Для продвижения гипотезы о возможности расшифровки кода жизни, а следовательно, ее реконструкции и восстановления или даже перепроектирования под самые разнообразные цели ученым требовался инструментарий. Открыв и синтезировав инсулин, мы построили карту, создали инструменты, а со временем и компьютерную систему и добились желаемого, однако по ходу дела возникло множество новых проблем. Сделать новое открытие оказалось проще, чем бороться с политическими и организационными структурами в сфере самой науки. Все началось с состязания с опасными конкурентами, представлявшими новое поколение, новую науку и частное финансирование, и традиционалистами, отдававшими предпочтение консервативным методам и получавшими финансирование от правительства.
Прежде чем стало возможным секвенирование генов, ученые должны были ответить на важнейший вопрос: насколько плотно гены прилегают друг к другу в нити ДНК?
В начале 1980-х гг. американские Министерство энергетики и Управление по науке и технике организовали в штате Юта встречу для обсуждения проблем генетики и энергетики. Тема встречи была связана с поистине ужасным событием и его последствиями. Долгие годы после атомных бомбардировок Нагасаки и Хиросимы 1945 г. правительство США вело систематическое (и не добровольное) исследование выживших японцев. Конгресс поручил организациям – предшественницам Министерства энергетики – Комиссии по атомной энергии и Комиссии по научным исследованиям и разработкам в сфере энергетики – изучить воздействие радиации{44}. В течение десятилетий ученые анализировали последствия применения химических веществ и излучения в надежде понять структуру генома и возникшие мутации. В 1984 г. на момент встречи в Юте эти исследования еще продолжались{45}. Среди участников были такие мэтры, как биолог Дэвид Ботштейн (Массачусетский технологический институт), биохимик Рональд Дэвис (Стэнфордский университет), генетики Марк Сколник и Рэй Уайт (Университет Юты){46}. Разговор принял неожиданный оборот, когда генетик Джордж Чёрч из Гарварда повел речь о последствиях использования атомной энергии и эволюции человека. В итоге он высказал мысль о том, что необходима более полная генетическая карта, и в дальнейшей беседе возникла новая гипотеза: теоретически можно предсказать вероятность того, что два гена тесно соединены друг с другом на основании того, как часто они разделяются при расплетении и рекомбинации ДНК. Это, по мнению ученых, позволило бы строить карты генетических связей человека. Таким образом, намерение создать карту генома человека внушало доверие, даже если технических возможностей для его реализации на тот момент не было. Чем больше Чёрч и остальные члены группы думали в этом направлении, тем больше смысла обретал проект изучения генома; однако его реализация требовала масштабных усилий. Чёрч стал вдохновителем первых шагов по разработке идеи проекта. Далее последовал ряд встреч, приведших в конечном итоге к инициативе по секвенированию полного генома человека{47}. Однако вскоре несколько федеральных ведомств затеяли борьбу, связанную с определением содержания проекта, его финансированием и контролем над ним. Некоторые настаивали на том, что если уж составлять карту полного генома человека (чего ранее никто не делал), то руководить работой, конечно же, должен такой орган, как NIH (Национальные институты здоровья), а никак не Министерство энергетики, выступившее организатором конференции в Юте{48}. Тем временем Национальная академия наук США учредила специальный комитет, который должен был оценить ситуацию и дать рекомендации парламентариям. В 1987 г. конгресс решил, что под эгидой NIH необходимо учредить новую структуру – проект «Геном человека» (Human Genome Project). Джеймс Уотсон, получивший Нобелевскую премию за открытие двойной спирали ДНК и работавший в NIH, в 1988 г. выступил перед конгрессом с речью о том, что взлом молекулы и расшифровка генома чрезвычайно важны и такой проект следует продолжать, даже если на это уйдут десятилетия работы и миллиарды долларов{49}. Национальные институты здоровья и Министерство энергетики подписали меморандум о взаимопонимании, с тем чтобы «координировать научно-исследовательскую и техническую деятельность, связанную с геномом человека», а Уотсон был назначен руководителем нового управления по исследованию генома человека в NIH и курировал проект{50}. Согласно первоначальному плану, секвенировать геном предполагалось к 2005 г. – программа была рассчитана на 15 лет при трех пятилетних циклах финансирования. Основную часть средств должны были получить NIH, Министерству энергетики отводилась второстепенная роль{51}. В то время сотрудником NIH был Джон Крейг Вентер – подающий надежды молодой ученый, в равной степени известный скоростью своей работы и конфликтами с начальством. Спустя годы он вызовет недовольство наследников Джойса, поскольку без спросу поместил стихотворение классика внутри клетки.
