Расшифрованная жизнь

Вставали и технические проблемы, во многом сводящиеся к вопросу о большем (за счет полового размножения) генетическом разнообразии человека по сравнению с микробами, по-старомодному размножающимися бесполым путем. Для секвенирования геномов бактерий мы в свое время отобрали идентичные клоны, которые обеспечили нас однородным образцом ДНК. В случае дрозофилы вариативность ДНК сводилась к минимуму за счет применения инбредных штаммов. Однако, когда дело дошло до генома человека, мы столкнулись с числом генетических вариаций, равным количеству людей на Земле.

Поскольку по своей структуре человеческая ДНК представляет собой двойную спираль из двух взаимодополняющих цепочек, то какую из них выбрать – не имело значения. В то же время имелось и определенное осложнение. Каждая из наших 23 пар хромосом образована 23 хромосомами от матери, включая Х-хромосому, и 23 от отца. 23-я пара хромосом включает хромосому Х и хромосому Y, причем женщины обладают двумя X-хромосомами, а мужчины – одной Х и одной Y-хромосомой.

Возникал вопрос: какую ДНК выбрать для секвенирования – мужскую или женскую? Преимущество образцов, взятых у мужчины, состояло бы в наличии и Х-, и Y-хромосомы, а недостаток – в том, что на долю каждой из них приходилось бы в два раза меньше ДНК, чем для каждой из 22 парных хромосом. При выборе ДНК женщины мы располагаем двойной дозой X-хромосом, но Y-хромосома отсутствует. Если изучать геном одного человека, кого выбрать: некоего усредненного субъекта или выдающуюся личность, скажем, президента Клинтона? С какой ответственностью и риском столкнется этот человек? Даст ли он свое согласие?

Уже на ранних этапах работы выяснилось, что наш выбор не имеет особого значения, поскольку с учетом огромного разнообразия геномов человека, и несомненно, с развитием соответствующей технологии очень скоро будет проведена масштабная работа по секвенированию многочисленных геномов других людей. В то же время большой научный и коммерческий интерес имело выявление последовательностей, связанных с заболеваниями, что означало необходимость обеспечить высокую степень генетического разнообразия образцов, то есть исследование ДНК нескольких доноров для расшифровки геномной последовательности, представляющей не конкретное лицо, а некий сплав геномов человечества, то есть усредненный геном.

Джин Майерс и члены его группы подсчитали, сколько доноров можно привлечь, учитывая имевшиеся у нас компьютеры. Для построения усредненной модели потребовалось ограничиться пятью, максимум шестью человеками. Мы решили составить смесь мужской и женской ДНК, отражающую определенное этническое разнообразие.

Использование образцов человеческой ДНК включало длительные и сложные процедуры получения «обоснованного согласия» (согласие на основе полной информации). Поскольку и Хэм, и я стремились начать работу как можно скорее, решение проблемы было очевидно. На всей нашей планете трудно было найти людей, которые бы осознавали риск, связанный с секвенированием и публикацией их геномов, лучше, чем мы сами. Ни Хэм, ни я не верили в примитивный генетический детерминизм, согласно которому человек целиком зависим от своих генов и любую судьбу можно точно предсказать, прочитав геном. В то же время нам очень хотелось узнать, каковы они, наши гены. Здоровью нашему ничего не угрожало. Правда, можно было ожидать нападок от недоброжелателей, если бы они узнали об использовании нашей собственной ДНК.

Итак, мы оба решили представить для библиотеки легко получаемый и богатый источник ДНК в виде спермы (и вскоре начали шутить о том, кому из нас понадобится большая пробирка, а кому – маленькая). В конце концов мы договорились использовать стандартные стерильные пробирки на 50 мл, а потом замораживали их содержимое. Хэм мог легко приносить образцы прямо на работу, не сообщая лаборантам об их источнике. Однако мое появление в лаборатории с пробирками, которые я вручал бы своим сотрудникам, могло вызвать определенные подозрения. Я нашел выход: экспресс-почта FedEx почти ежедневно доставляла нам коробки с замороженными реагентами от Applied Biosystems, и я брал одну из открытых коробок с сухим льдом, помещал туда мой образец и нес коробку в лабораторию, а большинство сотрудников считало, что образец поступил от Ханкапиллера или Уайта. Эту уловку пришлось повторять несколько раз, поскольку первичные эксперименты требовали большого расхода ДНК.