Путешествие Колдуна II. Экспедиция, которая раскрыла секреты микробиома океана - J. Craig Venter
К тому времени кругосветная экспедиция Крейга была уже далеко не в пути, и "Колдун II" достиг Галапагосских островов. Крейг, загорелый и подтянутый, вернулся в Вашингтон, чтобы рассказать. Он сообщил толпе репортеров, собравшихся в Национальном пресс-клубе, что его команда обнаружила почти две тысячи различных видов бактерий, в том числе 148 ранее не встречавшихся, и около 1,2 миллиона новых генов. По самым скромным подсчетам, это удвоило количество генов, ранее известных у всех видов, микро- и макроорганизмов, во всем мире.16 Это была ДНК-сборка, показавшая, что микробное разнообразие и огромное количество бактерий в Саргассовом море намного, намного больше, чем кто-либо мог себе представить. "Теперь, с помощью новых инструментов, - объявил он, - мы можем увидеть то, что все до сих пор упускали, а именно подавляющее большинство жизни".
Тони Кнап позже вспоминал о всеобщей реакции на эту новость: "Я бы сказал, что было немного зависти, потому что все хотели быть первыми, кто сделал это, а потом это сделал Крейг. Люди работали над похожими проектами, но никто не публиковал их. А потом эта статья как бы взорвала людей. Появилось множество слухов о том, что в океане не может быть такого разнообразия, что мы, должно быть, брали пробы сточных вод".
"Эта работа оказалась документом о микробиоме океана", - продолжает Кнап. "Сейчас люди признают ее как пионерскую работу в океанографии. Конечно, сегодня вы можете сделать это во много раз больше, используя более современное оборудование. Но тогда это было невероятно и очень дорого. Мы смогли это сделать, потому что у меня был доступ к морским образцам, а у него - к секвенаторам и науке. Когда я говорю с людьми об этой работе, неважно, в какой области океанографии, все знают об этой работе и о том, какое влияние она оказала на эту область".
"Общее количество найденных генов просто поражает воображение", - сказал Пол Фальковски, океанограф из Университета Ратгерса в Нью-Брансвике, штат Нью-Джерси, корреспонденту Genome News Network. Когда Эндрю Поллак из New York Times сообщил об этом исследовании, он связался со Стивеном Джованнони, профессором Ор-эгонского государственного университета, который изучал микробы в Саргассовом море. Джованнони сказал: "Он впервые позволил нам увидеть это разнообразие". В той же статье цитируется Дэвид М. Карл, профессор океанографии из Гавайского университета: "Это почти гипербола. Как можно представить, что в одном образце есть миллион новых генов и белков, о которых мы ничего не знаем?" Поллак побеседовал с несколькими океанографами, которые сказали, что не узнали ничего нового, хотя результаты исследования "подтвердили разнообразие океанической жизни и предоставили гигантский список деталей, которые будут изучаться еще долгие годы". Другие жаловались, что Крейг не собрал достаточно вспомогательных данных, таких как температура и соленость воды.
Бактерии, которые он обнаружил, могли появиться в результате загрязнения образца, хотя в статье в Science говорится, что исследователи предохранялись от загрязнения".
"Мы демонстрируем, - говорится в заключении исследования, написанного в обычном осторожном, сдержанном стиле научной журнальной статьи, - что секвенирование дробовика дает богатый набор филогенетических [эволюционно-родственных] маркеров, которые могут быть использованы для оценки филогенетического разнообразия образца с большей мощностью, чем позволяют обычные исследования рРНК на основе ПЦР. Мы обнаружили, что, хотя качественная картина, которая возникает, похожа на ту, что основана на анализе только генов рРНК, количественная картина значительно отличается для определенных таксономических групп. Кроме того, так же как дробовое се-квенирование обеспечивает относительно объективный способ изучения видового разнообразия, оно также может позволить относительно объективно определить разнообразие генов в определенных семействах генов".
В исследовании описывается обнаружение большого количества основных видов бактерий, в том числе Burkholderia и Shewanella oneidensis, которые обычно встречаются на суше или в водоемах, богатых питательными веществами. Также были обнаружены бактерии, известные как распространенные в океане, в том числе Prochlorococcus и SAR86. "Команда обнаружила почти 800 новых генов для белков, чувствительных к свету, что говорит о том, что больше бактерий, чем считалось ранее, могут преобразовывать свет в энергию для других видов энергии", - пишет Поллак. "Это в сотни раз больше, чем было найдено ранее, и исследователи IBEA хотят изучить эти гены дальше, чтобы исследовать возможность производства водорода в качестве источника топлива.
Проект "Саргассо" стал одним из ключевых факторов развития современной метагеномики", - сказал Крис Дюпон, выступая в своем офисе в JCVI в 2019 году. "Новые таксономические линии, о существовании которых мы просто не знали. В некоторых случаях это связано с тем, что универсальный маркер 16S рРНК не учитывает различия в некоторых из этих линий, потому что вы получаете виды с одним и тем же маркером 16S рРНК, которые ведут себя принципиально по-разному. С помощью дробового секвенирования вы получаете гораздо более полную картину".
"Крейг был именно тем человеком, который должен был это сделать", - говорит Хуан Энрикес. "Вам нужен ученый, который понимает, что такое выбросы и безмятежность. Все лучшие ученые так и делают. Они могут сказать: "Вот черт, это удивительно. Давайте потянем за это очень сильно". Он никогда не сомневается, когда находит что-то необычное, за что можно потянуть".
ОДНАКО НЕОЖИДАННАЯ РЕАКЦИЯ на проект и газету "Саргассо" исходила от нескольких защитников окружающей среды и активистов, которые заявили, что микробы, собранные на "Колдуне II", были украдены с Бермудских островов. Существуют международные договоры, регулирующие добычу и использование иностранцами ценных природных ресурсов - от драгоценных камней и металлов до ископаемого топлива, растений и животных, а также микробов, - и они заподозрили команду Крейга в их нарушении.
В то время эти договоры были относительно новыми; самый важный из них вступил в силу в конце 1993 года, будучи представленным на Конференции ООН по окружающей среде и развитию 1992 года в Рио-де-Жанейро и согласованным 168 странами. Этот пакт, известный как Конвенция ООН о биологическом разнообразии, стал результатом десятилетий дебатов и переговоров и включал положения, определяющие, кому принадлежат права на "генетические ресурсы" каждой страны - ДНК растений, животных, водорослей, грибов и бактерий, которые в один прекрасный день могут стать объектом изучения, приведет к созданию лекарства-блокбастера или чудесного нового химического вещества или источника энергии.
Отчасти эти договоры стали реакцией на многовековую эксплуатацию европейцами природных ресурсов в своих бывших колониях - добычу природных богатств, которая часто начиналась, когда геологи, ботаники и другие ученые сопровождали или шли по следам исследователей и завоевателей, претендовавших