Вентер вырос в рабочем городке Миллбрэй (штат Калифорния), расположенном к западу от международного аэропорта Сан-Франциско{52}. С юных лет он отличался неутолимым желанием рисковать. Например, любил гонять по взлетно-посадочной полосе на велосипеде наперегонки с самолетами и не прекратил заниматься этим даже после того, как получил нагоняй от охранников аэропорта. Его семья жила в скромном доме у железной дороги, и порой мальчик развлекался тем, что вставал на рельсы перед мчащимся поездом и соскакивал в самый последний момент. В старших классах ему не было равных на уроках труда и биологии; он постоянно что-то мастерил и к окончанию школы построил два скоростных катера. Также он любил проводить время на пляже и заниматься сёрфингом, когда позволяла погода. А зачастую и когда не позволяла{53}. В 1964 г., чтобы избежать призыва, Вентер поступил на флот и стал служить санитаром – по сути, фельдшером – в госпитале ВМФ в Сан-Диего. С утра он проводил люмбальные пункции и биопсии печени, а по вечерам направлялся на песчаный берег Ла-Хойя ловить волну. В конце концов Вентер все равно попал во Вьетнам и отбыл кровавый срок в военно-морском госпитале в Дананге во время Тетского наступления 1968 г., то и дело конфликтуя со старшими офицерами. По возвращении на родину он защитил диссертацию в Калифорнийском университете в Сан-Диего, где учился у знаменитого биохимика Натана Каплана, участвовавшего в Манхэттенском проекте{54}.
Вентер стал сотрудником NIH в 1984 г., когда большинство исследователей использовали трудоемкий процесс считывания по крупицам полной последовательности каждого изучаемого гена. Глядя на них, Вентер вспоминал времена, когда он без продыха трудился за верстаком или когда выхаживал тяжелораненых во Вьетнаме – обе эти ситуации научили его решать проблемы, невзирая на недостаток информации. На сей раз он решил, что определять последовательности генов можно было бы быстрее, если делать это по изолированным фрагментам, а затем собирать их, как пазл.
Применив этот неортодоксальный подход, он начал выделять так называемые EST (expressed sequence tags) – теги экспрессируемых последовательностей, представляющие собой нити мРНК, которые копируются обратно в ДНК с помощью фермента – обратной транскриптазы{55}. Эти короткие фрагменты ДНК позволяют получить представление о том, какие гены существуют, в каком месте генома они расположены и включены ли они в конкретной клетке либо ткани. Вентер использовал EST для того, чтобы идентифицировать элементы ранее неизвестных генов человека. Если EST – это частицы пазла, подумал он, то с помощью специальных компьютеров их можно обнаружить, соединить и увидеть более полную генетическую картину. Его коллегам идея не понравилась: метод казался им некорректным по сравнению с традиционной обстоятельной работой, которую они предпочитали. Вентер не обращал на них внимания. К 1991 г. он идентифицировал новые частичные последовательности около 350 человеческих генов – намного больше, чем кто-либо другой; на тот момент это были самые полные данные о геноме человека{56}. Для объективной оценки этого результата надо учесть, что в диплоидном геноме человека не менее 6,4 млрд букв генетического кода – примерно столько, сколько букв в четырех тысячах экземпляров «Моби Дика»{57}. Однако 350 было лишь началом. Новый метод Вентера оказался более простым по сравнению с традиционным, при этом высокоэффективным и значительно ускорил работу. По вполне понятным причинам кое-кто из ученых почувствовал опасность. Когда Вентер готовил публикацию о своем исследовании в авторитетном научном журнале, некоторые из коллег умоляли его отказаться от этой затеи, опасаясь за собственную репутацию и за то, что финансирование работ по секвенированию генома окажется под угрозой. Вентер не поддался на эти уговоры, понимая, что сверхмощные компьютеры и устройства генерации последовательностей быстро сделают предложенную им методологию гораздо производительнее и что публикация статьи поможет быстрее заручиться поддержкой{58}.
Джеймс Уотсон между тем относился к своему напористому молодому подчиненному неодобрительно{59}. Проект «Геном человека» представлял собой невероятно сложную задачу, которую, на взгляд Уотсона, оптимально было бы решать совместными усилиями самых разных групп. По всей стране он учредил множество научных организаций, каждая из которых занималась секвенированием ДНК. На эту титаническую работу он заложил грандиозный бюджет – 3 млрд долларов (примерно 6 млрд долларов на сегодняшний день), поступивших от нескольких государственных учреждений США и от лондонского Wellcome Trust, одного из крупнейших благотворительных медицинских фондов в мире{60}, {61}. Вместе с коллегами Уотсон составил первоначальный пятилетний план, определяющий цели проекта. Прежде всего предстояло разработать и усовершенствовать технологию, необходимую для секвенирования генома человека путем выделения каждой хромосомы и фрагментов клонов, чтобы создать библиотеки клонов. Далее, упорядочив эти клоны с помощью генетических и физических методов, предстояло получить пересекающееся множество. К середине 1990-х гг. планировалось начать секвенирование этих клонов и анализ последовательностей с помощью компьютеров для идентификации генов, а затем в конечном итоге определять, какие из них связаны с неизлечимыми генетическими заболеваниями, такими как болезнь Хантингтона, синдром ломкой Х-хромосомы и другие. При этом еще требовалось разработать более быстрые, автоматизированные методы работы, особенно связанной с секвенированием ДНК.
