Крейг Вентер - Расшифрованная жизнь. Мой геном, моя жизнь
Участники встречи хотели обсудить прорыв в проводимом моим Институтом альтернативных биологических энергоносителей (в 2004 году он вошел в состав Института Вентера) исследовании синтетического генома, финансируемом Министерством энергетики. Целью этого проекта стоимостью 3 миллиона долларов была «разработка синтетической хромосомы», первый шаг к созданию саморазмножающегося организма с полностью искусственным геномом. Накануне я позвонил Ари и сообщил, что наша команда, а именно Хэм Смит и Клайд Хатчисон, совершили огромный скачок, приблизив возможность синтезирования ДНК небольшого генома. Это было важным этапом в нашем проекте по созданию синтетических видов живого. Мы синтезировали биологически активный бактериофаг Phi-X174, инфицирующий бактерию E. coli, получив, наконец, результат, которого безуспешно пытались добиться в течение более 5 лет.
Я всегда рассматривал синтез Phi-X174 как чрезвычайно важный шаг на пути к осуществлению нашей главной цели – создать хромосому искусственного живого существа. Для комфортного существования Phi-X174 в клетке бактерии необходимо, чтобы практически все пары оснований его ДНК были собраны правильно: ошибки быть не могло. Я считал, что без успешной сборки примерно 5 тысяч пар оснований Phi-X174 мы не сможем синтезировать бактериальную хромосому даже минимального размера, состоящую из около 500 тысяч пар оснований. Несколько раз мы получали молекулы правильного размера, но поскольку они не были инфицирующими, мы понимали, что эти ДНК содержат ошибки. Пока мы строили новый институт, набирали людей, проект продолжал развиваться. В глубине души я был уверен, что мы добьемся успеха, если проанализируем все проблемы. Например, я настаивал на секвенировании ДНК на каждом этапе работ – чтобы определить, в каком именно месте закрадываются ошибки, и придумать, как их устранить. Такой системный подход исключал возможность любых ошибок.
Хэм и Клайд приняли этот принцип на вооружение, применив его к анализу каждой химической и ферментативной реакции. Детально все обсудив, они сформулировали первостепенные проблемы. Несмотря на то, что им еще предстояло определить инфицирующую активность этой сборки вируса, они были уверены в возможности синтеза и пригласили меня на ужин, чтобы обсудить дальнейшие шаги. Мы встретились в известном французском ресторане «Жан – Мишель», недалеко от моего дома. Оба они сияли, как молоденькие постдоки, исполненные тем самым волнением, которое приходит лишь когда вы знаете, что задача решена. Чтобы это доказать, оставалось сделать еще два важных шага. Нужно было продемонстрировать, что синтетический вирус обладает инфицирующей активностью, то есть содержит нечто, что реально работает. Помимо этого, они должны были секвенировать последовательность генома синтезированного фага, чтобы доказать, что мы имеем дело не с артефактом, – то есть, что это не «чужие» пары оснований в коде Phi-X174 и не результат заражения посторонним вирусом. Хэм сказал, что он сообщит мне, как только инфицирующая активность будет определена. И наш искусственный вирус действительно убивал бактерии, точно так же, как и настоящий!
И вот я снова в ресторане – на этот раз, чтобы обсудить значение нашего достижения с главными лицами правительства. Меня проводили к столику, и я сразу же начал рассказывать, что мы сделали, начиная от проекта минимального генома до синтеза Phi-X174. Марбургер постоянно прерывал меня, задавая множество вопросов и демонстрируя глубокое понимание того, к чему все это ведет. Когда стало ясно, что мы можем синтезировать в лаборатории любой вирус с ДНК из менее 10 тысяч пар оснований за срок меньше недели, а более крупные вирусы, такие как вирусы лихорадки Марбурга или лихорадки Эбола (оба около 18 тысяч пар оснований, и оба очень опасные) могут быть синтезированы за месяц или около того, Керр пришел в полное изумление и, совершенно ошеломленный, замолчал. Я сказал, что уже связался с президентом Национальной академии наук Брюсом Албертсом и Доном Кеннеди, редактором Science. Как всегда, встал вопрос о публикации результатов: при необходимости мы были готовы подвергнуть цензуре описание методов нашего исследования, чтобы ограничить нежелательное использование этой мощной технологии во зло.
