Мальчик, который не переставал расти… и другие истории про гены и людей - [14]
Участники проекта «Геном человека» использовали логичный, надежный подход к секвенированию генома — переход от известных участков к неизвестным. Но у них был конкурент — Джон Крейг Вентер, своего рода Илон Маск в геномике, предложивший совершенно иной подход. Вентер решил применить «метод дробовика».
Крейг Вентер — блестящий ученый с предпринимательской жилкой. Однако в школе он отнюдь не блистал и по окончании учебы мог похвалиться успехами не столько в науке, сколько в серфинге; затем был призван в армию и служил во флоте США во время войны во Вьетнаме. Опыт, пережитый им в полевом госпитале, оставил в его душе неизгладимый след, и после демобилизации Вентер занялся изучением медицины, но позже переключился на научные исследования. Он стал выдающимся ученым, однако в период работы в Национальном институте здравоохранения оказался замешан в скандальной попытке запатентовать гены, а потом ушел оттуда в частный сектор, где тоже преуспел. Будучи первым президентом корпорации Celera, Вентер решил потягаться с проектом «Геном человека», для чего обратился к отвергнутому участниками проекта «методу дробовика». По этому методу геном разбивают на много маленьких кусочков, их секвенируют, а затем собирают, как огромную мозаику.
Допустим, вы провели секвенирование и получили три следующих фрагмента:
При наличии достаточных вычислительных мощностей можно сложить эти кусочки вместе, вот таким образом:
* Еще одна неслучайно выбранная последовательность — из гена NKX2–5, о котором шла речь в моей диссертации. Есть и другая причина, по которой он один из моих любимых. В генетике животных, и в особенности в генетике мух, с придумыванием названий дело всегда обстояло лучше, чем в генетике человека. Ген NKX2–5 играет важную роль в развитии человеческого сердца. У мух нет настоящего сердца — у них, по сути, просто трубка, которая сокращается, однако имеется ген, очень похожий на NKX2–5. Когда он был обнаружен, выяснилось, что у мух, у которых он отсутствует, сердечная трубка вообще не развивается. Знаете, как назвали мушиный ген? Tinman, то есть Железный Дровосек.
Первый отрезок перекрывается со вторым, а второй — с третьим. Без второго вы бы никак не смогли связать первый и третий. Но если непрерывно разбивать и секвенировать, разбивать и секвенировать, в конце концов вы получите достаточно перекрывающихся кусочков, чтобы сложить все целиком. Компания Celera добилась поистине впечатляющего успеха, применив именно этот метод. Бросив вызов 20 институтам в шести странах и Министерству энергетики США, Celera вышла на финишную прямую ноздря в ноздрю с проектом «Геном человека», финансируемым государством, — именно поэтому Вентер в тот день выступал вместе с Коллинзом в Белом доме.
У Celera было одно существенное преимущество перед проектом «Геном человека» — доступ ко всем данным последнего. С самого начала одним из фундаментальных принципов проекта «Геном человека» стал открытый доступ к полученным данным, что определило современные нормы, принятые в биомедицинских науках.
Вы можете задаться вопросом, какие выгоды компания Celera рассчитывала получить от этой затеи. Первоначально планировалось расшифровывать и патентовать генетические последовательности. Компания подала предварительные заявки на патенты на 6500 последовательностей, но в конце концов не закончила этот процесс и тоже открыла свои данные для всеобщего доступа (в частности, прислала нам тот диск, и не ее вина, что мы не смогли в нем разобраться).
С самого начала предполагалось, что «референсный» геном будет представлять собой мозаику из геномов разных людей. В проект привлекли добровольцев, живших по соседству с 20 центрами секвенирования. Их личные данные не записывались, и лишь небольшая доля собранных образцов была на практике использована для секвенирования, поэтому остается неизвестным, чья именно ДНК вошла в состав «референсной». Современная версия «референсного» генома, с которой мы работаем, постоянно уточняется и пополняется благодаря новым данным, полученным от большого числа разных людей, — это лоскутное одеяло, состоящее из множества кусочков неодинакового размера. Компания Celera сделала примерно то же, хотя ее выборка, возможно, была менее случайной. Всего был задействован 21 донор. За исключением возраста, пола и этнического происхождения (указанного со слов самих доноров), никакие данные о них не фиксировались. Добровольцы сдали по 130 мл крови (чуть более четверти пинты — достаточно, чтобы изобразить живописную сцену преступления). Мужчины также сдали пять образцов спермы, собранных в течение шести недель (раздел статьи, опубликованной компанией Celera в журнале Science, где описываются используемые методы, необычайно занимателен). Из 21 добровольца для секвенирования были отобраны всего пятеро: двое мужчин и три женщины, из них один — афроамериканского происхождения, один — китайского, один — латиноамериканского, а также два европеоида.
Впоследствии оказалось, что доля данных одного европеоида мужского пола непропорционально велика, и его имя было раскрыто: это был не кто иной, как сам Вентер. Лишь через несколько лет Вентер довел секвенирование собственного генома до конца. Возможно, это был первый случай секвенирования генома конкретной личности. Я говорю «возможно», поскольку примерно в то же время был секвенирован геном Джеймса Уотсона, и трудно сказать, кто успел закончить раньше.