Уотсон представлял старую гвардию – традиционалистов, которые не искали новых подходов и которых беспокоила скорость в работе. Однако ограниченность Уотсона распространялась не только на научные исследования. До того как Уотсон и Крик получили известность благодаря открытию двойной спирали ДНК, выдающийся молодой ученый из Королевского колледжа Розалинд Франклин исследовала молекулу ДНК методом рентгеновской кристаллографии, при котором молекулу облучали рентгеновскими лучами{62}. Франклин пыталась понять, каким образом ДНК, которая, как известно, участвует в трансформации клеток, кодирует генетическую информацию. Направив рентгеновские лучи на образец кристаллизованной молекулы, Франклин получила изображение специфической структуры, но что это была за структура, она пока не знала. Старший по должности коллега без ведома Франклин показал ее работу Уотсону, а чем это закончилось, вы знаете: тот, совместно с Криком, предположил, что молекула ДНК имеет форму двойной спирали, состоящей из двух цепочек нуклеотидов. Уотсон не только отказался поставить это открытие в заслугу Франклин, но и позднее в своей книге «Двойная спираль» (The Double Helix) позволил себе в ее адрес сексистские высказывания. Он снисходительно называл ее Рози (она сама никогда не использовала это имя) и акцентировал внимание исключительно на ее внешности, а не на научной деятельности:
Подозреваю, Морис поначалу надеялся, что Рози успокоится. Но одного взгляда на нее было достаточно, чтобы понять: просто так она не уступит. Свою женственность она предпочитала не подчеркивать. Несмотря на грубые черты лица, она не была лишена привлекательности и вполне могла блистать, стоило ей хоть немного уделить внимание внешнему виду. Однако этого она не делала. Никогда не подкрашивала губы, чтобы оттенить прямые черные волосы, и в тридцать один год проявляла в одежде творческое воображение примерных английских школьниц. Поэтому легко можно было предположить, что у нее была неудовлетворенная мать, сверх меры упиравшая на то, что профессиональная карьера спасает умных девушек от брака с глупыми мужчинами{63}.
Уотсон занимал откровенно жесткую позицию неприятия по отношению к женщинам, темнокожим и представителям квир-сообщества и считал, что естественные науки и исследовательская деятельность не для них. В 1997 г. в интервью репортеру британской газеты The Sunday Telegraph он заявил, что если будет обнаружен ген, отвечающий за сексуальную ориентацию, то следует немедленно позволить делать аборты женщинам, не желающим рожать гомосексуалистов{64}. В выступлении перед группой студентов в Калифорнийском университете в Беркли он сообщил, что не возьмет на работу толстяка, и высказал ложную гипотезу о наличии генетической связи между цветом кожи и половым влечением, предположив, что чем темнее кожа, тем выше либидо{65}. В документальном фильме Би-би-си 2003 г. Уотсон сказал, что одним из полезных практических применений генетических исследований может стать исправление такой, по его мнению, беды, как некрасивые женщины. «Люди говорят, будет ужасно, если мы всех девушек сделаем привлекательными. А я думаю, это было бы замечательно»{66}. В 2007 г. в интервью газете The Times of London он заявил, что африканцы менее умны, чем европейцы, по причине скрещивания: «Вся социальная политика [Англии] строится на том, что у них такой же интеллект, как у нас, – тогда как все тесты говорят об обратном»{67}. В том же году в интервью журналу Esquire он поддержал стереотипные представления о евреях. «Почему не все так умны, как евреи-ашкеназы?» – задался он вопросом, намекая на то, что умным и богатым людям – пусть и не евреям – следует платить, чтобы они рожали больше детей{68}. В 2019 г. Уотсон высказывался еще резче, заявив в документальном фильме PBS: «Как правило, в результатах интеллектуального тестирования черных и белых есть различия. Я бы сказал, что эти различия обусловлены генетически»{69}. Вполне понятно, что со стороны Вентера он чувствовал угрозу. Тот большую часть своей жизни носил длинные волосы, защищал интересы женщин и хотел жить в окружении самых умных людей, кем бы они ни были. Значение для него имела лишь наука.