Разумеется, известие об этом обеде дошло до Белого дома. Буду ли я готов предоставить свою работу на рассмотрение новой комиссии – если таковая будет создана – для изучения возможности ее использования по «двойному назначению», то есть в качестве работы, которая может причинить как пользу, так и вред? Я подумал, что это неплохая идея, что существует острая необходимость в такого рода анализе. Взять, хотя бы, такой пример, как попытки некоторых ученых сделать вирус птичьего гриппа H5N1 более заразным для человека, дабы узнать, что может сделать его пандемическим штаммом. И такая комиссия – многочисленная, с участием представителей всех правительственных подразделений – была создана. Она получила название Национального научного консультативного совета по биобезопасности. Однако нам настойчиво рекомендовали опубликовать статью о Phi-X174 без самоцензуры, и она появилась в PNAS 23 декабря 2003 года{225}. Мы решили печатать ее в «Трудах Национальной академии наук США», потому что трое из авторов статьи – Хэм, Клайд и я, были членами академии и знали, что нам будет предоставлена возможность сказать именно то, что мы хотим сказать.
Наши работы финансировало Министерство энергетики США, поэтому о перспективах использования его результатов на пресс-конференции в Вашингтоне согласился выступить министр энергетики Спенсер Абрахам. Обращаясь к большой группе репортеров, он назвал наше исследование «просто потрясающим» и заявил, что, по его прогнозам, оно может привести к созданию искусственных микроорганизмов, специально предназначенных для борьбы с загрязнением окружающей среды или для поглощения углекислого газа, – или даже для удовлетворения будущих потребностей в топливе.
Долголетие?Команда ученых, «прочесывающая» мой геном в поисках структур ДНК, связанных с болезнью, нетрудоспособностью и старением, не всегда сообщает мне плохие новости. Например, на прошлое Рождество Цзянци Хуан сказала мне, что у меня имеется V/V-вариант гена СЕТР (переносчик эфира холестерина). Итак, у меня есть вариант гена, связанного с долголетием – жизнью до 90 лет и более, что должно помочь мне сохранить ясный ум и хорошую память до глубокой старости. Вариант этого гена был обнаружен группой исследователей Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна, возглавляемой Ниром Барзилаем, ранее уже доказавшим связь этого гена с долголетием. Ученые изучили геномы 158 евреев-ашкенази (восточноевропейского происхождения) в возрасте 95 лет и старше. По сравнению с пожилыми людьми, не имеющими этого варианта гена, вероятность полноценной мозговой деятельности у тех, кто им обладал, была в 2 раза выше. Свои результаты ученые также проверили в независимом обследовании группы более молодых людей. Белок, кодируемый моим вариантом гена, влияет на уровни «хорошего» и «плохого» холестеринов, находящихся в белково-липидных комплексах (липопротеинах). Если взять всю популяцию, то вероятность наличия CETP V/V у долгожителей в 3 раза выше. Уровень их «хорошего» и «плохого» липопротеина по сравнению с членами контрольной группы также был существенно выше. Считается, что более крупные частицы холестерина откладываются на стенках в кровеносных сосудах с меньшей вероятностью, подвергая меня меньшему риску возникновения сердечных приступов и инсультов, – если учитывать влияние только этого гена. И, конечно, если бы мы терапевтически смоделировали защитные свойства варианта гена CETP V/V, возможно, мы значительно улучшили бы качество жизни седеющего населения Запада.
Хэм присоединился к нам на трибуне, чтобы ответить на острые вопросы журналистов. Хотя мы несколько раз репетировали, что ему следует говорить, а что – нет, он, по-видимому, напрочь обо всем этом забыл, когда какой-то репортер задал ему вопрос о получении смертоносных патогенов. Когда Хэм ляпнул, что «мы могли бы создать геном оспы», я перебил его и заметил, что это действительно возможно, но известно, что ДНК оспы сама по себе не является заразной, – и таким образом попытался хоть немного остудить энтузиазм Хэма. Однако он на это тут же возразил: «Но ведь мы с тобой обсуждали, как этого избежать?», а затем повернулся ко мне и сказал с робкой улыбкой: «Мне, наверное, не следовало это говорить, да?» К счастью, наша перепалка не заняла больше одного абзаца в The New York Times, и описание нашего выступления было, в общем, вполне доброжелательным. Мой давний соратник по проекту расшифровки генома плодовой мушки Джерри Рубин заявил USA Today: «Это очень важное техническое достижение. Теперь легко вообразить тот день, когда можно будет сесть за компьютер, сконструировать геном, а затем его изготовить»{226}.
