполненными Томасом Хантом Морганом, отцом американской генетики. В 1910 году он заметил среди обычных красноглазых мушек мутантов мужского пола с белыми глазами. Он скрестил белоглазую мужскую особь с красноглазой женской особью и обнаружил, что их потомство получилось красноглазым: белоглазость оказалась рецессивным признаком, и теперь мы знаем: чтобы у мушек были белые глаза, нужны две копии гена белоглазости, по одному от каждого родителя. Продолжая скрещивать мутантов, Морган обнаружил, что только у мужских особей проявляется признак белых глаз, и сделал вывод, что этот признак связан с половой хромосомой (Y-хромосомой). Морган и его ученики изучали наследуемые признаки у тысяч плодовых мушек. Сегодня эксперименты с дрозофилой ведутся в лабораториях молекулярной биологии всего мира, где это маленькое насекомое изучают более пяти тысяч человек.
Я на собственном опыте понял всю важность дрозофилы, когда использовал библиотеки ее кДНК генов при исследовании адреналиновых рецепторов и обнаружил у мушки их эквивалент – октопаминовые рецепторы. Это открытие указывало на общность эволюционной наследственности нервной системы мушки и человека. Пытаясь разобраться в библиотеках кДНК мозга человека, я путем компьютерного сопоставления генов человека с генами дрозофилы нашел гены со сходными функциями.
Проект секвенирования гена дрозофилы был запущен в 1991 году, когда Джерри Рубин из Калифорнийского университета в Беркли и Аллен Спредлинг из института Карнеги решили, что настало время приняться за эту задачу. В мае 1998 года 25 % секвенирования было уже завершено, и я внес предложение, которое, по словам Рубина, было «слишком хорошим, чтобы от него отказаться». Моя идея была довольно рискованной: тысячам исследователей плодовой мушки из разных стран предстояло пристально изучить каждую букву полученного нами кода, сравнивая ее с высококачественными, эталонными данными самого Джерри, а затем сделать заключение о пригодности моего метода.
Исходный план предполагал завершение секвенирования генома мушки в течение шести месяцев – к апрелю 1999 года, чтобы затем начать атаку на геном человека. Мне казалось, это самый эффектный и всем понятный способ продемонстрировать, что наш новый метод работает. А если у нас ничего не получится, полагал я, то лучше в этом быстро убедиться на примере дрозофилы, чем работая над геномом человека. Но, по правде говоря, полная неудача была бы самым впечатляющим провалом в истории биологии. Джерри тоже рисковал своей репутацией, поэтому все в Celera были полны решимости поддержать его. Я попросил Марка Адамса возглавить нашу часть проекта, и так как у Джерри в Беркли тоже была первоклассная команда, наше сотрудничество шло как по маслу.
Прежде всего встал вопрос о чистоте ДНК, которую нам предстояло секвенировать. Как и люди, мушки различаются на генетическом уровне. Если генетических вариаций в популяции более 2 %, и мы имеем 50 различающихся индивидуумов в выбранной группе, то расшифровка оказывается весьма сложной. В первую очередь Джерри пришлось провести инбридинг мушек в максимально возможной степени, чтобы предоставить нам однородный вариант ДНК. Но для обеспечения генной чистоты инбридинга было недостаточно: при извлечении ДНК мушки существовала опасность загрязнения генетическим материалом из клеток бактерий, находящихся в пище мушки или в ее кишечнике. Чтобы избежать этих проблем, Джерри предпочитал извлекать ДНК из мушиных эмбрионов. Но и из клеток эмбрионов приходилось сначала выделять ядра с нужной нам ДНК, чтобы не загрязнять ее внеядерной ДНК митохондрий – «силовых установок» клетки. В результате мы получили пробирку с мутноватым раствором чистой дрозофильной ДНК.
Летом 1998 года команда Хэма, имея такую чистую ДНК мушки, приступила к созданию библиотек ее фрагментов. Сам Хэм больше всего любил разрезать ДНК и соединять внахлест полученные фрагменты, понизив чувствительность своего слухового аппарата, чтобы никакие посторонние звуки не отвлекали его от работы. Создание библиотек должно было положить начало масштабному секвенированию, но пока повсюду раздавались одни только звуки дрели, стук молотков и визжание пил. Рядом постоянно мозолила глаза целая армия строителей, а мы продолжали решать важнейшие проблемы – устранение неполадок в работе секвенаторов, роботов и другого оборудования, пытаясь не за годы, а за считанные месяцы создать с нуля настоящую «фабрику» секвенирования.
Первый секвенатор ДНК модели 3700 был доставлен в