Вентер не скрывал своего раздражения, и это привело к расколу в NIH. Он полагал, что разработанный им процесс позволил бы выполнить работу быстрее и с гораздо меньшими издержками, и понимал: отчасти причиной происходящего было то, что NIH вполне устраивали устоявшиеся системы и подходы. Однако Вентер во всем винил Уотсона, считая того некомпетентным руководителем. Насажденная Уотсоном бюрократия, по мнению Вентера, «была бессмысленной, раздражала, выбивала из колеи и отвлекала от науки»{70}. Но у Вентера не хватало терпения (или способностей), чтобы убеждать, действуя мягче, пуская в ход обаяние и обсуждая условия, – эти навыки зачастую являются ключевыми для успешной работы в больших организациях. К тому же его бесцеремонность и грубость не позволяли ему завести друзей. Многие его попросту ненавидели. Он говорил: «Я тратил время, энергию и эмоции на борьбу с теми, кто, по всей видимости, не был настроен позволить постороннему заниматься изучением генома человека»{71}. Тем не менее в NIH приняли решение запатентовать фрагменты генов, которые идентифицировал Вентер. Этот шаг был важен, ведь от того, кому принадлежат патенты, зависит, каким образом они будут лицензироваться. Вентер пытался запатентовать не сам биологический материал (бюро регистрации патентов и торговых марок не выдало бы такой патент), а секвенированный им код. Узнав об этом, Уотсон устроил истерику. Он накричал на директора NIH Бернадин Хили и потребовал, чтобы институт отменил выделение средств на получение патента. (Хили согласилась{72}.) Однако конфликт вышел за пределы NIH и попал в поле зрения конгресса. Уотсона и Вентера вызвали в зал заседаний сената. Он был практически пуст. США приступили к выводу всех 540 тысяч американских солдат из войны в Персидском заливе{73}, а в Лос-Анджелесе сняли на видео, как четверо полицейских жестоко избивали Родни Кинга{74}, так что энергии для спора на непонятную тему, в которой к тому же в то время мало кто разбирался, не оставалось. Несколько сенаторов, ни один из которых не продемонстрировал особых знаний предмета геномики, задавали элементарные вопросы о проекте и патентах. В какой-то момент разъяренный Уотсон, пытаясь выразить свою обеспокоенность по поводу работы Вентера, сравнил его с обезьяной. «Это не наука!» – крикнул Уотсон{75}. В октябре 1991 г. бюро регистрации патентов отклонило заявку NIH{76}. Вентер, все больше разочаровываясь в Уотсоне и NIH, хотел использовать часть гранта, ранее полученного от института, на определение последовательности человеческой ДНК для секвенирования EST. Он попросил разрешения – по всей видимости, начав немного разбираться в чиновничьей волоките, – однако руководство проекта отклонило его просьбу и отказало в участии. Недовольный Вентер вернул грант и отправил Уотсону язвительное письмо. Вскоре после этого он ушел к венчурному инвестору Уоллесу Стейнбергу, который предложил создать компанию, использующую изобретенный Вентером метод получения EST. При этом Вентер хотел сосредоточиться исключительно на фундаментальных исследованиях и не думать о ведении бизнеса, поэтому стороны пришли к компромиссу: договорились, что Вентер со своей женой Клэр Фрейзер, генетиком и микробиологом, будет работать в Институте геномных исследований (TIGR), а Стейнберг учредит компанию Human Genome Sciences, которая станет использовать исследования Вентера для коммерческих разработок. Что касается Уотсона, то его вынудили в 1992 г. уйти с поста руководителя проекта по расшифровке генома, отчасти из-за того, как он поступил с Вентером, а также из-за провала с патентами{77}. Взбешенный Уотсон воздержался от публичных заявлений, однако продолжил, оставаясь в тени, влиять на проект и управлять ситуацией.
К 1994 г. в рамках проекта «Геном человека» было создано достаточно технологий и процессов, чтобы картировать (но не секвенировать) геномы плодовой мушки, дрожжей, круглого червя и кишечной палочки. И все же работы продвигались медленно{78}. Тем временем Вентер с коллегой Хамильтоном Смитом, который работал в Школе медицины Университета Джонса Хопкинса, предложили (вы верно догадались!) ускорить дело с помощью еще одной спорной технологии – секвенирования методом «стрельбы из дробовика». Традиционное картирование генома предполагает трудоемкий процесс: ученые выделяют каждую хромосому, с регулярной периодичностью вырезают небольшие фрагменты ДНК на каждой хромосоме, упорядочивают эти фрагменты и подают их в секвенаторы, которые «считывают» буквы. Этот способ логичный и правильный, но медленный – можно сравнить его с ездой в метель по длинному шоссе, когда видишь перед собой лишь малый участок дороги{79}. При секвенировании методом «стрельбы из дробовика» Смит и Вентер собирались разбивать множество копий геномной ДНК на случайные мелкие фрагменты и клонировать эти фрагменты в плазмиды бактерий. Затем каждая плазмида из нескольких сотен букв ДНК подлежала секвенированию. Программа должна была прочитать каждый фрагмент и найти совпадения между ними. Таким образом можно собрать целый геном. При этом кропотливо упорядочивать плазмиды до секвенирования не требовалось.
Однако это было нелегко: хотя секвенирование методом «стрельбы из дробовика» уже использовалось в небольших проектах, его никогда не применяли для столь сложной и объемной задачи, как расшифровка генома человека. Чтобы создать совпадения, ДНК нужно было раздробить случайным образом, поэтому в результате получалось огромное количество фрагментов, которые предстояло затем секвенировать и заново собрать. Для этого требовалось специальное программное обеспечение и вычислительная аппаратура. Тем не менее это было гениальное решение. И большую часть научного сообщества оно шокировало.
