Расшифрованная жизнь

Для облегчения анализа наших новых последовательностей генов мы разработали компьютерную программу с использованием одной из великих догм биологии: создав в процессе эволюции белок, успешно выполняющий важную биологическую функцию, мать-природа стремится использовать такую же структуру белка снова и снова, для любых видов живого. Компьютерный ас Крис Филдс, большой любитель острых мексиканских блюд с красным перцем чили, по максимуму использовал компьютеры для изучения «высококонсервативных» генов или белковых последовательностей и определения функций обнаруженных нами EST. Наш компьютер записывал каждую секвенированную нами последовательность (около 300 пар оснований генетического кода) и сравнивал эту цепочку пар оснований с известными генами, имеющимися на тот момент в базе данных. Если мы находили, например, что она убедительно совпадает с репарационным геном ДНК плодовой мушки, то с большой долей вероятности можно было предположить, что человеческая модификация гена обладает аналогичной функцией. С помощью автоматизированного секвенирования ДНК мы могли в полную силу использовать метод EST.

Одно из первых важнейших открытий мы сделали в декабре 1993 года. Как-то мне позвонил Берт Фогельштейн, ведущий исследователь колоректального рака (рака толстой кишки) из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе. Рак возникает, когда в генах, регулирующих деление клеток, накапливаются мутации, что приводит к неконтролируемому росту клеток. Берт захотел заняться поиском репарационных генов. Ранее Берт и его сотрудники обнаружили, что мутация в одном из генов репарационного фермента, участвующего в коррекции ошибочно спаренных оснований поврежденной ДНК, приводила примерно к 10 % случаев неполипозного рака толстой кишки.

Это было само по себе крупное открытие, но Берт чувствовал, что должен существовать по крайней мере еще один репарационный фермент ДНК, вызывающий и другие виды рака. Он хотел проверить, встречались ли среди генов нашей «Анатомии генов человека» какие-либо иные виды генов репарационных ферментов. Я подтвердил, что мы сталкивались с подобными генами, и пообещал еще раз просмотреть наши результаты. Для облегчения поиска он прислал мне несколько неопубликованных последовательностей ДНК с указанием генов, участвующих в репарации ошибочно спаренных оснований. Эти последовательности он определил в дрожжах.

Получив последовательности генов дрожжей, я тут же поручил своим специалистам по биоинформатике поискать что-то подобное среди последовательностей ДНК человека в базе данных TIGR. Очень скоро на мониторе моего компьютера появилась информация о трех новых репарационных генах в последовательности ДНК человека. В волнении я сразу же позвонил Берту. Он тоже очень возбудился, захотел локализовать новые последовательности генов в хромосомах и проверить, находятся ли эти гены в тех же трех участках хромосом, которые, по результатам диагностики его пациентов, связаны с раком толстой кишки. Мы пометили гены флуоресцентными красителями и с помощью микроскопа определили, что последовательности действительно локализуются на участках, соответствующих возникновению рака толстой кишки.

Нам с Бертом стало ясно, что мы сделали крупное открытие, которое не только позволит разобраться в происхождении рака толстой кишки, но заодно продемонстрирует огромную ценность метода EST. Для обнаружения первой последовательности Берту понадобилось несколько лет, а мы нашли еще три с помощью быстрого поиска в базе данных EST.

Однако оставалась проблема: коммерческие права на все открытия TIGR принадлежали компании HGS. Я сказал Берту, что не позволю Биллу Хазелтайну встать на пути открытия, столь необходимого множеству больных.

Мы решили сразу же поставить Хазелтайна и HGS в известность, чтобы никакие дрязги не помешали реализации этого важнейшего достижения. Берта поддерживала крупная фармацевтическая компания, поэтому он знал истинное положение дел в фармацевтике, а кроме того, у него были и свои собственные соображения на этот счет. Я позвонил Хазелтайну, рассказал о нашем открытии и заявил, что HGS следует немедленно заключить договор о сотрудничестве с лабораторией Берта в Университете Джона Хопкинса. Билл, к счастью, быстро оценил всю важность сделанного открытия. Соглашение было подписано в марте 1994 года, и сообщение об этом появилось в прессе. В течение всего одной недели мы получили все полностью секвенированные гены.

Сотрудники Фогельштейна под руководством Кеннета Кинзлера извлекли ДНК у больных раком толстой кишки и у добровольцев из контрольной группы. Использовав метод амплификации ДНК под названием ПЦР (изобретенный Кэри Муллисом, моим коллегой из Калифорнии и, между прочим, любителем серфинга), они создали копии ДНК, определяющие репарационные ферменты каждого пациента. Затем мы секвенировали репарационные гены больных, чтобы выявить связь мутаций с раком. Все три гена оказались связаны с наличием опухолей.