Уолтер Айзексон

Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества

Walter Isaacson

The Code Breaker. Jennifer Doudna, Gene Editing, and the Future of the Human Race

© Walter Isaacson, 2021

© З. Мамедьяров, перевод на русский язык, 2023

© 2021 by Christopher Michel, фотография на обложке

© А. Бондаренко, художественное оформление, макет, 2023

© ООО «Издательство АСТ», 2023

Издательство CORPUS

* * *

Памяти Элис Мэйхью и Кэролайн Рейди.

Их улыбки дарили нам радость.

Введение. В атаку!

Дженнифер Даудне не спалось. Калифорнийский университет в Беркли, где за ней закрепился статус суперзвезды, после того как она приложила руку к изобретению технологии редактирования генома, известной как CRISPR, только что закрыл кампус из-за быстрого распространения пандемии коронавируса. Даудна скрепя сердце отвезла своего сына Энди, который учился в выпускном классе школы, на железнодорожную станцию, откуда он поехал во Фресно на конкурс по робототехнике. Теперь, в два часа ночи, она разбудила мужа и настояла, что необходимо забрать сына до начала соревнования, которое проводилось в закрытом выставочном центре, куда должны были съехаться более 1200 человек. Даудна с мужем оделись, сели в машину, нашли работавшую бензоколонку и отправились в трехчасовой путь. Энди, их единственный ребенок, не обрадовался их приезду, но родители убедили его собрать вещи и вернуться домой. Когда они выезжали с парковки, Энди получил сообщение от команды: “Соревнование по робототехнике отменено! Всем детям немедленно уехать!”[1]

В тот момент, как вспоминает Даудна, она поняла, что ее мир и мир науки изменился. Правительство мешкало с ответом на COVID, поэтому преподавателям университетов и старшекурсникам пора было взяться за пробирки, поднять пипетки и ринуться в атаку. На следующий день – в пятницу, 13 марта 2020 года, – Даудна организовала встречу с коллегами по Беркли и другими учеными из окрестностей Сан-Франциско, чтобы обсудить, кто чем может заняться.

Около дюжины участников встречи прошли по пустынному кампусу Беркли и собрались в блестящем здании из камня и стекла, где находилась их лаборатория. Стулья в зале заседаний на первом этаже стояли вплотную друг к другу, и первым делом ученые расставили их на дистанции в полтора метра друг от друга. Затем они включили видеосистему, с помощью которой к ним по зуму присоединились еще пятьдесят исследователей из соседних университетов. Даудна обратилась к собравшимся, не скрывая напряжения, которое обычно прятала за внешним спокойствием. “Обычно академические ученые такими вещами не занимаются, – сказала она. – Но сейчас необходимо наше участие”[2].

Пионеру CRISPR как нельзя лучше подходила роль руководителя команды, противостоящей вирусу. Инструмент для редактирования генома, разработанный Даудной и другими учеными в 2012 году, основан на хитрости, к которой бактерии уже более миллиарда лет прибегают для борьбы с вирусами. В ДНК бактерий содержатся расположенные группами повторяющиеся последовательности, или CRISPR, которые запоминают, а затем атакуют и уничтожают вирусы. Иными словами, это иммунная система, способная адаптироваться для борьбы с каждой новой волной вирусов, – именно то, что нужно нам, людям, в эпоху, которая омрачается повторяющимися вирусными эпидемиями, словно мы по-прежнему живем в Средневековье.

Даудна, как всегда собранная и методичная, показала слайды, на которых были перечислены возможные подходы к противодействию коронавирусу. Она руководила собранием, внимательно выслушивая каждого. Она хоть и стала звездой научного мира, общаться с ней было достаточно просто. Она преуспела в искусстве работать в сжатые сроки, но при этом находить время, чтобы устанавливать эмоциональную связь с людьми.

Первой команде, собранной Даудной, поручили создать лабораторию для диагностики коронавируса. Одним из руководителей стала постдок Дженнифер Хэмилтон, которая несколькими месяцами ранее целый день учила меня редактировать геном человека с помощью CRISPR. Я обрадовался, но вместе с тем и слегка огорчился, когда увидел, насколько это просто. Даже мне это было по плечу!

Перед другой командой поставили задачу разработать новые тесты на коронавирус на основе CRISPR. Даудне нравятся коммерческие предприятия, и это пошло на пользу делу. Тремя годами ранее она вместе с двумя своими студентами основала компанию, использовавшую CRISPR в качестве инструмента для обнаружения вирусных болезней.

Начав работу по поиску новых тестов для выявления коронавируса, Даудна открыла новый фронт в ожесточенной, но результативной борьбе с конкурентом, живущим на другом конце страны. Обаятельный молодой исследователь Фэн Чжан, который родился в Китае, вырос в Айове и работал в Институте Брода при Массачусетском технологическом институте и Гарварде, стал ее соперником в 2012 году, когда оба ученых искали способы превратить CRISPR в инструмент для редактирования генома, и после этого они жестко конкурировали друг с другом, совершая научные открытия и создавая компании, связанные с CRISPR. Теперь, с началом пандемии, они вступили в очередную гонку, но уже не стремясь зарегистрировать новые патенты, а намереваясь принести пользу.

Даудна остановилась на десяти проектах. Она предложила руководителя для каждого из них и остальным предложила разделиться на команды. Предполагалось, что в паре с каждым будет работать человек, выполняющий аналогичные функции, чтобы дело не прерывалось в боевых условиях: если бы один заразился вирусом, другой продолжил бы его труд. Больше личных встреч не было. С тех пор команды общались в Zoom и Slack.

– Я хочу, чтобы все приступили к работе поскорее, – сказала Даудна. – Как можно скорее.

– Не волнуйтесь, – заверил ее один из участников встречи. – Ни у кого не запланировано никаких поездок.

Но никто из присутствовавших на встрече не упомянул о более долгосрочных планах – о возможности использования CRISPR для инженерии наследуемых изменений человеческого генома, которые сделали бы наших детей и всех наших потомков менее уязвимыми для вирусных инфекций. Такие генетические усовершенствования могли бы навсегда изменить род человеческий.

“Это из области фантастики”, – отмахнулась Даудна, когда я коснулся темы после встречи. Да, согласился я, похоже на “О дивный новый мир” или “Гаттаку”. Но, как и в случае с любой хорошей научной фантастикой, кое-что из описанного уже сбылось. В ноябре 2018 года молодой китайский ученый, присутствовавший на нескольких конференциях Даудны по редактированию генома, применил CRISPR, чтобы отредактировать геном эмбрионов и удалить ген, который производит рецептор для ВИЧ – вируса, вызывающего СПИД. В результате родились девочки-близнецы, первые в мире “дизайнерские дети”.

Сначала все пришли в восторг, а затем испытали потрясение. Многие замахали руками, начали собираться комиссии. Жизнь на этой планете эволюционировала более трех миллиардов лет, и наконец один вид (наш) обнаружил талант и дерзость, чтобы взять под контроль собственное генетическое будущее. Казалось, мы переступили порог и вошли в совершенно новую эпоху, возможно даже в дивный новый мир, как тогда, когда Адам и Ева вкусили яблоко или Прометей украл у богов огонь.

Новообретенная способность редактировать собственный геном ставит перед нами весьма любопытные вопросы. Следует ли нам редактировать геном своего вида, чтобы снизить уязвимость человечества для смертельных вирусов? Было бы здорово! Правда? Следует ли нам редактировать геном, чтобы уничтожать опасные болезни, такие как болезнь Гентингтона, серповидноклеточная анемия и кистозный фиброз? И это было бы неплохо. А как быть с глухотой и слепотой? С маленьким ростом? С депрессией? Хм-м-м… Как вообще к этому относиться? Если через несколько десятков лет такие эксперименты станут доступными и безопасными, стоит ли позволить родителям повышать своим детям коэффициент интеллекта и наращивать мышцы? А выбирать цвет глаз? Цвет кожи? Рост?

Эй! Давайте на минутку остановимся, прежде чем пройти по этой скользкой дорожке. Как это может повлиять на разнообразие наших обществ? Если мы перестанем получать свои характеристики случайным образом, не ослабит ли это нашу способность к сопереживанию и умение принимать людей такими, какие они есть? Если ассортимент в генетическом супермаркете не будет бесплатным (а этого точно не стоит ожидать), разве это не приведет к серьезному усилению неравенства – и не закрепит его навсегда в генах рода человеческого? Учитывая перечисленные проблемы, разве можно позволять отдельным людям принимать такие решения? Может, решать должно общество в целом? Возможно, нам стоит разработать какие-то правила.

Под “нами” я понимаю нас. Всех нас, включая вас и меня. Вопрос о том, приемлемо ли редактировать геном, а если да, то в каких случаях, станет одним из самых животрепещущих в XXI веке, поэтому я решил, что полезно будет понять, как именно это делается. Все новые и новые волны вирусных эпидемий также подчеркивают важность изучения наук о жизни. Очень приятно постигать, как работает какая-либо система, особенно если эта система – мы сами. Даудна испытала это удовольствие, и теперь оно доступно и нам. Именно об этом и пойдет речь в моей книге.

Изобретение CRISPR и эпидемия COVID ускорят наш переход к третьей великой революции новейшего времени. Эти революции начались чуть более столетия назад с открытия трех фундаментальных зерен нашего существования: атома, бита и гена.

В первой половине XX века, после выхода в 1905 году статей Альберта Эйнштейна о теории вероятности и квантовой теории, революцию возглавила физика. За пятьдесят лет, прошедших с “года чудес”, теории Эйнштейна привели к появлению атомных бомб и атомной энергетики, транзисторов и космических кораблей, лазеров и радаров.

Вторая половина XX века стала информационной эпохой, в основу которой легла идея, что любую информацию можно закодировать двоичными цифрами – так называемыми битами, – а все логические процессы можно выполнять при помощи замкнутых цепей с двухпозиционными переключателями. В результате в 1950-х годах появились микросхема, компьютер и интернет. В сочетании три этих инновации привели к рождению цифровой революции.

Теперь мы вошли в третью, еще более знаменательную эпоху – эпоху революции в сфере наук о жизни. К детям, изучающим цифровое кодирование, присоединятся дети, изучающие генетический код.

Когда в 1990-х годах Даудна училась в университете, другие биологи спешили нанести на карту гены, закодированные в ДНК. Но Даудна проявляла больший интерес к менее знаменитому родственнику ДНК – РНК. Это молекула, которая осуществляет реальную работу в клетке, копируя некоторые инструкции, закодированные в ДНК, и используя их для построения белков. В стремлении постичь РНК Даудна пришла к фундаментальному вопросу: как зародилась жизнь? Молекулы РНК, которые она изучала, обладали способностью к самовоспроизводству, а потому вполне можно было допустить, что четыре миллиарда лет назад они начали размножаться в бульоне из химических веществ, плескавшемся на нашей планете, даже до появления ДНК.

Занимаясь молекулами жизни в Беркли, Даудна сосредоточилась на изучении их строения. Если вы следователь, то основными уликами в биологическом детективе становятся особенности молекул, определяющие принципы их взаимодействия с другими молекулами. Даудне для этого нужно было изучить строение РНК. Ее труд перекликался с проведенной Розалинд Франклин работой над ДНК, которая помогла Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику открыть в 1953 году двойную спираль ДНК. Так случилось, что Уотсон, весьма многогранная личность, впоследствии не раз возникал у Даудны на пути.

Когда Даудна стала специалистом по РНК, с ней связался биолог из Беркли, который изучал систему CRISPR, разработанную бактериями в борьбе с вирусами. Как и многие открытия фундаментальной науки, это знание оказалось полезным в практическом отношении. Некоторые сферы его применения весьма обыденны, например защита бактерий в йогуртовых культурах. Но в 2012 году Даудна с коллегами нашли более сенсационный способ использования CRISPR и научились превращать их в инструмент для редактирования генома.

Сегодня CRISPR применяются в лечении серповидноклеточной анемии, рака и слепоты. В 2020 году Даудна со своими командами начала изучать, как CRISPR могут выявлять и уничтожать коронавирус. “Системы CRISPR появились в бактериях в процессе эволюции в результате длительной войны бактерий с вирусами, – говорит Даудна. – У людей нет времени ждать, пока наши клетки естественным путем научатся противостоять этому вирусу, поэтому нам нужно добиться желаемого своим умом. Разве не чудесно, что один из инструментов в этой древней бактериальной иммунной системе называется CRISPR?[3] Этим и прекрасна природа”. О да, запомните: природа прекрасна. Об этом тоже пойдет речь в этой книге.

В сфере редактирования генома есть и другие звезды. Большинство из них тоже заслуживает биографических книг, а возможно, и фильмов. (Краткая презентация: “Игры разума” встречаются с “Парком юрского периода”.) Они играют важные роли в этой книге, поскольку я хочу продемонстрировать, что наука – это командный спорт. Но я также хочу показать влияние, которое может оказывать настойчивый, любознательный, упрямый и отчаянно напористый человек. С улыбкой, которая порой (и все же не всегда) скрывает опаску, проглядывающую у нее в глазах, Дженнифер Даудна стала отличным главным героем. У нее есть склонность к работе в команде, без которой не обойтись ни одному ученому, но вместе с тем в ее характере есть и боевитость, свойственная большинству великих инноваторов. Она всегда контролирует свои эмоции и не зазнается, несмотря на звездный статус.

В ее биографии – биографии ученого, лауреата Нобелевской премии и публичного интеллектуала – рассказ о CRISPR связывается с более заметными нитями истории, включая роль женщин в науке. Ее работа, как и работа Леонардо да Винчи, показывает, что ключ к инновациям – это объединение интереса к фундаментальной науке с практической деятельностью по созданию инструментов, которые находят применение в жизни, то есть перенос открытий из лаборатории к постели больного.

Рассказывая историю Даудны, я надеюсь показать читателям, как работает наука. Что происходит в лаборатории? В какой степени открытия зависят от гениальности отдельных людей и насколько важнее стала командная работа? Не подрывает ли конкуренция за награды и патенты основы для сотрудничества?

Но главное – я хочу подчеркнуть важность фундаментальной науки, то есть исследований, которые движимы любознательностью, а не практическими соображениями. Теоретические исследования чудес природы создают задел – порой непредсказуемым образом – для будущих инноваций[4]. Изучение физики поверхностного состояния в конце концов привело к появлению транзистора и микросхемы. Исследования поразительного метода, используемого бактериями для противостояния вирусам, в итоге помогли создать инструмент для редактирования генома и разработать техники, которые человечество может применять в собственной борьбе с вирусами.

Эта история полна серьезнейших вопросов, затрагивающих массу тем, от происхождения жизни до будущего человечества. И начинается она с рассказа о том, как одна шестиклассница, которой нравилось искать “сонную траву” и другие удивительные вещи среди вулканических пород Гавайев, однажды пришла домой из школы и обнаружила у себя на кровати детективную историю о людях, открывших то, что сами они лишь с небольшим преувеличением назвали “секретом жизни”.

Часть первая. Происхождение жизни

И насадил Господь Бог рай в Едеме на востоке, и поместил там человека, которого создал.

И произрастил Господь Бог из земли всякое дерево, приятное на вид и хорошее для пищи, и дерево жизни посреди рая, и дерево познания добра и зла.

Книга Бытия 2: 8–9

Глава 1. Хило

Хоуле

Если бы Дженнифер Даудна росла в любой другой части Америки, возможно, она считала бы себя обычным ребенком. Но в Хило, старом городе в усеянном вулканами районе Большого острова Гавайского архипелага, она, по собственному признанию, чувствовала себя “настоящей чудачкой” из-за своих светлых волос, голубых глаз и высокого роста. Дети дразнили ее, и особенно ей доставалось от мальчишек, ведь у нее, в отличие от них, на руках росли волосы. Ее называли “хоуле”, а это слово хоть и не было ужасным само по себе, но часто использовалось для пренебрежительного именования чужаков. Из-за него у Дженнифер сформировалась защитная скорлупа, которая скрывалась за тем, что впоследствии превратилось в фасад добродушия и очарования[5]. Семейной легендой стала история об одной из прабабушек Дженнифер. У нее было три брата и две сестры. Родители не могли позволить себе оплатить образование всем детям, поэтому решили отправить учиться двух девочек. Одна из них стала учительницей в Монтане и вела дневник, который по сей день передается из поколения в поколение. В нем она рассказывала о стойкости и сломанных руках-ногах, о работе в семейной лавке и других предприятиях фронтира. “Она была твердой и упрямой, как настоящий первопроходец”, – говорит сестра Дженнифер Сара, которая хранит дневник сейчас.

Дженнифер в Хило

Дженнифер тоже росла с двумя сестрами, но братьев у нее не было. Старшая из трех, она была любимицей отца, Мартина Даудны, который, когда речь заходила о детях, порой говорил, что воспитывает “Дженнифер и девочек”. Дженнифер родилась 19 февраля 1964 года в Вашингтоне, где ее отец работал спичрайтером в Министерстве обороны. Он мечтал стать профессором американской литературы, а потому переехал в Анн-Арбор вместе с женой Дороти, преподававшей в муниципальном колледже, и поступил в Мичиганский университет.

Получив докторскую степень, он отправил резюме в пятьдесят заведений, но получил лишь одно предложение – от Гавайского университета в Хило. В августе 1970 года, когда Дженнифер было семь лет, он позаимствовал 900 долларов из пенсионных накоплений жены и перевез семью на Гавайи.

Многие творческие люди, включая тех, о ком я писал, например Леонардо да Винчи, Альберт Эйнштейн, Генри Киссинджер и Стив Джобс, росли, чувствуя себя чужими в своем окружении. Так было и с Даудной – маленькой светловолосой девочкой, живущей среди полинезийцев в Хило. “В школе мне было очень, очень одиноко, я пребывала в изоляции”, – говорит она. В третьем классе она была такой затравленной, что у нее начались проблемы с питанием. “Я страдала от всевозможных расстройств пищеварения, которые, как я впоследствии поняла, возникали из-за стресса. Меня постоянно дразнили”. Она обращалась к книгам и училась не принимать обид близко к сердцу. “Им никогда не добраться до того, что у меня внутри”, – твердила она себе.

Как и многие из тех, кто чувствует себя изгоями, она живо интересовалась, как люди находят свое место в мире. “Очень важной для меня стала попытка выяснить, кто я такая в этом мире и как найти свое место”, – сказала она впоследствии[6].

К счастью, чувство отчужденности не пустило в ней глубокие корни. В школе стало полегче, Дженнифер научилась быть мягче, и шрамы, полученные в раннем детстве, начали бледнеть. Они напоминали о себе лишь изредка, когда какое-нибудь событие – обходной маневр при подаче заявки на патент или скрытность и нечестность партнера по бизнесу – задевало ее достаточно глубоко.

Расцвет

Ситуация стала меняться к лучшему в середине третьего класса, когда семья Даудны переехала из центра Хило в квартал новых типовых домов, построенный на лесистом склоне ближе к вулкану Мауна-Лоа. Дженнифер перешла из большой школы, где в параллели училось шестьдесят детей, в маленькую, где их было всего двадцать. Тогда у них начались уроки по истории США, и этот предмет позволил Дженнифер нащупать свою связь с окружением. “Это стало поворотным моментом”, – вспоминает она. Она делала такие успехи, что к пятому классу учителя математики и естествознания настояли, чтобы она перепрыгнула через класс. И родители перевели ее сразу в шестой.

Эллен, Дженнифер, Сара, Мартин и Дороти Даудна

В тот год она наконец нашла близкую подругу, с которой не расстается всю жизнь. Лиза Хинкли (ныне Лиза Туигг-Смит) родилась в классической смешанной гавайской семье: у нее есть шотландские, датские, китайские и полинезийские корни. Она знала, как давать отпор обидчикам. “Когда меня называли вонючей хоуле, я умирала со стыда, – вспоминает Даудна. – Но когда задира обзывал Лизу, она оборачивалась, смотрела ему в глаза и наносила ответный удар. Я решила, что хочу быть такой же”. Однажды на уроке учеников спросили, кем они хотят стать, когда вырастут. Лиза заявила, что хочет стать парашютисткой. “Я подумала: «Как круто!» Я не могла и вообразить, что отвечу такое. В отличие от меня, она была очень смелой, и тогда я решила, что тоже не буду робеть”.

Дон Хеммес

Даудна и Хинкли катались на велосипедах и бродили по полям сахарного тростника. Биология тех мест весьма разнообразна: мох и грибы, персиковые деревья и сахарные пальмы. Девочки находили луга, где валуны из вулканических пород скрывались за папоротниками. В пещерах, образовавшихся при излиянии лавы, жили безглазые пауки. Даудна гадала: как вообще появился такой вид? Ей была также интересна колючая лиана хилахила, или “сонная трава”, потому что ее листья, напоминающие листья папоротника, сворачивались, стоило только к ним прикоснуться. “Я спрашивала себя, – говорит она, – почему листья закрываются, когда к ним прикасаешься?”[7]

Мы наблюдаем чудеса природы каждый день, будь то движущееся растение или закат, который запускает розовые пальцы в синее небо. Секрет истинной любознательности в том, чтобы пытаться найти причину этих явлений. Почему небо синее, закат – розовый, а лист сонной травы сворачивается?

Вскоре Даудна нашла человека, который мог помочь ей ответить на такие вопросы. Ее родители дружили с профессором биологии Доном Хеммесом и часто гуляли с ним на природе. “Мы посещали долину Вайпио и другие места на Большом острове, где искали грибы, которые входили в сферу моих научных интересов”, – вспоминает Хеммес. Сфотографировав грибы, он доставал один из определителей и пояснял Даудне, как их узнавать. Он также собирал микроскопические ракушки на пляже и вместе с ней сортировал их, чтобы попытаться проследить их эволюцию.

Отец купил Дженнифер лошадь, гнедого мерина, которого назвали Мокихана, как гавайское дерево с ароматными плодами. Дженнифер вступила в футбольную команду, где стала играть на позиции полузащитника, на которую очень сложно было найти игрока с длинными ногами и огромной выносливостью. “Примерно так я подхожу к своей работе, – говорит Даудна. – Я нахожу ниши, подходящие лишь для небольшого количества людей с определенным набором навыков”.

Математика была ее любимым предметом, потому что, доказывая теоремы, она чувствовала себя настоящим сыщиком. Кроме того, у нее была прекрасная и увлеченная учительница биологии Марлен Хапаи, которая показывала, что такое радость открытия. “Она учила нас, что наука – это процесс выяснения истины”, – говорит Даудна.

Хотя оценки Дженнифер стали лучше, ей казалось, что в ее маленькой школе не слишком многого ждали от учеников. “Мне казалось, что учителя не ждут от меня ничего особенного”, – вспоминает она. Она отвечала на это необычным образом: в отсутствие трудностей она снова и снова шла на риск. “Я решила, что нужно просто действовать, была не была, – поясняет она. – В результате я стала чаще рисковать и впоследствии в науке поступала точно так же, выбирая, чем заниматься”.

Одним из тех, кто толкал ее вперед, был ее отец. Истинный интеллектуал, рожденный для учебы и академической карьеры, он видел в старшей дочери родственную душу. “Мне всегда казалось, что я была для него сыном, которого он так хотел, – говорит Даудна. – Он относился ко мне немного иначе, чем к сестрам”.

“Двойная спираль” Джеймса Уотсона

Отец Даудны очень много читал: каждую субботу он брал в местной библиотеке целую стопку книг, которые прочитывал к следующим выходным. Его любимыми писателями были Эмерсон и Торо, но Дженнифер росла, и он все лучше понимал, что в основном проходит со студентами литературу, которую творят мужчины. В результате он включил в программу курса произведения Дорис Лессинг, Энн Тайлер и Джоан Дидион.

Он часто приносил Дженнифер книги из библиотеки или местного букинистического магазина. Именно так ей в руки и попала “Двойная спираль” Джеймса Уотсона – книга в бумажной обложке лежала на кровати и ждала, когда девочка, учившаяся тогда в шестом классе, вернется из школы.

Дженнифер отложила книгу, решив, что перед ней детектив. Когда она наконец взялась за нее дождливым субботним днем, оказалось, что в некотором роде она была права. Быстро листая страницы, Дженнифер погружалась в увлекательную детективную историю, полную ярких персонажей и повествующую об амбициях и соперничестве в стремлении к разгадке глубинных истин природы. “Когда я дочитала книгу, мы с отцом обсудили ее, – вспоминает Даудна. – Ему понравилась история, в особенности ее личный аспект – человеческий фактор в проведении подобных исследований”.

В книге Уотсон рассказывает (порой чересчур драматично), как он, пробивной двадцатичетырехлетний студент-биолог с американского Среднего Запада, оказался в Кембриджском университете в Англии и подружился с биохимиком Фрэнсисом Криком, вместе с которым в 1953 году первым пришел к финишу в гонке за открытие структуры ДНК. Выдержанная в блестящем повествовательном стиле, свойственном импульсивному американцу, освоившему английское послеобеденное искусство одновременно подшучивать над собой и хвастаться своими успехами, эта книга подает солидную порцию научного знания под соусом из басен знаменитых профессоров, а также рассказывает о прелестях флирта, тенниса, лабораторных экспериментов и дневного чая.

Уотсон предстает в книге в образе удачливого простака и выводит еще одного весьма интересного персонажа – Розалинд Франклин, специалиста по структурной биологии и кристаллографии, результаты работы которой Уотсон использовал без спроса. Демонстрируя обыденный сексизм 1950-х, Уотсон постоянно называет ее Рози, хотя она никогда не представлялась этим именем, и высмеивает ее строгий вид и холодность. И все же он с большим уважением отзывается о ее мастерстве в сфере сложной науки и прекрасного искусства использования дифракции рентгеновских лучей для изучения структуры молекул.

“Думаю, я заметила, что на нее смотрели свысока, но главным образом меня поразило, что женщина может стать великим ученым, – говорит Даудна. – Это может показаться странным. Наверняка я слышала о Марии Кюри. Но, прочитав эту книгу, я впервые задумалась об этом, и у меня открылись глаза. Женщины могут быть учеными”[8].

Книга также помогла Даудне понять вполне логичную, но в то же время восхитительную вещь: в природе существовали биологические механизмы, которые управляли живыми организмами, и этим в том числе объяснялись удивительные явления, наблюдаемые в дождевых лесах. “Я росла на Гавайях и вместе с отцом охотилась за интересными вещами в природе, например за «сонной травой», которая сворачивается при прикосновении, – вспоминает она. – Прочитав книгу, я осознала, что можно охотиться и за причинами, которыми объясняется функционирование природы”.

Карьеру Даудны определила мысль, лежащая в основе “Двойной спирали”: от формы и структуры химической молекулы зависит, какую биологическую роль она может играть. Это потрясающее откровение для человека, которому хочется познать глубочайшие тайны жизни. Именно так химия – наука о том, как из атомов составляются молекулы, – становится биологией.

В более широком смысле ее карьеру определило и понимание, что в тот день, увидев “Двойную спираль” у себя на кровати и посчитав ее детективом, которые она очень любила, она оказалась права. “Я всегда любила детективные романы, – отметила она много лет спустя. – Может, этим и объясняется мое увлечение наукой, которая, по сути, представляет собой попытку человечества разгадать самую древнюю из известных нам загадок: объяснить происхождение и принципы работы мира природы и определить свое место в этом мире”[9].

Хотя в ее школе девочек не подталкивали заниматься наукой, Даудна решила, что хочет стать ученым. Ведомая стремлением понять, как работает природа, и честолюбивым желанием превращать открытия в изобретения, она в итоге помогла сделать то, что Уотсон, как всегда скрывая напыщенность за ложной скромностью, впоследствии назвал в разговоре с ней самым важным прорывом в биологии с момента открытия двойной спирали.

Глава 2. Ген

Дарвин

Пути, которые привели Уотсона и Крика к открытию структуры ДНК, были проложены столетием ранее, в 1850-х годах, когда английский натуралист Чарльз Дарвин опубликовал свой труд “Происхождение видов”, а Грегор Мендель, не перегруженный работой священник из Брно (ныне входит в состав Чехии), начал разводить горох в саду своего монастыря. Клювы дарвиновских вьюрков и признаки менделевского гороха привели к рождению представления о гене как носителе наследственного кода живых организмов[10].

Изначально Дарвин планировал пойти по стопам отца и деда, которые были уважаемыми врачами. Но его ужаснул вид крови и крики ребенка, привязанного к кровати во время операции, и потому он бросил занятия медициной и стал учиться на англиканского священника, хотя эта роль ему тоже совершенно не подходила. На самом деле с того самого момента, когда в восемь лет он начал собирать коллекции биологических образцов, он хотел стать натуралистом. Он получил такую возможность в 22 года, в 1831 году, когда его пригласили отправиться в кругосветное путешествие на борту частного бриг-шлюпа “Бигль”, где он должен был выполнять обязанности натуралиста, собирая образцы флоры и фауны[11].

В 1835 году, на четвертом году пятилетнего плавания, “Бигль” обследовал десяток крошечных островов Галапагосского архипелага к западу от тихоокеанского побережья Южной Америки. Там Дарвин обнаружил скелеты птиц, которых определил как вьюрков, черных дроздов, дубоносов, пересмешников и крапивников. Но два года спустя, когда он вернулся в Англию, орнитолог Джон Гульд сообщил ему, что на самом деле все птицы были разновидностями вьюрков. Дарвин начал развивать теорию, что у всех этих птиц был общий предок.

Он вырос в сельской глубинке Англии и знал, что лошади и коровы порой рождаются с незначительными различиями и за годы заводчики выбирают лучшие из них, чтобы наделять целые стада более желанными характеристиками. Возможно, природа поступала точно так же. Дарвин назвал это “естественным отбором”. Он предположил, что в некоторых изолированных районах, например на Галапагосских островах, в каждом поколении происходило несколько мутаций, носители которых, возможно, чаще выигрывали конкуренцию за скудные ресурсы при изменении условий окружающей среды и потому с большей вероятностью производили потомство. Допустим, клюв одного вида вьюрков был приспособлен так, чтобы удобно было питаться фруктами, но затем во время засухи плодовые деревья погибли, поэтому несколько случайно мутировавших особей с клювами, лучше приспособленными для раскалывания орехов, получили преимущество. “При таких условиях благоприятные изменения должны иметь тенденцию сохраняться, а неблагоприятные – уничтожаться, – написал он. – Результатом этого и должно быть образование новых видов”[12].

Дарвин не спешил публиковать свою теорию, считая ее еретической, но тут, как часто случается в истории науки, в дело вмешалась конкуренция. В 1858 году молодой натуралист Альфред Рассел Уоллес прислал Дарвину черновик статьи, в которой предложил подобную теорию. Дарвин поспешил подготовить собственную статью к публикации, и они с Уоллесом договорились представить свои работы в один день на грядущем заседании видного научного общества.

Дарвин и Уоллес обладали ключевой чертой, подстегивающей креативность: спектр их интересов был широк, и они умели устанавливать связи между разными дисциплинами. Оба натуралиста бывали в экзотических местах, где наблюдали изменчивость видов, и оба читали “Опыт закона о народонаселении” английского экономиста Томаса Мальтуса. Мальтус утверждал, что численность населения на планете, вероятно, будет возрастать быстрее, чем количество пищевых ресурсов. В результате перенаселения начнется голод, который приведет к гибели слабых и бедных людей. Дарвин и Уоллес поняли, что описанный принцип применим ко всем видам и потому позволяет сформулировать теорию эволюции путем выживания сильнейших. “Я случайно, ради развлечения прочитал книгу Мальтуса «О народонаселении», и <…> меня сразу поразила мысль, что при таких условиях благоприятные изменения должны иметь тенденцию сохраняться, а неблагоприятные – уничтожаться”, – вспоминал Дарвин. Позже писатель-фантаст и профессор биохимии Айзек Азимов, обсуждая происхождение теории эволюции, отметил: “Нужен был человек, который изучал виды, читал Мальтуса и мог установить взаимосвязь”[13].

Дарвин

Мендель

Когда стало понятно, что виды эволюционируют с помощью мутаций и естественного отбора, на повестке дня оказался важный вопрос: каков механизм этого процесса? Как происходят благоприятные изменения клюва вьюрка и шеи жирафа и каким образом они потом передаются будущим поколениям? Дарвин полагал, что в организмах могут содержаться крошечные частицы, выступающие носителями наследственной информации, и предположил, что информация от мужских и женских особей сливается в эмбрионе. Но вскоре он понял, как и остальные, что в таком случае любой новый благоприятный признак с каждым следующим поколением будет размываться, а не передаваться в неизменном состоянии.

В личной библиотеке Дарвина хранился номер малоизвестного научного журнала, в котором была опубликована написанная в 1866 году статья, содержащая ответ на эти вопросы. Однако ни Дарвин, ни большинство других ученых его времени так и не прочитали эту статью.

Мендель

Ее автором был Грегор Мендель, невысокий полноватый монах, родившийся в 1822 году в семье немецкоязычных фермеров в Моравии, которая в то время входила в состав Австрийской империи. Ему больше нравилось работать в саду монастыря в Брно, чем исполнять обязанности приходского священника: он плохо говорил по-чешски, а из-за своей застенчивости был не слишком хорошим пастором. Он решил стать учителем математики и естествознания, но, к несчастью, несколько раз провалил квалификационные экзамены даже после обучения в Венском университете. Особенно плохой результат он показал на экзамене по биологии[14].

Не сдав экзамены в последний раз и не имея лучшего занятия, Мендель удалился в монастырский сад, где принялся с настоящей одержимостью проводить селекцию гороха. Ранее он главным образом создавал чистопородные сорта. Его растения обладали семью признаками с двумя вариациями: желтые или зеленые семена, белые или фиолетовые цветки, гладкие или морщинистые семена и так далее. Путем тщательной селекции он получал чистопородные растения, у которых, например, были только фиолетовые цветки или только морщинистые семена.

В следующем году он приступил к новым опытам и начал скрещивать растения с разными признаками, например растения с белыми цветками и растения с фиолетовыми цветками. Это была тяжелейшая задача: Менделю приходилось щипцами удалять все тычинки растения и крошечной кисточкой переносить пыльцу.

Его опыты принесли судьбоносные результаты, учитывая, что тогда писал Дарвин. Признаки не сливались. Высокие растения при скрещивании с низкими не давали потомство средней высоты, а при скрещивании растений с фиолетовыми цветками с растениями с белыми цветками не получались растения с бледно-лиловыми цветками. Все потомство высоких и низких растений было высоким, а потомство растений с фиолетовыми и белыми цветками давало только фиолетовые цветки. Мендель назвал преобладающие признаки доминантными, а признаки, которые не получали приоритета, – рецессивными.

Еще более значимое открытие произошло следующим летом, когда он получил потомство от своих гибридов. Хотя в первом поколении гибриды проявляли только доминантные признаки (такие как фиолетовые цветы и высокие стебли), рецессивный признак возвращался в следующем поколении. В записях Менделя наблюдалась закономерность: во втором поколении доминантный признак проявлялся в трех из четырех случаев, а рецессивный – в одном. Когда растение наследовало два доминантных варианта гена или доминантный и рецессивный варианты, проявлялся доминантный признак. Но если оно получало два рецессивных варианта гена, то проявлялся менее распространенный признак.

Развитию науки способствует публичность. Но смиренный монах Мендель, казалось, с самого рождения был невидимкой. В 1865 году он представил свою статью, разбитую на две части для двух ежемесячных заседаний, сорока фермерам и селекционерам из Общества естествоиспытателей в Брно, которое впоследствии опубликовало ее в своем ежегоднике. На нее почти не ссылались до 1900 года, когда ее снова обнаружили ученые, проводившие подобные эксперименты[15].

Открытия Менделя и его последователей привели к появлению концепции наследственной единицы, которую датский ботаник Вильгельм Йоханссен в 1905 году назвал “геном”. Очевидно, существовала некая молекула, в которой содержалась зашифрованная наследственная информация. Многие десятилетия ученые тщательнейшим образом изучали живые клетки, пытаясь определить, что это за молекула.

Уотсон и Крик с моделью ДНК, 1953 год

Глава 3. ДНК

Сначала ученые полагали, что носителями генов выступают белки. В конце концов, белки выполняют большинство важных задач в организмах. Но позже ученые установили, что рабочими лошадками наследственности выступают другие распространенные в живых клетках вещества – нуклеиновые кислоты. Эти молекулы состоят из сахара, фосфатов и четырех веществ, называемых основаниями, которые связаны в цепи. Они бывают двух типов: рибонуклеиновая кислота (РНК) и похожая молекула, в которой недостает одного атома кислорода, в связи с чем она называется дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК). С точки зрения эволюции как простейший коронавирус, так и сложнейший человек, по сути, представляют собой упакованные белками модули, содержащие генетический материал, закодированный в нуклеиновых кислотах, и стремящиеся к его воспроизводству.

