Cas9 и направляющей РНК, чтобы разрезать в нужном месте. Было здорово пользоваться при этом именно контейнером Йинека.
Нотт прошелся со мной по всем этапам эксперимента, показал, как с помощью пипеток смешать ингредиенты, и затем пояснил, что состав нужно выдержать в течение десяти минут. Мы добавили краситель, чтобы визуализировать результаты, и после этого смогли создать изображение того, что получили, прибегнув к процессу электрофореза, при котором разновеликие молекулы ДНК разделяются в геле под действием электрического поля. На итоговой фотографии видны полоски, находящиеся в разных местах геля, и на основе этого можно понять, удалось ли Cas9 разрезать ДНК и если да, то как именно. “Все получилось как по учебнику! – воскликнул Нотт, вынув фотографию из принтера. – Взгляните на разницу между этими полосками”.
По дороге из лаборатории я встретил у лифта мужа Даудны Джейми Кейта и продемонстрировал ему распечатки. Он показал на расплывчатые полоски в нижней части двух дорожек и спросил: “А это что такое?” Я знал ответ на этот вопрос (благодаря Нотту). “Это РНК”, – сказал я. Позже в тот же день Кейт опубликовал твит, в котором разместил нашу с Ноттом фотографию в лаборатории и написал: “Уолтер Айзексон ответил на мой контрольный вопрос!” На мгновение, пока я не осознал, что Нотт провел всю серьезную работу за меня, я почувствовал себя настоящим редактором генов.
Далее мне предстояло отредактировать ген в клетке человека. Иными словами, мне хотелось сделать то, что лабораториям Чжана, Черча и Даудны удалось в конце 2012 года.
С этим мне помогала другой постдок из лаборатории Даудны, Дженнифер Хэмилтон из Сиэтла, которая получила докторскую степень по микробиологии в Медицинском центре Маунт-Синай в Нью-Йорке. В больших очках, с широкой улыбкой, Хэмилтон с энтузиазмом приручает вирусы, которые доставляют инструменты для редактирования генома в клетки человека. Когда в 2016 году Даудна прилетела в Маунт-Синай, чтобы выступить с лекцией перед группой “Женщины в науке”, Хэмилтон была ее сопровождающей. “Мы с ней сразу поладили”, – вспоминает она.
Тогда Даудна только основала в Беркли Институт инновационной геномики, который впоследствии объединил исследователей из Области залива Сан-Франциско. Перед ним среди прочего стояла задача найти способы доставлять инструменты для редактирования генома на базе CRISPR в клетки человека, чтобы лечить болезни. Даудна предложила работу Хэмилтон. “Я умела конструировать вирусы и хотела применить свои навыки, чтобы разработать методы доставки CRISPR в организм человека”, – говорит Хэмилтон[465]. Ее специальность оказалась очень ценной, когда лаборатория после начала пандемии занялась исследованием коронавирусов, в связи с чем возникла необходимость найти новые способы доставлять препараты на основе CRISPR в клетки человека.
Когда мы приступили к нашей попытке отредактировать ДНК в клетке человека, Хэмилтон подчеркнула, что сделать это сложнее, чем в пробирке. Нити ДНК, которые я редактировал накануне с Ноттом, содержали всего 2,1 килобазы (2100 спаренных оснований ДНК), но в подготовленной для нашего эксперимента клетке, полученной из клетки почки человека, было 6,4 миллиона килобаз. “Сложность с редактированием генома человека состоит в том, – сказала Хэмилтон, – что необходимо провести инструменты для редактирования сквозь внешнюю плазматическую мембрану клетки и сквозь ее ядерную мембрану, чтобы доставить их туда, где находится ДНК, и после этого еще обеспечить, чтобы они нашли нужное место в геноме”.
Объяснение запланированной процедуры, данное Хэмилтон, казалось бы, поддерживало, хоть и невольно, довод Чжана о том, что перейти от редактирования ДНК в пробирке к редактированию ДНК в клетке человека совсем не просто. Впрочем, тот факт, что я собирался провести этот эксперимент, полагаю, можно было бы использовать в поддержку противоположной точки зрения.
Хэмилтон сказала, что мы сделаем двухцепочечный разрез в нужном месте ДНК клетки человека. Кроме того, мы должны были доставить туда шаблон для вставки нового гена. Исходная клетка была синтезирована таким образом, чтобы в ней был ген, производящий флуоресцентный белок, светящийся синим. В ходе одной из процедур мы планировали применить инструмент CRISPR-Cas9, чтобы разрезать этот ген и таким образом отключить его. После этого клетка должна была перестать светиться. Работая с другим образцом, мы собирались доставить в клетку шаблон, в соответствии с которым в ДНК клетки должны были измениться три спаренных основания, после чего цвет флуоресцентного белка сменился бы с синего на зеленый.
