Трещина в мироздании. Редактирование генома. Невероятная технология, способная управлять эволюцией

Студенты из моей лаборатории рассказывали мне о восхитительной лекции, которую Эммануэль прочитала в Вагенингене на небольшой конференции, посвященной CRISPR. Я не могла присутствовать там, однако, по словам моих подопечных, доклад Шарпантье был посвящен иммунной системе CRISPR II типа бактерии Streptococcus pyogenes. Поразмыслив, я поняла, что ее статья на ту же тему незадолго до этого была опубликована в журнале Nature[76] и вызвала вспышку радостного возбуждения в моей лаборатории. До выхода статьи все мы думали, что в каскадах реакций CRISPR участвует всего один вид молекул РНК. Однако Эммануэль и ее коллега Йорг Фогель, уже долгое время изучавшие функции небольших бактериальных РНК в своей лаборатории, по счастливому стечению обстоятельств обнаружили вторую молекулу РНК, которая в некоторых случаях была необходима для выработки РНК CRISPR. Это открытие поразило других исследователей CRISPR, показав, насколько многообразен бактериальный иммунитет, – создавалось впечатление, что эволюция создала своего рода швейцарский армейский нож для борьбы с вирусами.

Во время нашей короткой беседы Эммануэль говорила тихо и держалась скромно, однако я также отметила ее тонкое чувство юмора и приятную непринужденность в общении. Мне она сразу понравилась. На следующий день после утренних выступлений у нас выдалось свободное время. Я планировала посидеть во дворике и поработать на компьютере, но Эммануэль пригласила меня посмотреть старый Сан-Хуан, и я не смогла отказаться. Прогуливаясь по мощенным булыжником улочкам, которые напомнили Эммануэль о доме в Париже, где она провела детство, мы болтали о том, где успели побывать за недавнее время, сравнивали наши впечатления от университетских систем в Беркли и в Швеции (куда как раз переместилась ее лаборатория) и обсуждали лекции, которые только что прослушали на конференции. В конце концов беседа зашла о нашей научной работе, и Эммануэль призналась, что уже некоторое время собирается позвонить мне и предложить сотрудничество.

Ей очень хотелось узнать, каким образом в патогенной бактерии, которую она изучала, Streptococcus pyogenes, система CRISPR II типа разрушает вирусную ДНК. Работа Эммануэль, как и более ранние генетические исследования Сильвена Мойно, Виргиниюса Шикшниса и других коллег, все больше наводила на мысль, что в процессе был задействован как минимум один ген – он называется csn1. Так вот, не хочу ли я объединить с ней усилия и использовать наработки моей лаборатории в области биохимии и структурной биологии, чтобы помочь определить функцию белка, кодируемого геном csn1? Когда мы спускались по узкой улочке к сияющему океану, Эммануэль повернулась ко мне: “Я уверена, что, работая вместе, мы сможем понять, что делает этот загадочный Csn1”. Приятная дрожь проходила по моему телу, когда я обдумывала перспективы этого проекта.

Я была заинтригована идеей поработать с CRISPR-системами II типа, в которых отсутствовали Cascade и белки Cas3. И если этот загадочный белок Csn1 действительно участвует в разрезании ДНК в системах II типа, то сотрудничество с Эммануэль могло дать моей лаборатории шанс внести вклад в эту область исследований CRISPR.

Меня манила и сама эта новая бактерия. В качестве экспериментального объекта S. pyogenes обладала некоторыми интересными сходствами и различиями с бактерией S. thermophilus, используемой в производстве йогурта. Последняя к тому моменту стала одним из самых популярных организмов у исследователей CRISPR. Для начала, обе бактерии принадлежат к одному роду, Streptococcus, и иммунная система CRISPR S. pyogenes казалась очень похожей на иммунную систему S. thermophilus. Хотя у каждой бактерии собственный набор фагов-мишеней, молекулярная основа систем у них одна и та же и кодируют CRISPR одни и те же гены, поэтому перейти с изучения одной бактерии к другой было бы несложно.