Первое открытие, позволившее разглядеть в ДНК репозиторий генетической информации, было сделано в 1944 году биохимиком Освальдом Эвери и его коллегами из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке. Они выделили ДНК из штамма бактерии, смешали ее с другим штаммом и продемонстрировали, что ДНК выступает носителем наследуемых изменений.

Чтобы сделать следующий шаг к решению загадки жизни, необходимо было понять, каким образом ДНК переносит информацию. Для этого пришлось найти признак, фундаментальный для всех тайн природы. Изучив структуру ДНК – то, как атомы связываются друг с другом и молекула какой формы получается в результате, – можно было понять, как она работает. Решение этой задачи потребовало объединения трех научных дисциплин, появившихся в XX веке: генетики, биохимии и структурной биологии.

Джеймс Уотсон

Джеймс Уотсон, выросший в Чикаго, в семье представителей среднего класса, без труда учился в государственной школе и отличался дьявольским умом и хитростью. Этим объяснялась его интеллектуальная дерзость, которая впоследствии служила ему добрую службу в научной работе, но затрудняла для него общественную деятельность. Всю жизнь он скороговоркой выдавал обрывки фраз, демонстрируя свою нетерпеливость и неспособность фильтровать импульсивные суждения. Позже он сказал, что родители преподали ему важнейший урок: “Лицемерие в стремлении к общественному одобрению подрывает уважение к себе”. Он прекрасно это усвоил. С детства и до глубокой старости он всегда оставался категоричен, даже когда был неправ, и из-за этого его поведение порой казалось обществу неприемлемым, но зато у него не возникало проблем с уважением к себе[16].

В детстве он обожал наблюдать за птицами и, выиграв три военных облигации на радиопередаче Quiz Kids, он купил на них бинокль фирмы Bausch & Lomb. Он поднимался до рассвета, чтобы отправиться с отцом в Джексон-парк, где два часа искал редких пеночек, а затем на трамвае уезжал в Лабораторную школу при Чикагском университете, где училось множество одаренных детей.

В пятнадцать лет он поступил в Чикагский университет, где планировал поставить на свою любовь к птицам, избежав нелюбимой им химии, и стать орнитологом. Однако на последнем году обучения он прочитал книгу “Что такое жизнь?”, в которой специалист по квантовой физике Эрвин Шредингер обращался к биологии, утверждая, что открытие молекулярной структуры гена покажет, как именно он передает наследственную информацию из поколения в поколение. На следующее утро Уотсон взял книгу в библиотеке и с тех пор был одержим стремлением постичь ген.

Его оценки оставляли желать лучшего, поэтому его не приняли в аспирантуру Калтеха, а Гарвард не дал ему стипендию[17]. Он поступил в Индианский университет, руководство которого – отчасти благодаря привлечению евреев, с трудом получавших постоянные должности на Восточном побережье, – сформировало одну из лучших в стране кафедр генетики, где работали будущий нобелевский лауреат Герман Мёллер и итальянский эмигрант Сальвадор Лурия.

Под руководством Лурии в аспирантуре Уотсон изучал вирусы. Сами по себе эти крошечные носители генетического материала, по сути, безжизненны, но, вторгаясь в живую клетку, они захватывают ее механизм и начинают размножаться. Проще всего изучать вирусы, которые атакуют бактерии. Такие вирусы называются “фагами” или “бактериофагами”, то есть пожирателями бактерий (запомните этот термин, поскольку он встретится нам снова, когда речь пойдет об открытии CRISPR).

Уотсон вошел в созданную Лурией международную группу биологов – “фаговую группу”. “Лурия определенно сторонился большинства химиков, особенно честолюбивых выходцев из джунглей Нью-Йорка”, – вспоминал Уотсон. Но вскоре Лурия понял, что изучение фагов предполагает обращение к химии, и потому помог Уотсону найти постдокторскую позицию для изучения химии в Копенгагене.

Весной 1951 года, утомленный неразборчивым бормотанием химика, который руководил его обучением, Уотсон отправился из Копенгагена на устроенную в Неаполе конференцию о молекулах, обнаруживаемых в живых клетках. Большинство выступлений он пропустил мимо ушей, но заинтересовался лекцией биохимика Мориса Уилкинса из Королевского колледжа Лондона.

Уилкинс был специалистом по кристаллографии и рассеянию рентгеновских лучей. Иными словами, он брал жидкость, насыщенную молекулами, позволял ей охладиться и очищал формировавшиеся в ней кристаллы. Затем он изучал их структуру. Если освещать предмет под разными углами, можно определить его строение по теням, которые он отбрасывает. Специалисты по рентгеновской кристаллографии прибегают к подобному методу: они просвечивают кристалл рентгеновскими лучами со множества разных углов и фиксируют возникающие тени и дифракционные картины. На слайде, который Уилкинс показал в заключительной части своего выступления в Неаполе, описывалось применение этой техники к ДНК.

“И вдруг меня заинтересовала химия, – вспоминал Уотсон. – Я знал, что гены могут кристаллизоваться, а следовательно, должны обладать правильной структурой, изучить которую можно было нехитрым способом”. Следующие пару дней Уотсон пытался поймать Уилкинса, надеясь выпросить у него приглашение работать в его лаборатории, но у него ничего не вышло.

Фрэнсис Крик

Вместо этого осенью 1951 года Уотсон занял постдокторскую позицию в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, которую возглавлял ведущий специалист по кристаллографии сэр Лоуренс Брэгг. К тому моменту прошло уже более тридцати лет с тех пор, как Брэгг стал самым молодым лауреатом Нобелевской премии в научных номинациях (которым он и остается по сей день)[18]. Они с отцом разделили премию, открыв основополагающий математический закон, в соответствии с которым кристаллы преломляют рентгеновские лучи.

В Кавендишской лаборатории Уотсон познакомился с Фрэнсисом Криком, и так сложился один из самых сильных научных дуэтов в истории. Биохимик-теоретик, Крик прошел Вторую мировую войну и дожил до солидных тридцати шести лет, так и не получив докторскую степень. Тем не менее он был достаточно уверен в своих интуитивных догадках и достаточно беспечен в отношении устоявшихся в Кембридже правил поведения, чтобы поправлять неточности в рассуждениях коллег и затем хвалиться этим. Уотсон начал “Двойную спираль” с запоминающегося предложения: “Я никогда не видел, чтобы Фрэнсис Крик держался скромно”[19]. Такими же словами можно было описать и поведение самого Уотсона, и двое ученых больше других коллег восхищались нескромностью друг друга. “Юношеская самоуверенность, безжалостность и нетерпимость к небрежным рассуждениям были у нас в крови”, – вспоминал Крик.

Как и Уотсон, Крик считал, что открытие структуры ДНК даст ключ к загадкам наследования. Вскоре они стали вместе обедать в видавшем виды пабе “Орел” возле лабораторий, где непринужденно болтали, закусывая пастушьим пирогом. Крик отличался громким смехом, который отвлекал сэра Лоуренса, и потому Уотсону и Крику выделили собственный кабинет.

“Они были комплементарными нитями, которые связывали непочтительность, склонность к фиглярству и неимоверная острота ума, – отметил писатель и врач Сиддхартха Мукерджи. – Они гнушались авторитетов, но жаждали их одобрения. Они считали представителей научной элиты нелепыми и лишенными воображения, но все же знали, как пробить себе дорогу в эти круги. Они видели в себе истинных отщепенцев, но уютнее всего себя чувствовали во внутренних двориках кембриджских колледжей. Они были самопровозглашенными шутами при дворе дураков”[20].

Биохимик из Калтеха Лайнус Полинг только что потряс научный мир и проложил себе путь к первой Нобелевской премии, изучив строение белков с помощью рентгеновской кристаллографии, своих представлений о квантовой механике химических связей и детского конструктора Tinkertoy. Обедая в “Орле”, Уотсон и Крик пытались придумать, как применить те же хитрости и обогнать Полинга в гонке к открытию структуры ДНК. Они даже поручили сотрудникам инструментальной мастерской Кавендишской лаборатории вырезать жестяные пластинки и нарезать медную проволоку, чтобы с помощью них представить атомы и другие компоненты в настольной модели, с которой планировали работать, пока все элементы и связи не встанут на свои места.

Одним из препятствий было то, что им предстояло зайти на территорию Мориса Уилкинса, того самого биохимика из Королевского колледжа Лондона, который показал в Неаполе сделанный в рентгеновских лучах снимок кристалла ДНК, заинтересовавший Уотсона. “Фрэнсис не мог покуситься на проблему, принадлежащую Морису, из-за английского представления о честной игре, – написал Уотсон. – Во Франции, где понятия «честная игра», по-видимому, не существует, подобная трудность вовсе не возникла бы. В Соединенных Штатах ни о чем подобном и вопроса не встанет”.

Между тем Уилкинс, казалось, не спешил обогнать Полинга. Он оказался вовлечен в неудобный внутренний конфликт, одновременно драматизированный и сведенный к банальности в книге Уотсона, столкнувшись с талантливой коллегой, которая в 1951 году только пришла работать в Королевский колледж Лондона: это была Розалинд Франклин, 31-летняя английская специалистка по биохимии, освоившая техники рентгеновской дифракции на учебе в Париже.

Ей обещали, что в Королевском колледже она возглавит команду по изучению ДНК. Уилкинс был на четыре года старше нее и уже занимался исследованиями ДНК, а потому полагал, что Франклин станет его младшей коллегой и поможет ему с рентгеновской дифракцией. В результате сложилась взрывоопасная ситуация: через несколько месяцев Уилкинс и Франклин уже почти не разговаривали друг с другом. Сексистская структура Королевского колледжа лишь способствовала их разобщению: для преподавателей было обустроено две гостиных – одна для мужчин, другая для женщин, причем последняя совсем не располагала к посещению, а первая то и дело становилась местом проведения изысканных обедов.

Франклин была увлечена научной работой и одевалась скромно. В связи с этим она сталкивалась с непониманием английских коллег, склонных к эксцентричности и привыкших рассматривать женщин как сексуальный объект, что отчетливо видно в том, как ее описывает Уотсон. “Несмотря на крупные черты лица, ее нельзя было назвать некрасивой, а если бы она обращала хоть чуточку внимания на свои туалеты, то могла бы стать очень привлекательной, – писал он. – Но ее это не интересовало. Она никогда не красила губ, чтобы оттенить свои прямые черные волосы, и в тридцать один год одевалась точно английская школьница из породы «синих чулок»”.

Франклин отказывалась делиться с Уилкинсом и вообще с кем-либо снимками, полученными с помощью рентгеновской дифракции, но в ноябре 1951 года решила выступить с лекцией, чтобы сообщить о результатах своих исследований. Уилкинс предложил Уотсону по такому случаю приехать в Лондон из Кембриджа. “На ее доклад собралось человек пятнадцать, – вспоминал Уотсон. – Быстрая и нервная манера ее речи вполне гармонировала с лишенным украшений старинным лекционным залом, где мы сидели. В ее словах не было и тени теплоты или кокетства. И все-таки она не показалась мне совсем неинтересной: время от времени я начинал прикидывать, как бы она выглядела, если бы сняла очки и сделала другую прическу. Но вскоре я сосредоточился на результатах ее рентгенографических исследований кристаллической ДНК”.

Следующим утром Уотсон пересказал лекцию Крику. Того рассердило, что Уотсон не делал заметок и потому мог лишь в общих чертах изложить основные тезисы Франклин, в частности говоря о содержании воды, обнаруженном ею в ДНК. Тем не менее Крик принялся чертить графики, утверждая, что данные Франклин свидетельствуют о структуре с двумя, тремя или четырьмя цепями, закрученными в спираль. Он полагал, что, поиграв с моделями, они вскоре смогут найти ответ. Через неделю им показалось, что решение найдено, хотя некоторые атомы в структуре и стояли слишком близко друг к другу: три цепи переплетались посередине, а четыре основания выступали из этого остова.

Гордые своим открытием, они пригласили Уилкинса и Франклин в Кембридж, чтобы те смогли взглянуть на модель. Ученые приехали на следующее утро, и после краткого обмена любезностями Крик представил им структуру с тройной спиралью. Франклин сразу заметила, что в ней есть изъян. “Вы ошибаетесь, и сейчас я объясню почему”, – сказала она тоном раздраженной учительницы.

Она утверждала, что сделанные ею снимки ДНК не показывали спиральной структуры молекулы. В этом она оказалась неправа. Но два других ее возражения были верны: извивающиеся цепи должны были находиться снаружи, а не внутри структуры, и предлагаемая модель содержала недостаточное количество воды. “На этой стадии выяснилось одно довольно неприятное обстоятельство: я неверно запомнил данные о содержании воды в использованных Рози образцах ДНК”, – сухо отметил Уотсон. Уилкинс тотчас встал на сторону Франклин и сказал, что если они сразу отправятся на вокзал, то успеют на лондонский поезд, отходящий в 15:40, и они на него успели.

Уотсон и Крик не только попали в неловкое положение, но и оказались на скамейке штрафников. Сэр Лоуренс распорядился, чтобы они прекратили работать над ДНК. Их детали для создания моделей упаковали и отправили в Лондон Уилкинсу и Франклин.

Ситуацию для Уотсона усугубила новость о том, что Лайнус Полинг собирается приехать из Калтеха и прочесть лекцию в Англии, ведь это наверняка подтолкнуло бы его активизировать собственные попытки открыть структуру ДНК. К счастью, на помощь пришел Государственный департамент США. В то время в разгаре была охота на красных и процветал маккартизм, и Полинга остановили в аэропорту Нью-Йорка, где у него конфисковали паспорт, поскольку он достаточно часто высказывался в поддержку пацифизма и в ФБР решили, что, путешествуя, он может стать угрозой для страны. В итоге Полинг не получил возможности обсудить работу по кристаллографии, проводившуюся в Англии, и это привело к тому, что США проиграли в конкурентной борьбе за открытие структуры ДНК.

Уотсон и Крик следили за работой Полинга благодаря его юному сыну Питеру, который студентом работал в их кембриджской лаборатории. Уотсон находил его приятным и дружелюбным. “Питер всегда был готов обсуждать сравнительные достоинства девушек Англии, прочих европейских стран и Калифорнии”, – вспоминал он. Но однажды в декабре 1952 года юный Полинг вошел в лабораторию, закинул ноги на стол и сообщил новость, которую боялся услышать Уотсон. В руке он держал письмо от отца, в котором тот упоминал, что определил структуру ДНК и собирается опубликовать результаты своей работы.

Статья Лайнуса Полинга пришла в Кембридж в начале февраля. Питер первым получил ее экземпляр и заглянул в лабораторию, где сказал Уотсону и Крику, что модель его отца напоминает ту, которую они проверяли: спираль из трех цепей с остовом в центре. Уотсон выхватил статью, лежавшую у Питера в кармане пальто, и начал читать. “И сразу я почувствовал что-то неладное, хотя ошибку нашел, только когда как следует разглядел рисунки”, – вспоминал он.

Уотсон понял, что некоторые атомные связи в предлагаемой Полингом модели нестабильны. Когда он обсудил это с Криком и другими сотрудниками лаборатории, они пришли к выводу, что Полинг допустил серьезный промах. Обрадовавшись этому, они в тот день закончили работу раньше и отправились в “Орел”. “Мы с Фрэнсисом пошли в «Орел», чтобы выпить за неудачу Полинга, – написал Уотсон. – Я позволил взять мне виски вместо хереса”.

“Секрет жизни”

Они понимали, что нельзя больше терять времени и соблюдать запрет заниматься тем, что делали Уилкинс и Франклин. Уотсон отправился в Лондон, взяв с собой копию еще не опубликованной статьи Полинга. Когда он приехал, Уилкинса не оказалось на месте, поэтому он без приглашения ввалился в лабораторию Франклин, которая, склонившись над световым коробом, проводила измерения по последним из своих все более четких рентгеновских снимков ДНК. Она сердито взглянула на Уотсона, но тот принялся пересказывать ей статью Полинга.

Несколько минут они спорили о том, может ли ДНК иметь спиральную структуру, и Франклин по-прежнему сомневалась в этом. “Я перебил ее, заявив, что спираль – самая простая конфигурация любой регулярной полимерной молекулы, – вспоминал Уотсон. – Рози уже еле сдерживалась и, повысив голос, заявила, что мне сразу стала бы очевидна глупость моих слов, если бы я ознакомился с ее рентгенографическими данными”.

Розалинд Франклин

“Фотография 51”

Атмосфера накалилась, когда Уотсон справедливо, но нетактично отметил, что Франклин – прекрасный экспериментатор, но добилась бы бо́льших успехов, если бы умела сотрудничать с теоретиками. “Внезапно Рози встала из-за стола и направилась ко мне. Опасаясь, что в ярости она может меня ударить, я схватил рукопись Полинга и поспешно отступил к открытой двери”.

Ровно в тот момент, когда конфликт достиг кульминации, проходивший мимо Уилкинс пригласил Уотсона попить чаю и успокоиться. Он сообщил, что Франклин сделала несколько снимков влажной формы ДНК, которые давали новые сведения о структуре молекулы. Затем Уилкинс зашел в соседний кабинет и принес снимок, который вошел в историю под названием “Фотография 51”. Уилкинс получил этот снимок законным путем: он был научным руководителем студента, который помогал Франклин его сделать. Не столь законным было решение показать снимок Уотсону, который записал некоторые ключевые параметры изображения и по возвращении в Кембридж поделился своими заметками с Криком. Снимок подтверждал, что Франклин была права, предположив, что стержневые цепи структуры находятся не внутри, а снаружи молекулы, как опоры винтовой лестницы, но ошибалась, отрицая, что ДНК может иметь спиральную структуру. “Бросавшийся в глаза черный крест мог быть лишь результатом спиральной структуры”, – тотчас отметил Уотсон. Анализ заметок Франклин показывает, что даже после визита Уотсона ей оставался еще долгий путь к открытию структуры ДНК[21].

Сидя в неотапливаемом вагоне на обратном пути в Кембридж, Уотсон набрасывал идеи на полях газеты The Times. Ему пришлось перелезть через задние ворота колледжа, где он жил, поскольку их уже закрыли на ночь. На следующее утро он пришел в Кавендишскую лабораторию и встретил там сэра Лоуренса Брэгга, который потребовал, чтобы они с Криком держались подальше от ДНК. Однако, услышав, с каким восторгом Уотсон рассказывает о том, что узнал в поездке, и вняв его желанию вернуться к работе с моделями, сэр Лоуренс дал свое согласие. Уотсон мигом спустился по лестнице в мастерскую и попросил сделать новые компоненты для моделей.

Вскоре Уотсон и Крик получили новые данные Франклин. Она представила отчет о своей работе в Британский совет по медицинским исследованиям, и один из его членов поделился им с учеными. Хотя Уотсон и Крик не крали данные Франклин в прямом смысле, они присвоили ее работу без ее разрешения.

К тому времени Уотсон и Крик уже неплохо понимали, как устроена молекула ДНК. В ней были две сахарофосфатные цепи, которые извивались, образуя двойную спираль. Из нее выступали четыре основания ДНК: аденин, тимин, гуанин и цитозин, которые сегодня обычно обозначают буквами A, T, G и C. Ученые пришли к согласию с Франклин насчет того, что остов находился снаружи, а основания выступали внутрь, образуя структуру, напоминающую винтовую лестницу. Позже Уотсон признал, сделав жалкую попытку проявить любезность: “Таким образом, ее прежняя категоричность опиралась на вполне достоверные научные результаты, а вовсе не была тупым упрямством феминистки”.

Сначала они решили, что основания стоят в парах друг с другом, то есть, например, перекладина образуется при связи аденина с аденином. Но однажды Уотсон принялся играть с комбинациями, используя собственноручно вырезанные из картона модели оснований. “И вдруг я заметил, что пара аденин – тимин, соединенная двумя водородными связями, имеет точно такую же форму, как и пара гуанин – цитозин, тоже соединенная по меньшей мере двумя водородными связями”. Ему повезло работать в лаборатории, где трудились ученые разных специальностей, и один из них, специалист по квантовой химии, подтвердил, что аденин привлекает тимин, а гуанин – цитозин.

Такая структура предполагала удивительную вещь: при разделении цепи могли самовоспроизводиться, поскольку каждая половина перекладины привлекала к себе своего естественного партнера. Иными словами, такая структура позволяла молекуле самовоспроизводиться и передавать информацию, зашифрованную в ее последовательностях.

Уотсон вернулся в мастерскую и попросил, чтобы сотрудники поскорее сделали четыре типа оснований для модели. К этому моменту мастера уже заразились его энтузиазмом и через пару часов спаяли сверкающие металлические фрагменты. Теперь у Уотсона было все необходимое, и всего за час он расположил компоненты так, чтобы структура соответствовала данным рентгенографии и законам химической связи.

В “Двойной спирали” Уотсон замечательно описал этот момент, допустив лишь легкое преувеличение: “Фрэнсис принялся рассказывать всем, кто был в «Орле», что мы раскрыли секрет жизни”. Решение казалось слишком красивым, чтобы быть верным. Структура идеально соответствовала функции молекулы. Она умела переносить код, который могла воссоздавать.

Уотсон и Крик завершили работу над своей статьей в последние выходные марта 1953 года. В ней было всего 975 слов, напечатанных на машинке сестрой Уотсона, которая согласилась помочь брату, когда он сказал, что “она тем самым примет участие в, быть может, самом славном событии в биологии со времен книги Дарвина”. Крик хотел добавить в работу развернутый раздел о том, каким образом открытие скажется на изучении наследования, но Уотсон убедил его, что краткая концовка будет более весомой. Так и родилось одно из самых важный предложений в науке: “От нас не укрылось, что представленные пары позволяют предположить, как работает механизм копирования генетического материала”.

Нобелевскую премию в 1962 году вручили Уотсону, Крику и Уилкинсу. Франклин не могла ее получить, поскольку умерла в 1958 году в возрасте тридцати семи лет от рака яичников, который, скорее всего, развился из-за продолжительной работы с рентгеновским излучением. Если бы она осталась жива, Нобелевский комитет столкнулся бы с неловкой ситуацией: премию можно делить не более чем на три части.

В конце 1950-х годов произошли две революции. Математики, включая Клода Шеннона и Алана Тьюринга, показали, что всю информацию можно закодировать двоичными цифрами, называемыми битами. Это привело к цифровой революции, которую питали замкнутые цепи с двухпозиционными переключателями, обрабатывающие информацию. Одновременно Уотсон и Крик открыли, как инструкции для построения каждой клетки в каждой форме жизни кодируются четырехбуквенными последовательностями ДНК. Так началась информационная эпоха, основанная на цифровом (0100110111001…) и генетическом (ACTGGTAGATTACA…) кодировании. Ход истории ускорился при слиянии двух этих рек.

Глава 4. Обучение биохимика

Девочки занимаются наукой

Дженнифер Даудна впоследствии познакомилась с Джеймсом Уотсоном, от случая к случаю работала с ним и убедилась, насколько он сложный человек. В некотором роде он выступал в роли ее интеллектуального наставника, пока не начинал говорить вещи, которые, казалось, происходили с темной стороны Силы. (Как канцлер Палпатин сказал Энакину Скайуокеру, “темная сторона Силы открывает путь к таким способностям, которые кое-кто считает неестественными”.)

Но в шестом классе, впервые прочитав книгу Уотсона, Даудна не заметила этих сложностей. Она поняла, что можно слой за слоем раскрыть природную красоту и, как она выразилась, “узнать, как и почему все происходит на самом фундаментальном и глубинном уровне”. Жизнь состоит из молекул. Химические компоненты и структура молекул определяют их функции.

Книга Уотсона также вселила в Даудну чувство, что заниматься наукой может быть весьма интересно. Раньше, читая о науке, она видела лишь “фотографии серьезных мужчин в белых халатах и очках”. Но в “Двойной спирали” была представлена более яркая картина. “Благодаря ей я поняла, что наука может быть очень увлекательной. Стремясь разгадать тайну, то и дело находишь подсказки. И затем складываешь вместе кусочки мозаики”. История Уотсона, Крика и Франклин была историей о соперничестве и сотрудничестве, о взаимодействии данных и теории, а еще о конкуренции с другими лабораториями. Все перечисленное нашло отклик в юном сердце Даудны и на всю жизнь осталось ей близким[22].

В лаборатории Помонского колледжа

В старших классах у Даудны появилась возможность проводить стандартные биологические эксперименты с ДНК, в том числе опыт, в котором она разрушала половые клетки самцов лосося и перемешивала их клейкое содержимое стеклянной палочкой. Ее вдохновляли энергичная учительница химии и женщина, которая рассказала на лекции, почему с точки зрения биохимии клетки становятся раковыми. “Это подкрепило мою уверенность в том, что женщины могут быть учеными”.

Одна нить соединяла ее детский интерес к безглазым паукам в лавовых пещерах и сонной траве, сворачивавшимся при прикосновении, с интересом к человеческим клеткам, которые становились раковыми: все они были связаны с детективной историей о двойной спирали.

Даудна решила, что в колледже хочет изучать химию, но, как и многие женщины-ученые в то время, встретила сопротивление. Когда она объяснила, чем хочет заняться, школьному карьерному консультанту, немолодому американцу японского происхождения, который разделял традиционные ценности, тот заворчал: “Нет, нет, нет”. Она замолчала и посмотрела на него. “Девочки не занимаются наукой”, – отрезал он и посоветовал ей даже не пытаться сдать вступительный экзамен по химии. “Ты хоть понимаешь, что проверяют на этом экзамене?” – спросил он.

“Это меня задело”, – вспоминает Даудна. И все же она не дрогнула. “Да, я сдам его, – решила она. – И докажу, на что способна. Если я хочу заниматься наукой, то буду ею заниматься”. Она подала документы в Помонский колледж в Калифорнии, где хорошо преподавали химию и биохимию, поступила в него и уехала учиться осенью 1981 года.

Помона

Сначала она грустила. Поскольку она перепрыгнула через класс в школе, ей было всего семнадцать лет. “Я вдруг оказалась маленькой рыбкой в огромном пруду, – вспоминает она, – и сомневалась, справлюсь ли с задачей”. Она скучала по дому и снова чувствовала себя не в своей тарелке. Многие ее однокурсники росли в богатых семьях из Южной Калифорнии и ездили на собственных машинах, а она получала стипендию и сама зарабатывала на жизнь. В те времена звонить домой было дорого. “Денег у родителей было немного, поэтому они сказали мне звонить за их счет, но только раз в месяц”.

Даудна решила заниматься химией, но начала сомневаться, получится ли у нее. Вдруг школьный консультант прав? На занятия по общей химии ходило двести человек, большинство из которых получили пятерки на вступительных экзаменах. “Из-за этого я стала опасаться, что поставила перед собой цель, которой просто не смогу достигнуть”, – говорит она. Она стремилась быть лучшей во всем, поэтому ей вовсе не хотелось работать в области, где у нее была возможность рассчитывать лишь на посредственные результаты. “Я думала: «Мне не хочется быть химиком, если у меня нет шанса пробиться наверх»”.

Она подумывала сменить специальность и заняться французским языком. “Я подошла к своей преподавательнице французского, чтобы обсудить это, и она спросила, какая у меня специальность”. Когда Даудна ответила, что изучает химию, преподавательница посоветовала ей продолжать. “Она была очень настойчива. Она сказала: «Если выберешь своей специальностью химию, то сможешь заниматься множеством вещей. Если выберешь французский, то сможешь стать только учительницей французского»”[23].

Ситуация изменилась к лучшему летом после первого курса, когда Даудна устроилась на работу в лабораторию Дона Хеммеса, профессора биологии Гавайского университета, который дружил с ее семьей и брал Дженнифер на прогулки по острову. Он исследовал движение химических веществ внутри клеток с помощью электронного микроскопа. “Дженнифер завораживала возможность заглядывать внутрь клеток и наблюдать за поведением мельчайших частиц”, – вспоминает он[24].

Хеммес также изучал эволюцию крошечных моллюсков. Он часто нырял с аквалангом, поднимал со дна самые маленькие, почти микроскопические раковины, а затем вместе со студентами заливал их смолой и разрезал на тонкие фрагменты, чтобы исследовать под электронным микроскопом. “Он учил нас использовать химические вещества, чтобы по-разному окрашивать образцы и изучать развитие моллюсков”, – поясняет Даудна. Тем летом она впервые в жизни вела лабораторный журнал[25].

На занятиях по химии в колледже большинство экспериментов проводилось по шаблону. Для каждого был неизменный протокол и верный ответ. “В лаборатории у Дона все было иначе, – говорит Даудна. – Там, в отличие от занятий в классе, мы понятия не имели, какой ответ должны получить”. Ей понравилось ощущать себя на пороге открытия. Кроме того, она поняла, каково входить в сообщество ученых, совершать прорывы и собирать по кусочкам сведения о том, как работает природа.

Вернувшись осенью в Помону, она завела друзей, нашла свое место и обрела уверенность в том, что химия ей по зубам. Ее учебная программа предполагала совмещение занятий с учебой, и Даудна успела поработать в нескольких химических лабораториях колледжа. Большинство из них не пробуждали в ней интереса, потому что не занимались задачами на стыке химии и биологии. Но все изменилось после третьего курса, когда она устроилась на лето в лабораторию своего научного руководителя Шэрон Панасенко, профессора биохимии. “Тогда в университетах женщинам-биохимикам было сложнее, и поэтому я видела в ней не только прекрасного ученого, но и великолепный образец для подражания”[26].

Панасенко занималась темой, которая соответствовала интересу Даудны к механизмам работы живых клеток: она изучала, как некоторые бактерии в почве коммуницируют друг с другом, чтобы собираться вместе при недостатке питательных веществ. Они формируют коммуну, называемую “плодовым телом”. Миллионы бактерий понимают, как собираться в единое целое, посылая химические сигналы. Панасенко привлекла Даудну к исследованию принципа работы этих сигналов.

“Должна предупредить, – сказала Панасенко, – один лаборант уже шесть месяцев пытается вырастить эти бактерии, но у него ничего не выходит”. Даудна принялась выращивать бактерии в больших противнях, отказавшись от обычных чашек Петри. Однажды вечером она поставила препараты в инкубатор. “На следующий день я пришла, приподняла фольгу на противне, где не хватало питательных веществ, и пришла в восторг, увидев эти чудесные структуры!” Они напоминали маленькие футбольные мячи. Даудна добилась успеха в том, с чем не справился другой лаборант. “В тот восхитительный момент я поняла, что могу заниматься наукой”.

Эксперименты дали достаточно яркие результаты, и Панасенко смогла опубликовать статью в Journal of Bacteriology, где отметила, что Даудна стала одним из четырех лаборантов, “предварительные наблюдения которых внесли существенный вклад в этот проект”. Так имя Даудны впервые появилось на страницах научного журнала[27].

Гарвард

Когда настало время поступать в магистратуру, Даудна сначала и не думала о Гарварде, хотя и была лучшей из студентов, изучавших физическую химию. Но отец подтолкнул ее подать документы. “Пап, ну зачем? – говорила она. – Я все равно не поступлю”. А он отвечал: “Ты точно не поступишь, если не подашь документы”. Она поступила в Гарвард и даже получила щедрую стипендию.

Часть лета она путешествовала по Европе на деньги, которые скопила, когда совмещала учебу и работу в Помонском колледже. В июле 1985 года, после поездки, Даудна отправилась прямиком в Гарвард, чтобы приступить к работе до начала занятий. Как и другие университеты, Гарвард обязывал студентов магистерских программ по химии каждый семестр стажироваться в лабораториях разных профессоров. Предполагалось, что такая ротация позволит студентам освоить разные техники и затем выбрать лабораторию для проведения дипломного исследования.

Даудна позвонила Роберто Колтеру, который руководил магистерской программой, и спросила, может ли начать с его лаборатории. Этот молодой испанский специалист по бактериям с широкой улыбкой и элегантной прической носил очки без оправы и отличался пылкой манерой речи. В его лаборатории работали исследователи из разных стран, многие из которых приехали из Испании и Латинской Америки, и Даудну поразили их молодость и политическая активность. “Пресса рисовала ученых старыми белыми мужчинами, и потому у меня сложилось впечатление, что с такими людьми мне и предстоит работать в Гарварде. Но в лаборатории Колтера меня ожидало совсем иное”. Ее последующая карьера, от CRISPR до коронавируса, отразила глобальную природу современной науки.

Под руководством Колтера Даудна изучала, как бактерии создают молекулы, токсичные для других бактерий. Она занималась клонированием (созданием точной ДНК-копии) генов бактерий и исследованием их функций. Она предложила новый способ работы, но Колтер заявил, что у нее ничего не выйдет. Упрямая Даудна все же проверила свою идею. “Я сделала по-своему и получила клон”, – сказала она Колтеру. Тот удивился, но поддержал ее. Это стало важным шагом к преодолению неуверенности, сидевшей внутри нее.

В итоге Даудна решила работать над дипломом в лаборатории Джека Шостака, всесторонне одаренного гарвардского биолога, который изучал ДНК на дрожжах. Имевший польские корни Шостак переехал в США из Канады и был одним из молодых гениев на гарвардской кафедре молекулярной биологии. Руководя лабораторией, Шостак и сам проводил в ней опыты, и Даудне повезло наблюдать, как он проводит эксперименты, рассуждает вслух и идет на риск. Она поняла, что главной характеристикой его разума была способность устанавливать неожиданные связи между разными сферами.

Опыты Даудны позволили ей увидеть, как превратить фундаментальную науку в прикладную. Дрожжевые клетки очень хорошо принимают фрагменты ДНК и встраивают их в свой набор генов. Даудна искала этому применение. Она создавала цепи ДНК, которые оканчивались последовательностью, совпадающей с последовательностью в дрожжах. С помощью небольшого электрического разряда она открывала крошечные проходы в стенках дрожжевых клеток, позволяя созданной ею ДНК проникнуть внутрь. Затем эта ДНК соединялась с ДНК дрожжей. Так Даудна создала инструмент для редактирования генов дрожжей.

Крейг Вентер и Фрэнсис Коллинз

Глава 5. “Геном человека”

Джеймс и Руфус Уотсоны

В 1986 году, когда Даудна работала в лаборатории Джека Шостака, было положено начало масштабному международному научному проекту[28]. Его назвали “Геном человека”, и его цель заключалась в том, чтобы выяснить последовательность трех миллиардов спаренных оснований в нашей ДНК и изучить более двадцати тысяч генов, закодированных в этих спаренных основаниях.

Один из множества корней проекта “Геном человека” восходит к герою детства Даудны Джеймсу Уотсону и его сыну Руфусу. Дерзкий автор “Двойной спирали” был директором лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, прекрасного уголка для проведения биохимических исследований и семинаров, расположенного на северном берегу Лонг-Айленда и занимающего лесистый участок площадью 45 гектаров. В этой основанной в 1890 году лаборатории проводилось немало важных исследований. Именно там в 1940-х годах Сальвадор Лурия и Макс Дельбрюк руководили изучавшей фаги группой, в которую входил молодой Уотсон. Но в прошлом лаборатории не все было радужно: в 1904–1939 годах, когда ею руководил Чарльз Девенпорт, она стала центром евгеники и там велись исследования, в которых утверждалось, что разные расовые и этнические группы имеют генетические различия, определяющие такие характеристики, как интеллектуальное развитие и склонность к совершению преступлений[29]. Уотсон руководил лабораторией с 1968 по 2007 год, и ближе к концу этого срока его собственные высказывания о расе и генетике воскрешали призраков прошлого.

Лаборатория в Колд-Спринг-Харбор не только используется в качестве исследовательского центра, но каждый год здесь проводится около тридцати конференций на различные темы. В 1986 году Уотсон решил дать старт серии ежегодных мероприятий под названием “Биология геномов”. На первой из них предполагалось составить план проекта “Геном человека”.

В день начала конференции Уотсон сообщил собравшимся ученым шокирующую новость: его сын Руфус сбежал из психиатрической больницы, где лечился после попытки разбить окно и покончить жизнь самоубийством, спрыгнув с одной из башен Всемирного торгового центра. Теперь никто не знал, где он находится, и Уотсон вынужден был уехать на его поиски.