Смит и Вентер подали заявку на грант от NIH, чтобы осуществить секвенирование методом «стрельбы из дробовика» гемофильной палочки (Hemophilus influenza), вызывающей менингит у детей, а затем сообщили, что на эту работу им нужен всего год{80}. В коде данной бактерии 1,8 млн букв{81}; это означало, что каждый день, в том числе в выходные, нужно было распознавать и сопоставлять около 5000 точных битов кода. Экспертная комиссия NIH поставила проекту низкую оценку и вынесла предупреждение по поводу предложенной соискателями гранта методики: было признано, что секвенирование генома методом «стрельбы из дробовика» не только невозможно, но и рискованно. Смит и Вентер обжаловали это заключение. Вентер продолжил исследования, не дожидаясь, пока апелляции пройдут через жернова бюрократии. Год спустя, в мае 1995 г., Вентер и Смит выступили с основным докладом на ежегодном собрании Американского общества микробиологии (ASM) в Вашингтоне{82}. На собрании присутствовал Эндрю (один из соавторов этой книги), который вместе со своими коллегами Кеном Сандерсоном и Кеном Раддом в то время исследовал гибридную (генетическую и физическую) карту палочки мышиного тифа (Salmonella typhimurium). Он помнит, как тысячи ученых застыли в изумлении, когда Вентер и Смит, объявив о полном секвенировании генома Hemophilus influenzae, рассказали о каждом этапе процесса и с помощью сгенерированных компьютером карт во всех подробностях продемонстрировали, как организован геном. Это был первый случай секвенирования полного генома свободноживущего организма. А в завершение выступления, будто подражая Стиву Джобсу с его знаменитой рекламной уловкой «Еще кое-что»[2], Вентер и Смит представили полную карту генома еще одной бактерии – Mycoplasma genitalium. Для Эндрю эта презентация имела особое значение, ведь он полагал, что первой секвенированной бактерией станет хорошо изученная и картированная кишечная палочка. Вентер и Смит заняли лидирующие позиции в мире микробиологии. Вскоре Эндрю принял решение оставить академическую науку и перешел в биофармацевтическую компанию Amgen, которая располагала техническими и финансовыми ресурсами для масштабного секвенирования геномов на том же уровне, на каком это делал Вентер.
Через пару месяцев, как и планировалось, публикации о геномах обоих микроорганизмов появились в престижном журнале Science{83}, {84}. По иронии судьбы, которая, несомненно, порадовала Вентера, статья в Science появилась примерно в то же время, когда он с коллегами получил письмо апелляционного комитета NIH об окончательном отказе. В нем Смиту и Вентеру сообщали, что предложенный ими метод «стрельбы из дробовика» к применению не пригоден. Тем временем после отстранения Уотсона от работы на пост руководителя проекта по расшифровке генома человека назначили выдающегося врача-генетика Фрэнсиса Коллинза. Но Уотсон далеко не ушел – вел подковерные игры и часто излагал Коллинзу свою точку зрения. Ученые из TIGR занялись другими проектами, однако Вентер стоял на своем, поскольку он знал, что существует иной, лучший способ полностью расшифровать геном человека. И он был прав. Внутренний аудит показал, что при взятых темпах к установленному сроку – 2005 г. – будет успешно секвенирована лишь часть генов. Навязанная Уотсоном сложная структура со множеством групп, получавших гранты, со своими задачами не справлялась. Волокита убивала любую инициативу и даже, возможно, губила сам проект.
Никто никогда не перепутает корпорацию Perkin-Elmer с Exxon или Procter & Gamble. Но в определенных кругах она была широко известна: ей принадлежало около 90 % рынка химикатов, необходимых ученым для секвенирования ДНК. В 1990-х гг. одно из подразделений компании, Applied Biosystems, работало над секретным проектом – автоматизированным секвенатором ABI Prism 3700, в котором высокоскоростное секвенирование ДНК производилось путем замены больших гелевых пластин, использовавшихся в то время, на тонкие, заполненные гелем капилляры, или трубки{85}. Эндрю видел прототип этого устройства за несколько месяцев до собрания ASM. Он ездил в Эдмонтон (канадская провинция Альберта) к профессору Норману Довичи, выдающемуся химику-аналитику, имевшему опыт исследования одиночных молекул, чтобы обсудить сотрудничество в новом направлении – секвенировании путем синтеза. Профессор Довичи вежливо выслушал Эндрю, но сказал, что слишком занят и к тому же уже работает над новым секвенатором, который охотно продемонстрировал гостю. В образце было 32 капилляра, каждый из которых соответствовал «дорожке» на гелевой пластине. (В окончательной версии таких капилляров будет 96 – по числу ячеек на стандартном микропланшете, используемом в роботизированных лабораторных системах.) Довичи рассказал и о показателях производительности. Быстро прикинув в уме, Эндрю понял, что одна машина секвенирует бактерию за несколько недель{86}. У одного аппарата ABI Prism 3700 не хватало мощности для автономного секвенирования генома человека, но руководство Perkin-Elmer считало, что совместная работа нескольких сотен таких машин обеспечит расшифровку молекулы человеческой ДНК за месяц. Код, скорее всего, будет содержать ряд пробелов, однако это можно считать первым шагом в решении проблемы. При повторных прогонах через компьютеры все отсутствующие или искаженные биты кода будут скорректированы. Этот момент беспокоил финансистов, поскольку, таким образом, на ресеквенирование – как называлась эта операция – могли уйти годы, а не месяцы, а на химикатах компания зарабатывала гораздо больше, чем на продаже компьютеров.
