ДНК. История генетической революции

План, разработанный нашим академическим комитетом уже без Гилберта, но во главе с Альбертсом, на момент февраля 1988 года казался нам весьма перспективным, проект «Геном человека» выполнялся в более-менее строгом соответствии с нашими рекомендациями. Проведенная нами оценка стоимости и сроков проекта также оказалась весьма близка к реальности. Каждый из нас являлся пользователем потребительской электроники и поэтому знал, что со временем все технологии совершенствуются и удешевляются. Учитывая вышеизложенные обстоятельства, мы рекомендовали отложить основной объем работы по секвенированию ДНК до тех пор, когда технологии не придут к разумному соотношению цена – качество. До наступления этого времени следовало уделить максимум внимания оттачиванию методик секвенирования. Следуя этой логике, мы рекомендовали для начала секвенировать более мелкие геномы простейших организмов. Приобретенные при этом знания были бы ценными как сами по себе (в качестве опорного материала, который можно было бы сравнить с геномом человека), так и в качестве полигона для испытаний наших методов перед тем, как подступиться к главной цели проекта. Первыми «пробными» кандидатами на определение генома стали представители славной старой гвардии генетики: Escherichia coli, мушка дрозофила, пекарские дрожжи, C. elegans (червь-нематода, который приобрел популярность благодаря исследованиям Сиднея Бреннера). Мы приняли решение постараться с максимальной точностью картировать геном с использованием физических и генетических технологий. При генетическом картировании определяют относительные позиции генов, положение «контрольных точек» на хромосоме, именно так изначально работали лаборанты, или, как их называли, «мальчики» Томаса Ханта Моргана с хромосомами дрозофил. Генетическое картирование позволяет, например, определить, что ген 2 находится между генами 1 и 3; физическое картирование сообщает, что ген 2 удален на миллион пар оснований от гена 1, а ген 3 расположен на хромосоме еще на 2 миллиона пар оснований дальше. Генетическое картирование позволяет очертить базовую структуру генома; если же секвенаторы «заблудятся» в геноме, то физическое картирование даст им четкие пространственные метки на хромосомах. В таком случае положение на хромосоме в каждом отдельном фрагменте последовательности можно будет определить, ориентируясь на эти метки.

По нашим оценкам, для осуществления всего проекта требовалось около 15 лет работы и 200 миллионов долларов ежегодных вложений. Мы проводили подсчеты разными способами, но каждый раз возвращались к пророческим цифрам Гилберта: один доллар вложений на каждую пару оснований. Рейс космического корабля шаттл обходился в 470 миллионов долларов, а проект «Геном человека» получился в шесть раз дороже.

Пока комитет Академии наук еще размышлял над необходимостью проведения исследований такого рода, я отправился на встречу с ключевыми представителями Верхней и Нижней палат парламента из подкомитетов по вопросам здравоохранения, которые контролируют бюджет Национальных институтов здравоохранения. Джеймс Вингаарден, глава Национальных институтов здравоохранения, по его словам, «с самого начала» симпатизировал проекту «Геном человека», но его менее дальновидные коллеги были против. Озвучив в своем обращении к членам организации цифру 30 миллионов долларов на геномный проект, я подчеркивал, насколько пригодятся в медицине знания о последовательности генов. Законотворцы тоже были людьми, которые так же, как и все остальные, болели и теряли близких людей от генетически детерминированных заболеваний, например от рака, поэтому смогли реально оценить, как знания о последовательности человеческих генов помогут в борьбе с этими недугами. В итоге мы получили 18 миллионов долларов.

Тем временем Министерство энергетики гарантировало вложение 12 миллионов за свою часть работы – энергетики рассматривали этот проект как технологическое чудо. Тогда, как вы помните, лидером производственных достижений была Япония. Развитие японского автомобилестроения привело к обнищанию Детройта, и многие опасались, что далее Америка «по принципу домино» уступит Японии и в сфере высоких технологий. Ходили слухи, что три гигантских японских техногенных концерна (Matsui, Fuji и Seiko) планируют общими усилиями сконструировать аппарат, позволяющий секвенировать миллион пар оснований в день. Как впоследствии оказалось, тревога была ложной. Но происходящие волнения лишь усилили наш энтузиазм, весьма похожий на подъем, позволивший США опередить СССР в гонке за лунное первенство.