Руфус родился в 1970 году. У него было худое лицо, спутанные волосы и кривоватая улыбка, доставшаяся ему от отца. Он был очень умен. “Я был очень доволен, – говорит Уотсон, – потому что он некоторое время ходил со мной смотреть на птиц, и это позволило нам сблизиться”. В свое время Уотсон, тощий смышленый мальчишка из Чикаго, наблюдал за птицами со своим отцом. Но у Руфуса с детства возникали проблемы с общением с людьми, а затем, когда он учился в десятом классе пансиона в Эксетере, у него случился приступ психического заболевания, после которого его отправили домой. Через несколько дней он поднялся на вершину Всемирного торгового центра, решив свести счеты с жизнью. Врачи поставили ему диагноз “шизофрения”. Старший Уотсон расплакался. “Я никогда прежде не видела, чтобы Джим плакал, и никогда не видела этого больше”, – говорит его жена Элизабет[30].

Уотсон, пока они с Элизабет помогали с поисками сына, пропустил бо́льшую часть конференции по геному в Колд-Спринг-Харбор. В конце концов Руфуса обнаружили в лесу. Наука для Уотсона пересеклась с реальной жизнью. Масштабный международный проект по изучению человеческого генома отныне не был для него абстрактным научным начинанием. Он приобрел личное измерение и поселил в Уотсоне уверенность, граничащую с одержимостью, что генетика способна объяснить человеческую жизнь. Природа, а не воспитание сделала Руфуса таким, какой он был, и также сделала разные группы людей такими, какими они стали.

По крайней мере, так казалось Уотсону, который смотрел на вещи сквозь призму открытия ДНК и болезни сына. “Руфус очень умен, очень восприимчив, и он может быть отзывчивым, но при этом яростен в своем гневе, – говорит Уотсон. – Когда он был маленьким, мы с женой надеялись, что сможем создать для него подходящие условия, чтобы он добился успеха. Но вскоре я понял, что корень его проблем – в генах. И поэтому я возглавил проект «Геном человека». У меня был лишь один способ понять сына и помочь ему жить нормальной жизнью – расшифровать геном”[31].

В стремлении к последовательности

Когда в 1990 году был запущен проект “Геном человека”, Уотсон стал его первым руководителем. Все важные роли играли мужчины. Впоследствии Уотсона сменил Фрэнсис Коллинз, который в 2009 году стал директором Национальных институтов здоровья США. В число юных дарований входил харизматичный и увлеченный Эрик Лэндер, головокружительно талантливый капитан математической команды одной из бруклинских школ: он защитил докторскую диссертацию о теории кодирования в Оксфорде, где учился по стипендии Родса, а затем решил стать генетиком в Массачусетском технологическом институте. Самым скандальным участником проекта стал сумасбродный и резкий Крейг Вентер, который, когда его призвали в армию во время Тетского наступления во Вьетнамской войне, работал в полевом госпитале ВМС США, затем пытался покончить жизнь самоубийством, утопившись в море, а затем стал биохимиком и предпринимателем в сфере биотехнологий.

Проект начался с сотрудничества, но, как часто случается с открытиями и инновациями, вскоре пришел к соперничеству. Вентер, найдя новые способы секвенирования, позволившие ему проводить операции дешевле и быстрее, чем всем остальным, вышел из проекта и основал частную компанию Celera, чтобы зарабатывать, патентуя новые открытия. Уотсон поручил Лэндеру реорганизовать общее дело и ускорить работу. Назначение Лэндера стало ударом по самолюбию некоторых ученых, но все же он сумел добиться, чтобы проект не отставал от частного предприятия Вентера[32].

В начале 2000 года, когда соперничество привлекло внимание общественности, президент Билл Клинтон настоял на том, чтобы Вентер и Коллинз, которые грызлись друг с другом в прессе, заключили перемирие. Коллинз сравнивал техники Вентера с кратким пересказом книг и “сатирическим журналом Mad”, а Вентер высмеивал государственный проект, отмечая, что он стоит в десять раз больше, а движется гораздо медленнее. “Исправьте ситуацию – пусть они работают вместе”, – сказал Клинтон своему главному советнику по науке. Коллинз и Вентер встретились за пиццей и пивом, чтобы выяснить, смогут ли они прийти к соглашению, разделив заслуги и согласившись сделать их достоянием общественности, вместо того чтобы в частном порядке эксплуатировать то, что вскоре станет самой важной в мире базой биологических данных.

После еще нескольких личных встреч Клинтон наконец смог пригласить Коллинза и Вентера в Белый дом и торжественно объявить о первых результатах проекта “Геном человека” и о готовности ученых разделить заслуги. Джеймс Уотсон приветствовал такое решение. “События последних нескольких недель показали, что те, кто работает на общее благо, не всегда отстают от тех, кто руководствуется личной выгодой”, – сказал он.

В то время я был редактором журнала Time, и мы несколько недель общались с Вентером, чтобы получить эксклюзивный доступ к его истории и поместить его портрет на обложку. Он был заманчивым кандидатом на обложку, поскольку к тому времени он уже начал тратить заработанные с Celera деньги: купил яхту, профессионально занялся серфингом, стал устраивать вечеринки. На той неделе, когда мы заканчивали работу над статьей о нем, мне неожиданно позвонил вице-президент Альберт Гор. Он настаивал – очень категорично, – чтобы я поместил на обложку и портрет Фрэнсиса Коллинза. Вентер сопротивлялся. На пресс-конференции ему пришлось разделить славу с Коллинзом, но делиться с ним еще и обложкой Time он вовсе не собирался. В конце концов он уступил, однако на фотосессии не удержался и сказал, что Коллинз не смог угнаться за секвенированием в Celera. Коллинз, улыбнувшись, промолчал[33].

“Сегодня мы изучаем язык, на котором Бог сотворил жизнь”, – заявил Клинтон на прошедшей в Белом доме церемонии с участием Вентера, Коллинза и Уотсона. Эти слова пробудили огромный интерес общественности. Газета The New York Times поместила на первой полосе заголовок: “Ученые взломали генетический код человеческой жизни”. Статья, написанная уважаемым журналистом Николасом Уэйдом, специализирующимся на биологии, начиналась так: “Достигнув величайших высот человеческого самопознания, две конкурирующие группы ученых сегодня объявили, что расшифровали сценарий наследственности – набор инструкций, определяющих человеческий организм”[34].

Даудна обсуждала с Шостаком, Черчем и другими учеными из Гарварда, стоило ли выделять три миллиарда долларов на проект “Геном человека”. Черч в то время был настроен скептически и до сих пор не поменял своего мнения. “За три миллиарда долларов мы получили не слишком многое, – говорит он. – Мы ничего не открыли. Ни одна из технологий не выжила”. Несмотря на предсказания, расшифровка генома, как оказалось, не привела ни к каким великим медицинским прорывам. Было обнаружено более четырех тысяч мутаций ДНК, вызывающих болезни, однако не появилось никаких методов лечения даже самых простых из моногенных заболеваний, таких как болезнь Тея – Сакса, серповидноклеточная анемия и болезнь Гентингтона. Люди, которые секвенировали ДНК, научили нас читать код жизни, но важнее было научиться писать этот код. Для этого необходим был другой набор инструментов, включающих трудолюбивую молекулу, которая казалась Даудне интереснее, чем ДНК.

Джек Шостак

Глава 6. РНК

Центральная догма

Чтобы научиться не только читать, но и писать человеческий геном, необходимо было переключить внимание с ДНК на ее менее известную родственницу, которая в реальности выполняет закодированные инструкции. РНК (рибонуклеиновая кислота) – это содержащаяся в живых клетках молекула, которая похожа на ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту), но имеет дополнительный атом кислорода в сахарофосфатном остове и отличается одним из четырех оснований.

В мире, пожалуй, нет молекулы известнее, чем ДНК, которая появляется на обложках журналов и используется в качестве метафоры для характеристик, неотъемлемо присущих обществу или организации. Однако, как часто бывает с более знаменитыми родственниками, ДНК не перегружена работой. В основном она находится дома, в ядрах наших клеток, которые почти не покидает. Главным образом она охраняет информацию, которую кодирует, и периодически воспроизводит саму себя. РНК, напротив, выполняет настоящую работу. Вместо того чтобы сидеть дома и беречь информацию, она создает реальные продукты, например белки. Будьте внимательны к ней. В этой книге – а также в карьере Даудны – она будет блистать во всем, от CRISPR до COVID.

Когда велась работа в рамках проекта “Геном человека”, РНК по большей части считали информационной молекулой, которая переносит инструкции от ДНК, находящейся в клеточных ядрах. Маленький сегмент ДНК, кодирующий ген, транскрибируется во фрагмент РНК, который затем перемещается в производственную зону клетки. Там “информационная РНК” запускает сборку нужной последовательности аминокислот для создания конкретного белка.

Существует множество типов таких белков. Например, фибриллярные белки формируют такие структуры, как кости, ткани, мышцы, волосы, ногти, сухожилия и клетки кожи. Мембранные белки передают сигналы внутри клеток. Самый удивительный тип белков – ферменты, или энзимы. Они служат катализаторами процессов. Они запускают, ускоряют и замедляют химические реакции во всех живых организмах. Почти все, что происходит в клетке, требует участия фермента-катализатора. Обратите внимание на ферменты. В этой книге они будут сиять вместе с РНК, становясь ее партнерами в танце.

Через пять лет после открытия структуры ДНК Фрэнсис Крик, принявший в этой работе непосредственное участие, дал название процессу перемещения генетической информации от ДНК к РНК и построения белков. Он назвал его “центральной догмой” молекулярной биологии. Позже он признал, что не слишком удачно выбрал слово “догма”, предполагающее неизменную и непререкаемую веру[35]. Но слово “центральный” подходило как нельзя лучше. Хотя догма и была скорректирована, процесс остался центральным для биологии.

Рибозимы

Одно из первых изменений в центральной догме произошло, когда Томас Чек и Сидни Олтмен независимо друг от друга открыли, что белки – это не единственные в клетке молекулы, которые могут быть ферментами. В начале 1980-х они провели исследование, которое впоследствии принесло им Нобелевскую премию, и неожиданно обнаружили, что некоторые формы РНК тоже могут быть ферментами. В частности, они открыли, что некоторые молекулы РНК могут делиться, запуская химические реакции. Они назвали такие каталитические РНК “рибозимами”, составив термин из понятий “рибонуклеиновая кислота” и “энзимы”[36].

Чек и Олтмен совершили это открытие, изучая интроны. Некоторые фрагменты нуклеотидных последовательностей не кодируют инструкции по созданию белков. Когда такие последовательности транскрибируются в молекулы РНК, они начинают мешать нормальной работе молекулы. В связи с этим их необходимо отрезать, осуществляя так называемый сплайсинг, прежде чем РНК сможет продолжить свою миссию по руководству строительством белков. Чтобы вырезать интроны и заново соединять полезные фрагменты РНК, нужен катализатор, роль которого обычно выполняет белковый фермент. Но Чек и Олтмен обнаружили, что некоторые интроны РНК выполняют сплайсинг самостоятельно!

Это открытие имеет любопытные последствия. Если некоторые молекулы РНК могут хранить генетическую информацию и также выступать в качестве катализаторов химических реакций, то они могут играть более важную роль в происхождении жизни, чем ДНК, которая не может естественным образом воспроизводиться в отсутствие белков, запускающих химические реакции[37].

РНК, а не ДНК

Когда весной 1986 года Даудне больше не нужно было менять лаборатории, она спросила Джека Шостака, может ли она остаться в его лаборатории и заняться диссертационным исследованием под его руководством. Шостак согласился, но с оговоркой. Он больше не собирался заниматься ДНК дрожжей. Пока другие биохимики восторженно обсуждали секвенирование ДНК в проекте “Геном человека”, он решил переключиться на РНК, которая, как он полагал, могла раскрыть секреты, приблизив ученых к разгадке главной из биологических загадок – загадки о происхождении жизни.

Шостак сказал Даудне, что заинтересовался открытиями Чека и Олтмена, показавшими, что некоторые молекулы РНК имеют каталитические свойства ферментов. Он намеревался выяснить, могут ли рибозимы использовать эту способность для самовоспроизводства. “Хватит ли этому фрагменту РНК химических силенок, чтобы создать свою копию?” – спросил он у Даудны. Он предложил, чтобы именно этим она и занялась в своем диссертационном исследовании[38].

Заразившись энтузиазмом Шостака, Даудна вызвалась стать первой в этой лаборатории аспиранткой, работающей над РНК. “Когда я изучала биологию, нам подробно расписывали структуру и код ДНК и говорили, что всю тяжелую работу в клетках выполняют белки, в то время как РНК считали бестолковым посредником, своего рода руководителем среднего звена, – вспоминает Даудна. – Я очень удивилась, когда выяснилось, что в Гарварде работает молодой гений Джек Шостак, который хочет на сто процентов посвятить себя исследованию РНК, поскольку считает ее ключом к разгадке тайны о происхождении жизни”.

И для Шостака, который уже завоевал авторитет, и для Даудны, которая пока еще не имела солидной репутации, решение заняться РНК было рискованным. “Вместо того чтобы вместе со всеми изучать ДНК, – вспоминает Шостак, – мы решили стать первопроходцами в новой сфере, отправиться на новые рубежи, которые были несколько обделены вниманием, но нам казались весьма интересными”. Это было задолго до того, как в РНК увидели технологию, которая позволяет оказывать влияние на экспрессию генов и вносить изменения в человеческие гены. Шостак и Даудна обратились к РНК из чистого любопытства, в стремлении разобраться, как работает природа.

У Шостака был принцип: “Никогда не делай того, чем занимается еще тысяча человек”. Даудне он пришелся по душе. “Это было как на футбольном поле, где я хотела играть на позиции, которую не жаловали другие дети, – говорит она. – Джек научил меня, что, вторгаясь на неизведанную территорию, рискуешь сильнее, но при этом получаешь возможность выиграть больше”.

К тому времени она знала, что важнее всего при изучении природного явления понять, как устроены участвующие в нем молекулы. Для этого ей нужно было освоить некоторые техники, использовавшиеся Уотсоном, Криком и Франклин при изучении структуры ДНК. Если бы у них с Шостаком все получилось, это могло бы стать большим шагом к ответу на один из самых главных биологических вопросов, а возможно, и на самый главный вопрос: как зародилась жизнь?

Происхождение жизни

Шостак загорелся идеей узнать, как зародилась жизнь, и его энтузиазм преподнес Даудне второй важный урок: поняв, что не стоит бояться рисковать, вторгаясь на новые территории, она также осознала, что ученому положено задавать грандиозные вопросы. Хотя Шостаку нравилось погружаться в детали экспериментов, он постоянно размышлял на поистине глубокие темы. “Зачем еще заниматься наукой?” – говорил он Даудне. И этот вопрос стал одним из ее руководящих принципов[39].

Существуют великие вопросы, на которые мы, смертные, возможно, никогда не найдем ответа: как зародилась Вселенная? почему в мире есть что-то, когда могло бы не быть ничего? что такое сознание? Есть и вопросы, которые, возможно, поддадутся нам до конца этого столетия: все ли во Вселенной предопределено? обладаем ли мы свободой воли? Если говорить о грандиозных вопросах, то ближе всего мы подошли к ответу на вопрос о происхождении жизни.

Центральная догма биологии требует наличия ДНК, РНК и белков. Поскольку маловероятно, чтобы все они одновременно выплыли из первичного бульона, в начале 1960-х годов появилась гипотеза, которую независимо друг от друга сформулировали вездесущий Фрэнсис Крик и другие ученые, и она гласит, что ранее существовала более простая система. Крик предположил, что на заре земной истории РНК была способна к самовоспроизводству. Это оставляет открытым вопрос, откуда появилась первая РНК. Некоторые полагают, что ее источником был космос. Но, возможно, дело обстояло проще и на Земле в доисторические времена присутствовали химические составляющие РНК, которые соединялись друг с другом в результате естественного случайного смешивания. В тот год, когда Даудна пришла в лабораторию Шостака, биохимик Уолтер Гилберт назвал эту гипотезу “миром РНК”[40].

Неотъемлемое свойство живых существ заключается в том, что они владеют методом создания новых организмов, подобных себе: они способны к воспроизводству. Следовательно, если вы хотите сказать, что РНК могла быть молекулой-предшественником, которая привела к зарождению жизни, полезно будет продемонстрировать процесс ее самовоспроизводства. Именно такую цель и поставили перед собой Шостак и Даудна[41].

Даудна применяла множество тактик для создания РНК-фермента, или рибозима, который мог бы связывать маленькие фрагменты РНК. В конце концов они с Шостаком смогли создать рибозим, который с помощью сплайсинга производил собственную копию. “Эта реакция демонстрирует возможность воспроизводства РНК при использовании РНК в качестве катализатора”, – написали Даудна и Шостак в статье, вышедшей в журнале Nature в 1989 году. Биохимик Ричард Лифтон позже назвал эту статью “чудом технического мастерства”[42]. Даудна стала восходящей звездой царства исследований РНК. Пока оно оставалось на задворках биологии, но в последующие два десятилетия знания о поведении маленьких фрагментов РНК обрели большую важность как в сфере редактирования генома, так и для борьбы с коронавирусами.

В аспирантуре Даудна приобрела особую комбинацию навыков, которая отличала Шостака и других великих ученых: она прекрасно справлялась с проведением экспериментов и также задавала грандиозные вопросы. Она понимала, что дьявол в деталях, но при этом не забывала об общей картине. “Дженнифер была великолепна в лаборатории, потому что делала все быстро и точно, у нее в руках все спорилось, – говорит Шостак. – Но еще мы говорили о том, почему важно задавать поистине грандиозные вопросы”.

Даудна также оказалась отличным командным игроком, что очень радовало Шостака, который сам был таким же, как и Джордж Черч и некоторые другие ученые из Гарвардской медицинской школы. Это видно по количеству соавторов в большинстве ее статей. В научных публикациях первым указывается автор – как правило, молодой исследователь, – который проводил большую часть экспериментов, а последним – научный руководитель или директор лаборатории. Перечисленные в середине обычно выстраиваются по значимости внесенного вклада. В одной из важных статей для журнала Science, с подготовкой которой Даудна помогала в 1989 году, ее имя стоит в середине списка, потому что в то время она была наставником удачливого гарвардского студента-бакалавра, подрабатывавшего в лаборатории, и посчитала, что ведущим автором должен стать студент. В последний год работы в лаборатории Шостака ее имя появилось в списке авторов четырех научных статей в престижных журналах, и во всех них описывалось, как молекулы РНК осуществляют самовоспроизводство[43].

Шостак также отметил готовность и даже желание Даудны решать трудные проблемы. Это стало очевидно ближе к завершению ее работы в лаборатории Шостака в 1989 году. Она поняла, что сможет разобраться в работе фрагментов РНК, осуществляющих самосплайсинг, только если изучит его строение атом за атомом. “В то время считалось, что структура РНК настолько сложна, что ее, возможно, не удастся открыть, – вспоминает Шостак. – Почти никто уже и не пытался”[44].

Знакомство с Джеймсом Уотсоном

Первое выступление Дженнифер Даудны на научной конференции состоялось в лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, и Джеймс Уотсон на правах хозяина сидел, как обычно, в первом ряду. Было лето 1987 года, и он организовал семинар, чтобы обсудить “эволюционные события, которые могли дать толчок к появлению живых организмов, ныне существующих на Земле”[45]. Иными словами: как зародилась жизнь?

На конференции главным образом обсуждали недавние открытия, демонстрирующие, что некоторые молекулы РНК способны к самовоспроизводству. Поскольку Шостак не мог участвовать, Даудну, которой было всего двадцать три года, пригласили вместо него представить их работу над созданием самовоспроизводящейся молекулы ДНК. Получив подписанное Уотсоном письмо, адресованное “уважаемой мисс Даудне” (она еще не стала доктором Даудной), она не только тотчас приняла приглашение, но и поместила письмо в рамку.

Ее выступление, основанное на статье, написанной в соавторстве с Шостаком, изобиловало техническими подробностями. “Мы описываем делеции и замены в каталитическом и субстратном доменах самосплайсирующегося интрона”, – начала она. Такое предложение не может не взволновать исследователей-биологов, и Уотсон принялся делать заметки, внимательно слушая. “Я так сильно нервничала, что у меня ладони вспотели”, – вспоминает Даудна. Но по окончании выступления Уотсон поздравил ее, а Том Чек, который провел исследование интронов, проложившее дорогу к статье Даудны и Шостака, наклонился и шепнул: “Отличная работа”[46].

На конференции Даудна решила прогуляться по кампусу. По дороге она встретила слегка сутуловатую женщину. Это была биолог Барбара Макклинток, которая более сорока лет работала в Колд-Спринг-Харбор и недавно получила Нобелевскую премию за открытие транспозонов, или “прыгающих генов”, которые могут перемещаться в геноме. Даудна остановилась, но постеснялась представиться. “Мне показалось, что я стою рядом с богиней, – говорит она, по-прежнему с восхищением. – Вот женщина, такая знаменитая и невероятно авторитетная, как ни в чем не бывало идет в лабораторию, обдумывая следующий эксперимент. Она была той, кем я хотела стать”.

Даудна осталась на связи с Уотсоном и впоследствии посетила множество устроенных им конференций в Колд-Спринг-Харбор. С годами он становился все более скандальным, бесконтрольно высказывая свои соображения о генетических различиях между расами. Даудна старалась не допустить, чтобы из-за такого поведения у нее пропало уважение к его научным достижениям. “Когда мы встречались, он часто говорил что-нибудь, что считал провокационным, – говорит она, смеясь и словно оправдываясь. – Таким уж он был. Вы ведь понимаете”. Хотя Уотсон нередко во всеуслышание высказывался о внешнем виде женщин, начав с описания Розалинд Франклин в “Двойной спирали”, он был для них хорошим наставником. “Он оказал большую поддержку моей близкой подруге, когда она была постдоком, – говорит Даудна. – И это повлияло на мое мнение о нем”.

Глава 7. Новые повороты

Структурная биология

С тех самых пор, как Даудна заинтересовалась чувствительными к прикосновениям листьями сонной травы, которую она находила в детстве, гуляя на Гавайях, она проявляла огромное любопытство к изучению механизмов природы. Почему листья похожего на папоротник растения сворачивались, когда до них дотрагивались? Как химические реакции вызывают биологическую активность? Даудна научилась замирать, как мы все порой замираем в детстве, и задумываться над устройством вещей.

Биохимия давала множество ответов, показывая, как ведут себя химические молекулы в живых клетках. Но была и сфера, которая заглядывала еще глубже в мир природы: структурная биология. Вооруженные техниками визуализации, например рентгеновской кристаллографией, которую Розалинд Франклин применяла для поиска данных о структуре ДНК, специалисты по структурной биологии пытаются определить трехмерную форму молекул. В начале 1950-х годов Лайнус Полинг открыл спиральную структуру белков, а затем вышла статья Уотсона и Крика о двойной спиральной структуре ДНК.

Даудна поняла, что, если она действительно хочет разобраться, как некоторые молекулы РНК осуществляют самовоспроизводство, ей необходимо лучше изучить структурную биологию. “Чтобы понять, как такие РНК занимаются химией, – говорит она, – мне нужно было выяснить, как они выглядят”. В частности, ей необходимо было установить, каковы особенности трехмерной структуры самосплайсирующейся РНК. Она понимала, что ее работа в таком случае будет перекликаться с работой Франклин над ДНК, и эта параллель ей нравилась. “Она руководствовалась подобным вопросом о химической структуре молекулы, которая лежит в основе всей жизни, – говорит Даудна. – Она верила, что ее структура сможет о многом рассказать”[47].

Восходящая звезда в Йеле

Кроме того, Даудна подозревала, что изучение структуры рибозима откроет путь к созданию прорывных генетических технологий. Когда Томас Чек и Сидни Олтмен получали Нобелевскую премию, в речи на вручении премии прозвучал намек на это: “В будущем у нас, вероятно, появится возможность лечить некоторые генетические болезни. Такое применение «генетических ножниц» потребует более полного представления о молекулярных механизмах”. Генетические ножницы. Нобелевский комитет, несомненно, проявил прозорливость.

Новая задача предполагала, что настала пора покинуть лабораторию Джека Шостака, который признавал, что не силен ни в визуальном мышлении, ни в структурной биологии. В результате в 1991 году Даудна стала выбирать новое место работы. Впрочем, выбор был очевиден – работа со специалистом по структурной биологии, только что разделившим Нобелевскую премию за открытие каталитической РНК, которую изучали Даудна и Шостак, Томасом Чеком из Колорадского университета в Боулдере, применявшим рентгеновскую кристаллографию для исследования всех мельчайших деталей структуры РНК.

Томас Чек

Даудна уже была знакома с Чеком. Именно он шепнул: “Отличная работа” после ее взволнованного выступления на конференции в Колд-Спринг-Харбор летом 1987 года. Она снова встретилась с ним, когда в тот же год приехала в Колорадо. “Поскольку мы были своего рода дружественно настроенными соперниками и оба стремились лучше изучить самосплайсирующиеся интроны, я отправила ему письмо”, – вспоминает она.

Это было настоящее письмо, написанное на бумаге, потому что электронная почта была еще не в ходу. Она написала, что будет проездом в Боулдере, и спросила, можно ли посетить его лабораторию. К ее удивлению, он очень быстро вышел на связь и однажды позвонил ей в лабораторию Шостака. “Тебя к телефону! Это Том Чек”, – сказал ей коллега, который взял трубку. Все в лаборатории с интересом посмотрели на Даудну, но она лишь пожала плечами.

Они с Чеком встретились в Боулдере в субботу. Чек привел в лабораторию свою двухлетнюю дочь, которая сидела у него на коленях, пока он разговаривал с Даудной, совершенно очарованной его умом и отцовскими инстинктами. На этой встрече соперничество соседствовало с сотрудничеством, что характерно для научных исследований (и многих других предприятий). “Думаю, Том встретился со мной, потому что в лаборатории Шостака велись потенциально конкурентные исследования, но при этом были и возможности чему-то научиться друг у друга, – говорит Даудна. – А еще он, наверное, решил, что сможет немного разузнать о планах нашей лаборатории”.

Получив докторскую степень в 1989 году, она решила заняться постдокторской работой с Чеком. “Я поняла, что если я действительно хочу изучить структуру молекул РНК, то логично отправиться в лучшую лабораторию, специализирующуюся на биохимии РНК, – говорит она. – Кто может быть лучше Тома Чека? Именно в этой лаборатории открыли самосплайсирующиеся интроны”.

Том Гриффин

Была и еще одна причина, по которой Даудна решила после получения докторской степени отправиться в Боулдер. В январе 1988 года она вышла замуж за студента Гарвардской медицинской школы Тома Гриффина, который работал в соседней лаборатории. “Он видел во мне некоторые вещи, которых я сама в то время не видела, включая мои способности к науке, – говорит Даудна. – Он побуждал меня быть смелее, чем я была бы без него”.

Гриффин вырос в семье военного и любил Колорадо. “Мы обсуждали, куда можем отправиться по окончании учебы, и он очень, очень хотел переехать в Боулдер, – рассказывает Даудна. – Я поняла, что если мы поедем в Боулдер, то я смогу работать с Томом Чеком”. Они переехали летом 1991 года, и Гриффин устроился на работу в биотехнологический стартап.

Сначала они прекрасно ладили друг с другом. Даудна купила горный велосипед, и они вместе ездили на прогулки вдоль ручья Боулдер-Крик. Она также начала кататься на роликах и ходить на лыжах. Но главной ее страстью оставалась наука, а Гриффин не был столь сосредоточен на одном аспекте жизни. Наука для него была работой, и не более того, ведь у него не было планов стать исследователем. Он любил музыку и книги и вошел в число первых энтузиастов персональных компьютеров. Даудна уважала широкий диапазон его интересов, однако не разделяла их. “Я из тех, кто постоянно думает о науке, – говорит она. – Я всегда сосредоточена на том, что происходит в лаборатории, каким будет следующий эксперимент и какие более общие вопросы мне необходимо задать”.

Даудна полагает, что их различия “говорят не в [ее] пользу”, но я не уверен, что она действительно так считает, и так не считаю и я. Люди по-разному подходят к работе и увлекаются разными вещами. Она хотела вечерами и по выходным сидеть в лаборатории и проводить эксперименты. Не все должны быть такими. Но некоторым нужно.

Через несколько лет Даудна и Гриффин решили развестись и пойти каждый своим путем. “Я была одержима планированием экспериментов, – говорит она. – Он был не так увлечен. И это вбило между нами клин, с которым мы ничего не смогли поделать”.

Структура рибозима

Когда Даудна приехала в Колорадский университет и заняла позицию постдока, ее задачей было изучить интрон, который, как выяснил Чек, мог быть самосплайсирующимся фрагментом РНК, и показать все его атомы, связи и формы. Если бы у нее получилось открыть его трехмерную структуру, это помогло бы продемонстрировать, как особенности строения интрона сводят вместе нужные атомы, чтобы запускать химические реакции и давать фрагменту РНК возможность самовоспроизводиться.

Это было весьма рискованное предприятие, в рамках которого нужно было зайти в ту зону игрового поля, куда не забегал почти никто. В то время работы по кристаллографии РНК почти не велись, и люди в основном смотрели на Даудну как на сумасшедшую. Но если бы у нее получилось, это принесло бы науке огромную выгоду.

Еще в 1970-х годах биологи изучили структуру более мелкой и простой молекулы РНК, но с тех пор на протяжении двадцати лет прогресса в этой сфере почти не наблюдалось, поскольку ученым было сложно изолировать более крупные РНК и получить их изображения. Коллеги говорили Даудне, что в то время попытка получить хороший снимок крупной молекулы РНК была гиблым делом. Чек сказал: “Если бы мы попросили Национальные институты здоровья профинансировать этот проект, нас бы подняли на смех и выгнали вон”[48].

На первом этапе нужно было кристаллизовать РНК – иными словами, преобразовать жидкую молекулу РНК в хорошо организованную твердую структуру. Это было необходимо, чтобы применить рентгеновскую кристаллографию и другие техники визуализации и изучить компоненты и форму молекулы.

Даудне помогал сдержанный, но жизнерадостный студент-магистр Джейми Кейт. Он применял рентгеновскую кристаллографию для изучения структуры белков, но, познакомившись с Даудной, присоединился к ней и занялся РНК. “Я рассказала ему о проекте, над которым работаю, и он очень им заинтересовался, – говорит она. – Это было весьма необычное начинание. Мы понятия не имели, что нам предстоит обнаружить”. Они исследовали новую сферу. Нельзя было даже сказать наверняка, что молекулы РНК, как и белки, обладают четко определенной структурой. В отличие от Тома Гриффина, Кейт был сосредоточен на лабораторной работе. Они с Даудной каждый день разговаривали о том, как кристаллизовать РНК, и вскоре стали продолжать свои беседы за кофе, а порой и за ужином.

Один прорыв произошел случайно, как нередко бывает в науке: была допущена небольшая ошибка, как тогда, когда плесень, выросшая в чашках Петри, забытых Александром Флемингом, привела к открытию пенициллина. Однажды лаборантка работала с Даудной и, пытаясь создать кристаллы, поместила препарат в неисправный инкубатор. Они решили, что эксперимент погублен, но затем, рассмотрев образцы под микроскопом, увидели растущие кристаллы. “Кристаллы содержали РНК и были прекрасны, – вспоминает Даудна, – и этот первый прорыв показал нам, что для формирования этих кристаллов необходимо повысить температуру”.

Другой шаг вперед демонстрирует огромную выгоду от соседства с другими умными людьми. Биохимики Том и Джоан Стейц, муж и жена, изучавшие РНК в Йеле, приехали в Боулдер в годичный академический отпуск. Том отличался особенной общительностью и частенько заходил выпить кофе в столовую лаборатории Чека. Однажды утром Даудна упомянула в разговоре с ним, что получила хорошие кристаллы исследуемой молекулы РНК, но под действием рентгеновских лучей они слишком быстро разрушаются.

Стейц ответил, что в своей йельской лаборатории он испытывал новую технику криогенного охлаждения кристаллов. Кристаллы погружали в жидкий азот, где они очень быстро замерзали. Это помогало сохранить структуру кристаллов, даже когда они подвергались воздействию рентгеновских лучей. Стейц договорился, чтобы она слетала в Йель и пообщалась с работавшими в его лаборатории учеными, которые испытывали эту технику. Все сложилось идеально. “В этот момент мы поняли, что у нас есть кристаллы, которые достаточно упорядочены, чтобы мы в конце концов смогли открыть структуру”, – говорит Даудна.

Йель

Визит в лабораторию Тома Стейца в Йеле, где выделялось финансирование на инновационные техники и такое оборудование, как криокамеры, убедил Даудну принять поступившее осенью 1993 года предложение занять там должность кандидата в штатные профессора. Как и следовало ожидать, Джейми Кейт решил отправиться в Йель вместе с ней. Даудна связалась с руководством университета и помогла договориться о его переводе в качестве магистранта в ее лабораторию. “Ему пришлось пересдать выпускные экзамены, – говорит Даудна, – и, как вы догадываетесь, он справился блестяще”.

Применяя техники переохлаждения, Даудна и Кейт смогли создать кристаллы, которые хорошо отклоняли рентгеновские лучи. Но они столкнулись с известной в кристаллографии “фазовой проблемой”. Детекторы рентгеновского излучения могут точно изменять лишь интенсивность волны, однако не справляются с определением ее фазы. Для решения этой проблемы можно внедрить в несколько зон кристалла по иону металла. Дифракционные рентгенограммы покажут положение внедренных ионов, и на основе этих данных можно будет вычислить остальную структуру молекулы. Так поступали с молекулами белка, но никто не знал, как применить эту технику к РНК.

Кейт решил проблему. Он использовал молекулу под названием гексааммин осмия, которая имеет интересную структуру и вступает во взаимодействие с несколькими точками молекул РНК. В результате рентгеновская дифракция позволила составить карту электронной плотности, которая сообщила информацию о структуре важной складчатой области изучаемой РНК. Ученые принялись составлять такие карты плотности и строить модели потенциальных структур, как Уотсон и Крик делали с ДНК.

Прощание с отцом

Когда осенью 1995 года их работа подходила к кульминации, Даудне позвонил отец. У него обнаружили меланому, которая дала метастазы в мозг. Он сказал дочери, что, по прогнозам врачей, жить ему осталось всего три месяца.

Остаток осени Даудна разрывалась между Нью-Хейвеном и Хило, тратя на каждый перелет более двенадцати часов. Она то сидела у постели отца, то часами говорила по телефону с Кейтом. Каждый день Кейт присылал ей по факсу или по интернету новую карту электронной плотности, и они вместе ее интерпретировали. “Это было невероятное время взлетов и падений и сильнейших перепадов настроения”, – вспоминает она.

К счастью, отец искренне интересовался ее работой, и это несколько облегчало ситуацию. Когда боль отступала, он просил Даудну объяснить, что изображено на последних полученных снимках. Она приходила к нему в комнату, и он, лежа, изучал свежие данные. Не желая обсуждать свое здоровье, он начинал задавать вопросы. “И тогда я вспоминала об его интересе к науке, которым он заразил меня в детстве”, – говорит Даудна.

В ноябре, когда она приехала проведать отца и осталась на День благодарения, из Нью-Хейвена пришла карта электронной плотности, которая оказалась достаточно хороша, чтобы определить структуру молекулы РНК. Даудна видела, как РНК складывается в удивительную трехмерную форму. Они с Кейтом трудились над этим более двух лет, пока многочисленные коллеги утверждали, что их задача невыполнима, но последние данные показывали, что им все же удалось достичь триумфа.

К тому времени отец Даудны уже не вставал с постели и едва двигался. Но разум его был ясен. Даудна вошла к нему и показала цветную распечатку последней карты. На ней была зеленая лента, скрученная чудесным образом. “Похоже на зеленую макаронину”, – пошутил отец. Затем к нему вернулась серьезность. “Что это значит?” – спросил он.

Пытаясь объяснить ему, что изображено на карте, Даудна смогла упорядочить свои мысли о трактовке данных. Они с отцом разглядывали на карте область, где находилось скопление ионов металла, и Даудна строила предположения о том, как РНК складывается вокруг этого кластера. “Возможно, существует металлическое ядро, которое помогает этой РНК сложиться таким образом”, – сказала она.