Руководство Perkin-Elmer знало о Вентере и его методе «стрельбы из дробовика» и считало, что их компьютеры вкупе с его методом способны обеспечить блестящий прорыв в геномике. Вентер тоже сразу понял, что это ускорит процесс расшифровки. Итак, в 1998 г. Вентер с коллегами пришел в NIH и объявил, что в целях секвенирования генома человека они собираются создать частную корпорацию, которая будет работать по его методу и с армией компьютеров ABI Prism 3700{87}. Были изложены доводы в пользу государственно-частного партнерства: имеющаяся у них методика, компьютеры и более традиционный подход к исследованиям со стороны ученых из государственных учреждений позволят закончить расшифровку генома до истечения срока, установленного в 2005 г., и при этом сэкономить много бюджетных средств{88}. Вентер предложил обмениваться данными, а после публикации информации о геноме человека разделить триумф одного из величайших научных достижений в истории человечества. Никто не осмеливался произнести вслух, но подразумевалось, что, если будет присуждена Нобелевская премия, эту честь они тоже разделят.
Коллинз пообещал подумать над предложением. Однако Вентер был не вполне искренним. Он уже связался с The New York Times и выпустил пресс-релиз c информацией, что его новая компания Celera (в переводе с латинского «скорость») секвенирует геном человека к 2001 г. – на целых четыре года раньше, чем обещал всем известный проект. Сообщалось также, что у Celera уйдет на это гораздо меньше, чем заложено в бюджет государственного проекта, – менее 300 млн долларов, то есть меньше одной десятой от стоимости финансируемой государством и возглавляемой федеральным правительством работы. В статье, которую в итоге опубликовала The New York Times, сообщалось: поскольку у команды Вентера испытанный метод и передовые суперкомпьютеры, то применяемый в проекте «Геном человека» традиционный метод может из-за медлительности стать неактуальным{89}. После выхода статьи Вентер отправился на заседание участников проекта «Геном человека», где насмехался над собравшимися, предлагая им бросить работу, потому что скоро они все равно безнадежно отстанут.
На этом его выходки не закончились. После заседания была созвана пресс-конференция, на которой рассказывали о достигнутом прогрессе. Сидя за столом рядом с Коллинзом, Вентер заявил журналистам, что проекту лучше стремиться к более достижимой цели – секвенировать геном мыши. Сообразив, что перегнул палку, Вентер попытался выкрутиться. «Мыши крайне важны для чтения человеческого генома», – сказал он. Когда пресс-конференция закончилась, в фойе Уотсон (которого не было на сцене с Коллинзом и Вентером) рассвирепел и при всех сравнил Вентера с Гитлером{90}. А затем прилюдно набросился на Коллинза, посоветовав тому, пока не поздно, брать пример с Черчилля, а не с Чемберлена{91}. Других ученых, работавших над «Геномом человека», огорчили не только манеры и оскорбительные комментарии Вентера. Они считали неуместным создание коммерческой корпорации для проведения столь важных исследований. Кроме того, они боялись, что Вентер не только достигнет цели быстрее, чем они, но и затруднит другим использование результатов исследования. Теоретически Celera могла предоставить генетический код любому, кто захочет его увидеть и использовать. Но без соответствующей компьютерной системы и глубокого понимания сути метода в общедоступной базе данных будет совершенно невозможно разобраться. К тому же, если кому-то понадобится реальный анализ – то есть важная информация о том, где и что в геноме находится, – придется платить.
Все эти волнения дошли до высокопоставленных лиц из лондонского фонда Wellcome Trust, крупного зарубежного спонсора «Генома человека», и, понятно, их обеспокоило, что частная корпорация (к тому же управляемая перебежчиком из проекта, который сам Wellcome Trust долго поддерживает) внезапно подает голос и заявляет, что на государственный проект спускают уйму денег. Высокопоставленные лица из Wellcome Trust срочно вылетели в США, переживая, что их большой благотворительный взнос уйдет впустую и весь проект окажется под угрозой. Коллинз пытался их убедить, что с проектом все в порядке, заявив, что Вентер хвастун с раздутым самомнением и его метод с компьютерами и дробовиком не сработает. В довершение ко всему в интервью газете USA Today Коллинз сказал, что Celera создаст «упрощенную версию»[3] генома человека{92}. Итак, гонка началась. Вентер заявил, что его группа получит рабочий вариант генома человека к 2001 г., а полную версию – к 2003 г. У причастных к проекту не осталось выбора: им тоже нужно было ускорить процесс. Уотсон стал добиваться от конгресса выделения дополнительных средств на покупку собственных компьютеров ABI 3700 стоимостью 300 000 долларов каждый. NIH усилили проект, сосредоточив работу в трех научных центрах: Бейлорском университете, Массачусетском технологическом институте и Вашингтонском университете. Но эти меры предполагали сокращение многих других людей. К тому моменту сотни ученых работали над темой уже на протяжении почти десяти лет, а финансирование внезапно урезали. Причины были понятны: нежданно-негаданно новое конкурирующее предприятие кардинально изменило планы. В результате ни Вентер, ни компания Celera новых друзей не приобрели.
