Мальчик, который не переставал расти… и другие истории про гены и людей

Таким образом, очевидно, что, если мы хотим сделать широкомасштабное секвенирование доступным видом анализа, нужен другой подход к проблеме. Уже сейчас существуют как минимум пять-шесть различных технологий, позволяющих это осуществить с помощью разнообразных химических хитростей. В их основе лежит одна общая идея — одновременно прочитывать очень много отдельных кусочков ДНК. Этот метод называется массивно-параллельным секвенированием[56], и впервые его предложила компания 454 Life Sciences (ныне прекратившая существование). Название ее довольно загадочно; по слухам, это был номер дома, в котором первоначально располагалась компания, но также предполагали, что это температура горения денежной купюры (по Фаренгейту).

Компанию основал Джонатан Ротберг, один из великих изобретателей и предпринимателей современной эры генетики. Еще в студенческие годы Ротберг создал одну из первых компаний, занимающихся геномикой, — CuraGen, дочерней компанией которой затем стала 454 Life Sciences. Позже он основал, помимо многих других, еще две крупные компании по геномике — RainDance (с куда более удачным названием) и Ion Torrent.

Изначально ускорить процесс генетического секвенирования Ротберга побудил личный опыт: один из его детей родился тяжелобольным. Ротберг решил, что лечащие врачи должны располагать возможностями оперативно провести генетический анализ и убедиться, что у таких детей нет наследственных заболеваний. Надо отдать ему должное, этой цели он достиг: в нашей лаборатории используется секвенатор Proton производства Ion Torrent для срочного экзомного секвенирования в целях диагностики наследственных заболеваний у младенцев.

Компания 454 Life Sciences добилась ряда заметных успехов до того, как появление более новых, быстрых и дешевых секвенаторов списало их аппараты в утиль. Геном Джеймса Уотсона^{25} был секвенирован усилиями 454 Life Sciences, а эволюционный генетик Сванте Паабо использовал технологию секвенирования этой компании при предварительной расшифровке генома неандертальца. В результате этого исследования он обнаружил, что неандертальцы в некотором роде не вымерли: благодаря межвидовому скрещиванию у большинства людей в геноме есть несколько процентов примеси неандертальских генов, а суммарно в геномах современного человечества сохраняется примерно одна пятая неандертальского генома[57].

Чтобы секвенировать геном неандертальца, необходима возможность работать с очень малыми количествами ДНК — за тысячелетия ее сохранилось немного. Эта ДНК фрагментарная, разложившаяся, и даже микроскопические следы ДНК современных людей могут ее загрязнить. Секвенировать такой геном — совсем не то, что работать с геномом ныне здравствующего существа, от которого можно постоянно получать дополнительные образцы ДНК.

И здесь на сцену выходит один из великих невоспетых героев современной генетики — я имею в виду NA12878. Звучит не очень героически, но в лабораторной генетике данная аббревиатура пользуется заслуженной славой — это кодовое обозначение так называемого «Генома в бутылке» (Genome In A Bottle[58]). На самом деле «Геномов в бутылке» не один, а множество, но NA12878, безусловно, самый знаменитый и широко используемый. Этим шифром обозначена ДНК женщины, жившей в 1980 г. в штате Юта. Известно, что на тот момент ее родители были живы и что у нее было 11 детей (6 сыновей и 5 дочерей). Она и ее родители дали согласие на использование их ДНК в самых широких научных целях; было также получено согласие от имени ее детей (неизвестно, насколько взрослыми они были на тот момент и могли ли дать согласие сами). Ее клетки размножили в лаборатории по методу, которым получают, по сути, бессмертные клеточные линии, и добыли из них огромное количество ДНК.