“Почему это важно?” – спросил отец. Даудна объяснила, что РНК состоит из очень небольшого числа химических веществ, поэтому выполняет сложные задачи благодаря своим разным складкам. Одна из сложностей с РНК состоит в том, что в этой молекуле всего четыре химических компонента, в то время как у белков таких компонентов двадцать. “Поскольку в химическом отношении РНК устроена гораздо проще, – говорит Даудна, – задача состоит в том, чтобы показать, как молекула принимает свою уникальную форму”.

В тот визит стало понятно, как время углубило отношения Даудны с отцом. Он серьезно относился к науке и всерьез воспринимал свою дочь. Ему нравилось разбираться в деталях, но при этом он любил и наблюдать картину в целом. Даудна вспоминала, как приходила к нему на занятия и видела, с каким воодушевлением он рассказывает о предметах своей страсти. У нее были и не столь счастливые воспоминания о том, как порой она сердилась на него, считая, что он делает скоропалительные выводы о людях, иногда проявляя предвзятость. Связи бывают разными – и в химии, и в жизни. Интеллектуальная связь подчас оказывается самой сильной.

Несколько месяцев спустя Мартин Даудна умер. Дженнифер с матерью, сестрами и друзьями отправились рассеять его прах высоко в долине Вайпио, неподалеку от Хило. Название долины в переводе значит “изогнутая вода”, и на реке, петляющей по буйной растительности, немало прекрасных водопадов. Среди прочих в последний путь отца Даудны провожали Дон Хеммес, профессор биологии и наставник Дженнифер, и ее ближайшая подруга детства Лиза Хинкли Туигг-Смит. “Когда мы рассеяли его прах по ветру, – вспоминает та, – в небе пролетел эндемичный канюк-отшельник, или ио, которого считают птицей богов”[49].

“Только после его смерти я поняла, как сильно он повлиял на мое решение стать ученым”, – говорит Даудна. Он дал ей очень многое, и одним из его подарков стала любовь к гуманитарным наукам и их взаимосвязи с науками естественными. Потребность в этом становилась ей все очевиднее по мере того, как исследования заводили ее все глубже в сферу, где нужны были не только карты электронной плотности, но и моральные ориентиры. “Думаю, отец был бы счастлив разобраться в CRISPR, – размышляет Даудна. – Он был гуманистом, преподавал гуманитарные науки, но любил и естественные науки. Когда я говорю о влиянии CRISPR на наше общество, в голове у меня звучит голос отца”.

Триумф

Смерть отца совпала по времени с ее первым крупным научным успехом. Даудна и Кейт – вместе с другими коллегами по лаборатории – смогли установить местоположение каждого атома в самосплайсирующейся молекуле РНК. В частности, они показали, как структура ключевой области молекулы позволяет РНК складывать спирали в трехмерную форму. Скопление ионов металла в этой области формировало ядро, вокруг которого выстраивалась структура молекулы. Если двойная спиральная структура ДНК показала, как молекула хранит и переносит генетическую информацию, то структура, открытая Даудной и ее командой, объяснила, как РНК может выступать в качестве фермента, а также разрезать, сплайсировать и воспроизводить саму себя[50].

Когда их статью опубликовали, Йель разослал пресс-релиз, который привлек внимание местного нью-хейвенского телеканала. Ведущий попытался объяснить, что такое рибозим, а затем сказал, что он долгое время оставался загадкой для ученых, поскольку они не могли разглядеть его форму. “Но теперь команда под руководством исследовательницы из Йеля Дженнифер Даудны наконец смогла получить снимок молекулы”, – заявил ведущий. В сюжете молодая темноволосая Даудна сидела в лаборатории и показывала нечеткое изображение на экране компьютера. “Мы надеемся, что наше открытие поможет понять, как модифицировать рибозим, чтобы он исправлял дефективные гены”, – сказала она. Это было судьбоносное заявление, но тогда она об этом еще не думала. Так было положено начало проекту по созданию инструмента для редактирования генов на основе данных фундаментальной науки об РНК.

В другом, более основательном телевизионном репортаже, подготовленном новостной программой о науке, Даудна в белом халате с помощью пипетки поместила раствор в пробирку. “Уже пятнадцать лет известно, что молекулы РНК в клетках могут вести себя на манер белков, но никто не понимал, как такое возможно, поскольку никто не знал, как выглядят молекулы РНК, – пояснила она. – Теперь мы понимаем, как молекула РНК складывается в сложную трехмерную структуру”. Когда Даудну спросили, что дает это открытие, она снова указала на направление своей дальнейшей работы: “Возможно, у нас появится способ исцелять или лечить людей, имеющих генетические дефекты”[51].

В последующие два десятилетия многие люди внесли свой вклад в развитие технологий редактирования генов. История Даудны уникальна в том, что к моменту, когда она подошла к редактированию генов, она успела завоевать авторитет и получить признание в лежащей в ее основе фундаментальной науке, открыв структуру РНК.

Глава 8. Беркли

На запад

В статье, которую Даудна с коллегами написали об открытии структуры РНК и которая была опубликована в журнале Science в сентябре 1996 года, ее имя указано последним, а это значит, что Даудна была руководителем проекта и возглавляла лабораторию. Первым идет имя Джейми Кейта, который проводил наиболее важные эксперименты[52]. К тому времени Даудна и Кейт стали партнерами не только в науке: у них завязался роман. После того как она оформила развод, они поженились летом 2000 года в отеле “Мелака-Бич”, расположенном на другом конце Большого острова Гавайев относительно Хило. Через два года у них родился их единственный ребенок Эндрю.

Кейт тогда уже занял позицию доцента в Массачусетском технологическом институте (MIT), поэтому они постоянно перемещались между Нью-Хейвеном и Кембриджем. На поезде путь занимает меньше трех часов, но молодоженам и это казалось слишком долгим, поэтому они решили поискать работу в одном городе[53].

Стремясь удержать Даудну, Йель повысил ее в должности. Чтобы решить “задачу о двух телах”, как называют такую ситуацию в академической среде, университет предложил работу и Кейту. Но Том Стейц, специалист по структурной биологии, показавший им техники криогенного охлаждения, уже проводил в Йеле исследования того же типа, которым хотел заняться Кейт, и Кейту казалось, что из-за этого у него не будет шансов раскрыться. “Там работал мой прямой конкурент, – говорит Кейт. – Он отличный парень, но нам было бы сложно работать в одном институте”.

С мужем Джейми Кейтом и сыном Энди на Гавайях, 2003 г.

Гарвард предложил Даудне должность на факультете химии и химической биологии, который рос и расширялся, только что получив новое название. Даудна приехала туда в качестве приглашенного преподавателя, и уже в первый день декан вручил ей письмо с официальным предложением занять постоянную должность. Пока Кейт работал в MIT, вариант казался идеальным. “Я радовалась возможности вернуться в Бостон, ведь мне было там очень хорошо, пока я училась в магистратуре”, – говорит Даудна.

Любопытно представить, как развивалась бы ее карьера, если бы она осталась в Гарварде. Наряду с MIT и совместно управляемым Институтом Брода Гарвард был котлом биотехнологических исследований, особенно в сфере генной инженерии. Десять лет спустя, вступив в конкурентную борьбу за превращение CRISPR в инструмент для редактирования генома, Даудна обнаружила в числе своих соперников разных кембриджских исследователей, включая Джорджа Черча из Гарварда и ученых, которые стали ее главными противниками, Фэна Чжана и Эрика Лэндера из Института Брода.

Но затем ей позвонили из Калифорнийского университета в Беркли. Сначала Даудна хотела ответить отказом на любое предложение, но, когда она сообщила об этом Кейту, тот сильно удивился. “Перезвони им, – сказал он. – Беркли – хорошее место”. Работая постдоком в Санта-Крузе, он часто посещал функционирующую при университете Национальную лабораторию имени Лоуренса, где проводил эксперименты на циклотроне, ускорителе частиц.

Когда они посетили кампус университета, Даудна не почувствовала желания туда переезжать. Кейт, однако, загорелся этой мыслью. “Я скорее западный человек, – говорит он. – Кембридж казался мне слишком чопорным. Мой директор в то время не появлялся на работе без галстука-бабочки. Мне больше хотелось оказаться в Беркли, где чувствовалась энергия”. Даудне понравилось, что Беркли имеет статус публичного университета, и убедить ее оказалось несложно. К лету 2002 года они переехали.

Они выбрали Беркли, отдав должное американской системе государственного финансирования образования. Она восходит ко временам Авраама Линкольна, который в разгар Гражданской войны посчитал государственное образование достаточно важным, чтобы в 1862 году провести закон Моррилла, позволявший использовать средства от продаж федеральных земель на организацию новых сельскохозяйственных и технических колледжей.

В их число вошел Колледж сельскохозяйственных, горных и механических ремесел, основанный в 1866 году неподалеку от Окленда в Калифорнии. Два года спустя он объединился с соседним частным Калифорнийским колледжем, стал Калифорнийским университетом в Беркли и вырос до одного из лучших в мире образовательных и исследовательских институтов. В 1980-х годах Беркли более чем наполовину финансировался штатом. Но впоследствии финансирование Беркли, как и большинства других публичных университетов, было урезано. Когда Даудна поступила на работу, штат обеспечивал лишь 30 % бюджета Беркли. В 2018 году объем финансирования снова сократили, и оно составило всего 14 %. В результате плата за обучение в бакалавриате Беркли в 2020 году составила 14 250 долларов в год, что более чем в три раза выше, чем в 2000 году. С учетом проживания, питания и других расходов на учебу приходится ежегодно тратить примерно 36 264 доллара. Для студентов из других штатов общие затраты составляют около 66 тысяч долларов в год.

РНК-интерференция

Изучение структуры РНК привело Даудну в сферу, которая приобрела неожиданно большую значимость на более поздних этапах ее карьеры: изучение вирусов. В частности, ее интересовало, как РНК некоторых вирусов, например коронавирусов, позволяет им захватывать контроль над механизмами клеток, отвечающими за производство белка. В первый семестр Даудны в Беркли, осенью 2002 года, в Китае возникла вспышка вируса, вызывавшего тяжелый острый респираторный синдром, ТОРС (SARS). Многие вирусы состоят из ДНК, но SARS был коронавирусом и содержал РНК. Вспышка вируса закончилась через полтора года, но за это время вирус успел убить по всему миру почти восемьсот человек. Официально он назывался SARS-CoV. В 2020 году ему присвоили новое имя – SARS-CoV-1.

Даудна также заинтересовалась феноменом, называемым РНК-интерференцией. В обычных условиях гены, закодированные ДНК в клетках, отправляют матричную РНК руководить процессом построения белка. При РНК-интерференции малые молекулы находят способ оказывать влияние на матричные РНК.

РНК-интерференция была открыта в 1990-х годах, и отчасти заслуга принадлежит исследователям, которые пытались сделать пурпурные петунии более яркими, повысив экспрессию гена окраски цветка. Но в результате эксперимента экспрессия некоторых генов, напротив, оказалась снижена, и появились крапчатые и пятнистые петунии. Крейг Мелло и Эндрю Файер предложили термин “РНК-интерференция” в опубликованной в 1998 году статье и впоследствии получили Нобелевскую премию, изучив, как этот феномен работает у крошечных круглых червей[54].

РНК-интерференция происходит при посредстве фермента Dicer. Он делит длинный фрагмент РНК на короткие части. Эти маленькие фрагменты выполняют миссию “найти и уничтожить”: они обнаруживают молекулу матричной РНК с совпадающими буквами, а затем применяют подобный ножницам фермент, чтобы ее разбить. В итоге генетическая информация, переносимая в этой матричной РНК, оказывается подавленной.

Даудна поставила перед собой задачу изучить молекулярную структуру фермента Dicer. Как и ранее при работе с самосплайсирующимися РНК-интронами, она применяла рентгеновскую кристаллографию, чтобы исследовать все особенности молекулы, и надеялась, что таким образом сумеет понять, как именно она работает. До тех пор исследователи не знали, как Dicer разрезает РНК ровно на такие буквенные последовательности, которые необходимы для подавления экспрессии конкретного гена. Изучая структуру фермента Dicer, Даудна продемонстрировала, что он работает на манер линейки, на одном конце которой находится зажим для захвата длинного фрагмента РНК, а на другом – нож, отрезающий сегменты нужной длины.

Далее Даудна и ее команда показали, как заменять определенный домен фермента Dicer, чтобы создавать инструменты для подавления экспрессии других генов. “Пожалуй, самым удивительным открытием в этом исследовании стало то, что Dicer можно перестраивать”, – отметили ученые в статье, опубликованной в 2004 году[55]. Это было очень полезное открытие. Оно позволяло исследователям использовать РНК-интерференцию для отключения широкого диапазона генов, чтобы узнавать, за что ответственен каждый из них, а также регулировать его активность в медицинских целях.

В эпоху коронавирусов РНК-интерференция может играть и еще одну роль. С момента зарождения жизни на нашей планете некоторые организмы (но не человек) в ходе эволюции научились использовать РНК-интерференцию для борьбы с вирусами[56]. В опубликованной в 2013 году научной статье Даудна написала, что ученые хотят найти способ использовать РНК-интерференцию для защиты людей от инфекций[57]. В двух статьях, вышедших в том году в журнале Science, содержались веские свидетельства в пользу такого ее применения. Тогда высказывалась надежда, что настанет день, когда препараты на основе РНК-интерференции смогут лечить тяжелые вирусные инфекции, в том числе вызываемые новыми коронавирусами[58].

Статья Даудны об РНК-интерференции вышла в журнале Science в январе 2006 года. Через несколько месяцев в статье, опубликованной в не столь популярном журнале, были описаны различные механизмы борьбы с вирусами, существующие в природе. Эту работу написал малоизвестный испанский исследователь, открывший механизм в таких микроорганизмах, как бактерии, которые ведут борьбу с вирусами гораздо дольше человека, хотя борьба эта порой и принимает более ожесточенные формы. Сначала немногочисленные ученые, исследовавшие эту систему, полагали, что в своей работе она опирается на РНК-интерференцию. Но вскоре они установили, что на самом деле этот феномен еще интереснее.

Часть вторая. CRISPR

Ученый изучает природу не потому, что это полезно; он исследует ее потому, что это доставляет ему наслаждение, а наслаждение это ему дает потому, что природа прекрасна[59].

Анри Пуанкаре. Наука и метод. 1908

Глава 9. Сгруппированные повторы

Франсиско Мохика

Когда Ёсидзуми Исино учился в Осакском университете в Японии, в рамках своего диссертационного исследования он должен был секвенировать ген бактерии E. coli. Шел 1986 год, и процесс секвенирования генов был трудоемким, но в конце концов Исино сумел определить 1038 спаренных оснований, из которых состоял нужный ген. В последнем абзаце длинной статьи о гене, опубликованной на следующий год, он отметил странность, которую счел, однако, недостаточно значимой, чтобы упомянуть о ней в аннотации. “Была обнаружена необычная структура, – написал он. – Пять в высокой степени гомологичных последовательностей из 29 нуклеотидов были выстроены прямыми повторами”. Иными словами, он нашел пять сегментов ДНК, идентичных друг другу. Эти повторяющиеся последовательности, в каждой из которых было по двадцать девять спаренных оснований, перемежались обычными нуклеотидными последовательностями, названными “спейсерами”. Исино понятия не имел, что это за сгруппированные повторы. Он завершил свою статью такой строкой: “Биологическое значение этих последовательностей неизвестно”. И не стал погружаться в тему[60].

Франсиско Мохика

Первым функцию повторяющихся последовательностей установил Франсиско Мохика, аспирант Университета Аликанте, находящегося на средиземноморском побережье Испании. В 1990 году он приступил к работе над диссертацией об археях, которые, как и бактерии, представляют собой одноклеточные организмы, не имеющие ядер. Археи, которые он изучал, живут в соленых водоемах, где концентрация соли в десять раз выше, чем в океане. Мохика секвенировал области, которые, как он полагал, могли объяснить любовь архей к соли, и заметил четырнадцать идентичных последовательностей ДНК, повторяющихся с регулярными интервалами. Они были палиндромными, то есть читались одинаково в обоих направлениях[61].

Сначала Мохика решил, что напортачил с секвенированием. “Я подумал, что совершил ошибку, ведь секвенирование тогда было непростым делом”, – со смехом вспоминает он. Но уже к 1992 году, снова и снова замечая в своих данных регулярные повторы, Мохика заинтересовался, не сталкивался ли кто-нибудь с подобным. Еще не существовало ни Google, ни онлайн-баз, поэтому он вручную перебирал упоминания слова “повтор” в печатном каталоге научных статей Current Contents. Поскольку дело было в прошлом веке, когда в интернет выкладывалось лишь малое число публикаций, всякий раз, когда Мохика обнаруживал любопытную статью, ему приходилось идти в библиотеку и искать соответствующий журнал. В конце концов он добрался до статьи Исино.

Бактерия E. coli, которую изучал Исино, сильно отличается от архей Мохико. Было удивительно, что в ДНК обоих организмов присутствовали повторяющиеся последовательности и спейсеры. Отметив это, Мохико пришел к выводу, что исследуемый феномен имеет важное биологическое значение. В статье, опубликованной в 1995 году, Мохика и его научный руководитель назвали такие повторы “тандемными” и сделали предположение – как оказалось, неверное, – что они каким-то образом задействованы в процессе воспроизводства клетки[62].

Мохика недолго проработал на позиции постдока в Солт-Лейк-Сити, а затем в Оксфорде, но после этого в 1997 году вернулся в Университет Аликанте, расположенный совсем недалеко от места его рождения, и организовал исследовательскую группу для изучения загадочных повторяющихся последовательностей. Обеспечить финансирование проекта оказалось непросто. “Мне говорили, что не стоит зацикливаться на повторах, потому что в организмах наблюдается множество подобных феноменов и в моем, вероятно, нет ничего особенного”, – вспоминает Мохика.

И все-таки он знал, что у бактерий и архей очень мало генетического материала. Они не могут позволить себе расходовать его на создание последовательностей, не имеющих важной функции. Он пытался определить назначение сгруппированных повторов. Возможно, они помогали формировать структуру ДНК или создавали петли, за которые цеплялись белки? Обе гипотезы также оказались неверными.

Название CRISPR

К тому времени ученые обнаружили повторяющиеся последовательности у двадцати разных видов бактерий и архей, и появилось множество разных названий для их обозначения. Мохике не нравился термин “тандемные повторы”, на котором настоял его научный руководитель. Последовательности располагались с интервалами, а не стояли в тандеме. Он предложил другое название – “короткие повторы, регулярно разделенные промежутками” (short regularly spaced repeats, SRSR). Хотя оно лучше описывало феномен, название не запоминалось, а его аббревиатура была непроизносимой.

Мохика переписывался с Рудом Янсеном из Утрехтского университета в Нидерландах. Янсен изучал такие последовательности в бактериях туберкулеза и называл их “прямыми повторами”, но тоже считал, что нужно придумать им более удачное наименование. Однажды вечером, когда Мохика ехал домой из лаборатории, ему в голову пришло название CRISPR, от clustered regularly interspaced short palindromic repeats (“короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами”). Хотя запомнить длинную и неуклюжую фразу было практически невозможно, аббревиатура CRISPR оказалась короткой и звучной. Она звучала приятно, а не грозно, и выглядела достаточно футуристично. Приехав домой, Мохика спросил жену, как ей такое название. “Хорошая кличка для собаки, – ответила она. – Криспер, Криспер, ко мне, малыш!” Мохика рассмеялся и решил, что название подойдет.

Двадцать первого ноября 2001 года Янсен похвалил название, отвечая на письмо с предложением, пришедшее от Мохики. “Дорогой Фрэнсис, – написал он, – какая прекрасная аббревиатура – CRISPR! Такое впечатление, что недостаток букв в альтернативных вариантах делает их менее звучными, поэтому я выбираю колкое CRISPR вместо SRSR и SPIDR”[63].

Янсен официально ввел название в обиход в статье, опубликованной в апреле 2002 года, где сообщил об открытии генов, предположительно связанных с CRISPR. В большинстве организмов, имеющих CRISPR, повторяющиеся последовательности фланкируются одним из этих генов, кодирующих инструкции для создания фермента. Янсен назвал их ферментами Cas (от CRISPR-associated, “CRISPR-ассоциированный”)[64].

Защита от вируса

Когда в 1989 году Мохика начал секвенировать ДНК микробов, которые обожали соль, процесс секвенирования гена был весьма медленным. Но впоследствии в рамках проекта “Геном человека”, который тогда лишь начинал свою работу, были созданы новые высокоскоростные методы секвенирования. К 2003 году, когда Мохика сосредоточился на том, чтобы выяснить, какую роль играли CRISPR, были секвенированы геномы почти двухсот бактерий (а также геномы человека и мыши).

В том августе Мохика проводил отпуск в прибрежном городке Санта-Пола, расположенном примерно в двадцати километрах к югу от Аликанте, в гостях у родителей жены. Такой отдых был ему не по душе. “Я терпеть не могу песок и ненавижу бывать на пляже летом, когда там жарко и полно народу, – говорит он. – Пока моя жена загорала на пляже, я ездил в свою лабораторию в Аликанте. Жена прекрасно проводила время на пляже, а мне было гораздо интереснее анализировать последовательности из бактерий E. coli”[65]. Настоящего ученого видно за версту.

Ему не давали покоя “спейсеры” – области обычных на вид последовательностей ДНК, которые разделяли повторяющиеся сегменты CRISPR. Он взял спейсеры E. coli и сравнил их с имеющимися в базах данными. Открылась любопытная вещь: спейсеры совпадали с последовательностями, которые обнаруживались в вирусах, атакующих E. coli. Мохика увидел такую же картину, когда посмотрел на другие бактерии с последовательностями CRISPR: их спейсеры совпадали с последовательностями из вирусов, атакующих эти бактерии. “Вот это да!” – воскликнул он.

Однажды вечером, удостоверившись в своем открытии, он рассказал о нем жене, когда вернулся в дом у моря. “Я только что открыл кое-что удивительное, – сказал он. – У бактерий есть иммунная система. Они запоминают, какие вирусы атаковали их в прошлом”. Его жена рассмеялась, призналась, что не совсем понимает, о чем он говорит, но заверила его, что нисколько не сомневается в важности его открытия, раз Мохика так взволнован. “Вот увидишь, через несколько лет о том, что я только что открыл, будут писать в газетах и учебниках истории”, – ответил он. Но в это она не поверила.

Оказалось, что Мохика обнаружил поле битвы самой долгой, самой масштабной и самой жестокой войны на этой планете: войны бактерий и атакующих их вирусов, называемых “бактериофагами” или просто “фагами”. Фаги – самая многочисленная группа вирусов в природе и самая многочисленная биологическая общность на земле. Их количество составляет 10^31 – их больше, чем всех остальных организмов (включая бактерии), вместе взятых, и на каждую песчинку приходится по триллиону фагов. В одном миллилитре морской воды может содержаться до 900 млн таких вирусов[66].

Нам, людям, нелегко бороться с новыми штаммами вирусов, и стоит отметить, что бактерии занимаются этим около трех миллиардов лет (плюс-минус несколько миллионов столетий). Почти с самого зарождения жизни на нашей планете идет активная гонка вооружений между бактериями, у которых в ходе эволюции появились сложные механизмы защиты от вирусов, и эволюционирующими вирусами, ищущими способы прорвать их оборону.

Мохика обнаружил, что бактерии со спейсерами CRISPR обладают иммунитетом к инфекции, которая переносится вирусом с такими же последовательностями. Но бактерии без спейсеров оказываются инфицированными. Такая хитроумная система защиты имела и еще одну любопытную характеристику: судя по всему, она адаптировалась к новым угрозам. Когда появлялся новый вирус, выживавшие в борьбе с ним бактерии интегрировали в свой геном часть его ДНК и таким образом передавали своему потомству приобретенный иммунитет к этому вирусу. Мохика вспоминает, как прослезился, осознав это[67]. Природа и правда бывает удивительно прекрасна.

Это было оригинальное и поразительное открытие, которое привело к серьезным последствиям. Но опубликовать его Мохике оказалось на удивление непросто. В октябре 2003 года он отправил статью с названием “Прокариотические повторы задействованы в иммунной системе” в журнал Nature, фактически показывая, что системы CRISPR позволяли бактериям приобретать иммунитет к вирусам. Редакторы даже не представили статью на рецензию. Они сочли – и оказались в этом неправы, – что в ней не содержится ничего существенно нового относительно ранее опубликованных работ о CRISPR. Они также отметили – уже вполне справедливо, – что Мохика не представил данных лабораторных экспериментов, демонстрирующих принцип работы системы CRISPR.

Статью Мохики отклонили еще два журнала. Наконец, он смог опубликовать ее в Journal of Molecular Evolution, который был не столь престижным, но все же позволил ему представить свои результаты в рецензируемом издании. Но даже при взаимодействии с этим журналом Мохике пришлось снова и снова напоминать о себе нерасторопным редакторам. “Я пытался связаться с редакторами почти еженедельно, – говорит он. – И каждая неделя была для меня настоящим кошмаром, ведь я понимал, что мы сделали поистине великое открытие. Я не сомневался, что рано или поздно его сделают и другие ученые. Но у меня никак не получалось донести до [редакторов] его значимость”[68]. Журнал получил статью в феврале 2004 года, вынес решение о ее публикации лишь в октябре, и поэтому вышла она лишь в феврале 2005 года, через два года после того, как Мохика совершил свое открытие[69].

Мохика говорит, что им руководила любовь к красотам природы. В лаборатории в Аликанте он мог позволить себе заниматься фундаментальными исследованиями, не думая о том, как конвертировать их в нечто полезное на практике, и потому он даже не пытался запатентовать свои открытия, связанные с CRISPR. “Когда изучаешь, как я, странные организмы, живущие в необычных средах, например в очень соленых озерах, тобой движет лишь любопытство, – говорит он. – Казалось, что наше открытие вряд ли имеет связь с более типичными организмами. Но в этом мы ошибались”.

Как показывает история науки, открытия порой находят необычное применение. “Когда занимаешься исследованиями из любопытства, никогда не знаешь, к чему они однажды приведут, – отмечает Мохика. – Простые вещи могут иметь масштабные последствия”. Он оказался прав, когда заверил жену, что однажды его имя войдет в учебники истории.

Статья Мохики положила начало целой волне публикаций, демонстрирующих, что система CRISPR действительно была иммунной системой, которую бактерии адаптировали всякий раз, когда их атаковал вирус нового типа. Не прошло и года, как Евгений Кунин, исследователь из Национального центра биотехнологической информации США, расширил теорию Мохики и показал, что CRISPR-ассоциированные ферменты берут фрагменты ДНК атакующих вирусов и интегрируют их в собственную ДНК бактерий, то есть, по сути, копируют и вставляют в память “разыскные ориентировки” на опасные вирусы[70]. Но в одном Кунин с командой ошиблись. Ученые предположили, что защитная система CRISPR работает с помощью РНК-интерференции. Иными словами, они считали, что бактерии используют “ориентировки” на вирусы, чтобы находить способ воздействовать на матричные РНК, переносящие инструкции, закодированные в ДНК.

Так думали и другие исследователи. Именно поэтому с Дженнифер Даудной, ведущим специалистом Беркли по РНК-интерференции, неожиданно связалась коллега, которая пыталась разобраться в CRISPR.

Джиллиан Бэнфилд

Глава 10. Кафе Free Speech Movement

Джиллиан Бэнфилд

В начале 2006 года, вскоре после публикации первой статьи Даудны о ферменте Dicer, в ее кабинете в Беркли зазвонил телефон. С ней связалась профессор из Беркли, знакомая ей только понаслышке, – микробиолог Джиллиан Бэнфилд, которая, как и Мохика, интересовалась крошечными организмами, обитающими в экстремальных средах. Бэнфилд, общительная австралийка с ироничной улыбкой, была готова к сотрудничеству и изучала бактерии, которые ее команда обнаружила в очень соленом озере в Австралии, в горячем гейзере в Юте, а также в крайне кислотном стоке с калифорнийского медного рудника в солончаковое болото[71].

В процессе секвенирования ДНК своих бактерий Бэнфилд снова и снова находила примеры сгруппированных повторяющихся последовательностей, называемых CRISPR. Она была из тех, кто полагал, что система CRISPR работает посредством РНК-интерференции. Когда она ввела запрос “РНК-интерференция и Калифорнийский университет в Беркли” в Google, первым в списке результатов оказалось имя Даудны, и Бэнфилд решила ей позвонить. “Я ищу в Беркли человека, который работает с направляющими РНК, – сказала она, – и Google выдал мне ваше имя”. Они с Даудной договорились встретиться за чашкой чая.

Даудна никогда не слышала о CRISPR и не сразу поняла, о чем идет речь. Повесив трубку, она поискала информацию в интернете и обнаружила всего несколько статей на нужную тему. Прочитав в одной из них, что за аббревиатурой CRISPR скрывается фраза “короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами”, она решила подождать, пока Бэнфилд не объяснит ей, что это значит.

Они встретились ветреным весенним днем и сели за каменный столик на веранде специализирующегося на супах и салатах кафе Free Speech Movement у входа в библиотеку Беркли для студентов бакалавриата. Бэнфилд распечатала статьи Мохики и Кунина. Она понимала, что если она хочет понять функцию последовательностей CRISPR, то логично привлечь к сотрудничеству такого биохимика, как Даудна, который сможет проанализировать каждый компонент таинственной молекулы в лаборатории.

Когда я попросил их рассказать мне об этой встрече, они пылали тем же энтузиазмом, который, как сами они утверждают, чувствовали и тогда. Обе говорили быстро, особенно Бэнфилд, и заканчивали фразы друг за друга, то и дело смеясь. “Мы сидели, пили чай, и ты принесла с собой огромную стопку бумаги с данными об обнаруженных последовательностях”, – вспоминала Даудна. Бэнфилд, которая обычно работает на компьютере и редко распечатывает материалы, кивнула. “Я все показывала тебе последовательности”, – сказала она. “Ты была увлечена и говорила очень быстро, – подхватила Даудна. – У тебя было полно данных. Я тогда подумала: «Ей это очень и очень важно»”[72].

Сидя за столиком в кафе, Бэнфилд нарисовала последовательность ромбов и квадратов, которыми обозначила сегменты ДНК, обнаруженные в бактериях. Она сказала, что во всех ромбах содержатся идентичные последовательности, но в каждом из находящихся между ними квадратов последовательность уникальна. “Такое впечатление, что они быстро диверсифицируются в ответ на что-то, – сказала она Даудне. – Но что может вызвать появление таких странных сгруппированных последовательностей ДНК? Как именно они работают?”

До тех пор CRISPR в основном занимались микробиологи, как Мохика и Бэнфилд, которые изучали живые организмы. Они выстраивали красивые теории о CRISPR и иногда оказывались правы, но не проводили контролируемых экспериментов в пробирках. “В то время никто еще не изолировал молекулярные компоненты системы CRISPR, не испытал их в лаборатории и не изучил их структуру, – говорит Даудна. – В игру пора было вступить моим коллегам – биохимикам и специалистам по структурной биологии”[73].

Глава 11. Начало игры

Блейк Виденхефт

Когда Бэнфилд предложила Даудне вместе работать над CRISPR, Даудна оказалась в тупике. У нее в лаборатории не было человека, который мог бы этим заняться.

Затем на собеседование к ней пришел необычный кандидат на позицию постдока. Монтанец Блейк Виденхефт, харизматичный и милый, как медвежонок, обожал природу, регулярно ходил в походы и большую часть своей научной карьеры провел в погоне за микроорганизмами, обитающими в экстремальных средах, которые находил везде, от Камчатки и Йеллоустонского национального парка до своего заднего двора, прямо как Бэнфилд и Мохика. Не имея блестящих рекомендаций, он все же твердо решил переключиться с биологии малых организмов на биологию молекул, и когда Даудна спросила его, чем он хотел бы заняться, он произнес волшебные слова: “Вам знакома аббревиатура CRISPR?”[74]

Виденхефт родился в городке Форт-Пек (штат Монтана, население – 233 человека), который находится в 130 км от канадской границы и очень далеко – от всего остального. Его отец был специалистом по биологии промысловых рыб и работал в Отделе охраны дикой природы штата Монтана. В школе Виденхефт занимался борьбой и бегом, ходил на лыжах и играл в американский футбол.

Блейк Виденхефт на Камчатке (Россия)

В бакалавриате Университета штата Монтана он изучал биологию, но редко бывал в лаборатории. Ему больше нравилось ездить в соседний Йеллоустон и собирать микроорганизмы, которые выживали в геотермальных источниках парка. “Мне было невероятно интересно находить образцы организмов в геотермальном источнике, класть их в термос, выращивать в искусственных горячих источниках в лаборатории, а затем рассматривать под микроскопом и видеть то, чего мы никогда прежде не видели, – говорит он. – Это изменило мои представления о жизни”.

Университет штата Монтана подходил Виденхефту идеально, поскольку позволял ему потакать своей любви к приключениям. “Я всегда смотрю вперед и вижу за одной горой другую”, – отмечает он[75]. Окончив университет, он вовсе не планировал становиться исследователем. Как и отец, он интересовался биологией рыб и поступил на работу на судно, которое занималось ловлей крабов в Беринговом море у берегов Аляски, где собирал данные для государственных структур. После этого он отправился на лето в Гану, где учил детей естествознанию, а затем некоторое время работал в Монтане сотрудником лыжного патруля. “Я жить не мог без приключений”.

Но все же в путешествиях он вечерами возвращался к своим старым учебникам биологии. Его научный руководитель Марк Янг изучал вирусы, которые атаковали бактерии в горячих геотермальных источниках Йеллоустона. “Энтузиазм Марка, желавшего понять, как работают эти биологические машины, был заразителен”[76]. После трех лет странствий Виденхефт решил, что найти приключения можно не только в походах, но и в лабораториях. Он вернулся в университет и поступил в аспирантуру, выбрав Янга своим научным руководителем, и вместе они стали исследовать, как вирусы нападают на бактерии[77].

Хотя Виденхефт мог секвенировать ДНК вирусов, ему хотелось большего. “Как только я начал изучать последовательности ДНК, я понял, что информации в них мало, – говорит он. – Нам нужно было определить структуры, поскольку именно структуры – складки и формы – сохраняются в течение более долгого эволюционного периода, чем последовательности нуклеиновых кислот”. Иными словами, последовательность букв в ДНК не показывала, каким образом она работает: необходимо было понять, какую форму имеет молекула, чтобы на основании этого определить, как происходит ее взаимодействие с другими молекулами[78].

Виденхефт решил, что должен изучить структурную биологию, и для этого не было места лучше, чем лаборатория Даудны в Беркли.

Виденхефт слишком серьезен, чтобы сомневаться в себе, и это не укрылось от Даудны на собеседовании. “Я приехал из маленькой лаборатории в Монтане и ценил себя достаточно высоко, а потому не стушевался, хотя мне и следовало бы”, – вспоминает он. Он собирался предложить несколько возможных тем, однако, когда Даудна проявила интерес к CRISPR, его главной страсти, Виденхефт сразу загорелся. “Я болтал без умолку, стараясь представить себя в лучшем свете”. Он подошел к доске и перечислил на ней проекты CRISPR, осуществлявшиеся другими исследователями, включая команду Джона ван дер Оста и Стэна Броунса из Нидерландов, с которыми он работал, когда они приезжали в Йеллоустон за образцами микроорганизмов из горячих источников.

В ходе мозгового штурма Виденхефт с Даудной прикинули, чем может заняться ее лаборатория, удостоив особенного внимания изучение функций CRISPR-ассоциированных ферментов (ферментов Cas). Даудну поразили энергия и заразительный энтузиазм Виденхефта. На него же произвел впечатление ее интерес к CRISPR. “У нее есть дар заглядывать вперед и понимать, где ждать следующего прорыва”, – говорит он[79].

Виденхефт погрузился в работу в лаборатории Даудны с той же страстью, которую проявлял в своих походах. Он готов был очертя голову нестись вперед и осваивать техники, которые никогда прежде не применял. В обед он отправлялся тренироваться на велосипеде, а днем и вечером работал в лаборатории, не снимая велосипедного костюма и шлема. Однажды он проводил эксперимент на протяжении двух суток и все это время не покидал лабораторию, даже чтобы поспать.

Мартин Йинек

Желая изучить структурную биологию, Виденхефт интеллектуально и дружески сблизился с постдоком, который был экспертом по кристаллографии в лаборатории Даудны. Мартин Йинек родился в Чехословакии, в силезском городе Тршинец. Он изучал органическую химию в Кембридже и написал диссертацию под руководством итальянского биохимика Елены Конти в Гейдельберге. Это не только наделило его гибким научным мировоззрением, но и позволило ему приобрести гибридный акцент: он говорит очень четко и то и дело перемежает свою речь фразой “по сути”[80].