В этой ситуации гонки предпринимались попытки наладить сотрудничество международного консорциума и Celera, но к февралю 2000 г., когда напряженность достигла предела, переговоры были сорваны. Большей частью споры велись в прессе. Вентер, возмущенный тем, что «Геном человека» рассекретил письмо, направленное в Celera и в подробностях описывающее проблемы, связанные с применяемой ею методологией, заявил журналистам, что конкуренты просто прибегли к «нечистоплотным» ответным действиям. Тем временем один из ведущих участников проекта назвал жульничеством намерения Celera продать собственные исследования вместе с общедоступными данными о геноме{93}. В марте 2000 г. Вентер сделал громкое заявление: Celera, используя его методы и компьютеры Prism, секвенировала геном дрозофилы (плодовой мушки){94}. Это свершение придало силу всем утверждениям Вентера, а также научной состоятельности Celera. Сотни компьютеров Prism теперь дружно рассчитывали код, подобно гигантским современным серверным фермам (вроде той, что представлена в очередной ленте о Джеймсе Бонде «007: Координаты „Скайфолл“», разве что дело было за несколько лет до того, как появилось само словосочетание «серверная ферма»). Вентер также заметил, что Celera начала работу над ДНК человека и вскоре составит «черновик» генома – примерно 1,2 млрд букв кода, а кроме того, оформит предварительные патенты на 6500 генов человека.
Патенты закрепляли за их владельцем прибыльный бизнес-проект и обещали несметное богатство. Один из способов осмыслить происходившее в то время – представить себе настольную игру «Монополия», но такую, в которой ходы и бонусы определяются не броском кубика или слепым случаем, а научными открытиями. Права получала та команда, которая первой расшифрует ген. Запатентовать его было все равно что построить дом или гостиницу: остальным желающим использовать этот ген предстояло платить за такую возможность (в данном случае лицензионный сбор). Игра Вентера основывалась на простой и четкой стратегии: он подавал предварительные патентные заявки практически на все гены, которые ему удавалось секвенировать, намереваясь позднее решить, права на какие из них стоит оставить за собой.
В здравоохранении, медицине и геномике патенты играют важную роль, поскольку обеспечивают владельцу возможность создавать прибыльные коммерческие продукты, например новые лекарства от плохо поддающихся лечению болезней. Из этого следует, что все полученное на основе запатентованных Celera генов должно было принадлежать компании на протяжении 17 лет. Но подумайте, чем бы обернулась ситуация, если бы у разных компаний были отдельные права на ключевые компоненты человеческой жизни: Celera претендовала бы на одни гены, проект «Геном человека» – на другие, а прочие компании или государственные ведомства – на третьи? Секвенирование генома человека оставалось важнейшей задачей, однако деление карты на части могло замедлить сбор требуемой информации, накапливаемой в результате всей этой работы, и сделать сотрудничество, необходимое для решения сложных проблем здравоохранения с помощью новых геннотерапевтических препаратов, трудным и неоправданно дорогим. Могла возникнуть проблема, если бы Вентер и Celera попытались добраться до всех генов, чтобы заполучить все красные и оранжевые карточки в «Монополии» (по статистике они выигрывают чаще всего); то есть до тех генов, которые скорее всего пригодятся в генной терапии.
Научное сообщество изрядно нервничало по поводу этих аспектов интеллектуальной собственности. Celera вполне могла запатентовать тысячи человеческих генов, и кто знает, что затем пришло бы Вентеру в голову? Если можно было ввести «водяные знаки» с цитатой из Джойса в ДНК, не стали бы ее использовать как хранилище данных вроде жесткого диска? Прецедентов хранения защищенных авторским правом литературных произведений внутри биологического кода не существовало. И каким образом частная компания стала бы осуществлять выдачу разрешений на запатентованную ею работу?
За этими опасениями скрывались и страхи экзистенциального характера. Для окружающего мира потенциальный успех Celera мог послужить сигналом к пониманию того, что традиционный путь фундаментальных изысканий, отданных на откуп крупным исследовательским институтам и государственным учреждениям, не лучший способ добиться прогресса. Порой небольшие и более расторопные элитные группы бывают в этом более эффективны. То же самое относилось и к нетрадиционным методам Вентера.
Celera не просто разрабатывала экспериментальные научные технологии, но и пыталась создать новую бизнес-модель для биотехнологий{95}. По замыслу Вентера, необработанные данные должны были стать общедоступными, а программное обеспечение, подписку на обработанные данные и доступ к громадному секвенатору, который сделает эту информацию пригодной для использования, компания должна продавать. В какой-то момент оценочная стоимость Celera достигла 3,5 млрд долларов, что на полмиллиарда долларов превышало объем средств, выделенных на «Геном человека».
Кроме того, многие были обеспокоены мотивом извлечения прибыли из чего-то универсального и присущего нам от рождения. Разве геном человека не всеобщее достояние? Тем более что до того момента исследования в этой области финансировались за счет средств налогоплательщиков нескольких стран. Почему финансовую выгоду должна получать только одна компания?
Пока деятели науки вели споры, Вентер 6 апреля 2000 г. объявил, что Celera закончила секвенирование выбранной для этого ДНК и переходит к «первичной сборке» генома человека{96}. Спустя всего несколько недель – гораздо раньше, чем кто-либо предполагал, – будет готов черновой вариант генома{97}. Этот конкретный геном принадлежал одному человеку. (Кому именно – не называли, но некоторые задавались вопросом, не Вентер ли этот человек. Вентер не подтвердил, но и не опроверг слухи.) Что же касается проекта «Геном человека», то там использовался генетический материал нескольких людей.
