Царь всех болезней. Биография рака

“Рак в чашке Петри” позволил Темину проводить эксперименты, которые практически невозможно выполнить на животных. Один из первых таких опытов, поставленный в 1959 году, дал неожиданный результат. Обычно вирусы заражают клетки, образуют там новые вирусные частицы и заражают все новые и новые клетки, при этом напрямую не влияя на их генетическую составляющую, ДНК. Например, вирус гриппа заражает клетки легких и производит в них новые вирусные поколения, однако не оставляет постоянных следов в наших генах: вирусы уходят – ДНК остается прежней. ВСР же вел себя совершенно иначе. Заражая клетку, он физически внедрялся в ее ДНК, а значит, менял генетический состав клетки, ее геном. “Вирус становится как бы частью клеточного генома что в структурном, что в функциональном смысле”, – писал Темин[825].

ДНК-копия генов вируса, встраивающаяся в гены клетки-хозяина, не только заинтриговала Темина и Дульбекко, но и подняла важнейшую концептуальную проблему. Некоторые вирусы обходятся без ДНК и переносят свою генетическую информацию сразу в форме РНК, которая после заражения клетки напрямую транслируется в вирусные белки. Из работ других исследователей Темин знал, что ВСР относится как раз к таким РНК-вирусам. Однако если реализация генетической информации у него начинается сразу с РНК, то как его гены преобразуются в ДНК? Центральная догма молекулярной биологии воспрещала такой переход. Биологическая информация, гласила она, движется по улице с односторонним движением – от ДНК к РНК, а от РНК – к белку. Как же тогда, гадал Темин, РНК может совершать такое сальто-мортале и делать свою ДНК-копию – ехать под запрещающий знак в обратную сторону?

И Темин совершил этакий подвиг веры: если данные не соответствовали догме, значит, по его мнению, пересмотреть следовало догму, а не данные. Он предположил, что вирус саркомы Рауса наделен особым свойством, беспрецедентным для биологических объектов, – способностью преобразовывать РНК в ДНК. Если обычное переписывание ДНК в РНК называется транскрипцией, то вирус (или пораженная им клетка) должен был заниматься обратной транскрипцией. “Темин заподозрил суть, но доказательства у него были настолько косвенными и хрупкими, что он вряд ли мог кого-то убедить, – вспоминал 25 лет спустя вирусолог Майкл Бишоп. – Эта гипотеза не принесла ему ничего, кроме огорчений и насмешек”[826].

Поначалу Темин и себя убедил с большим трудом. Он выдвинул смелое предположение, но ему требовалось экспериментальное доказательство. В 1960 году, твердо вознамерившись его найти, Темин перевез свою исследовательскую команду в лабораторию Макардла в штате Висконсин. По сравнению с Калтехом Висконсинский университет в Мэдисоне казался замороженной периферией, уголком, обособленным в интеллектуальном смысле не меньше, чем в физическом. Темина это вполне устраивало. Сам того не зная, он стоял на пороге молекулярной революции, однако мечтал о тишине и покое. Ежедневно прогуливаясь по заснеженным берегам озера, он обдумывал эксперименты для доказательства обратного потока информации.

Превращение РНК в ДНК – сама эта мысль заставляла содрогнуться: молекула, способная переписывать историю вспять, обращать неумолимо движущийся в одном направлении поток биологической информации. Чтобы доказать возможность этого процесса, Темину нужно было выделить в пробирке вирусный белок, который может проводить обратную транскрипцию – делать ДНК-копии по матрице молекул РНК. В 1960 году он принял на работу Сатоси Мицутани, молодого японского аспиранта, которому поручил выделить из зараженных вирусом клеток фермент обратной транскрипции.

Мицутани оказался настоящей катастрофой[827]. Как вспоминал один коллега, в глубине души он никогда не чувствовал себя клеточным биологом: то и дело невольно загрязнял клеточные культуры и вместо них выращивал в чашках Петри плесень. Раздосадованный Темин перевел его на проект, не требующий работы с клетками: если Мицутани не умеет обращаться с клеточными культурами, пусть пробует выделять белок из экстрактов зараженных вирусом клеток. Мицутани, необыкновенно талантливый химик, наконец оказался в своей стихии. Очень быстро ему удалось обнаружить в зараженных ВСР клеточных экстрактах слабую ферментативную активность. Добавив в такой экстракт РНК, он мог наблюдать в нем образование ДНК, что прямо указывало на протекание обратной транскрипции. Темин получил желанное доказательство: ВСР был вирусом необычным, способным переписывать генетическую информацию “назад” – то есть ретровирусом[828].