В лаборатории Конти Йинек заинтересовался главной звездой этой книги – молекулой РНК. “Это удивительно разноплановая молекула – она может выступать катализатором, может складываться в 3D-структуры, – сказал он впоследствии Кевину Дэвису из CRISPR Journal. – В то же время она переносит информацию. Это универсал в мире биомолекул!”[81] Он хотел работать в лаборатории, где сможет изучить структуру комплексов, в которых сочетались РНК и ферменты[82].

Йинек прекрасно умел ставить себе задачи. “Он мог работать самостоятельно, а это всегда ценилось в моей лаборатории, поскольку я не руковожу каждым шагом сотрудников, – говорит Даудна. – Я предпочитаю нанимать людей, которые имеют собственные творческие идеи и хотят работать в команде под моим руководством, но при этом не ждут от меня ежедневных указаний”. Она назначила встречу с Йинеком, когда поехала на конференцию в Гейдельберг, а затем пригласила его в Беркли, где он познакомился с сотрудниками ее лаборатории. Она считала, что членам команды очень важно чувствовать себя свободно в общении с новыми коллегами.

Когда Йинек перешел в лабораторию Даудны, он сначала сосредоточился на изучении механизмов РНК-интерференции. Ученые уже описали, как проходит этот процесс в живых клетках, но Йинек понимал, что для полноты картины необходимо воссоздать процесс в пробирке. Эксперименты in vitro позволили ему выделить ферменты, которые играют важнейшую роль при воздействии на экспрессию гена. Он также смог изучить кристаллическую структуру одного конкретного фермента и тем самым показать, как именно он разрезает матричную РНК[83].

Йинек и Виденхефт имели совершенно разную подготовку и были совсем непохожи друг на друга по характеру, но прекрасно дополняли друг друга. Йинек специализировался на кристаллографии и хотел поработать с живыми клетками, а Виденхефт занимался микробиологией и хотел изучить кристаллографию. Они сразу понравились друг другу. Виденхефт отличался гораздо более озорным чувством юмора, но оно было таким заразительным, что вскоре Йинек его подхватил. Однажды, приехав вместе с коллегами с визитом в Аргоннскую национальную лабораторию в Чикаго, они работали в огромном круглом здании, где находится мощный источник синхротронного излучения Advanced Photon Source, или APS. Здание так велико, что ученые передвигаются по нему на трехколесных велосипедах. В четыре утра, проработав всю ночь, Виденхефт устроил гонку на велосипедах по всей окружности здания и, конечно, победил[84].

Даудна решила, что ее лаборатория поставит перед собой цель разделить систему CRISPR на химические составляющие и изучить, как работает каждая из них. Первым делом они с Виденхефтом предпочли сосредоточиться на CRISPR-ассоциированных ферментах.

Cas1

Давайте прервемся на краткий ликбез.

Ферменты – это белки особого типа. Их главная функция – выступать в качестве катализатора, запускающего химические реакции в клетках живых организмов, от бактерий до человека. Ферменты катализируют более пяти тысяч биохимических реакций. Благодаря им расщепляются белки и углеводы в пищеварительной системе, сокращаются мышцы, передаются сигналы между клетками, регулируется обмен веществ и (что особенно важно для нашей темы) происходит разрезание и сплайсинг ДНК и РНК.

К 2008 году ученые открыли ряд ферментов, производимых генами, которые соседствуют с последовательностями CRISPR в ДНК бактерий. Эти CRISPR-ассоциированные ферменты (ферменты Cas) позволяют системе вырезать и вставлять в геном новые воспоминания о вирусах, атакующих бактерии. Они также создают короткие сегменты РНК, называемые CRISPR-РНК (сгРНК), которые направляют работающий по принципу ножниц фермент к опасному вирусу, чтобы вырезать его генетический материал. Вуаля! Так хитроумные бактерии и создают адаптивную иммунную систему!

Система обозначений этих ферментов в 2009 году еще не сложилась, в основном потому, что их открывали в разных лабораториях. В конце концов названия привели к единому стандарту: Cas1, Cas9, Cas12 и Cas13.

Даудна и Виденхефт решили сосредоточиться на ферменте Cas1. Это единственный фермент Cas, который встречается во всех бактериях с системами CRISPR, а значит, выполняет фундаментальную функцию. Cas1 обладал и другим преимуществом для лаборатории, где для изучения того, как структура молекулы определяет ее функции, применялась рентгеновская кристаллография: его было просто кристаллизовать[85].

Виденхефт смог выделить ген Cas1 из бактерий и клонировать его. Применив диффузию из паровой фазы, он сумел его кристаллизовать. Но затем он зашел в тупик, пытаясь определить его точную кристаллическую структуру, поскольку его опыт в рентгеновской кристаллографии оказался недостаточным.

Даудна поручила Йинеку, который только что опубликовал написанную в соавторстве с ней статью об РНК-интерференции[86], помочь Виденхефту с кристаллографией. Исследователи вместе отправились в соседнюю Национальную лабораторию имени Лоуренса в Беркли, где, работая на ускорителе частиц, Йинек помог Виденхефту проанализировать данные и построить атомную модель белка Cas1. “В процессе я заразился энтузиазмом Блейка, – вспоминает он. – После этого я решил и дальше заниматься CRISPR в лаборатории у Дженнифер”[87].

Они обнаружили, что Cas1 имеет характерную складку, которая, очевидно, и была механизмом, использовавшимся бактерией для захвата фрагмента ДНК атакующих вирусов и внедрения его в свой набор CRISPR, а следовательно, представляла собой ключ к этапу формирования памяти иммунной системы. В июне 2009 года они описали свое открытие в статье, которая стала первым вкладом лаборатории Даудны в изучение CRISPR. В ней ученые впервые объяснили механизм CRISPR на основе структурного анализа одного из его компонентов[88].

Родольф Баррангу

Филипп Хорват

Глава 12. Производители йогуртов

Фундаментальные исследования и линейная модель инноваций

Историки науки и технологий, включая и меня, часто пишут о так называемой линейной модели инновационного процесса. Ее насаждал Вэнивар Буш, декан инженерного факультета Массачусетского технологического института, один из основателей компании Raytheon, во время Второй мировой войны руководивший Национальным исследовательским комитетом США по вопросам обороны, который курировал изобретение радара и создание атомной бомбы. В подготовленном в 1945 году докладе “Наука – безграничное познание” Буш утверждал, что фундаментальные исследования, проводимые из любопытства, становятся первыми шагами к новым технологиям, к инновациям. “Новые продукты и новые процессы не появляются зрелыми, – написал он. – Они основываются на новых принципах и новых концепциях, которые, в свою очередь, разрабатываются в процессе изысканий в сфере чистейшей науки. Фундаментальные исследования задают темп техническому прогрессу”[89]. Ознакомившись с этим докладом, президент Гарри Трумэн основал Национальный научный фонд, правительственное агентство, предоставляющее финансирование для проведения фундаментальных исследований – главным образом в университетах.

В линейной модели инновационного процесса есть рациональное зерно. Фундаментальные исследования квантовой теории и физики поверхностных состояний полупроводниковых материалов привели к созданию транзистора. Но все было не так просто и не так линейно. Транзистор разработали в Лабораториях Белла, исследовательском подразделении Американской телефонной и телеграфной компании (AT&T). Там трудились многие теоретики фундаментальной науки, включая Уильяма Шокли и Джона Бардина. Туда заглядывал даже Альберт Эйнштейн. Но рядом с ними работали инженеры-практики и монтажники, которые знали, как усилить телефонный сигнал. Кроме того, свой вклад вносили и специалисты по развитию бизнеса, которые пробивали дорогу для внедрения междугородной телефонной связи. Три перечисленных группы информировали и мотивировали друг друга.

История CRISPR, на первый взгляд, развивалась по линейной модели. Специалисты по фундаментальной науке, например Франсиско Мохика, из чистого любопытства решили изучить замеченную в природе странность, и это подготовило почву для появления таких прикладных технологий, как редактирование генома и создание инструментов для борьбы с коронавирусами. Однако, как и история создания транзисторов, этот процесс не был в полной мере линейным и однонаправленным. Скорее он представлял собой циклический танец, в котором участвовали ученые-теоретики, изобретатели-практики и руководители бизнеса.

Наука может рождать инновации. Однако, как отмечает Мэтт Ридли в книге “Как работают инновации”, иногда теория и практика оказывают взаимное влияние друг на друга. “Столь же часто инновации рождают науку: создаются полезные техники и процессы, но понимание принципов их работы приходит позже, – пишет он. – Паровые машины подтолкнули развитие термодинамики, а не наоборот. Моторизированный полет опередил почти всю аэродинамику”[90].

Яркая история CRISPR служит еще одним прекрасным примером симбиоза фундаментальной и прикладной науки. И в ней фигурирует йогурт.

Баррангу и Хорват

Пока Даудна с командой приступали к работе над CRISPR, двое молодых специалистов по продуктам питания на разных континентах изучали CRISPR с целью усовершенствовать технологии производства йогурта и сыра. Родольф Баррангу в Северной Каролине и Филипп Хорват во Франции работали в компании Danisco, датском производителе продовольственного сырья, который специализируется на заквасочных культурах, запускающих и контролирующих ферментацию молочных продуктов.

Заквасочные культуры для йогурта и сыра делаются из бактерий, и главную угрозу для 40-миллиардного мирового рынка представляют вирусы, способные уничтожать бактерии. Компания Danisco готова была вкладывать немалые деньги в исследования, чтобы выяснить, как бактерии защищаются от этих вирусов. Она располагала ценным активом: базой данных последовательностей ДНК всех бактерий, которые использовала за время своего существования. Именно так Баррангу и Хорват, которые впервые услышали о проводимом Мохикой исследовании CRISPR на конференции, стали одним из звеньев во взаимодействии фундаментальной науки и бизнеса.

Баррангу родился в Париже, и еда его, как истинного парижанина, интересовала всегда. Он также любил науку, поэтому в колледже решил совместить свои увлечения. Он стал единственным из знакомых мне людей, который переехал из Франции в Северную Каролину, чтобы узнать больше о пище. Он поступил в Университет штата Северная Каролина в Роли и получил степень магистра, защитив диплом о ферментации соленых огурцов и квашеной капусты. Он получил докторскую степень в том же университете, женился на специалисте по науке о продуктах питания, с которой познакомился во время учебы, и переехал с ней в Мэдисон (Висконсин), где она устроилась на работу в мясную компанию Oscar Mayer. Там же, в Мэдисоне, находится и подразделение Danisco, производящее сотни мегатонн бактериальных культур для ферментированных молочных продуктов, включая йогурт. В 2005 году Баррангу занял там должность руководителя исследовательского отдела[91].

За много лет до этого он подружился с другим французским специалистом по науке о продуктах питания Филиппом Хорватом, который работал исследователем в лаборатории Danisco в городе Данже-Сен-Ромен в Центральной Франции. Хорват создавал инструменты для выявления вирусов, которые атакуют разные штаммы бактерий, и приятели стали сотрудничать друг с другом через океан, изучая CRISPR.

Каждый день они по два-три раза созванивались и обсуждали на французском свои планы. Они решили применить вычислительную биологию для анализа последовательностей CRISPR, обнаруживаемых в бактериях из обширной базы Danisco, и начали с бактерии Streptococcus thermophilus, рабочей лошадки в индустрии молочных культур. Они сравнили CRISPR-последовательности этой бактерии с ДНК вирусов, атаковавших ее. Прелесть исторического собрания Danisco заключалась в том, что в нем присутствовали штаммы бактерий, использовавшиеся каждый год с начала 1980-х, поэтому исследователи могли наблюдать, как со временем менялся их геном.

Они обратили внимание, что бактерии, собранные вскоре после крупной вирусной атаки, обзавелись спейсерами с последовательностями, взятыми из этих вирусов, а это свидетельствовало, что их интеграция в геном произошла для отражения будущих атак. Поскольку иммунитет теперь стал частью ДНК бактерий, он передавался всем последующим поколениям этих бактерий. В мае 2005 года ученые провели сравнение и поняли, что достигли цели. “Мы увидели стопроцентное совпадение между CRISPR бактериального штамма и последовательностью вируса, атаковавшего его, – вспоминает Баррангу. – Таким стал наш момент истины”[92]. Они получили весомое подтверждение тезиса, сформулированного Франсиско Мохикой и Евгением Куниным.

Затем они совершили весьма полезный шаг: они показали, что могут искусственно создавать такой иммунитет, конструируя и внедряя в геном собственные спейсеры. Во французской исследовательской лаборатории нельзя было заниматься генной инженерией, поэтому эту часть экспериментов Баррангу провел в Висконсине. “Я продемонстрировал, что при добавлении последовательностей из вируса в локус CRISPR бактерия вырабатывает иммунитет к этому вирусу”, – говорит он[93]. Кроме того, ученые доказали, что CRISPR-ассоциированные ферменты (ферменты Cas) играют важнейшую роль в приобретении новых спейсеров и защите от атакующих вирусов. “По сути, я отключил два гена Cas, – поясняет Баррангу. – Двенадцать лет назад это было непросто. Одним из них был Cas9. Мы показали, что стоит его отключить, как сопротивляемость пропадает”.

В августе 2005 года они использовали свои открытия, чтобы подать заявку и получить один из первых патентов, связанных с системами CRISPR-Cas. В тот же год Danisco начала использовать CRISPR для вакцинации своих бактериальных штаммов.

Баррангу и Хорват написали для журнала Science статью, опубликованную в марте 2007 года. “Момент был прекрасен, – говорит Баррангу. – Мы, сотрудники неведомой датской компании, отправили статью с описанием малоизвестной системы организма, до которого ни одному ученому нет дела. Мы были бы безмерно рады и одной рецензии. Но статью приняли к публикации!”[94]

Конференции по CRISPR

Статья помогла вывести интерес к CRISPR на новый уровень. Джиллиан Бэнфилд, биолог из Беркли, которая привлекла Даудну к сотрудничеству в кафе Free Speech Movement, немедленно связалась с Баррангу. Они решили поступить так, как часто поступают пионеры новых областей науки: организовать ежегодные конференции. Первая из них, подготовленная силами Бэнфилд и Блейка Виденхефта, состоялась в конце июля 2008 года в Стэнли-холле в Беркли, где находилась лаборатория Даудны. На ней присутствовало всего тридцать пять человек, включая Франсиско Мохику, который прилетел из Испании, чтобы выступить с докладом.

В науке не возникает проблем с сотрудничеством на расстоянии – и особенно в нем преуспевают ученые, которые занимаются исследованиями CRISPR, как показали на своем примере Хорват и Баррангу. Но в непосредственной близости порой происходят более сильные реакции: идеи рождаются за чаем в таких местах, как кафе Free Speech Movement. “Не будь этих конференций по CRISPR, эта область не развивалась бы с такой скоростью и не стала бы ареной для такого плодотворного сотрудничества, – говорит Баррангу. – И не возникло бы никакого чувства локтя”.

Правила на конференции были не слишком строгими, а атмосфера – доверительной. Участники неформально рассказывали о результатах, которые еще не опубликовали, а другие ученые не пытались извлечь из этого выгоду. “Небольшие конференции, на которых люди делятся неопубликованными данными и идеями и каждый помогает каждому, могут изменить мир”, – отметила впоследствии Бэнфилд. Первым делом на конференции стандартизировали терминологию и названия, в том числе разработав единую систему наименования CRISPR-ассоциированных белков. Сильвен Моро, один из первых участников мероприятий, назвал июльский конгресс “научной рождественской вечеринкой”[95].

Сонтхаймер и Марраффини

В год первой конференции произошел значительный прорыв. Лучано Марраффини и его научный руководитель Эрик Сонтхаймер из Северо-Западного университета в Чикаго продемонстрировали, что мишенью системы CRISPR является ДНК. Иными словами, CRISPR работает не посредством РНК-интерференции, как было принято считать тогда, когда Бэнфилд впервые вышла на связь с Даудной. На самом деле система CRISPR была нацелена на ДНК атакующего вируса[96].

Это имело поразительное следствие. Марраффини и Сонтхаймер поняли, что если система CRISPR нацелена на ДНК вирусов, то в таком случае ее можно превратить в инструмент для редактирования генома. Их судьбоносное открытие еще сильнее подогрело интерес к CRISPR по всему миру. “Отсюда вытекала идея, что CRISPR может обладать фундаментальными трансформирующими свойствами, – говорит Сонтхаймер. – Если [система] могла брать на прицел и разрезать ДНК, то она давала возможность исправлять причину генетической проблемы”[97].

Но чтобы использовать ее таким способом, сначала нужно было многое понять. Марраффини и Сонтхаймер точно не знали, как фермент CRISPR разрезает ДНК. Возможно, его метод осуществления процедуры был несовместим с редактированием генома. Тем не менее в сентябре 2008 года они подали заявку на патент для использования CRISPR в качестве инструмента редактирования ДНК. Заявку отклонили – и вполне обоснованно. Ученые верно предположили, что однажды систему можно будет использовать для редактирования генома, но пока это не подтверждалось никакими экспериментальными данными. “Невозможно запатентовать идею, – признает Сонтхаймер. – Нужно изобрести то, о чем говоришь”. Они также подали заявку на грант Национальных институтов здоровья, чтобы продолжить изучение потенциала CRISPR в качестве инструмента для редактирования генома. И эта заявка тоже оказалась отклонена. Но все же они вошли в историю как ученые, которые первыми предположили, что системы CRISPR-Cas могут применяться для редактирования генома[98].

Сонтхаймер и Марраффини изучали CRISPR в живых клетках, например в клетках бактерий. Аналогичные исследования проводили и другие специалисты по молекулярной биологии, которые в тот год опубликовали статьи о CRISPR. Однако, чтобы определить ключевые компоненты системы, нужен был другой подход: биохимикам необходимо было изучить молекулы in vitro, в пробирке. Изолируя компоненты в пробирке, биохимики могли на молекулярном уровне объяснить открытия, совершенные микробиологами in vivo, а также сделанные специалистами по вычислительной генетике при сравнении данных о секвенировании in silico.

Эрик Сонтхаймер и Лучано Марраффини

“Когда проводишь эксперименты in vivo, никогда точно не знаешь, почему происходят те или иные вещи, – признает Марраффини. – Мы не можем заглянуть внутрь клетки и увидеть, как все работает”. Чтобы в полной мере изучить каждый компонент, необходимо вынуть его из клетки и поместить в пробирку, где можно точно контролировать химический состав содержимого. Именно на этом специализировалась Даудна, и этим занимались в ее лаборатории Блейк Виденхефт и Мартин Йинек. “Было ясно, что для решения этих вопросов нам нужно выйти за рамки генетического исследования и применить скорее биохимический подход, – позже написала она, – который позволил бы нам изолировать молекулы, составляющие CRISPR, и изучать их поведение”[99][100].

Но прежде Даудна решила сделать неожиданную петлю на своем карьерном пути.

Герберт Бойер и Роберт Суонсон

Глава 13. Genentech

Пресыщение

Осенью 2008 года, сразу после публикации этой лавины статей о CRISPR, Джиллиан Бэнфилд высказала Даудне свои опасения, что самые важные открытия уже сделаны и, возможно, настала пора “двигаться дальше”. Даудна в этом сомневалась. “Мне казалось, что совершенные к тому моменту открытия возвещают о начале, а не о конце увлекательного путешествия, – вспоминает она. – Я знала, что существует какой-то адаптивный иммунитет, и хотела выяснить, как он работает”[101].

И все же в тот момент сама Даудна собиралась двигаться дальше.

Ей было сорок четыре года, она жила в счастливом браке и растила умного и воспитанного семнадцатилетнего сына. Но, несмотря на все успехи – а отчасти, возможно, и из-за них, – она переживала кризис среднего возраста. “Я пятнадцать лет руководила научно-исследовательской лабораторией и начала задумываться: «Может, этим дело не ограничивается?» – говорит она. – Мне хотелось узнать, имеет ли моя работа более далекоидущие последствия”.

Хотя ей нравилось шагать в авангарде новой сферы CRISPR, она пресытилась фундаментальной наукой. Ей хотелось заняться прикладными и междисциплинарными исследованиями, которые помогают преобразовать фундаментальные научные знания в методы лечения, укрепляющие здоровье человека. Хотя и были намеки, что CRISPR может стать инструментом для редактирования генома и обрести огромную практическую ценность, Даудну тянуло к проектам, которые имели потенциал оказать влияние быстрее.

Сначала она подумывала пойти учиться на врача. “Я рассудила, что мне, возможно, понравится работать с реальными пациентами и участвовать в клинических исследованиях”, – говорит она. Она также рассматривала возможность поступить в бизнес-школу. Колумбийский университет предлагал программу делового администрирования для руководителей, в рамках которой учащиеся одни выходные в месяц посвящали очным занятиям, а остальную работу вели через интернет. Летать туда-обратно из Беркли, не забывая при этом заглядывать на Гавайи и навещать больную мать, было бы тяжело, но Даудна всерьез рассматривала этот вариант.

Затем она случайно встретилась с бывшим коллегой, который уже около года работал в Сан-Франциско в биотехнологическом гиганте Genentech. Эта компания на своем примере показывала, как идет инновационный процесс и какие возникают прибыли, когда фундаментальная наука встречается с патентными поверенными и венчурными капиталистами.

Genentech, Inc.

Компания Genentech была основана в 1972 году, когда стэнфордский профессор медицины Стэнли Коэн и биохимик Герберт Бойер из Калифорнийского университета в Сан-Франциско посетили состоявшуюся в Гонолулу конференцию, посвященную технологии рекомбинантных ДНК, основанной на открытии стэнфордского биохимика Пола Берга, нашедшего способ нарезать фрагменты ДНК разных организмов и создавать гибриды. На конференции Бойер выступил с докладом об открытом им ферменте, способном создавать такие гибриды с высокой эффективностью. Затем Коэн рассказал о том, как с помощью клонирования производить тысячи идентичных копий фрагмента ДНК, внедряя его в бактерии E. coli.

Однажды вечером, оставшись голодными после официального ужина, они зашли в торговый комплекс неподалеку от Вайкики-Бич и обнаружили там закусочную, оформленную в нью-йоркском стиле, над входом в которую висел неоновый знак с надписью “Шалом”, а не привычный “Алоха”. Взяв по сэндвичу с пастрами, они принялись искать способ скомбинировать свои открытия и создать технологию конструирования и производства новых генов. Они договорились вместе поработать над этой идеей и уже через четыре месяца объединили фрагменты ДНК разных организмов и создали миллионы клонов гибридных (рекомбинантных) молекул ДНК, тем самым положив начало сфере биотехнологий и запустив революцию генной инженерии[102].

Один из бдительных стэнфордских юристов по интеллектуальной собственности связался с ними и предложил помочь им с составлением заявки на патент, чем немало их удивил. Заявку подали в 1974 году, и позже она получила одобрение. Сначала Коэну и Бойеру даже в голову не пришло, что можно запатентовать обнаруживаемые в природе процессы, связанные с рекомбинантными ДНК. Об этом не подумали и другие ученые, и многих разозлил их шаг – и сильнее всех негодовал Пол Берг, который сделал первые открытия в сфере рекомбинантных ДНК. Он назвал решение подать заявку “сомнительным, бесцеремонным и наглым”[103].

В конце 1975 года, через год после регистрации заявки Коэна – Бойера, молодой Роберт Суонсон, который безуспешно пытался пробиться в стан венчурных капиталистов, начал обзванивать ученых, надеясь найти человека, заинтересованного в создании компании в сфере генной инженерии. Все прошлые венчурные проекты Суонсона оканчивались провалом. В то время он снимал комнату, ездил на видавшем виде “датсуне” и питался одними бутербродами. Однако, прочитав о рекомбинантных ДНК, он внушил себе, что наконец нашел свою золотую жилу. Он обзванивал ученых в алфавитном порядке, и первым на встречу с ним согласился Бойер. (Берг отказался.) Суонсон пришел к нему, ожидая провести минут десять в его кабинете, но в итоге они три часа сидели в соседнем баре и разрабатывали проект компании нового типа, которая должна была создавать лекарства из искусственно полученных генов. Они согласились вложить в предприятие по 500 долларов, чтобы покрыть начальные юридические расходы[104].

Суонсон предложил назвать компанию HerBob, составив вместе фрагменты их имен и получив слово, которое вызывало ассоциации с каким-нибудь приложением для онлайн-знакомств или низкопробным салоном красоты. Бойер благоразумно отверг этот вариант и предложил название Genentech (от genetic engineering technology, “технология генной инженерии”). Компания начала производить препараты, созданные с помощью генной инженерии, в августе 1978 года и пережила период стремительного роста, когда сумела первой синтезировать инсулин для лечения диабета.

Прежде для производства одного фунта инсулина требовалось 800 фунтов поджелудочных желез, вырванных более чем у 23 тысяч свиней или коров. Успешный синтез инсулина не только изменил жизнь диабетиков (и массы свиней и коров), но и вывел биотехнологическую промышленность на новый уровень. Живописный портрет улыбающегося Бойера появился на обложке журнала Time и сопровождался заголовком “Бум генной инженерии”. Номер вышел на той же неделе, когда английский принц Чарльз сделал предложение Диане Спенсер, но журналистика тогда была более возвышенной, и потому это событие удостоилось упоминания лишь во вторую очередь.

В октябре 1980 года успех Genentech был отражен на запоминающейся первой полосе газеты San Francisco Examiner, когда компания раньше всех других предприятий биотехнологического сектора осуществила первичное размещение акций и стала публичной. Начальная цена ее акций, торгующихся под названием GENE, составила 35 долларов за штуку и за час взлетела до 88 долларов. “Genentech встряхнула Уолл-стрит”, – заявлялось в заголовке. Прямо под ним была помещена иллюстрация к совершенно другой статье: на фотографии улыбающийся Пол Берг говорил по телефону, узнав, что он в тот же день получил Нобелевскую премию за открытие рекомбинантных ДНК[105].

Карьерная петля

Когда в конце 2008 года Genentech впервые вышла на связь с Даудной, стоимость компании приближалась к 100 миллиардам долларов. Бывший коллега, который теперь занимался в Genentech синтезированием препаратов для лечения рака, сказал, что доволен новой работой. Его исследования были гораздо более предметными, чем в научной сфере, и он непосредственно решал задачи, связанные с разработкой новых лекарств. “И тут я подумала, – говорит Даудна, – может, вместо того чтобы возвращаться за парту, мне стоит устроиться туда, где я смогу применить свои знания?”

Первым делом она выступила в Genentech на паре семинаров и описала свою работу. Это дало ей и сотрудникам Genentech возможность присмотреться друг к другу. Среди тех, кто приглашал ее в компанию, была Сью Десмонд-Хеллман, руководившая отделом продуктовой разработки. Они похожи друг на друга характером: обе умеют слушать, быстро соображают и не упускают случая улыбнуться. “Когда мне предложили работу в компании, мы с ней встретились у нее в кабинете, и [она] пообещала, что возьмет меня под крыло, если я перейду в Genentech”, – говорит Даудна.

Когда Даудна решила принять предложение, ей сказали, что у нее есть возможность привести с собой некоторых членов ее команды из Беркли. “Мы все готовились к переезду, – вспоминает Рейчел Хорвиц, одна из аспиранток Даудны, которая, как и большинство ее коллег, решила последовать за своей научной руководительницей. – Мы решали, какое оборудование заберем с собой, и постепенно его упаковывали”[106].

Однако, едва приступив к работе в Genentech в январе 2009 года, Даудна поняла, что совершила ошибку. “Я очень быстро почувствовала, что оказалась не там, где следовало, – говорит она. – Я чуяла это нутром. Изо дня в день я чувствовала, что приняла неверное решение”. Она плохо спала. Она переживала дома. Она с трудом справлялась даже с самыми простыми задачами. Ее кризис среднего возраста перерастал в нервный срыв. Она всегда была очень сдержанным человеком и умела брать под контроль свои сомнения и тревоги. До той поры[107].

Ее смятение достигло пика всего через несколько недель. Дождливой ночью в конце января она никак не могла заснуть. Она встала и вышла на улицу прямо в пижаме. “Я сидела под дождем у себя на заднем дворе, мокла и думала: «С меня хватит»”, – вспоминает она. Муж нашел ее неподвижно сидящей под дождем и завел обратно в дом. Даудна подумала, что у нее, возможно, началась клиническая депрессия. Она понимала, что хочет вернуться в свою исследовательскую лабораторию в Беркли, но боялась, что больше не сможет открыть эту дверь.

На помощь пришел ее сосед Майкл Марлетта, декан химического факультета Беркли. На следующее утро она позвонила ему и попросила его зайти, что он и сделал. Она отослала Джейми и их сына Эндрю прочь из дома, чтобы важный разговор состоялся наедине. Марлетта пораженно отметил, что Даудна выглядит глубоко несчастной.

– Держу пари, ты хочешь вернуться в Беркли, – сказал он.

– Боюсь, я захлопнула за собой дверь, – ответила она.

– Вовсе нет, – возразил он. – Я помогу тебе вернуться.

Ей тотчас стало легче. Той ночью к ней вернулся сон. “Я знала, что хочу вернуться туда, где и должна быть”, – говорит она. Она вернулась в лабораторию в Беркли в начале марта, всего через два месяца после ухода на новое место.

Эта ошибка помогла ей лучше разобраться в том, что она умеет и чем хочет заниматься, а также понять свои слабые стороны. Ей нравилось работать исследователем в лаборатории. Она хорошо строила гипотезы и обменивалась идеями с людьми, которым доверяла. Она плохо ориентировалась в корпоративной среде, где люди конкурируют за влияние и продвижение по службе, а не за совершение открытий. “У меня не было ни необходимых навыков, ни интереса к работе в большой компании”. И все же, хотя с Genentech у нее не сложилось, ее желание связать свою теоретическую работу с созданием новых практических инструментов и основанием компаний для их коммерциализации стало определяющим фактором в следующей главе ее жизни.

Глава 14. Лаборатория

Поиск сотрудников

Научное открытие складывается из двух компонентов: проведения первоклассных исследований и создания лаборатории, в которой проводятся первоклассные исследования. Однажды я спросил у Стива Джобса, какой из своих продуктов он считает лучшим, и ожидал, что он назовет Macintosh или iPhone. Он, однако, сказал, что создавать отличные продукты очень важно, но еще важнее сформировать команду, которая постоянно производит такие продукты.

Даудне очень нравилось быть рядовым исследователем, нравилось рано приходить в лабораторию, надевать латексные перчатки и белый халат и приступать к работе с пипетками и чашками Петри. В первые несколько лет после создания собственной лаборатории в Беркли она посвящала исследованиям примерно половину своего времени. “Мне не хотелось от этого отказываться, – говорит она. – Думаю, я была довольно неплохим экспериментатором. Так устроен мой разум. Эксперименты рождаются у меня в голове, особенно когда я работаю над ними сама”. Но к 2009 году, вернувшись из Genentech, Даудна поняла, что ей нужно больше времени уделять организации лаборатории, а не выращиванию бактериальных культур.

Это превращение из игрока в тренера происходит во многих сферах. Писатели становятся редакторами, инженеры – управленцами. Когда рядовые исследователи становятся руководителями лабораторий, круг их обязанностей расширяется: они нанимают на работу талантливых молодых исследователей, составляют план работы, проверяют полученные результаты, предлагают новые эксперименты и дают советы с позиции людей, имеющих определенный опыт.

Мартин Йинек, Рейчел Хорвиц, Блейк Виденхефт, Кайхун Чжоу и Дженнифер Даудна

В этом Даудна была великолепна. Рассматривая кандидатов на проведение диссертационных исследований и прохождение постдокторантуры в своей лаборатории, она всегда спрашивала мнение остальных членов команды. Ей важно было находить людей, способных самостоятельно ставить себе задачи, но готовых к сотрудничеству с другими. Когда ее лаборатория активнее занялась работой над CRISPR, Даудна нашла двух аспирантов, обладавших именно той комбинацией усердия и ума, которая позволила им составить костяк команды, куда ранее вошли Блейк Виденхефт и Мартин Йинек.

Рейчел Хорвиц

Детство Рейчел Хорвиц прошло в Остине (Техас), и тогда она, по собственным словам, была “помешана на науке”. Как и Даудна, она проявляла интерес к РНК. Она сосредоточилась на исследовании этой молекулы, когда училась в Гарварде, а затем поступила в аспирантуру Беркли. Неудивительно, что ей хотелось попасть в лабораторию Даудны. Она пришла туда в 2008 году и вскоре присоединилась к работе над CRISPR, не устояв перед обаянием и безграничным энтузиазмом Блейка Виденхефта, увлеченного странными бактериями. “Когда я начала работать с Блейком, я почти ничего не знала о CRISPR, поэтому я прочла все статьи, опубликованные на эту тему, – вспоминает она. – На это у меня ушло всего часа два. Ни Блейк, ни я тогда еще не подозревали, что мы стоим на крошечной верхушке айсберга”[108].

В начале 2009 года Хорвиц сидела дома и готовилась к квалификационному экзамену для получения докторской степени, когда узнала, что Даудна решила уйти из Genentech и вернуться в Беркли. Это было к лучшему. Хорвиц планировала последовать за Даудной, хотя ей очень хотелось остаться в Беркли и работать над диссертацией о CRISPR вместе с Виденхефтом. Их объединял не только интерес к биохимии, они обе любили проводить время на природе, и Виденхефт даже помог Хорвиц разработать новый режим питания и тренировок, чтобы она снова смогла бегать марафонские дистанции.

Даудна замечала в Хорвиц некоторое сходство с собой: изучение CRISPR было рискованным делом, ведь область только зарождалась, и именно это привлекало Хорвиц. “Ей нравилось, что сфера была совсем новой, хотя большинство студентов это испугало бы, – говорит Даудна. – И я сказала ей: «Дерзай»”.

После того как Виденхефт смог воссоздать структуру Cas1, он решил провести аналогичную операцию с пятью остальными CRISPR-ассоциированными белками, которые содержались в изучаемых бактериях. С четырьмя из них сложностей не возникло. Но Cas6[109] оказался крепким орешком, поэтому Виденхефт привлек к работе Хорвиц. “Он передал мне трудного ребенка”, – говорит она.

Сложность объяснялась тем, что секвенированный геном бактерии был неверно аннотирован в учебниках и базах данных. “Блейк понял, что у нас ничего не выходит, потому что в первую часть закралась ошибка”, – поясняет Хорвиц. Как только они поняли, в чем загвоздка, у них получилось синтезировать Cas6 в лаборатории[110].

Далее необходимо было выяснить, что он делает и как. “Я обратилась к двум дисциплинам, которыми занимается лаборатория Даудны, – рассказывает Хорвиц, – биохимия помогла установить, какова его функция, а структурная биология позволила понять, как он выглядит”. Биохимические эксперименты показали, что задача Cas6 заключается в том, чтобы цепляться к длинным РНК, создаваемым массивом CRISPR, и разрезать их, формируя более короткие фрагменты CRISPR-РНК, которые берут на прицел ДНК атакующих вирусов.

После этого нужно было изучить структуру Cas6, которая объяснила бы, как именно он работает. “Тогда ни у Блейка, ни у меня еще не хватало навыков, чтобы самостоятельно заниматься структурной биологией, – говорит Хорвиц, – поэтому я окликнула Мартина Йинека, сидевшего за соседним столом, и попросила его присоединиться к проекту и показать нам, как это делается”.

Они обнаружили нечто необычное. Cas6 цепляется к РНК таким способом, который, если верить учебникам, вовсе не должен работать: он находит в РНК подходящую последовательность, которая имеет в своей структуре место для того, чтобы Cas6 мог к ней прицепиться. “Ни один из других известных нам белков Cas не был на такое способен”, – отмечает Хорвиц. Благодаря этому Cas6 распознавал нужное место и точно делал разрез, не повреждая остальную РНК.

В своей статье они назвали это “неожиданным механизмом распознавания”. Существовала “РНК-шпилька”, где Cas6 мог взаимодействовать с той самой последовательностью, которая была ему нужна. И снова особенности формы молекулы стали ключом к тому, чтобы выяснить, как именно она работает[111].

Сэм Стернберг

В начале 2008 года Сэм Стернберг был принят в аспирантуру многих ведущих университетов, включая Гарвард и Массачусетский технологический институт. Он решил пойти в Беркли, потому что ранее встречался с Даудной и хотел вместе с ней заниматься изучением структур РНК. Но в итоге он отложил начало учебы, чтобы завершить работу над научной статьей об исследовании, которое проводил, пока был студентом Колумбийского университета[112].