Метод, который мы использовали, чтобы доставить CRISPR-Cas9 и шаблон в ядро клетки, называется нуклеофекцией. Он задействует электрические импульсы, чтобы сделать мембраны клетки более проницаемыми. По завершении процесса редактирования я посмотрел в флуоресцентный микроскоп и увидел результат. Контрольная группа по-прежнему светилась синим. Группа, разрезанная с помощью CRISPR-Cas9 и не получившая шаблона для замены гена, не светилась вообще. Наконец, была и третья группа, разрезанная и отредактированная. Я посмотрел в микроскоп и увидел, что клетки светятся зеленым! Я отредактировал – а точнее, Хэмилтон отредактировала при моем деятельном участии – клетку человека и изменил один из содержащихся в ней генов.
Не стоит ужасаться тому, что я натворил: уверяю вас, мы взяли все, что я создал, смешали с хлорным отбеливателем и смыли в раковину. Но я узнал, что с описанным процессом без особого труда справится и студент, и ученый-отщепенец, обладающий некоторыми навыками лабораторной работы.
Портрет маслом кисти Льюиса Миллера, висевший в Колд-Спринг-Харбор
Глава 46. И снова Уотсон
Осенью 2015 года в лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, где Джеймс Уотсон в 1986 году запустил серию авторитетных ежегодных конференций по геномике человека, решили дать старт новой серии мероприятий, на этот раз посвященных CRISPR. В первый год в число выступающих вошли четыре наших главных героя: Дженнифер Даудна, Эмманюэль Шарпантье, Джордж Черч и Фэн Чжан.
Уотсон присутствовал на первой конференции по CRISPR, как и на большинстве мероприятий в Колд-Спринг-Харбор, и слушал Даудну, расположившись в аудитории в первом ряду, под своим роскошным портретом. Ситуация во многом повторяла первый визит Даудны в лабораторию летом 1987 года, когда она, тогда еще студентка аспирантуры, по-юношески волнуясь, представляла статью о способности некоторых РНК к самовоспроизводству. Когда Даудна рассказала о CRISPR, Уотсон поднялся и похвалил ее работу, ровно как и почти тридцать лет назад. Он подчеркнул, что важно развивать науку о внесении изменений в геном человека, не чураясь и улучшения интеллекта. Некоторым из присутствующих этот момент показался историческим. Стэнфордский профессор биологии Дэвид Кингсли сфотографировал Уотсона и Даудну за разговором[466].
Но когда я приехал на конференцию в 2019 году, Уотсона не оказалось на обычном месте в первом ряду. После пятидесяти лет работы ему запретили появляться на конференциях, а его портрет убрали со стены. Он был, по сути, изгнан и теперь живет со своей женой Элизабет в безбедном, но гнетущем уединении на северном конце кампуса, где занимает особняк Бэллибанг, построенный в палладианском стиле.
Проблемы у него начались в 2003 году, когда он в честь пятидесятой годовщины открытия структуры ДНК дал интервью для документальных фильмов каналов PBS и BBC. Он сказал, что к генной инженерии однажды нужно будет прибегать для “лечения” людей с низким интеллектом. “Если человек по-настоящему глуп, я бы назвал это болезнью”. В этих словах отразилась глубокая вера Уотсона в способность ДНК объяснить человеческую природу. Возможно, эту веру подпитывали и гордость, которую он испытывал, совершив историческое научное открытие, и тяготы жизни с сыном-шизофреником Руфусом. “Нижний дециль испытывает большие сложности даже в начальной школе, но в чем причина? – спросил Уотсон. – Многие сказали бы: «Нищета и все такое прочее». Но дело, пожалуй, не в этом. Я хочу избавиться от этого, помочь нижнему децилю”. Словно желая удостовериться, что вызвал достаточно возмущения, Уотсон добавил, что геном можно редактировать и для улучшения внешности людей. “Говорят, будет ужасно, если мы сделаем всех девушек красивыми. По-моему, будет здорово”[467].
Свои политические взгляды Уотсон считал прогрессивными. Он поддерживал демократов, от Франклина Рузвельта до Берни Сандерса. Он настаивал, что выступает за редактирование генома, поскольку хочет облегчить участь тех, кому не слишком повезло в жизни. Однако, как отметил гарвардский философ Майкл Сэндел, “риторика Уотсона имеет сильный привкус старых евгенических воззрений”[468]. И особенно хорошо этот привкус чувствовался в Колд-Спринг-Харбор, ведь лаборатория давно славилась своей приверженностью идеям евгеники.
Высказывания Уотсона об интеллекте вызывали споры, но в 2007 году он окончательно пересек черту, заявив о связи интеллекта с расовой принадлежностью. В тот год вышла книга “Избегайте занудства” – еще одни его мемуары, в которых под “занудством” он понимал как общение с занудами, так и склонность занудствовать. По природе своей не расположенный к занудам, Уотсон находил удовольствие в том, что свободно сыпал провокационными ремарками, часто сопровождая их смешками и хитрыми ухмылками. Это привело к взрыву, когда для привлечения внимания к книге он дал серию интервью независимой научной журналистке Шарлотте Хант-Груббе, которая писала обзорную статью о нем для лондонской газеты The Sunday Times. Уотсон никогда не отличался осмотрительностью, но в этот раз и вовсе был беспечнее обычного, поскольку Хант-Груббе в прошлом училась у него, играла с ним в теннис и год жила вместе с Уотсонами в Колд-Спринг-Харбор.