Теперь было ясно, что Celera победит государственный проект, но по причине государственного финансирования стороны согласились, что гонка за расшифровку человеческого генома закончится вничью: Celera и HGP поделят между собой заслуги, как и знания, открытия и новые процессы, ставшие результатом всей проделанной работы. Но острые вопросы оставались. Фармацевтические предприятия и биотехнологические компании понимали, что доступ к последовательности и к патентам в конечном итоге понадобится и другим – научным работникам, государственным учреждениям, стартапам. Платить за необработанные данные генома или за возможность их интерпретации – то, что необходимо для создания новых лекарств, – им не хотелось. У Celera также было два мелких конкурента – Human Genome Sciences и Incyte, взявшие на себя огромные финансовые риски в попытке секвенировать геном, и им нужно было вернуть потраченные средства.
Все эти сложности отражали серьезнейшие последствия, связанные с проектом. Тот, кто контролировал доступ к генам, контролировал доступ к будущему биологии. Ни в какой другой сфере предпринимательской деятельности не возникнет споров о том, получит ли организация право контроля и извлечения прибыли в зависимости от того, как она оформит свои исследования. (Наиболее близкая аналогия, возможно, нынешние дебаты о доступе к нашим личным данным и контроле над ними, но на момент написания этой книги никаких реальных действий в этом отношении не предпринято, и пока они не предвидятся.) Это показывает, почему область биотехнологий и мир синтетической биологии, выходящей сейчас на передний план, не похожи ни на один другой бизнес, когда-либо созданный на земле.
Затруднения, вызванные всеми этими вопросами, были наконец урегулированы на самом высоком правительственном уровне. Все разрешилось 26 июня 2000 г., когда Вентер и Коллинз, изображая коллегиальность, прибыли в Белый дом к президенту Биллу Клинтону, а премьер-министр Великобритании Тони Блэр, чье лейбористское правительство инструктировали по теме обсуждения Коллинз и Wellcome Trust, присоединился к ним по спутниковой связи{98}. Уотсона на встречу не пригласили. Первым выступил Клинтон:
Почти два столетия назад в этом зале, на этом полу, Томас Джефферсон и его верный помощник разложили великолепную карту, которую Джефферсон долго мечтал увидеть при жизни. Помощника звали Меривезер Льюис, а карта была результатом его смелой экспедиции через американскую границу до Тихого океана. Это карта обозначила контуры и навсегда расширила границы нашего континента и нашего воображения.
Сегодня весь мир присоединяется к нам здесь, в Восточном зале, чтобы созерцать карту еще более великого значения. Мы собрались, чтобы отметить завершение первого исследования полного генома человека. Без сомнения, это самая важная, самая удивительная карта, когда-либо созданная человечеством.
Не прошло и пятидесяти лет с того времени, как молодой англичанин по фамилии Крик и дерзкий, еще более молодой американец по фамилии Уотсон первыми обнаружили изящную структуру нашего генетического кода. Доктор Уотсон, объявляя о своем открытии в журнале Nature, вы проявили величайшую сдержанность: «Эта структура имеет новые особенности, представляющие значительный интерес с точки зрения биологии»{99}. Спасибо, сэр.
Клинтон объявил, что, хотя гонка по составлению карты завершена, с этого момента государственные и частные исследовательские группы ради всеобщего блага будут работать вместе над полным, безошибочным черновиком генома. Затем они идентифицируют каждый ген и в итоге будут использовать все эти данные для разработки новых методов лечения.
Однако в конце этого исторического заявления прозвучало предупреждение. Клинтон сказал, что наука не может быть арбитром «этической, моральной и духовной силы», которой теперь обладает человечество. Генетическую информацию нельзя использовать для стигматизации или дискриминации какой-либо группы населения. Она ни в коем случае не должна использоваться для того, чтобы взламывать двери частной жизни. Далее премьер-министр Блэр подчеркнул: «Все мы обязаны обеспечить свободное использование общего достояния – человеческого генома – на благо всего человечества».
Прежде чем дело дошло до поздравительных рукопожатий, Вентер напоследок произнес: «Одно из удивительных открытий, сделанных мною и моими коллегами в процессе расшифровки кодов ДНК более двух десятков видов – от вирусов до бактерий, растений, насекомых, а теперь и человека, – заключается в том, что всех нас связывает общность генетического кода и эволюция. Если свести жизнь к самой ее сути, мы обнаружим, что в наших генах много общего с генами каждого вида на Земле и что мы не так уж сильно отличаемся друг от друга. Вас, наверное, удивит, что ваши последовательности более чем на 90 % совпадают с белками других животных»{100}.
Слова атеиста{101} Вентера прозвучали так, будто он узрел божественное начало и отреагировал на это с новообретенным чувством смирения. Для смирения у него были и другие причины. Несмотря на масштабы своих достижений в секвенировании генома, он понимал, что выиграл лишь забег до стартовой линии. Настоящая игра – воплощение в жизнь будущего синтетической биологии – только начиналась.