В этот период он с удивлением узнал о том, что Даудна внезапно решила перейти в Genentech, а затем столь же внезапно вернулась в университет. Опасаясь, что он сделал неверный выбор, Стернберг написал ей и спросил, насколько она предана Беркли. “Я не рискнул спросить у нее лично, потому что слишком волновался”, – признает он. Даудна заверила его, что теперь не сомневается, что ее место в Беркли. “[Ответ] был достаточно убедительным, так что я решил не менять своих планов учиться именно там”[113].

Хорвиц пригласила Стернберга на первый седер Песаха, который устроила дома, где жила со своим парнем. Но говорили на седере в основном о системах CRISPR. “Я все просил рассказать ее о том, какие эксперименты она проводит”, – говорит Стернберг. Хорвиц показала ему свою незаконченную статью о ферментах Cas, и Стернберг оказался на крючке. “После этого я дал Дженнифер понять, что не хочу и дальше заниматься РНК-интерференцией, – говорит он. – Я сказал, что хочу работать над этими новыми CRISPR”.

Посетив лекцию профессора Колумбийского университета Эрика Грина об одномолекулярной флуоресцентной микроскопии, Стернберг очень осторожно спросил Даудну, можно ли ему попробовать применить этот метод к одному из белков CRISPR-Cas. “О боже, да, – ответила она. – Несомненно”. Она любила такие рискованные шаги. Она всегда добивалась успеха в науке, составляя из маленьких деталей большие картины, и ее тревожило, что Стернберг берется лишь за скромные задачи в сфере CRISPR. Отметив, что он умен и талантлив, Даудна сказала ему прямо: “Сейчас вы используете свой потенциал не в полной мере. Вы пока не беретесь за проекты, на которые способен студент вашего уровня. Но зачем мы занимаемся наукой? Мы занимаемся ею, чтобы отвечать на серьезные вопросы и идти на риски. Если ничего не пробовать, прорыва не произойдет”[114].

Ее слова убедили Стернберга. Он спросил у нее разрешения на неделю уехать в Колумбийский университет, чтобы лучше изучить нужную технику. “Она не просто отправила меня в недельную поездку, чтобы я мог опробовать [технику], а оплатила целых шесть месяцев моего пребывания там”, – написал Стернберг впоследствии в разделе с благодарностями в своей диссертации. За шесть месяцев, проведенных в своей альма-матер, Стернберг научился применять метод одномолекулярной флуоресцентной микроскопии, чтобы изучать поведение CRISPR-ассоциированных ферментов[115]. В результате были написаны две прорывные статьи, в которых Стернберг, Эрик Грин из Колумбийского университета, Йинек, Виденхефт и Даудна впервые продемонстрировали, как именно РНК-направляемые белки системы CRISPR находят нужные последовательности в геноме атакующего вируса[116].

Особенно близко Стернберг подружился с Виденхефтом, который стал для него примером для подражания. В конце 2011 года у них выдалась напряженная неделя совместной работы, когда Виденхефт писал обзорную статью о CRISPR для журнала Nature[117]. Они целыми днями сидели бок о бок у компьютера и спорили о выборе слов и иллюстраций для публикации. Их дружба стала еще крепче, когда они вместе поселились во время конференции в Ванкувере. “Именно тогда начала набирать обороты моя собственная научная карьера, – говорит Стернберг, – потому что я стал задумываться, как бы мне заняться чем-то более масштабным, чтобы привлечь к работе Блейка”[118].

Стернберг, Виденхефт и Хорвиц сидели в одном отсеке лаборатории в нескольких метрах друг от друга. Этот отсек стал прибежищем биогиков. Когда начинался крупный эксперимент, они делали ставки на результат. “На что спорим? – спрашивал Блейк и сам же отвечал: – Спорим на молочный коктейль”. Увы, Беркли стал слишком модным – а может, недостаточно модным – для приятных забегаловок с молочными коктейлями. И все же приз оставался неизменным.

Товарищеские отношения между коллегами по лаборатории складывались не случайно: подбирая сотрудников, Даудна не только оценивала их научные достижения, но и старалась удостовериться, что люди смогут вписаться в коллектив. Однажды, когда мы с Даудной были у нее в лаборатории, я расспросил ее об этом поподробнее. Не получалось ли так, что за бортом оказывались блестящие эксцентрики – люди, которые доставляли неудобства другим и подрывали групповое мышление, но с пользой для дела? “Мне приходило это в голову, – сказала она. – Я знаю, что бывают люди, которым нравится творческий конфликт. Но я предпочитаю, чтобы в моей лаборатории собирались люди, которым хорошо работать вместе”.

Лидерство

Когда Росс Уилсон, только что получивший докторскую степень в Университете штата Огайо, прислал резюме, надеясь занять позицию постдока в лаборатории Даудны, Йинек вывел его на разговор, решив предупредить о том, что его ждет. “Здесь нужна самодостаточность, – сказал он. – Если ты недостаточно инициативен, Дженнифер не станет тебе помогать и не станет работать за тебя. Порой она будет казаться отстраненной. Но если инициативы тебе не занимать, она позволит тебе идти на риск, станет очень толковым руководителем и, когда нужно, всегда будет рядом”[119].

Лаборатория Даудны была единственной, куда Уилсон отправил свое резюме в 2010 году. Его интересовало, как РНК взаимодействует с ферментами, и он считал Даудну ведущим мировым экспертом в этой сфере. Когда она приняла его на работу, он заплакал от радости. “Это правда, – говорит он. – Со мной такого больше ни разу не случалось”.

Предупреждение Йинека, по его словам, оказалось “на сто процентов точным”, но для инициативного человека лаборатория Даудны была прекрасным местом. “Она действительно никого не опекает, – отмечает Уилсон, который теперь руководит в Беркли собственной лабораторией, связанной с лабораторией Даудны, – но когда она вместе с тобой проходится по твоим экспериментам и данным, порой она слегка понижает голос, заглядывает тебе в глаза, подается вперед и говорит: «А что, если попробовать вот так…»” После этого она описывает новый подход, новый эксперимент, а иногда и новую большую идею, обычно предполагающую какой-нибудь новый способ применения РНК.

Так, однажды Уилсон пришел к ней в кабинет, чтобы показать данные о взаимодействии двух кристаллизованных им молекул. “Если вы можете влиять на это взаимодействие, зная, как оно работает, – сказала она, – возможно, у нас получится воссоздать все в живой клетке и посмотреть, как в результате изменится ее поведение”. Это подтолкнуло Уилсона перейти от пробирки к живой клетке и погрузиться в изучение механизмов ее работы. “Мне бы это и в голову не пришло, – говорит он, – но все получилось”.

Если утром Даудна в офисе, то, как правило, у нее назначены встречи с исследователями, которые по очереди представляют ей результаты своей работы. Обычно она задает сократические вопросы: вы рассматривали возможность добавить РНК? можем мы представить это в живых клетках? “У нее настоящий дар задавать нужные и важные вопросы, когда ты разрабатываешь проект”, – говорит Йинек. Такие вопросы помогают исследователям отвлечься от деталей и увидеть общую картину. Она спрашивает: зачем вы это делаете? какой в этом смысл?

Хотя на ранних этапах работы Даудна предпочитает не вмешиваться в проекты, позже, когда они начинают приносить плоды, она включается в процесс. “Как только появляются интересные результаты или на горизонте начинает маячить настоящее открытие, она чувствует, насколько велик его потенциал, и погружается в работу”, – отмечает Лукас Харрингтон, один из ее бывших студентов. В такие моменты в Даудне просыпается соревновательный дух. Ей вовсе не хочется, чтобы первой к открытию пришла другая лаборатория. “Порой она неожиданно врывается в лабораторию, – говорит Харрингтон, – и, не повышая голоса, поясняет, что именно нужно сделать, не теряя при этом времени”.

Когда в ее лаборатории случается новое открытие, Даудна сразу же начинает настаивать на его публикации. “Я обратила внимание, что в журналах предпочтение отдают пробивным, решительно настроенным людям, – поясняет она. – Я не всегда бываю такой, но становлюсь настойчивее, когда чувствую, что редакторы не могут оценить истинной важности нашей работы”.

Женщины в науке часто стесняются рекламировать себя, и это дорого им обходится. Проведенный в 2019 году анализ более шести миллионов статей, в которых женщины значились главными авторами, показал, что, описывая свои открытия, они гораздо реже используют для саморекламы такие термины, как “не имеющий аналогов”, “уникальный” и “беспрецедентный”. Особенно заметна эта тенденция в наиболее престижных журналах, где печатаются почти исключительно революционные работы. В самых влиятельных журналах, публикующих важнейшие передовые исследования, доля женщин, использующих позитивные и саморекламные термины, на 21 % ниже, чем доля мужчин. Отчасти в связи с этим доля цитирования их статей оказывается почти на 10 % ниже[120].

Даудна не попадается в эту ловушку. Так, в 2011 году она с Виденхефтом и свой коллегой из Беркли Евой Ногалес написала статью о массиве ферментов Cas, получившем название CASCADE. Он находит нужное место в ДНК атакующего вируса и затем задействует фермент, чтобы расщепить его на сотни частей. Ученые отправили работу в один самых престижных журналов, Nature, и она была принята к публикации. Но редакторы сказали, что открытие недостаточно громкое, чтобы получилась статья в журнале, и предложили опубликовать работу в качестве сообщения, тем самым понизив ее значимость. Большая часть команды пришла в восторг, что работу быстро приняли в столь важном издании. Даудна, однако, расстроилась. Она всячески пыталась доказать, что в работе описывается важный прорыв, достойный занять видное место в журнале, – она сама написала об этом в редколлегию и заручилась письмами поддержки, – но редакторы остались при своем мнении. “Большинство людей не находят себе места от радости, когда их работу принимают в Nature, – говорит Виденхефт. – Дженнифер не находила себе места от негодования, потому что решили сделать сообщение, а не статью”[121].

Рейчел Хорвиц

Глава 15. Caribou

От исследования до пациента

Хотя Даудна отказалась войти в мир корпоративной науки через Genentech, у нее осталось желание преобразовывать фундаментальные открытия, связанные с CRISPR, в инструменты, полезные в медицине. У нее появился шанс осуществить свой замысел, когда Виденхефт и Хорвиц открыли структуру Cas6.

Начинался новый виток ее карьеры: она искала способы превращать свои открытия в сфере CRISPR в инструменты, полезные в медицине. Хорвиц продвинула идею еще на шаг дальше. Если получится преобразовать Cas6 в медицинский инструмент, это может стать основой для создания компании. “Как только мы поняли, как работает белок Cas6, – говорит она, – мы стали думать, как украсть его у бактерий и приспособить для собственных нужд”[122].

Большую часть XX века новые лекарства в основном разрабатывались благодаря открытиям в химии. Но запуск Genentech в 1976 году сместил фокус коммерциализации с химии на биотехнологии, которые предполагают внесение изменений в живые клетки, часто посредством генной инженерии, и создание на этой базе новых способов лечения. Genentech стала образцом для коммерциализации биотехнологических открытий: ученые и венчурные капиталисты привлекали капитал, разделяя доли участия, а затем заключали с ведущими фармацевтическими компаниями соглашения о лицензировании, производстве и выводе на рынок ряда совершаемых ими открытий.

Таким образом, биотехнологическая отрасль шла по пути цифровых технологий и размывала границы между научными исследованиями и бизнесом. В цифровой сфере такое слияние началось сразу после Второй мировой войны, и одним из главных его центров оказался Стэнфорд. Проректор университета Фредерик Терман подталкивал преподавателей превращать свои открытия в стартапы. На базе Стэнфорда возникли в том числе такие компании, как Litton Industries, Varian Associates и Hewlett-Packard, а затем Sun Microsystems и Google. Этот процесс помог превратить долину абрикосовых садов в Кремниевую долину.

В этот период многие другие университеты, включая Гарвард и Беркли, решили, что им будет уместнее и дальше заниматься фундаментальными исследованиями. Их преподаватели и проректоры оставались приверженцами традиций и брезговали связываться с коммерцией. Однако, став свидетелями успехов Стэнфорда в сфере информационных технологий, а затем и биотехнологий, они изменили свое отношение к предпринимательству. Исследователям настоятельно рекомендовали патентовать свои открытия, вступать в партнерства с венчурными капиталистами и создавать новые компании. “Часто такие компании поддерживают связь с университетами, тесно сотрудничают с преподавателями и постдоками в исследовательских проектах и иногда используют университетские лаборатории, – пишет профессор Гарвардской школы бизнеса Гэри Пизано. – Часто ученые, которые выступают их основателями, даже сохраняют за собой свои университетские должности”[123]. Так стала действовать и Даудна.

Стартап

Прежде Даудна и не думала о коммерциализации. Деньги никогда не были и так никогда и не стали основным мотивирующим фактором в ее жизни. Они с Джейми и Энди жили в просторном, хоть и не роскошном, доме в Беркли, и она не мечтала о большем. И все-таки ей нравилось участвовать в бизнесе, особенно если предприятие могло оказать непосредственное влияние на здоровье людей. Стартап, в отличие от Genentech, не имел корпоративной политики и не требовал, чтобы она простилась с университетской средой.

Хорвиц тоже прельщал бизнес. Она отлично справлялась с проведением экспериментов, но пришла к выводу, что не создана для работы в научно-исследовательской сфере, и стала посещать занятия в Школе бизнеса имени Уолтера Хааса при Беркли. Больше всего ей нравился курс венчурного капиталиста Ларри Ласки. Он разделил студентов на группы по шесть человек, где половину составляли будущие бизнесмены, а половину – ученые. Каждая группа разрабатывала серию презентаций для вымышленного биотехнологического стартапа, а затем в течение семестра готовилась к выступлению перед инвесторами. Хорвиц также посещала курс Джессики Хувер, которая руководила развитием бизнеса в биотехнологической компании, изучающей способы коммерциализации медицинских продуктов, включая получение и лицензирование патентов.

В последний год работы Хорвиц в лаборатории Даудна спросила, чем ей хотелось бы заняться дальше. “Я хочу управлять биотехнологической компанией”, – ответила Хорвиц. Такой ответ не вызвал бы удивления в Стэнфорде, где поощрялась коммерциализация исследований, но в Беркли, где большинство аспирантов нацеливалось на академическую карьеру, Даудна услышала такое впервые.

Через несколько дней Даудна пришла в лабораторию, чтобы поговорить с Хорвиц. “Я подумала, может, нам стоит основать компанию, чтобы найти применение Cas6 и некоторым другим ферментам CRISPR?” Хорвиц без колебаний ответила: “Конечно”[124].

Так они и поступили. Компания была основана в октябре 2011 года и год базировалась в лаборатории Даудны, пока Хорвиц заканчивала учебу. Когда весной 2012 года Хорвиц получила докторскую степень, она стала президентом, а Даудна заняла должность главного научного советника молодого предприятия.

Идея заключалась в том, чтобы компания, которая переехала в небольшое здание в расположенном неподалеку торговом комплексе, занялась коммерциализацией патентов, связанных со структурой Cas6, а впоследствии и других открытий лаборатории Даудны. Первой ее задачей стало превращение Cas6 в диагностический инструмент, который сможет использоваться в медицинских учреждениях для обнаружения вируса в человеческом организме.

Компания

Даудна и Хорвиц основали свою компанию в 2011 году, когда в Беркли уже появились стимулы для ученых, ведущих предпринимательскую деятельность. Университет запустил несколько программ для развития стартапов, основанных студентами и преподавателями. Одним из них, учрежденным в 2000 году в партнерстве с другими кампусами Калифорнийского университета, расположенными в Области залива, был Калифорнийский институт количественных биологических наук (QB3), миссия которого заключалась в организации “каталитического партнерства университетских исследователей и частного сектора”. Даудну и Хорвиц выбрали для участия в разработанной QB3 программе Startup in a Box, в рамках которой ученые, желающие преобразовать свои фундаментальные открытия в коммерческие предприятия, проходили обучение, получали юридические консультации и пользовались банковскими услугами.

Однажды Даудна и Хорвиц отправились на электричке в Сан-Франциско, чтобы встретиться там с юристом, которого программа Startup in a Box привлекла для регистрации их новой компании. Когда он спросил, как будет называться компания, Хорвиц ответила: “Я обсудила это со своим парнем, и мы решили назвать ее Caribou”. В этом названии объединились фрагменты слова “Cas” и понятия “рибонуклеотиды”, которым обозначаются структурные элементы РНК и ДНК.

Хорвиц обладала талантами, которые демонстрируют далеко не все предприниматели из Кремниевой долины. Благодаря своей уравновешенности, она отлично справлялась с руководящей работой. Она была практичной, хладнокровной, рациональной и прямой. У нее не было и намека на комбинацию самолюбия и неуверенности в себе, которая характерна для многих директоров стартапов. Она была не склонна к преувеличениям и не создавала завышенных ожиданий. Это давало множество преимуществ, и одним из них было то, что люди, как правило, ее недооценивали.

С другой стороны, она никогда прежде не руководила компанией, поэтому ей нужно было многому научиться. Для этого она вступила в местную группу профессионального развития для молодых директоров предприятий, “Альянс генеральных директоров”, которая раз в месяц встречалась на полдня, чтобы поделиться проблемами и их решениями. Трудно представить, чтобы в такую группу поддержки вступили Стив Джобс или Марк Цукерберг, но Хорвиц, как и ее наставница Даудна, обладала самоосознанием и скромностью, которые редко встречаются у лидеров-мужчин. Среди прочего в “Альянсе” она научилась создавать команды из людей с разной квалификацией.

Сегодня одного появления слова CRISPR в информации о компании достаточно, чтобы венчурные капиталисты ринулись в бой. Даудне и Хорвиц, однако, не сразу повезло найти финансирование. “В то время тема молекулярной диагностики отпугивала венчурных капиталистов, – говорит Даудна. – И еще мне кажется, что к женщинам относятся предвзято, поэтому я опасалась, что если мы получим венчурный капитал, то Рейчел, возможно, сместят с поста директора”. Среди венчурных капиталистов, с которыми они встречались, женщин не было, а на дворе стоял 2012 год. Вместо того чтобы и дальше искать венчурные средства, они решили занять деньги у родственников и друзей. Кроме того, Даудна и Хорвиц сделали собственные вложения.

Треугольник

Казалось бы, быстрый успех Caribou Biosciences позволяет назвать компанию прекрасным примером работы чистого рыночного капитализма. И отчасти это действительно так. Но важно заглянуть глубже и отметить, что, как и во многих других компаниях, от Intel до Google, инновации стали продуктом характерно американской совокупности катализаторов.

Когда Вторая мировая война подходила к концу, великий инженер и государственный служащий Вэнивар Буш отметил, что работа американской инновационной машины требует трехстороннего партнерства государства, бизнеса и научного сообщества. Он лучше многих представлял себе этот треугольник, поскольку был связан со всеми тремя лагерями. Он руководил инженерным факультетом Массачусетского технологического института, был основателем Raytheon и осуществлял государственное администрирование науки, в том числе контролируя создание атомной бомбы[125].

По мнению Буша, государству не следовало организовывать собственные крупные исследовательские лаборатории, как было сделано при запуске проекта по созданию атомной бомбы. Вместо этого нужно было финансировать университетские и корпоративные лаборатории. Это партнерство государства, бизнеса и университетов привело к появлению прекрасных инноваций – транзисторов, микросхем, компьютеров, графических пользовательских интерфейсов, GPS, лазеров, интернета и поисковых систем, которые двигали американскую экономику в послевоенный период.

Caribou стала примером такого подхода. Лаборатория Даудны находилась в Беркли – государственном университете, который получает поддержку от частных благотворителей и состоит в партнерстве с Национальной лабораторией имени Лоуренса, финансируемой из федерального бюджета. Национальные институты здоровья (НИЗ) предоставили Беркли гранты на сумму 1,3 миллиарда долларов для поддержки проводимых Даудной исследований систем CRISPR-Cas[126]. Кроме того, сама Caribou получила от НИЗ федеральный грант по программе поддержки малых инновационных компаний и пустила эти 159 тысяч долларов на создание наборов инструментов для анализа РНК-белковых комплексов. Программа была разработана, чтобы помочь инноваторам превращать результаты фундаментальных исследований в коммерческие продукты. Она помогла Caribou продержаться в первые годы, пока не поступал венчурный капитал[127].

Есть и еще один элемент, который сегодня часто добавляют к триаде науки, государства и бизнеса, и это благотворительные фонды. В частности, Caribou получила 100 тысяч долларов от Фонда Билла и Мелинды Гейтс для финансирования работы над применением Cas6 в качестве инструмента диагностики вирусных инфекций. “Мы планируем создать набор ферментов, которые распознают РНК-последовательности, характерные для вирусов, включая ВИЧ, а также вирусы гепатита C и гриппа”, – написала Даудна в своей заявке на грант. Это стало прелюдией к тому гранту, который Даудна получила от Гейтса в 2020 году, когда деньги были выделены на исследование применения систем CRISPR в качестве инструмента для обнаружения коронавирусов[128].

Глава 16. Эмманюэль Шарпантье

Странница

Порой конференции имеют последствия. Весной 2011 года, приехав на одну из них в Пуэрто-Рико, Даудна случайно познакомилась с Эмманюэль Шарпантье, странствующим французским биологом, в которой чудесным образом сочетались загадочность и парижская безмятежность. Она тоже изучала CRISPR и главным образом занималась CRISPR-ассоциированным ферментом Cas9.

Сдержанная, но обаятельная Шарпантье повидала много городов и много лабораторий, получила множество степеней и прошла множество постдокторских программ, но старалась не пускать корни и не связывать себя обязательствами, всегда готовая собрать свои пипетки и переехать. В этом она была совсем непохожа на Даудну, и, возможно, именно поэтому они и нашли общий язык, пусть и главным образом в научной, а не в эмоциональной сфере. У них обеих были приятные улыбки, благодаря которым их броня оказывалась почти – хотя и не совсем – невидимой.

Шарпантье выросла на берегах Сены, в зеленом южном пригороде Парижа. Ее отец заведовал местными парками, а мать работала сестрой-хозяйкой в психиатрической больнице. Однажды, когда Шарпантье было двенадцать, они с матерью проходили мимо Института Пастера, парижского исследовательского центра, который специализируется на инфекционных болезнях, и она сказала: “Когда я вырасту, я буду здесь работать”. Через несколько лет, выбирая, в какой области сдавать экзамен по окончании школы перед поступлением в университет, она остановилась на естественных науках[129].

Эмманюэль Шарпантье

Она также проявляла интерес к искусству. Она брала уроки игры на фортепиано у соседа, концертирующего музыканта, и долгое время – даже после двадцати лет – занималась балетом, всерьез рассматривая возможность стать профессиональной танцовщицей. “Мне хотелось быть балериной, но в конце концов я поняла, что слишком рискую, выбирая такую карьеру, – говорит она. – Мне не хватало нескольких сантиметров роста, а всякий раз, когда я распрямляла правую ногу, о себе напоминала проблема со связками”[130].

Впоследствии она поняла, что некоторые уроки из сферы искусств вполне применимы в науке. “Методология играет важную роль в обеих сферах, – отмечает она. – И там и там нужно знать основы и овладевать методами. Это требует настойчивости – эксперименты приходится повторять по несколько раз, оттачивая методы подготовки ДНК при клонировании гена, а затем делать все снова и снова. Таким образом отрабатываются навыки, и это напоминает тяжкий труд балерин, изо дня в день повторяющих одни и те же движения и техники”. Кроме того, науку с искусством роднит и то, что, освоив базовые приемы, ученый должен обращаться к творчеству. “Без строгости и дисциплины не обойтись, – поясняет Шарпантье, – но нужно также понимать, когда следует давать себе волю и подключать творческий подход. В биологических исследованиях я нашла идеальный баланс настойчивости и творчества”.

Верная слову, оброненному в разговоре с матерью, она поступила в аспирантуру Института Пастера, где узнала, как бактерии становятся невосприимчивыми к антибиотикам. В лаборатории она чувствовала себя как дома. Там можно было упорно и вдумчиво идти вперед, и креативная и независимая Шарпантье прокладывала путь к собственным открытиям. “Я начала считать себя ученым, а не просто студенткой, – говорит она. – Мне хотелось преумножать знания, а не просто постигать мир”.

Получив докторскую степень, Шарпантье превратилась в скиталицу. Она устроилась в лабораторию микробиолога Элейн Туоманен, которая изучала, как бактерии, вызывающие пневмонию, становятся устойчивыми к антибиотикам, благодаря наличию подвижных ДНК-последовательностей. Лаборатория находилась в Рокфеллеровском университете на Манхэттене, но в день своего приезда Шарпантье узнала, что Туоманен переводит лабораторию вместе с постдоками в Детскую клиническую больницу святого Иуды в Мемфисе. Там Шарпантье работала с Роджером Новаком, который также занимал позицию постдока в лаборатории Туоманен, и на некоторое время он стал ее спутником жизни, а затем – партнером по бизнесу. В Мемфисе они вместе с Туоманен написали важную статью, в которой показали, как антибиотики, например пенициллин, активируют в бактериях самоубийственные ферменты, разрушающие стенки их клеток[131].

Странница в душе, Шарпантье всегда была готова менять города и темы, и переезд к тому же ускорило неприятное биологическое открытие, которое она сделала в Мемфисе: комары на Миссисипи любят французскую кровь. Кроме того, ей хотелось переключиться с изучения геномов одноклеточных микробов, таких как бактерии, на геном млекопитающих, главным образом мышей. В результате она перешла в лабораторию Нью-Йоркского университета, где написала статью о том, как воздействовать на гены мышей для контроля за ростом волос. Она провела и третье постдокторское исследование, в рамках которого вместе с Новаком изучала роль малых молекул РНК в регулировании экспрессии генов бактерии Streptococcus pyogenes, вызывающей кожные инфекции и стрептококковый фарингит[132].

Прожив шесть лет в США, в 2002 году она вернулась в Европу и возглавила лабораторию микробиологии и генетики в Венском университете. На месте ей, однако, не сиделось. “Люди в Вене слишком хорошо друг друга знали, – говорит она, и сразу ясно, что ей это казалось не плюсом, а минусом. – Там не было динамики, а структуры оказывались слишком жесткими”. К моменту знакомства с Даудной в 2011 году она распрощалась с большинством исследователей из своей лаборатории и одна переехала в Умео на севере Швеции. Умео не был похож на Вену. Город расположен в 650 километрах к северу от Стокгольма, а его университет, построенный в 1960 году, состоит из нескольких модернистских зданий, стоящих на земле, где раньше паслись стада северных оленей. Университет Умео славится главным образом исследованиями деревьев. “Да, я сделала рискованный шаг, – признает Шарпантье, – но получила возможность думать”.

С тех пор как в 1992 году Шарпантье поступила в Институт Пастера, она успела поработать в десяти институтах, расположенных в семи городах пяти стран. Ее кочевой образ жизни отражал – и подчеркивал – свойственное ей неприятие обязательств. Не имея ни мужа, ни семьи, она меняла обстановку и адаптировалась к новым условиям, не обремененная никакими личными связями. “Мне нравится свобода, нравится быть одной и не зависеть от партнеров”, – говорит она. Она терпеть не могла выражение “баланс работы и личной жизни”, ведь оно подразумевало, что работа конкурирует с личной жизнью. Работа в лаборатории и “страсть к науке”, по словам Шарпантье, принесли ей “счастье, которое сравнимо с любой другой страстью”.

Подобно изучаемым организмам, она проявляла изобретательность, приспосабливаясь к новым условиям. “Порой моя тяга к перемещениям выводит меня из равновесия, но порой и приносит пользу, – говорит она. – Она не дает мне угодить в ловушку”. Переезжая с места на место, Шарпантье снова и снова пересматривала свои исследования и заставляла себя начинать все с чистого листа. “Чем чаще человек переезжает, тем легче ему проводить анализ, рассматривая каждую ситуацию как новую, и замечать то, что не могут разглядеть другие люди, давно не покидавшие систему”.

Из-за переездов Шарпантье большую часть времени чувствовала себя чужестранкой, прямо как юная Дженнифер Даудна на Гавайях. “Очень важно знать, каково это – быть чужаком, – отмечает Шарпантье. – Ты никогда не чувствуешь себя как дома, и это мотивирует. Это подталкивает тебя не замыкаться в своей зоне комфорта”. Как и многие другие наблюдательные и творческие люди, она обнаружила, что некоторая отстраненность и легкая отчужденность научили ее лучше анализировать ситуацию, что помогало ей жить по завету самого Луи Пастера: “Будь готов к неожиданностям”.

Этим отчасти и объясняется тот факт, что Шарпантье относится к той когорте ученых, которые одновременно кажутся и сосредоточенными, и растерянными. Безупречно ухоженная и непринужденно элегантная даже в седле велосипеда, она также воплощает стереотип рассеянного профессора. Когда я прилетел на встречу с ней в Берлин, куда она переехала из Умео, она приехала ко мне в гостиницу на велосипеде, опоздав на несколько минут. Оказалось, что утром она вернулась из Мюнхена и, уже выходя с вокзала, поняла, что забыла в поезде свой чемодан. Каким-то образом она догнала поезд на конечной станции, забрала чемодан и приехала ко мне. Когда мы направились к ней в лабораторию в Институте инфекционной биологии Общества Макса Планка при авторитетной клинической больнице “Шарите”, расположенной в центре Берлина, Шарпантье целенаправленно шагала с велосипедом по улице, пока через несколько кварталов не поняла, что идет не туда. На следующий день, когда мы с другом пригласили ее на выставку в художественный музей, она умудрилась потерять входной билет, пока шла от кассы ко входу, а когда мы пришли поужинать в тихий японский ресторан, она забыла там свой телефон. И все же, когда мы сидели в ее кабинете в лаборатории или неспешно наслаждались суши, она говорила часами, оставаясь при этом в высшей степени сосредоточенной.

tracгРНК

В 2009 году, когда Шарпантье покинула Вену и отправилась в Умео, исследователи CRISPR в основном изучали Cas9 как самый интересный из CRISPR-ассоциированных ферментов. Ученые показали, что при отключении Cas9 в бактерии система CRISPR перестанет разрезать атакующие вирусы. Они также установили ключевую роль другой части комплекса – CRISPR-РНК, или сгРНК. Это маленькие фрагменты РНК, содержащие часть генетической информации вируса, атаковавшего бактерию в прошлом. Такие cгРНК направляют ферменты Cas в атаку, когда вирус снова пытается осуществить вторжение. Два описанных элемента составляют ядро системы CRISPR: маленький фрагмент РНК выступает в качестве гида, а фермент действует на манер ножниц.

Но в системе CRISPR-Cas9 был и еще один компонент, выполняющий принципиально важную функцию – или, как оказалось, даже две функции. Его назвали “трансактивирующей CRISPR-РНК”, или tracгРНК. Запомните эту крошечную молекулу, ведь она сыграет несоразмерную роль в нашей истории. Дело в том, что наука обычно продвигается вперед не большими скачками, а маленькими шагами. И многие споры в науке сводятся к тому, кто сделал каждый из этих шагов и насколько каждый из них оказался важен. Именно так получилось с открытиями, связанными с tracгРНК.

Как выяснилось, tracгРНК выполняет две важные задачи. Во-первых, она инициирует создание cгРНК, то есть той последовательности, в которой содержится воспоминание о вирусе, ранее атаковавшем бактерию. Во-вторых, она служит рукояткой, с помощью которой происходит прикрепление к атакующему вирусу, чтобы cгРНК могла найти нужное место, где ферменту Cas9 предстоит сделать разрез.

Изучение этих функций tracгРНК началось в 2010 году, когда Шарпантье заметила, что молекула регулярно появляется в ее экспериментах с бактериями. Ее функция оставалась загадкой, но Шарпантье обратила внимание, что молекула находится в непосредственной близости от спейсеров CRISPR, и предположила, что между ними есть связь. Она проверила эту гипотезу, удалив tracгРНК в некоторых бактериях. В результате в них перестали появляться cгРНК. Ученые тогда еще не знали, как именно cгРНК создаются в бактериальной клетке. Теперь у Шарпантье появилась гипотеза: за создание коротких cгРНК отвечала tracгРНК.

В то время Шарпантье переезжала в Швецию. Когда исследователи из венской лаборатории прислали ей письмо с результатами наблюдений и сообщили, что в отсутствие tracгРНК не производится cгРНК, она потратила целую ночь на составление длинного плана дальнейших экспериментов. “Я зациклилась на этой tracгРНК, – говорит она. – Я упряма. Мне важно доводить дела до конца. Я сказала: «Мы должны пойти дальше! Я хочу, чтобы кто-нибудь занялся этим»”[133].

Проблема заключалась в том, что в ее венской лаборатории ни у кого не было ни времени, ни желания изучать tracгРНК. С этим часто сталкиваются странствующие профессора: стоит им покинуть своих студентов, как те двигаются дальше и начинают заниматься другими вещами.

Шарпантье подумывала провести эксперименты сама, хотя ее переезд и был в разгаре, но в конце концов нашла добровольца в своей венской лаборатории: ею стала юная болгарская студентка магистерской программы Елица Делчева. “Елица была очень активной и верила в меня, – говорит Шарпантье. – Она понимала, что происходит, хотя еще не получила и магистерской степени”. Она даже привлекла к работе одного из аспирантов, Кшиштофа Хылинского.

Маленькая команда Шарпантье обнаружила, что система CRISPR-Cas9 осуществляет свою миссию по защите от вирусов, задействуя всего три компонента: tracгРНК, cгРНК и фермент Cas9. Сначала tracгРНК разбивает длинные фрагменты РНК на малые cгРНК, а затем эти cгРНК направляются к конкретным последовательностям в геноме атакующего вируса. Ученые написали статью, которая в марте 2011 года была опубликована в журнале Nature: Делчева в ней значилась главным автором, а имена аспирантов, отказавшихся помогать Шарпантье, в историю не вошли[134].

Остаток загадки

Шарпантье представила результаты на посвященной CRISPR конференции, прошедшей в октябре 2010 года в Нидерландах. Редакторы Nature не спешили принимать статью, а объявлять об открытии до публикации было рискованно. И все же Шарпантье предположила, что среди слушателей может оказаться тот из рецензентов журнала, кто убедит редколлегию ускорить процесс.

Во время выступления она волновалась, поскольку еще не установила, что происходит с tracгРНК после создания cгРНК. Ограничивается ли этим ее роль? Или же две малые РНК вместе направляют белок Cas, который затем разрезает атакующий вирус? Один из слушателей задал прямой вопрос: “Остаются ли три элемента вместе, образуя комплекс?” Шарпантье попыталась уйти от ответа. “Я смеялась и намеренно говорила загадками”, – признается она.

Этот вопрос – и то, что было известно Шарпантье, – может показаться запутанным. Однако он привел к серии диспутов, которые показывают, что исследователи CRISPR – и в частности, Даудна – очень трепетно относятся к тому, чтобы знать, кому именно мы обязаны каждым маленьким прорывом. Тот факт, что tracгРНК действительно никуда не исчезает и играет важную роль в разрезании, позже войдет в число открытий, опубликованных в исторической статье 2012 года, написанной Шарпантье в соавторстве с Даудной. Однако, к досаде Даудны, по прошествии нескольких лет Шарпантье порой будет намекать, что ей было известно об этом еще в 2011 году.

Когда я надавил на нее, Шарпантье признала, что в ее статье 2011 года, опубликованной в Nature, роль tracгРНК не была описана целиком: “Мне казалось очевидным, что tracгРНК должна оставаться с cгРНК, но некоторых деталей мы еще не понимали в полной мере и потому не стали писать об этом в статье”. Она решила, что опишет функцию tracгРНК тогда, когда найдет убедительный способ доказать свои выкладки экспериментальным путем.

Она изучала систему CRISPR в живых клетках. Чтобы сделать следующий шаг, нужно было заручиться поддержкой биохимиков, которые смогут изолировать химические компоненты системы в отдельных пробирках и выяснить, как именно работает каждый из них. Именно поэтому Шарпантье хотела познакомиться с Даудной – та в марте 2011 года должна была выступить на конференции Американского общества микробиологии в Пуэрто-Рико. “Я знала, что мы обе там будем, – говорит она, – и решила, что обязательно найду возможность с ней поговорить”.

Пуэрто-Рико, март 2011 года

Когда на второй день конференции Дженнифер Даудна вошла в кафе при гостинице в Пуэрто-Рико, Эмманюэль Шарпантье сидела за столиком в углу – в одиночестве, как ей и нравилось, – и выглядела гораздо элегантнее других посетителей. Даудну сопровождал ее приятель Джон ван дер Ост, голландский исследователь CRISPR, который показал на Шарпантье и спросил, не хочет ли Даудна, чтобы он их познакомил. “Было бы здорово, – ответила Даудна. – Я читала ее статью”[135].

Шарпантье показалась Даудне очаровательной: ее отличали легкая стеснительность – возможно, притворная, – прекрасное чувство юмора и несомненное обаяние. “Меня поразили ее напор и лукавый юмор, – говорит Даудна. – Она мне сразу понравилась”. Они поболтали несколько минут, а затем Шарпантье предложила встретиться для более серьезной беседы. “Я хотела предложить вам поработать вместе”, – сказала она.

На следующий день они встретились за обедом и затем прошлись по мощеным улицам Сан-Хуана. Когда речь зашла о Cas9, Шарпантье воодушевилась. “Нам нужно выяснить, как именно он работает, – заявила она. – Какой именно механизм он использует, чтобы разрезать ДНК?”

Шарпантье понравилось, что Даудна очень серьезна и внимательна к деталям. “Думаю, работать с вами будет интересно”, – сказала она. Даудне импонировало рвение Шарпантье. “Стоило ей сказать, что работать со мной будет интересно, как у меня по спине пробежал холодок”, – вспоминает она. Даудну соблазняло и то, что грядущая работа напоминала детективную историю, участие в которой придавало ее жизни смысл: она искала ключ к одной из главных загадок жизни.

Накануне отъезда в Пуэрто-Рико Даудна обсуждала карьерные планы с Мартином Йинеком, работающим в ее лаборатории постдоком, который изучал структуру Cas1 и Cas6. Йинек сомневался – как оказалось, совершенно зря, – что добьется успеха в науке, и подумывал стать редактором медицинского журнала. Но в конце концов он отказался от этого плана. “Пожалуй, я останусь у вас в лаборатории еще на год, – сказал он. – Что вы мне поручите?” Он подчеркнул, что больше всего ему хочется найти собственный проект, связанный с исследованиями CRISPR.

Выслушав предложение Шарпантье, Даудна сочла, что такой проект идеально подойдет для Йинека. “У меня есть замечательный биохимик, который также разбирается в структурной биологии”, – сказала она Шарпантье[136]. Они решили связать Йинека с постдоком из лаборатории Шарпантье, работавшим над ее более ранней статьей о Cas9, Кшиштофом Хылинским, специалистом по молекулярной биологии из Польши, который остался в Вене, когда Шарпантье переехала в Умео. Вместе эти четверо сделали одно из главных открытий в современной науке.

Эмманюэль Шарпантье, Дженнифер Даудна, Мартин Йинек и Кшиштоф Хылинский в Беркли, 2012 г.

Глава 17. CRISPR-Cas9

Успех

Когда Даудна вернулась в Беркли, они с Йинеком начали через Skype созваниваться с Шарпантье в Умео и Хылинским в Вене, чтобы вместе выработать стратегию выявления механизмов CRISPR-Cas9. Рабочая группа напоминала модель ООН: профессор Беркли с Гавайев, ее постдок из Чехии, профессор из Парижа, работающая в Швеции, и ее постдок родом из Польши, находящийся в Вене.

“Работа велась круглосуточно, – вспоминает Йинек. – Я проводил эксперимент в конце дня, отправлял письмо в Вену, а там Кшиштоф читал его, как только просыпался утром”. Затем они созванивались в Skype и решали, каким должен быть следующий шаг. “Днем Кшиштоф проводил этот эксперимент и отправлял мне результаты, пока я спал, поэтому, когда я просыпался и открывал почту, меня уже ждали новости”[137].

Сначала Шарпантье и Даудна участвовали в звонках лишь раз или два в месяц. В июле 2011 года ситуация изменилась, когда Шарпантье и Хылинский прилетели в Беркли на ежегодную конференцию по CRISPR, которая быстро набирала обороты. Хотя они тесно общались в Skype, Йинек тогда впервые лично встретился с Хылинским, дружелюбным долговязым парнем, которому очень хотелось поучаствовать в превращении фундаментальных исследований в полезный инструмент[138].

При личных встречах рождаются такие идеи, которые не приходят на телефонных конференциях и за разговорами в зуме. Так случилось в Пуэрто-Рико, а потом и еще раз, когда четверо исследователей впервые встретились в Беркли. Именно там они разработали стратегию, чтобы выяснить, какие молекулы необходимы системе CRISPR для разрезания ДНК. Личные встречи особенно полезны на ранних этапах проекта. “Ничто не сравнится с возможностью сидеть рядом с людьми, видеть их реакцию и обмениваться идеями лицом к лицу, – говорит Даудна. – Это краеугольный камень всех наших совместных проектов, включая и те, где огромный объем работы производится по электронной связи”.

Сначала у Йинека и Хылинского не получалось заставить CRISPR-Cas9 разрезать ДНК вируса в пробирке. Они пытались задействовать лишь два компонента: фермент Cas9 и cгРНК. Теоретически cгРНК должна была направлять фермент Cas9 к вирусу, чтобы далее он разрезал мишень. Но ничего не получалось. Чего-то не хватало. “Мы недоумевали”, – вспоминает Йинек.

Именно здесь в наш рассказ возвращается tracгРНК. В статье 2011 года Шарпантье показала, что tracгРНК необходима для создания направляющей cгРНК. Позже она высказала подозрения, что tracгРНК играет еще большую, постоянную роль, но серия их изначальных экспериментов не предполагала проверку этой вероятности. Когда эти эксперименты провалились, Хылинский решил добавить в пробирку tracгРНК.

План сработал: трехкомпонентный состав стабильно разрезал ДНК-мишень. Йинек сразу поделился новостью с Даудной: “Без tracгРНК направляющая cгРНК не связывается с ферментом Cas9”. После этого прорыва Даудна и Шарпантье стали принимать более активное участие в повседневной работе. Они явно шли к важному открытию – определению главных компонентов системы CRISPR, разрезающей гены.

Ночь за ночью Хылинский и Йинек обменивались результатами, понемногу продвигаясь к разгадке, а Шарпантье и Даудна все чаще обсуждали стратегию. Они сумели выяснить точный механизм действия каждого из трех важнейших компонентов комплекса CRISPR-Cas9. cгРНК содержала 20-буквенную последовательность, которая выступала в качестве набора координат для направления комплекса к фрагменту ДНК с подобной последовательностью. tracгРНК, которая участвовала в создании этой cгРНК, теперь играла дополнительную роль, формируя структуру, удерживающую другие компоненты на нужных местах при привязке к ДНК-мишени. Фермент Cas9 делал разрез.

Однажды, сразу после того, как ключевой эксперимент дал положительный результат, Даудна у себя дома готовила спагетти. Наблюдая, как они закручиваются в кипящей воде, она вспомнила, как в школе, изучая ДНК, рассматривала под микроскопом сперму лосося, и рассмеялась. Ее сын Энди, которому тогда было девять лет, спросил, что ее рассмешило. “Мы нашли один белок, фермент Cas9, – пояснила Даудна. – Его можно запрограммировать, чтобы он находил и разрезал вирусы. И это невероятно”. Энди продолжал расспрашивать, как он работает. За миллиарды лет, сказала она, бактерии выработали весьма странный и необычный способ защищаться от вирусов. И он способен к адаптации: всякий раз, когда появляется новый вирус, механизм учится распознавать его и давать ему отпор. Энди был поражен. “Я испытала двойную радость, – вспоминала Даудна, – радость от фундаментального открытия такой классной вещи и радость от возможности поделиться этим с сыном и объяснить все на понятном ему языке”. Любопытство в таком случае прекрасно[139].

Инструмент редактирования генов

Эта удивительная маленькая система, как скоро стало ясно, имела поистине судьбоносный потенциал: направляющую cгРНК можно было модифицировать, делая мишенью любую ДНК-последовательность по собственному выбору. Она поддавалась программированию. Она могла стать инструментом для редактирования генома.

Исследование CRISPR стало ярким примером переклички фундаментальной науки и трансляционной медицины. Сначала оно было движимо чистым любопытством охотников за микробами, стремившихся объяснить одну странность, с которой они столкнулись при секвенировании ДНК неординарных бактерий. Затем CRISPR изучали в попытке защитить бактерии йогуртовых культур от атакующих их вирусов. Это привело к фундаментальному открытию о рабочих механизмах биологии. Теперь биохимический анализ показывал путь к изобретению инструмента с практическим потенциалом. “Выявив компоненты системы CRISPR-Cas9, мы поняли, что можем программировать ее на свой лад, – говорит Даудна. – Иными словами, мы могли добавить другую cгРНК, чтобы в результате разрезать любую другую последовательность ДНК по нашему выбору”.

История науки знает не так уж много истинных озарений, но это было одно из них. “Нельзя сказать, что осознание пришло к нам постепенно, – вспоминает Даудна. – Все случилось внезапно”. Когда Йинек показал Даудне свои данные, демонстрирующие, что Cas9 можно программировать с другими направляющими РНК, чтобы резать ДНК в желаемых местах, ученые замолчали и переглянулись. “Боже мой, это может стать мощным инструментом для редактирования генома”, – заметила Даудна. Иными словами, они поняли, что разработали способ переписывать код жизни[140].

Одиночная направляющая РНК

На следующем этапе предстояло выяснить, можно ли еще больше упростить систему CRISPR. Если да, то она могла бы стать не просто очередным инструментом для редактирования генома, а инструментом, который легче поддавался бы программированию и был бы дешевле существующих методов.

Однажды Йинек пришел из лаборатории в кабинет Даудны. Он проводил эксперименты, чтобы определить минимальные требования к cгРНК, служившей проводником, и tracгРНК, которая привязывала ее к ДНК-мишени. Ученые стояли у белой доски перед столом Даудны, и Йинек рисовал схему строения двух малых РНК. Какие элементы cгРНК и tracгРНК играют ключевую роль при разрезании ДНК в пробирке? “Казалось, что система предполагает некоторую гибкость и длина фрагментов РНК может варьироваться”, – говорит Йинек. Каждую из малых РНК можно было сделать еще немного короче, но оставить при этом рабочей. Даудна прекрасно понимала структуру РНК и, как ребенок, радовалась возможности разобраться в механизмах ее работы. В процессе обсуждения ученым стало понятно, что они могут связать вместе две РНК, присоединив хвост одной из них к голове другой таким образом, чтобы итоговая молекула не потеряла функциональности.

Они хотели создать единую молекулу РНК, которая содержала бы и направляющую информацию с одной стороны, и идентификатор привязки с другой. В итоге получилась так называемая одиночная направляющая РНК (sдРНК). Сделав паузу, ученые переглянулись, а затем Даудна сказала: “Ничего себе”. “Такие моменты в науке приходят сами собой, – вспоминает она. – У меня по спине пробежал холодок и волоски на шее встали дыбом. В тот момент мы поняли, что у проекта, за который мы взялись из чистого любопытства, есть важное следствие, способное все в корне изменить”. И правда, можно представить, как поведение крошечной молекулы заставило волоски на шее у Даудны встать дыбом.

Даудна сказала Йинеку немедленно приступать к работе по соединению двух молекул РНК и созданию одиночной направляющей РНК для Cas9, и он поспешил обратно в лабораторию, чтобы заказать у поставщика необходимые молекулы РНК. Он также обсудил идею с Хылинским, и они быстро подготовили серию экспериментов. Когда они выяснили, какие фрагменты двух РНК можно удалить и как соединить РНК друг с другом, на создание работающей sдРНК ушло всего три недели.

Сразу стало очевидно, что одиночная направляющая РНК сделает CRISPR-Cas9 еще более универсальным, легким в использовании и программируемым инструментом для редактирования генов. Система с единой направляющей имела особенное значение – как с научной точки зрения, так и с позиции интеллектуальной собственности, – поскольку была изобретением человека, а не просто обнаруженным в природе феноменом.

К тому моменту сотрудничество Даудны с Шарпантье принесло два важных прорыва. Первым стало открытие, что tracгРНК играет ключевую роль не только в создании направляющей РНК, но и, что важнее, в удержании их вместе с ферментом Cas9 и привязке всей системы к ДНК-мишени для разрезания. Вторым – изобретение способа соединять две этих РНК в одиночную направляющую РНК. Изучая феномен, на совершенствование которого у бактерий ушли миллиарды лет эволюции, они превратили чудо природы в инструмент для людей.

В день, когда они с Йинеком придумали, как создать одиночную направляющую РНК, Даудна за ужином объяснила идею своему мужу. Поняв, что это может пригодиться для будущего патента на технологию редактирования генома, он посоветовал ей записать все в лабораторный журнал и засвидетельствовать. Тем же вечером Йинек вернулся в лабораторию и сделал подробное описание концепции. Было около девяти часов, но Сэм Стернберг и Рейчел Хорвиц еще не ушли. В нижней части на каждой странице лабораторных журналов отводится место для подписей свидетелей, необходимых при совершении важных открытий, и Йинек попросил Стернберга и Хорвиц расписаться. Поскольку к Стернбергу раньше не обращались с такой просьбой, он сразу понял, что этот вечер войдет в историю[141].

Глава 18. Science, 2012

Когда настала пора писать статью о CRISPR-Cas9, Даудна и ее коллеги снова перешли на круглосуточную совместную работу, как и в период проведения экспериментов. Они разместили рукопись на хостинге Dropbox, где в реальном времени фиксировались все изменения, которые каждый из ученых вносил в файл. Йинек и Даудна работали, пока в Калифорнии был день, а поздно вечером связывались по скайпу с Европой, где только занималась заря, и на следующие двенадцать часов на арену выходили Шарпантье и Хылинский. Поскольку весной в Умео солнце не садится, Шарпантье сказала, что может работать в любое время суток. “Когда не темнеет, много не поспишь, – говорит она, – и особенной усталости в эти месяцы не чувствуешь, поэтому я всегда была в строю”[142].

Восьмого июня 2012 года Даудна нажала на кнопку “Отправить” на своем компьютере и представила рукопись на рассмотрение редакторам журнала Science. В списке авторов было шесть человек: Мартин Йинек, Кшиштоф Хылинский, Инес Фонфара, Майкл Хауэр, Дженнифер Даудна и Эмманюэль Шарпантье. Имена Йинека и Хылинского были отмечены звездочкой, и в примечании указывалось, что они внесли в работу одинаковый вклад. Даудна и Шарпантье были упомянуты последними, поскольку выступали в качестве ведущих исследователей, руководящих лабораториями[143].

В статье на 3500 слов подробно описывалось, как cгРНК и tracгРНК привязывают белок Cas9 к ДНК-мишени. В ней также демонстрировалось, каким образом структура двух доменов Cas9 определяет, как каждый из них разрезает последовательности ДНК в конкретном месте. Наконец, в ней объяснялось, как ученым удалось связать cгРНК и tracгРНК и синтезировать одиночную направляющую РНК. Авторы отмечали, что полученную систему можно использовать для редактирования генома.

Получив статью, редакторы Science обрадовались. Хотя многие аспекты работы CRISPR-Cas9 в живых клетках уже были описаны ранее, исследователям впервые удалось выделить отдельные компоненты системы и изучить их биохимические механизмы. Кроме того, в статье предлагалось потенциально полезное изобретение: одиночная направляющая РНК.

По настоянию Даудны редакторы ускорили процесс рецензирования. Даудна знала, что готово еще несколько статей о CRISPR-Cas9, в том числе работа одного литовского исследователя (подробнее о нем чуть позже), и хотела убедиться, что результаты, полученные ее командой, появятся в печати первыми. Редакторы Science тоже вели конкурентную борьбу: им вовсе не хотелось, чтобы их обошел соперничающий журнал. Они попытались привлечь к рецензированию пионера CRISPR Эрика Сонтхаймера и дали ему на работу всего два дня, обозначив необычайно сжатые сроки. Он отказался, поскольку был занят собственным исследованием в этой же сфере, но редакторы журнала быстро нашли других рецензентов.

В комментариях к статье авторов лишь попросили прояснить несколько моментов. Был один важный вопрос, которого ученые не коснулись в своей работе. В ходе экспериментов рассматривалась система CRISPR-Cas9 распространенной бактерии Streptococcus pyogenes, вызывающей стрептококковый фарингит. Как и все бактерии, это одноклеточный организм, не имеющий ядра. В статье, однако, говорилось, что система CRISPR-Cas9 может использоваться для редактирования генома человека. Шарпантье полагала, что в связи с этим возникнут вопросы. “Я ожидала, что рецензенты поинтересуются, доказано ли, что она способна работать в человеческих клетках, – вспоминает она. – Но этого вопроса не возникло, хотя в заключении я написала, что она может стать альтернативой для существующих методов редактирования генома”[144].

Редакторы Science одобрили правки и официально приняли статью к публикации в среду, 20 июня 2012 года, как раз когда в Беркли собирались участники ежегодной конференции по CRISPR. Шарпантье из Умео и Хылинский из Вены прилетели на несколько дней раньше, чтобы вместе с остальными в последний раз пройтись по тексту и внести в него коррективы. “Кшиштоф страдал от джетлага, – вспоминает Шарпантье, – но со мной такого не было, потому что я жила в Умео, где никогда не темнело, и не придерживалась строгого режима сна”[145].

Собравшись в кабинете Даудны на седьмом этаже, ученые смотрели на экране ее компьютера, как итоговые PDF-файлы и графики загружаются в онлайн-систему журнала. “Мы вчетвером сидели в кабинете и наблюдали за индикаторами загрузки, – рассказывает Йинек, – и взорвались ликованием, когда последний достиг ста процентов”.

Когда последний вариант статьи был загружен, Даудна и Шарпантье уединились в кабинете Даудны. Прошло всего четырнадцать месяцев с момента их знакомства в Пуэрто-Рико. Пока Шарпантье любовалась солнцем, которое клонилось к горизонту над заливом Сан-Франциско, Даудна говорила, какое удовольствие доставила ей совместная работа. “Момент, когда мы наконец смогли вместе порадоваться открытию и поделиться личным, был чудесен, – вспоминает Даудна. – Мы получили возможность перевести дух и обсудить, как усердно мы работали вместе, пока нас разделяли тысячи миль”.

Когда разговор зашел о будущем, Шарпантье отметила, что хотела бы снова сосредоточиться на фундаментальной науке и изучении микробов, а не создавать инструменты для редактирования генома, и призналась, что готова в очередной раз сменить лабораторию и, возможно, перебраться в Институт Макса Планка в Берлине. Даудна полушутя спросила ее, собирается ли она когда-нибудь обосноваться в одном месте, выйти замуж, завести детей. “Она ответила, что не хочет этого, – говорит Даудна. – Сказала, что любит быть одна, дорожит личным временем и не ищет близких отношений”.

Тем вечером Даудна организовала праздничный ужин в расположенном в Беркли ресторане “Ше Панисс”, шеф-повар которого Элис Уотерс была сторонницей подхода “с фермы к столу”. Даудна еще не успела прославиться за пределами возвышенной сферы науки и потому не смогла забронировать столик в роскошном зале на первом этаже, но разместила всю команду за длинным столом в кафе попроще наверху. Они заказали шампанское и подняли тост за начало новой эры в биологии. “Нам казалось, что начинаются удивительные времена, когда наука будет пожинать плоды, и мы гадали, что ждет нас дальше”, – вспоминает Даудна. Йинек и Хылинский ушли раньше, отказавшись от десерта. Той ночью им предстояло подготовить слайды для выступления на конференции на следующий день. Пока они в сумерках возвращались в лабораторию, Хылинский позволил себе выкурить сигарету.

Глава 19. Дуэль презентаций

Виргиниюс Шикшнис

Биохимик Виргиниюс Шикшнис из Вильнюсского университета в Литве отличается мягкостью манер, носит очки в тонкой оправе и улыбается всегда немного смущенно. Он изучал органическую химию в Вильнюсе, окончил аспирантуру в Московском государственном университете, а затем вернулся в родную Литву. Он заинтересовался CRISPR, когда прочел опубликованную в 2007 году статью, где исследователи йогуртовых культур Родольф Баррангу и Филипп Хорват из компании Danisco доказали, что CRISPR – это оружие, которым бактерии обзавелись в ходе борьбы с вирусами.

К февралю 2012 года он подготовил работу, указав Баррангу и Хорвата в качестве соавторов, и объяснил, как cгРНК в системе CRISPR направляет фермент Cas9, чтобы он разрезал атакующий вирус. Он отправил ее в журнал Cell, который без церемоний отказал ему в публикации. Редакторы сочли статью недостаточно интересной и даже не представили ее рецензентам. “Хуже того, мы отправили ее в журнал Cell Reports, который непосредственно связан с Cell, – говорит Шикшнис. – И там ее тоже отвергли”[146].

Далее он попробовал отправить ее в PNAS, официальный журнал Национальной академии наук США. Верный способ опубликовать работу в PNAS – получить одобрение одного из академиков. 21 мая 2012 года Баррангу решил отправить аннотацию к статье тому академику, который был лучше всех знаком с темой, – Дженнифер Даудне.

Виргиниюс Шикшнис

Даудна заканчивала собственную статью в соавторстве с Шарпантье, поэтому отказалась взять на себя обязанности рецензента. Она прочла лишь аннотацию, а не всю работу, но даже этого ей было достаточно, чтобы узнать, что Шикшнис открыл многие механизмы процесса, в ходе которого, как указывалось в тексте, “Cas9 осуществляет расщепление ДНК”. В аннотации также отмечалось, что это может привести к разработке метода редактирования ДНК: “Эти данные прокладывают путь к синтезу универсальных программируемых РНК-направляемых ДНК-эндонуклеаз”[147].

Тот факт, что Даудна после этого поспешила опубликовать статью собственной команды, если не спровоцировал полемику, то вызвал некоторое недоумение в среде исследователей CRISPR. “Просто посмотрите, когда Дженнифер подала заявку на патент и когда отправила свою статью в Science”, – говорит Баррангу. На первый взгляд, здесь и правда есть повод для недоверия. Даудна получила аннотацию Шикшниса 21 мая, заявку на патент они с коллегами подали 25 мая, а статью в Science отправили 8 июня.

На самом деле, однако, команда Даудны работала над заявкой и статьей задолго до получения аннотации от Шикшниса. Баррангу подчеркивает, что ни в чем Даудну не винит. “В этом не было ничего некорректного и даже необычного, – говорит он. – Она ничего не украла. Мы все отправили ей сами. Винить ее нам не в чем. Наука ускоряется, когда возникает конкуренция. Появляется стимул работать усерднее”[148]. В конце концов, Даудна сохранила дружеские отношения с Баррангу и Шикшнисом. В своем взаимодействии они одновременно и соперничали, и сотрудничали, и такие отношения были всем им прекрасно знакомы.

Впрочем, нашелся один конкурент, которому показалось подозрительным, что Даудна решила поспешить с публикацией статьи, – это был Эрик Лэндер, директор Института Брода при Гарварде и MIT. “Она сообщает редакторам Science о наличии конкуренции, затем второпях сдает статью, и Science подгоняет рецензентов, – говорит он. – Все готово за три недели, и она опережает литовцев”[149].

Лэндер неявным образом критикует Даудну, и это кажется мне интересным и даже забавным, поскольку он один из самых боевитых людей из всех, кого я знаю. И он, и Даудна открыты для конкуренции, и потому я подозреваю, что их соперничество в результате становится лишь более ожесточенным. Но также мне кажется, что благодаря этому они понимают друг друга, как соперники в романе Ч. П. Сноу “Наставники” понимают друг друга лучше, чем кто-либо еще понимает их. Однажды за ужином Лэндер сказал мне, что у него хранятся письма, которые Даудна отправила редакторам Science, чтобы поторопить их с публикацией статьи 2012 года, после того как она прочитала аннотацию к работе Шикшниса. Когда я спросил Даудну об этом, она сразу подтвердила, что сообщила редакторам Science, что в конкурирующий журнал отправлена статья на близкую тему, и попросила ускорить процесс рецензирования. “И что такого? – говорит она. – Спросите у Эрика, поступал ли он так хоть раз в жизни”. Когда мы снова встретились с Лэндером за ужином, я сказал, что Даудна посоветовала мне задать ему этот вопрос. Он немного помолчал, затем рассмеялся и беззаботно ответил: “Конечно. Так и работает наука. Это вполне нормально”[150].

Выступление Шикшниса

Баррангу был одним из организаторов конференции по CRISPR, состоявшейся в июне 2012 года в Беркли, куда прилетели Шарпантье и Хылинский, и он пригласил Шикшниса представить свою работу. Это подготовило почву для противостояния двух команд, которые спешили описать механизмы CRISPR-Cas9.

Как Шикшнис, так и команда Даудны и Шарпантье должны были представить результаты своих исследований в четверг, 21 июня, на следующий день после того, как Даудна загрузила итоговую версию статьи в систему журнала Science и отпраздновала это с коллегами в ресторане “Ше Панисс”. Баррангу решил, что Шикшнис выступит первым, хотя его работу еще не приняли к публикации, а сразу вслед за ним презентацию проведут ученые из команды Даудны и Шарпантье.

Приоритет для анналов истории был определен: статья Даудны и Шарпантье, уже принятая в Science, будет опубликована онлайн 28 июня, а работа Шикшниса выйдет только 4 сентября. Тем не менее решение Баррангу позволить Шикшнису первым выступить на конференции в Беркли давало ученому возможность заявить о своих правах на часть славы, если бы его исследование оказалось сопоставимым с работой команды Даудны и Шарпантье или и вовсе превзошло бы ее. “Я определял, в каком порядке пойдут выступления, – говорит Баррангу. – Из лаборатории Даудны пришел запрос поставить презентацию раньше выступления Виргиниюса. Я ответил отказом. Виргиниюс первым прислал мне свою статью еще в феврале, когда мы пытались опубликовать ее в Cell, и потому я решил, что будет справедливо позволить ему выступить первым”[151].

Сразу после обеда в четверг, 21 июня, Виргиниюс Шикшнис выступил с презентацией, основанной на своей неопубликованной статье, в 78-местной аудитории, расположенной на первом этаже недавно открытого в Беркли Центра Ли Кашинга, где проходила конференция. “Мы выделили комплекс Cas9-cгРНК и продемонстрировали, что in vitro он делает двухцепочечный разрез в определенных местах целевых молекул ДНК”, – заявил он. Далее он отметил, что однажды описанная система может стать инструментом для редактирования генома.

Однако в статье и презентации Шикшниса были пробелы. В частности, он рассказал о “комплексе Cas9-cгРНК”, но даже не упомянул о том, какую роль tracгРНК играет в разрезании генов. Хотя он объяснил, как tracгРНК участвует в создании cгРНК, от него ускользнул тот факт, что этой молекуле необходимо и дальше участвовать в процессе, чтобы прикрепить cгРНК и Cas9 к фрагменту ДНК, который подлежит уничтожению[152].

По мнению Даудны, это значило, что Шикшнис не понял, в чем состоит фундаментальная задача tracгРНК. “Если не знаешь, что tracгРНК нужна для разрезания ДНК, – позже сказала она, – то никак не можешь использовать ее в качестве технологии. У тебя не получилось установить, какие компоненты системы обеспечивают ее работу”.

Конкуренция была напряженной, и Даудна хотела, чтобы все заметили, что Шикшнису не удалось определить роль tracгРНК. Она сидела в аудитории в третьем ряду и подняла руку, как только Шикшнис закончил доклад. Она спросила: “Показывают ли ваши данные, какую роль в процессе расщепления играет tracгРНК?”

Шикшнис начал издалека, но Даудна попросила его выражаться яснее. Он не пытался опровергнуть ее доводы. “Помню, обсуждение после вопроса Дженнифер едва не вылилось в дебаты, и она категорически настаивала, что tracгРНК представляет собой ключевой компонент системы, не упомянутый в работе, представленной Виргиниюсом, – говорит Сэм Стернберг. – Он с этим не спорил, но и не признавал в полной мере, что он это упустил”. Шарпантье тоже удивилась. В конце концов, она частично описала роль tracгРНК в 2011 году. “Я не поняла, почему Шикшнис, прочитав мою статью 2011 года, не стал дальше анализировать роль tracгРНК”, – отмечает она[153].

Справедливости ради, Шикшнис заслуживает большого уважения, ведь он совершил многие биохимические открытия примерно в одно время с Даудной и Шарпантье, и однажды, надеюсь, ему все-таки отдадут должное. Возможно, я уделяю слишком много внимания роли крошечной tracгРНК, но дело в том, что я пишу книгу с позиции Даудны, а она подчеркивала важность tracгРНК во многих наших интервью. Но мне и правда кажется, что tracгРНК имеет огромное значение. При объяснении удивительных механизмов жизни важны все мелочи. Показав, какую именно роль играют два фрагмента РНК – tracгРНК и cгРНК, ученые получили ключ к тому, чтобы понять, как превратить CRISPR-Cas9 в инструмент для редактирования генома и как соединить две РНК и создать простой единый проводник к нужному целевому гену.

Вот это да!

Когда Шикшнис закончил, настала очередь Даудны и Шарпантье, которые, как было известно большинству присутствующих, собирались представить ряд важных открытий. Ученые остались на своих местах по соседству друг с другом, доверив выступление постдокам, которые провели большую часть экспериментов, Йинеку и Хылинскому[154].

Прямо перед началом презентации в аудиторию в сопровождении постдоков и студентов вошли два профессора биологии из Беркли. Даудна связывалась с ними и предлагала вместе искать способы обеспечить работу CRISPR-Cas9 в человеческом организме, но другие участники конференции никого из них не знали. Стернберг предположил, что пришли патентные поверенные. Их появление усилило драматизм ситуации. “Помню, все удивились, когда вошла целая дюжина незнакомых людей, – говорит Даудна. – Это стало своего рода знаком, что грядет нечто особенное”.

Йинек и Хылинский постарались сделать презентацию занятной. Они подготовили слайды, чтобы по очереди объяснять, какие эксперименты провели, и дважды отрепетировали доклад перед выступлением. Аудитория собралась небольшая, и конференция проходила в неформальной и дружественной атмосфере. Тем не менее оба докладчика заметно волновались, и особенно беспокоился Йинек. “Мартин сильно нервничал, и я за него переживала”, – говорит Даудна.

Но причин для беспокойства не было. Презентация стала триумфом. Сильвен Муано, пионер CRISPR из Университета Лаваля в Квебеке, поднялся и сказал: “Вот это да!” Другие принялись строчить письма и сообщения коллегам, оставшимся в лабораториях.

Позже Баррангу, исследователь из Danisco и соавтор Шикшниса, сказал, что, выслушав доклад, он понял, что Даудна и Шарпантье вывели науку на новый уровень. “Статья Дженнифер явно была гораздо лучше нашей, – признает он. – Их нечего было и сравнивать. Она стала поворотным моментом и превратила CRISPR из специфической особенности микробного мира в технологию. Именно поэтому мы с Виргиниюсом не обиделись”.

Кшиштоф Хылинский

Мартин Йинек

Особенно показательной стала реакция Эрика Сонтхаймера, который пришел в восторг и одновременно почувствовал укол зависти. Он одним из первых спрогнозировал, что CRISPR станет инструментом для редактирования генома. Когда Йинек и Хылинский завершили презентацию, он поднял руку и задал вопрос: как применять технологию одиночной направляющей РНК для редактирования генома в эукариотических клетках, то есть в клетках, имеющих ядра? В частности, будет ли технология работать в клетках человека? Докладчики предположили, что технологию можно адаптировать, подобно тому как ранее были адаптированы многие другие молекулярные технологии. После обсуждения Сонтхаймер, скромный ученый старой школы, повернулся к Даудне, которая сидела на два ряда дальше него, и одними губами сказал: “Надо поговорить”. Когда объявили очередной перерыв, они вышли из аудитории и встретились в коридоре.

“Я понимал, что мы собираемся работать над одними и теми же вещами, но свободно говорил с ней, поскольку не сомневался, что могу ей доверять, – вспоминает Сонтхаймер. – Я сказал, что налаживаю работу CRISPR в дрожжах. Она ответила, что хочет продолжить беседу, потому что система CRISPR будет быстро адаптирована для эукариотических клеток”.

Тем вечером Даудна пешком пришла в центр Беркли, где за ужином в японском ресторане встретилась с тремя исследователями, которые ранее были и впоследствии остались ее коллегами и конкурентами: Эриком Сонтхаймером и двумя учеными, статья которых только что померкла в блеске ее собственной работы, Родольфом Баррангу и Виргиниюсом Шикшнисом. По словам Баррангу, они не расстроились, что проиграли в гонке, поскольку признали победу Даудны честной. Пока они спускались по улице к ресторану, он даже спросил у Даудны, не стоит ли им с Шикшнисом отозвать статью, ожидающую публикации. Даудна улыбнулась. “Нет, Родольф, с вашей статьей все в порядке, – сказала она. – Не нужно ее отзывать. Ею вы вносите собственный вклад в науку, а ведь именно к этому все мы и стремимся”.

За ужином ученые рассуждали, в каком направлении их лаборатории могут двинуться дальше. “Атмосфера была очень теплой, хотя и казалось, что неловкости не избежать, – говорит Сонтхаймер. – Просто чудесный ужин в чудесное время, когда все мы только начинали понимать, какую важность это обретет”.

Статья Даудны и Шарпантье, опубликованная онлайн 28 июня 2012 года, дала стимул к развитию совершенно новой области биотехнологий – разработке инструмента для редактирования генома человека на базе CRISPR. “Мы все понимали, что вступаем в большую игру, где каждый будет стремиться как можно скорее [воссоздать процесс] в клетках человека, – отмечает Сонтхаймер. – Время для этой идеи настало, и нам предстоял забег к цели”.

Часть третья. Редактирование генома

Какое множество прекрасных лиц!

Как род людской красив! И как хорош

Тот новый мир, где есть такие люди![155]

Уильям Шекспир. Буря

Глава 20. Инструмент для человека

Генная терапия

Путь к синтезу генов человека начался в 1972 году, когда профессор Стэнфорда Пол Берг нашел способ отделить фрагмент ДНК вируса, который встречается у обезьян, и сшить его с ДНК совершенно другого вируса. Вуаля! Получился продукт, который он назвал “рекомбинантной ДНК”. Герберт Бойер и Стэнли Коэн научились более эффективно создавать такие искусственные гены и затем клонировать их миллионами. Так зародились генная инженерия и биотехнологический бизнес.

Ученым понадобилось еще пятнадцать лет, чтобы поместить синтезированную ДНК в клетки человека. Цель состояла в том, чтобы создать своего рода лекарство. Никто не пытался менять ДНК пациента, поэтому речь не шла о редактировании генома. При генной терапии в клетки пациента помещаются фрагменты ДНК, искусственно синтезированные для нейтрализации дефектного гена, вызывающего болезнь.

Первое клиническое испытание прошло в 1990 году. Пациентом стала четырехлетняя девочка с генетической мутацией, которая ослабила ее иммунную систему, в результате чего организм стал подвержен инфекциям. Врачи нашли способ поместить рабочие копии недостающего гена в Т-клетки ее крови. Т-клетки изъяли из организма девочки, снабдили недостающим геном, а затем поместили обратно. Благодаря этому ее иммунная система значительно укрепилась.

Сначала в сфере генной терапии наблюдались некоторые успехи, но вскоре возникли сложности. В 1999 году клиническое испытание в Филадельфии остановилось, когда молодой человек умер из-за сильнейшего иммунного ответа, вызванного вирусом, переносящим терапевтический ген. В начале 2000-х годов при генной терапии иммунодефицита был случайно активирован раковый ген, и пять пациентов заболели лейкемией. Подобные трагедии не менее чем на десять лет заморозили большинство клинических исследований, но поэтапное совершенствование генной терапии заложило фундамент для более энергичных начинаний в сфере редактирования генома.

Редактирование генома

Вместо того чтобы лечить генетические дефекты с помощью генной терапии, некоторые врачи-исследователи принялись искать способы исправлять проблемы в зародыше. Их целью было редактирование дефектных последовательностей ДНК в нужных клетках пациента. Так родилось начинание, названное редактированием генома.

Гарвардский профессор Джек Шостак, научный руководитель Даудны, в 1980-х нашел один из ключей к редактированию гена: он научился разрывать обе нити двойной спирали ДНК, совершая так называемый двухцепочечный разрез. Когда такое случается, ни одна из нитей не может служить образцом для восстановления, или репарации, другой. Геном восстанавливается одним из двух способов. Первый называется “негомологичным соединением концов”. (Термин “гомологичный” происходит от греческого слова, означающего “подобие”.) В таких случаях репарация ДНК идет путем простого соединения концов, без попытки найти соответствующие друг другу последовательности. При таком неаккуратном соединении могут происходить нежелательные вставки и делеции генетического материала. Более точная “гомологичная репарация” становится возможной, когда разорванная ДНК находит поблизости подходящий образец для замены. Обычно клетка копирует и вставляет имеющуюся гомологичную последовательность туда, где были сделаны двухцепочечные разрезы.

Изобретение редактирования генома происходило в два этапа. Сначала ученым нужно было найти подходящий фермент, способный делать двухцепочечные разрезы в ДНК. Затем им необходимо было найти направляющую, которая проведет фермент к тому самому месту в ДНК клетки, где требуется сделать разрыв.

Ферменты, способные разрезать ДНК и РНК, называются нуклеазами. Чтобы создать систему редактирования генома, исследователям нужна была такая нуклеаза, которую можно было бы запрограммировать на разрезание любой выбранной последовательности. К 2000 году они нашли необходимый инструмент. Фермент FokI, обнаруживаемый в некоторых бактериях в почве и водоемах, имеет два домена: один служит ножницами, разрезающими ДНК, а другой выступает в качестве гида, чтобы указывать верное направление. Эти домены можно разделить, и первый можно перепрограммировать на движение к любой намеченной учеными цели[156].

Исследователи сумели разработать белки, способные выступать в качестве направляющих и доставлять режущий домен к ДНК-мишени. Одна система, цинк-пальцевые нуклеазы (ZFN), появилась в результате объединения режущего домена с белком, имеющим маленькие пальцы, формирующиеся в присутствии иона цинка и позволяющие ему цепляться за нужную ДНК-последовательность. Похожая, но еще более надежная система TALEN (нуклеаза на основе эффектора, подобного активатору транскрипции) была создана при объединении режущего домена с белком, который направляет ее к более длинным ДНК-последовательностям.

Пока совершенствовалась система TALEN, появилась система CRISPR. Она была в некотором роде похожа на нее: в ее составе был режущий фермент Cas9 и гид, направляющий этот фермент к выбранному месту на нити ДНК. Но в системе CRISPR роль гида играл не белок, а фрагмент РНК. Это давало большое преимущество. В системах ZFN и TALEN нужно было создавать новую белковую направляющую всякий раз, когда менялась целевая генетическая последовательность, а это было сложно и занимало много времени. Но с CRISPR достаточно было поиграть с генетической последовательностью гидовой РНК. Хороший студент быстро справлялся с этим в лаборатории.

Оставался один вопрос, который казался либо крайне принципиальным, либо совсем пустячным – в зависимости от вашей позиции в последующих патентных войнах. Системы CRISPR работали в бактериях и археях, то есть в одноклеточных организмах, не имеющих ядер. Отсюда вопрос: могли ли они работать в клетках, имеющих ядра, и особенно в таких многоклеточных организмах, как растения, животные и мы с вами?

В результате статья Даудны и Шарпантье, опубликованная в июне 2012 года, подтолкнула многие лаборатории по всему миру, включая и лабораторию Даудны, вступить в бешеную гонку за право доказать, что CRISPR-Cas9 работает в клетках человека. Примерно через полгода триумфом увенчались труды пяти лабораторий. Этот относительно быстрый успех может служить доказательством, что для обеспечения работы CRISPR-Cas9 в клетках человека, как позже заявили Даудна с коллегами, достаточно было совершить простой и очевидный шаг, который нельзя считать отдельным изобретением. Или же можно сказать, как утверждали соперники Даудны, что этот важный шаг был сделан в результате изобретения, появившегося в пылу конкурентной борьбы.

Ответ на этот вопрос определял судьбу патентов и премий.

Глава 21. Гонка

Конкуренция стимулирует открытия. Даудна называет ее “огнем, который питает двигатель”, и ее двигатель, несомненно, работал именно на этом топливе. С самого детства она нисколько не стеснялась своих амбиций, но уравновешивала их умением работать в команде и идти к намеченной цели. О том, насколько важна конкуренция, она узнала из книги “Двойная спираль”, в которой рассказывается, как мнимые продвижения Лайнуса Полинга стали стимулом для Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика. “Здоровое соперничество, – написала она впоследствии, – лежало в основе множества величайших открытий человечества”[157].

Мотивацией для ученых главным образом служит радость понимания природы, но большинство исследователей признает, что ими также движет желание получать награды – как духовные, так и материальные – за свои открытия: публиковать статьи, регистрировать патенты, получать премии и производить впечатление на коллег. Как и любой человек (может, эта черта появилась у нас в процессе эволюции?), они хотят, чтобы их заслуги признавались, а труды вознаграждались. Им хочется получать одобрение общественности и вешать медали себе на грудь. Именно поэтому они работают допоздна, нанимают специалистов по связям с общественностью и патентных поверенных и даже приглашают писателей (таких как я) к себе в лаборатории.

Конкуренция имеет дурную славу[158]. Утверждается, что конкуренция препятствует сотрудничеству, сдерживает обмен данными и подталкивает людей к тому, чтобы защищать свою интеллектуальную собственность, вместо того чтобы открывать к ней свободный доступ. И все же конкуренция имеет огромные преимущества. Если благодаря ей будет быстрее найден способ лечить мышечную дистрофию, предотвращать СПИД и выявлять рак, то количество преждевременных смертей снизится. Можно привести пример, особенно актуальный сегодня: в 1894 году японский бактериолог Китасато Сибасабуро и его швейцарский соперник Александр Йерсен приехали в Гонконг в разгар эпидемии легочной чумы и, применяя различные методы, с разницей в несколько дней обнаружили бактерию, выступающую возбудителем болезни.

Фэн Чжан

Джордж Черч

Дженнифер Даудна

В жизни Даудны был один эпизод, когда конкуренция обострилась до предела, а затем привела к враждебности: это произошло в 2012 году, когда ученые стремились как можно скорее показать, как система CRISPR может редактировать геном человека. Возможно, по накалу эта борьба не дотягивает до схватки Чарльза Дарвина и Альфреда Рассела Уоллеса, которые одновременно пришли к идее об эволюции, или спора Ньютона и Лейбница о том, кто заложил основы математического анализа, но она точно сравнима с соперничеством Полинга с Уотсоном и Криком за право первым описать структуру ДНК.

Даудна вступила в борьбу, находясь в невыгодном положении, поскольку у нее не было команды экспертов по работе с клетками человека. Ее лаборатория не специализировалась на таких экспериментах, и трудились там в основном биохимики, изучавшие молекулы в пробирках. В результате бешеная гонка, растянувшаяся на целых полгода, оказалась для Даудны весьма непростой.

В соревновании приняли участие множество лабораторий со всего света, но главные роли в драме – не только научной, но также эмоциональной и личной – сыграли три исследователя. Всем им была свойственна соревновательность, но каждый имел собственные представления о том, насколько далеко готов зайти в конкурентной борьбе:

• Фэн Чжан из Института Брода при MIT и Гарварде. Он был честолюбив, как и любой блестящий исследователь, но отличался удивительной мягкостью, которая не позволяла ему идти напролом. Прекрасно воспитанный матерью, он отличался природной скромностью, которая часто скрывала его природные амбиции. Казалось, в нем довольно мирно сосуществуют два человека – честолюбивый и незлобивый. Приветливая улыбка редко сходила у него с лица, но несколько менялась, когда разговор касался конкурентной борьбы и значимости вклада, внесенного Даудной: в такие моменты его губы продолжали улыбаться, а глаза – нет. Чжан терялся, оказываясь в центре внимания, но его наставник Эрик Лэндер, блестящий и энергичный математик и исследователь, возглавляющий Институт Брода, подталкивал его бороться за признание своих заслуг и за совершение открытий.

• Джордж Черч из Гарварда, давний друг Даудны, который по крайней мере некоторое время считал себя наставником и научным руководителем Чжана. И внешне, и внутренне, насколько я могу судить, он был наименее честолюбивым из трех ученых. Веган с бородой, как у Санта-Клауса, он хотел с помощью генной инженерии вернуть на землю шерстистого мамонта и был движим озорным и искренним любопытством.

• И, наконец, Даудна, которая не только была честолюбива, но и не стеснялась этого. Это стало одной из причин охлаждения их отношений с Шарпантье, которая в некоторой степени забавлялась и гнушалась стремлением Даудны записывать заслуги на свой счет. “Порой она переживает из-за признания заслуг и кажется от этого неуверенной в себе и неспособной быть в полной мере благодарной за собственный успех, – говорит Шарпантье. – Я француженка, я не привыкла быть на взводе, и потому я всегда говорила ей: «Лови волну»”. Но стоит немного на нее надавить, как Шарпантье признает, что состязательность, свойственная Даудне, движет большинством пионеров науки и таким образом способствует развитию самой науки. “Не будь у нас таких амбициозных людей, как Дженнифер, наш мир был бы не столь хорош, – отмечает она. – Ведь хорошие вещи люди делают ради признания”[159].

Фэн Чжан

Глава 22. Фэн Чжан

Де-Мойн

Когда я впервые связался с Фэном Чжаном, чтобы попросить его о встрече, я нервничал. Я сказал ему, что работаю над книгой о Дженнифер Даудне, его сопернице, и полагал, что из-за этого у него пропадет охота со мной говорить, а может, он и вовсе прекратит со мной всякие контакты.

Но когда я встретился с ним в его лаборатории в Институте Брода неподалеку от MIT, где из высоких окон открывается вид на реку Чарльз и шпили Гарварда, Чжан был чрезвычайно любезен, как и впоследствии за нашими беседами, обедами и ужинами. Я не мог понять, насколько он искренен: может, он считал, что своим радушием убедит меня представить его в лучшем свете в книге? Впрочем, чем больше мы общались, тем сильнее я убеждался, что он приветлив от природы.

История Чжана, достойная отдельной книги, представляет собой классический рассказ об иммиграции, сделавшей Америку великой. Он родился в 1981 году в Шицзячжуане, промышленном городе к юго-западу от Пекина с населением 4,3 миллиона человек. Его мать преподавала информатику, а отец работал в администрации университета. Улицы города были увешаны обычными в Китае назидательными плакатами, на которых в том числе говорилось, что изучать науку – долг патриота. Чжан поверил в это. “В детстве я строил роботов из конструктора и обожал все, что имело отношение к науке”, – вспоминает он[160].

В 1991 году, когда Чжану было десять лет, его мать приехала в США по приглашению Университета Дебьюка, истинной жемчужины, расположенной в богатом на архитектурные изыски городе Айовы на берегу Миссисипи. Однажды она зашла в местную школу, где поразилась, увидев компьютерный класс и поняв, что учителя на уроках не делают акцент на зубрежке. Как и любая любящая мать, она постаралась взглянуть на школу глазами своего сына. “Она подумала, что мне понравится учиться в таком классе и в такой школе, а потому решила остаться и забрать меня с собой”, – говорит Чжан. Его мать устроилась на работу в компанию по производству бумаги в Де-Мойне, получила визу типа H-1B и на следующий год сумела привезти сына в США.

Вскоре за ними последовал и его отец, однако, поскольку он так и не освоил английский на должном уровне, главным локомотивом семьи стала мать Чжана. Именно она проложила дорогу в Америку, нашла работу, подружилась с коллегами и вызвалась настраивать компьютеры в местных благотворительных организациях. Благодаря ей и благодаря гостеприимству жителей маленьких городов в самом сердце страны, их семья всегда получала от соседей приглашения на День благодарения и другие праздники.

“Мама всегда говорила, чтобы я не высовывался и не зазнавался”, – вспоминает Чжан. Она передала сыну дар быть скромным, и он никогда не кичился. Но при этом она также научила его проявлять инициативу и не сидеть без дела. “Она подталкивала меня делать вещи самому, даже на компьютере, вместо того чтобы играть с тем, что сделали другие”. Многие годы спустя, когда я работал над этой книгой, мать Чжана на время переехала в Бостон к нему и его жене, чтобы помогать им с двумя маленькими детьми. Рассказывая о ней и вертя в руках гамбургер, заказанный в рыбном ресторане, Чжан опустил голову и сделал небольшую паузу. “Я точно буду скучать по ней, когда она уедет”, – очень тихо сказал он.

Сначала казалось, что Чжан пойдет по пути множества чрезвычайно умных детей 1990-х и станет компьютерным гением. Когда в двенадцать лет у него появился первый компьютер (на Windows, а не Mac OS), он научился разбирать его и использовать комплектующие для сборки других компьютеров. Он также в совершенстве овладел тонкостями операционной системы Linux с открытым кодом. Мама отправила его в компьютерный лагерь, а еще, чтобы точно обеспечить сыну успех, записала его в дискуссионный кружок. Так привилегированные родители расширяли возможности своих детей, когда геном еще не поддавался редактированию.

Однако, вместо того чтобы и дальше заниматься информатикой, Чжан стал одним из пионеров в той области, которая, думаю, скоро станет прибежищем многих юных гениев: он переключился с цифровых технологий на биотехнологии. Компьютерные коды писало поколение родителей Чжана. Его же больше интересовал генетический код.

Путь в биологию для Чжана начался с программы для одаренных детей из средних школ Де-Мойна, в рамках которой по субботам проводились дополнительные занятия по молекулярной биологии[161]. “До тех пор я мало знал о биологии и не проявлял к ней интереса, потому что в седьмом классе нам просто выдавали поднос с лягушкой и говорили вскрывать ее и искать сердце, – вспоминает он. – Нужно было только все хорошо запоминать, никаких сложных задач перед нами не ставили”. На субботних занятиях рассказывали, что такое ДНК и как РНК выполняет ее инструкции, и уделяли особое внимание тому, какую роль в этом процессе играют ферменты, то есть белковые молекулы, выступающие катализаторами реакций в клетке. “Мой учитель любил ферменты, – говорит Чжан. – Он говорил мне, что всякий раз, когда в биологии возникает сложный вопрос, нужно отвечать: «Ферменты». Таков правильный ответ на большинство вопросов в биологии”.

На занятиях ученики проводили массу экспериментов, в том числе трансформируя бактерии, чтобы сделать их устойчивыми к антибиотикам. Они также смотрели вышедший в 1993 году фильм “Парк юрского периода”, в котором ученые оживляют динозавров, совмещая их ДНК с ДНК лягушек. “Я пришел в восторг, поняв, что животные могут быть программируемой системой, – рассказывает Чжан. – Это значило, что человеческий генетический код тоже мог быть программируемым”. И это было интереснее, чем Linux.

Чжан, мечтавший получать знания и делать открытия, на собственном примере показал, как с помощью программ для одаренных детей американский школьник может стать ученым мирового класса. В 1993 году Министерство образования США опубликовало исследование “О развитии американских талантов”, которое стимулировало финансирование местных школьных округов, “чтобы лучшие учащиеся ставили перед собой более амбициозные цели”. Тогда, несмотря на необходимость расходования налоговых средств, весьма серьезно подходили к созданию образовательной системы мирового уровня, которая позволит Америке оставаться мировым лидером в сфере инноваций. В частности, в Де-Мойне реализовывалась программа STING (“Исследования в сфере науки и технологий: новое поколение”), в рамках которой небольшая группа талантливых и целеустремленных учеников трудилась над собственными проектами и работала в местных больницах и исследовательских центрах.

Учитель, с которым Чжан занимался по субботам, помог ему пройти отбор, и Чжан стал в свободное время посещать лабораторию генетики в Методистской больнице Де-Мойна. Поскольку он был школьником, он работал под началом требовательного, но очень обаятельного специалиста по молекулярной биологии Джона Леви, который каждый день за чаем объяснял, что именно он делает, и доверял Чжану все более сложные эксперименты. Иногда Чжан приходил в лабораторию сразу после школы и работал до восьми вечера. “Моя милая мама каждый день приезжала за мной и ждала на парковке, пока я не закончу”, – говорит он.

Его первый крупный эксперимент был связан с фундаментальным инструментом молекулярной биологии – геном медузы, производящим зеленый флуоресцентный белок (ЗФБ), который светится в ультрафиолетовом свете и потому может быть использован в качестве маркера в экспериментах с клетками. Сначала Леви удостоверился, что Чжан понимает его базовое назначение в природе. Потягивая чай, он рисовал на бумаге схему и объяснял, зачем медузам флуоресцентный белок при перемещении между верхними и нижними слоями океана на разных этапах жизненного цикла. “Он нарисовал все так, что можно было представить и медуз, и океан, и чудеса природы”.

“[Леви] держал меня за руку, пока я проводил свой первый эксперимент, – вспоминает Чжан. – Я должен был поместить ген зеленого флуоресцентного белка в человеческие клетки меланомы (рака кожи)”. Это был простой, но интересный пример генной инженерии: Чжан внедрил ген одного организма (медузы) в клетки другого (человека) и увидел, что справился с задачей, когда измененные клетки стали источать синевато-зеленое свечение. “Я так обрадовался, что закричал: «Они светятся!»” Он трансформировал человеческий ген.

Следующие несколько месяцев Чжан изучал, может ли зеленый флуоресцентный белок, поглощающий ультрафиолет при свечении, защищать ДНК человеческих клеток от повреждения под воздействием ультрафиолета. Система работала. “Я использовал ЗФБ медузы в качестве защиты от солнца, чтобы оградить ДНК человека от повреждения под воздействием ультрафиолетового излучения”, – говорит он.

В рамках второго научного проекта под руководством Леви он разобрал вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД, и изучил, как работает каждый из его компонентов. Отчасти задача программ дополнительного образования в Де-Мойне состояла в том, чтобы помогать школьникам с проектами для участия в национальном конкурсе Intel Science Search. Эксперимент Чжана с вирусом принес ему третье место в соревновании и солидный приз в 50 тысяч долларов. Он пустил деньги на оплату обучения в Гарварде, куда поступил в 2000 году.

Гарвард и Стэнфорд

Чжан учился в Гарварде в одно время с Марком Цукербергом, и интересно порассуждать, кто из них сильнее повлиял на мир. Этим вопросом заменяется другой, более серьезный ответ на который дадут историки будущего: какая из революций – в цифровой среде или в сфере наук о жизни – окажется более важной?

Изучая параллельно физику и химию, Чжан сначала занимался исследованиями со специалистом по кристаллографии Доном Уайли, который мастерски умел описывать структуру сложных молекул. “Я ничего не понимаю в биологии, пока не узнаю, как это выглядит”, – часто повторял он, и этот девиз подходит всем специалистам по структурной биологии, от Уотсона и Крика до Даудны. Однако, когда Чжан учился на втором курсе, одним ноябрьским вечером Уайли, приехавший на конференцию в Детскую больницу святого Иуды в Мемфис, пропал при невыясненных обстоятельствах, бросив арендованную машину на мосту. Его тело впоследствии нашли в реке.

В тот год Чжан также поддерживал близкого друга и однокурсника, который погружался в серьезную депрессию. Его друг сидел в их комнате и занимался, а затем вдруг на него обрушивался приступ тревоги или депрессии, из-за которого он не мог ни подняться, ни пошевелиться. “Я слышал о депрессии, но думал, что она сродни плохому дню, который нужно перетерпеть, – говорит Чжан. – В моей семье ошибочно считалось, что психическое заболевание – это просто недостаток сил”. Чжан сидел с другом и следил, чтобы тот не наложил на себя руки. (Друг взял академический отпуск и выздоровел.) Столкнувшись с такой проблемой, Чжан решил сосредоточиться на исследовании методов лечения психических расстройств.

Поступив в магистратуру Стэнфорда, он попросился в лабораторию Карла Дейссерота, психиатра и нейробиолога, который искал способы пролить свет на работу мозга и нервных клеток, называемых нейронами. В паре с другим студентом магистратуры Чжан стал пионером оптогенетики – методики, основанной на стимуляции нейронов мозга при помощи света. Она позволила исследователям изучить механику некоторых процессов в мозге и понять, как происходит их корректная и некорректная работа.

Чжан сосредоточился на внедрении светочувствительных белков в нейроны, что перекликалось с проведенным им в школьные годы опытом по внедрению зеленого флуоресцентного белка в клетки кожи. Для доставки белков он использовал вирусы. Проводя один показательный эксперимент, он внедрил белки, которые активировались, когда на них падал свет, в мышиный мозг, а именно в конкретную область, отвечающую за движение. Посылая световые импульсы, исследователи активировали нейроны и заставляли мышей ходить кругами[162].

Чжан столкнулся с трудностями. Было сложно внедрить ген светочувствительных белков в точно определенное место в ДНК клетки мозга. Вся сфера генной инженерии буксовала из-за отсутствия простых молекулярных инструментов, необходимых, чтобы вырезать и вставлять желаемые гены в нити ДНК внутри клетки. Получив докторскую степень в 2009 году, Чжан занял в Гарварде позицию постдока и взялся за исследование доступных в то время инструментов для редактирования генома, таких как TALEN.

В Гарварде Чжан искал способы сделать системы TALEN более универсальными, чтобы их можно было программировать для работы с разными генетическими последовательностями[163]. Было непросто, поскольку конструировать и перестраивать системы TALEN нелегко. К счастью, Чжан работал в самой интересной лаборатории Гарвардской медицинской школы, возглавляемой профессором, которого любили за готовность поддержать новые идеи, порой даже бездумно, и который создавал располагающую атмосферу и стимулировал исследования. Это был не кто иной, как давний друг Даудны, добродушный бородач Джордж Черч, живая легенда биологии и звезда мира науки. Для Чжана, как и почти для всех своих студентов, он стал заботливым и любимым наставником, которым и оставался, пока не счел, что Чжан его предал.

Глава 23. Джордж Черч

Высокий и долговязый Джордж Черч похож одновременно на доброго великана и на сумасшедшего ученого, кем он, в сущности, и является. Он входит в число легендарных личностей, которые одинаково харизматичны и на телешоу Стивена Кольбера, и среди массы восторженных исследователей в собственной шумной лаборатории в Бостоне. Всегда спокойный и приветливый, он ведет себя на манер любопытного путешественника во времени, которому не терпится вернуться обратно в будущее. Густая борода и копна волос придают ему сходство с Чарльзом Дарвином, а еще – с шерстистым мамонтом, представителем вымершего вида, который Черч хочет воскресить с помощью CRISPR, возможно из смутного чувства солидарности[164].

Хотя Черч общителен и обаятелен, ему свойственен буквализм, которым отличаются многие успешные ученые и энтузиасты науки. Когда мы обсуждали одно решение, принятое Даудной, я спросил его, было ли оно, по его мнению, неизбежным. “Неизбежным? – переспросил он. – Ничто не неизбежно. Даже дыхание. Если очень захотеть, можно перестать дышать”. Шутя, я отметил, что он истолковал мой вопрос чересчур буквально, но Черч ответил, что одна из причин, по которым он хорош в науке (и по которым его считают немного сумасшедшим), состоит в том, что он ставит под сомнение неизбежность любого условия. Затем он принялся рассуждать о свободе воли (которой, по его мнению, люди не обладают), и мне не сразу удалось снова вывести его на разговор о его карьере.

Черч родился в 1954 году и вырос в болотистых окрестностях Клируотера, расположенного неподалеку от Тампы на флоридском побережье Мексиканского залива. Его мать трижды выходила замуж, и Джордж из-за этого часто менял фамилии и школы, отчего чувствовал себя, по собственным словам, “настоящим изгоем”. Его отец служил летчиком на близлежащей базе ВВС Макдилл и был чемпионом по катанию на водных лыжах босиком, за что попал в Зал славы водных лыж. “Но с работой у него дела не клеились, и мама с ним порвала”, – поясняет Черч.

В детстве Черч обожал естествознание. Тогда родители не склонны были трястись над детьми, и мать позволяла ему в одиночку бродить по болотам и приливным отмелям в окрестностях залива Тампа и охотиться на змей и насекомых. Он ползал в высокой болотной траве, собирая образцы разных видов. Однажды он нашел странную гусеницу, напоминающую “подводную лодку с ногами”, и посадил ее в банку. На следующий день, к его немалому удивлению, она превратилась в стрекозу: случился метаморфоз, который входит в число поистине восхитительных чудес природы, происходящих вокруг нас каждый день. “Это и побудило меня стать биологом”, – говорит Черч.

Вечером, приходя домой в перепачканных грязью ботинках, он садился за книги, которыми его снабжала мама. Среди них были “Энциклопедия Кольера” и 25-томная серия прекрасно иллюстрированных книг о природе, выходившая в издательстве Time Life. Страдая от легкой дислексии, Черч плохо читал, но поглощал информацию с картинок. “Так я стал ориентироваться на образы. Я представлял объемные объекты и, визуализируя структуру вещей, изучал механизм их работы”.

Когда Джорджу было девять лет, его мать вышла замуж за врача Гейлорда Черча, который усыновил мальчика и дал ему свою фамилию. У нового отчима был пузатый медицинский саквояж, в котором Джорджу очень нравилось копаться. Особый интерес мальчик проявлял к шприцу, с помощью которого отчим частенько вводил своим пациентам и самому себе обезболивающие препараты и гормоны для повышения настроения. Отчим научил Джорджа обращаться с инструментами из саквояжа и иногда брал пасынка с собой на вызовы. Сидя в пабе на Гарвард-сквер за тарелкой с соевым бургером, Черч ухмыляется, вспоминая свое странное детство. “Отец позволял мне делать гормональные инъекции его пациенткам, и они любили его за это, – говорит он, – а еще он позволял мне вводить ему демерол. Позже я понял, что у него была зависимость от обезболивающих”.

Используя инструменты и препараты из саквояжа отчима, Черч начал проводить эксперименты. В одном из них он применил тиреоидные гормоны, которыми его отчим снабжал благодарных пациентов, жалующихся на усталость и депрессию. Когда Черчу было тринадцать, он поместил гормоны в воду с группой головастиков, а другую группу головастиков оставил в обычной воде. Головастики из первой группы росли быстрее. “Таким был мой первый настоящий биологический эксперимент с контрольной группой, проведенный по всем правилам”, – вспоминает Черч.

Когда мама привезла его на бьюике в Нью-Йорк на Всемирную выставку 1964 года, он стал грезить о будущем. Он сгорал от нетерпения, считая, что застрял в настоящем. “Мне хотелось попасть в будущее, и мне казалось, что именно там я найду свое место, и именно тогда я понял, что должен помочь его сотворить”, – говорит он. Писатель и популяризатор науки Бен Мезрич так сказал о Черче: “Впоследствии он вспоминал этот момент, понимая, что именно тогда впервые ощутил себя своего рода путешественником во времени. В глубине души он поверил, что пришел из далекого будущего и каким-то образом остался в прошлом. Целью его жизни стало вернуться назад, попытаться сдвинуть мир к той точке, где он когда-то уже побывал”[165].

Заскучав в провинциальной школе, Черч вскоре стал досаждать родителям, и особенно отчиму, который сначала его баловал. “Он решил, что меня лучше отослать куда подальше, – говорит Черч, – и мама ухватилась за эту возможность, ведь он готов был оплатить мое обучение в частной школе”. Черча отправили в Академию Филлипса в Андовере (штат Массачусетс), старейший пансион в Америке. Чудесные лужайки среди георгианских зданий почти не уступали болотам его детства. Черч освоил программирование и получил высший балл по всем дисциплинам, связанным с химией, после чего ему вручили ключ от химической лаборатории, чтобы он мог проводить самостоятельные исследования. Он добился множества успехов – например, вырастил огромные мухоловки, поливая их водой, приправленной гормонами.

Он поступил в Университет Дьюка, где за два года получил два диплома бакалавра, после чего сразу пошел в аспирантуру. Тут он оступился. Он так увлекся лабораторными исследованиями своего научного руководителя, который в том числе с помощью кристаллографии изучал трехмерную структуру различных молекул РНК, что перестал ходить на занятия. Завалив два экзамена, он получил от декана письмо, в котором ему холодно сообщили: “Вы более не рассматриваетесь в качестве кандидата на получение степени доктора философии на кафедре биохимии Университета Дьюка”. Черч сохранил письмо, которым гордится не меньше, чем другие гордятся своими дипломами.

К тому времени он успел выступить соавтором пяти значимых статей и смог пробиться в Гарвардскую медицинскую школу. “Понятия не имею, почему меня приняли в Гарвард, после того как я вылетел из Дьюка, – говорит он в рассказе о себе. – Обычно бывает наоборот”[166]. Там он вместе с нобелевским лауреатом Уолтером Гилбертом разрабатывал методы секвенирования ДНК и присутствовал на состоявшемся в 1984 году и организованном Министерством энергетики семинаре, где было принято решение о запуске проекта “Геном человека”. Но, предвосхитив их будущие споры, он столкнулся с Эриком Лэндером, который отказался признавать предложенный Черчем метод для упрощения задач секвенирования посредством клональной амплификации ДНК.

Черч превратился в эксцентричную знаменитость в 2008 году, когда журналист The New York Times Николас Уэйд, пишущий о науке, взял у него интервью о возможности применения его инструментов генной инженерии для возрождения вымершего шерстистого мамонта из шерсти, найденной во льдах Арктики. Неудивительно, что Черчу понравилась эта озорная идея, в которой слышны отголоски его экспериментов с головастиками и гормонами. Черч стал лицом текущего эксперимента, в рамках которого ученые пытаются взять клетку кожи современного слона, перевести ее в зачаточное состояние и затем изменить геном слона таким образом, чтобы он совпал с секвенированным геномом шерстистого мамонта[167].

Когда в конце 1980-х годов Дженнифер Даудна училась в аспирантуре Гарварда, она обожала нетрадиционный подход и склад ума Черча. “Он недавно стал профессором, был высоким и долговязым, уже обзавелся окладистой бородой и казался истинным оригиналом, – говорит она. – Он нисколько не боялся отличаться от других, и мне это нравилось”. Черч вспоминает, что Даудна произвела на него впечатление своим профессионализмом. “Она работала безупречно, особенно при изучении структуры РНК, – отмечает он. – Тогда, кроме нас, она мало кого интересовала”.

На протяжении 1980-х годов Черч разрабатывал новые методы секвенирования генома. Он не только успешно занимался исследовательской работой, но также основывал компании для коммерциализации трудов своей лаборатории. Позже он переключился на создание новых инструментов для редактирования генома. Когда в июне 2012 года в онлайн-версии журнала Science была опубликована статья Даудны и Шарпантье с описанием CRISPR-Cas9, Черч решил попробовать обеспечить работу системы в организме человека.

Из вежливости он послал ученым электронное письмо. “Я был готов к сотрудничеству и хотел выяснить, кто работает в этой сфере, и узнать, не будут ли они возражать, если я займусь тем же самым”, – вспоминает он. Привыкший рано вставать, он отправил письмо в начале пятого утра:

Дженнифер и Эмманюэль!

Спешу сообщить, что ваша статья о CRISPR в журнале Science весьма полезна и интересна.

Моя группа пытается применить некоторые извлеченные вами уроки для генной инженерии в стволовых клетках человека. Уверен, вы уже получили подобные хвалебные отзывы из других лабораторий.

Предлагаю оставаться на связи.

С наилучшими пожеланиями,

Джордж

Позже в тот же день Даудна ответила на письмо:

Здравствуйте, Джордж!

Спасибо за письмо. Нам будет весьма интересно узнать о том, как продвигаются ваши эксперименты. Сейчас Cas9 действительно в центре внимания – мы надеемся, что он окажется полезен для редактирования генома и регуляции экспрессии в различных типах клеток.

Всего наилучшего,

Дженнифер

После этого они несколько раз созванивались по телефону, и Даудна сказала Черчу, что тоже пытается обеспечить работу CRISPR в клетках человека. Этот эпизод показывает, как Черч привык заниматься наукой: склонный к работе в группе, он предпочитает сотрудничество и открытость, отвергая скрытность и соперничество. “Таков Джордж, – говорит Даудна. – Он просто неспособен на вероломство”. Чтобы человек доверял тебе, лучше всего доверять ему. Даудна осмотрительна, но с Черчем она всегда была открыта.

Черчу не пришло в голову связаться лишь с одним человеком – Фэном Чжаном. Он говорит, что просто не знал о работе своего бывшего аспиранта над CRISPR. “Если бы я знал, что Фэн над этим работает, я бы спросил его об этом, – говорит Черч. – Однако он утаил, что вдруг переключился на CRISPR”[168].

Глава 24. Чжан берется за CRISPR

В режиме секретности

Завершив постдокторское исследование в лаборатории Черча в Гарвардской медицинской школе в Бостоне, Чжан перебрался на другой берег реки Чарльз в Институт Брода в Кембридже. Разместившийся в современных лабораторных зданиях на краю кампуса MIT Институт Брода был основан в 2004 году неукротимым Эриком Лэндером, который получил финансирование (в конечном счете в размере 800 миллионов долларов) от Элая и Эдит Брод. Его миссия состояла в том, чтобы совершенствовать методики лечения болезней на основе знаний, полученных в ходе реализации проекта “Геном человека”, где Лэндер был ведущим специалистом по секвенированию генома.

Лэндер, математик, ставший биологом, задумал Институт Брода как место, где разные дисциплины будут работать вместе. Для этого необходимо было построить институт нового типа, где ведутся исследования по биологии, химии, математике, информатике, инженерным наукам и медицине. Лэндер также справился с более сложной задачей: он наладил сотрудничество MIT и Гарварда. К 2020 году в сообщество Института Брода вошло более трех тысяч ученых и инженеров. Он процветает, поскольку Лэндер – жизнерадостный и невероятно приверженный своему делу наставник, вдохновитель и мастер добиваться инвестиций, который привлекает в институт все новые и новые отряды молодых ученых. Кроме того, он связывает науку с политикой и работой на благо общества: так, он возглавляет движение “Я в деле”, призывая больных раком анонимно делиться историей своей болезни и предоставлять ДНК для загрузки в базу данных, доступ к которой может получить любой ученый.

Когда в январе 2011 года Фэн Чжан перебрался в Институт Брода, он продолжил исследование о применении систем TALEN в качестве инструмента для редактирования генома, начатое в лаборатории Черча. Но для каждого нового проекта по редактированию генома приходилось создавать новую TALEN. “Порой на это уходило до трех месяцев, – говорит Чжан. – Я стал искать другой способ”.

Другим способом стало использование CRISPR. Через несколько недель после переезда в Институт Брода Чжан посетил семинар гарвардского микробиолога, который изучал один из видов бактерий. Он вскользь упомянул, что в них содержались последовательности CRISPR с ферментами, способными разрезать ДНК атакующих вирусов. Чжан почти ничего не знал о CRISPR, однако по привычке, приобретенной на дополнительных занятиях в седьмом классе, навострил уши при упоминании ферментов. Его особенно заинтересовали ферменты, называемые нуклеазами, которые разрезали ДНК. И он поступил так, как поступил бы любой из нас: обратился к Google.

На следующий день он прилетел в Майами на конференцию по экспрессии генов, но решил не ходить на лекции и остался в своем гостиничном номере, где погрузился в чтение десятка наиболее значимых научных статей о CRISPR, найденных в интернете. В частности, на него произвела большое впечатление работа, опубликованная в ноябре 2010 года Родольфом Баррангу и Филиппом Хорватом, исследователями йогуртовых культур из Danisco, в которой демонстрировалось, что системы CRISPR-Cas могут разрезать двухцепочечную ДНК в заранее определенном месте[169]. “Прочитав эту статью, я решил, что это потрясающе”, – говорит Чжан.

В лаборатории у Черча у Чжана остался протеже и друг, учившийся в магистратуре, – Лэ Цун, носивший толстые очки энтузиаст науки из Пекина, который в детстве обожал электронику, а затем, как и Чжан, увлекся биологией. Цун, как и Чжан, интересовался генной инженерией, поскольку надеялся облегчить страдания, вызываемые психическими заболеваниями, такими как шизофрения и биполярное расстройство.

Прочитав статьи о CRISPR в гостиничном номере в Майами, Чжан сразу написал Цуну и предложил ему объединиться для исследования CRISPR, чтобы выяснить, может ли система применяться для редактирования генома человека и стать более удачным инструментом, чем системы TALEN, которые они использовали раньше. “Взгляни на это, – написал Чжан и прикрепил ссылку на статью Баррангу и Хорвата. – Может, испытаем ее на организмах млекопитающих?” Цун согласился и ответил: “Будет круто!” Через пару дней Чжан снова написал ему. Цун по-прежнему работал в лаборатории у Черча, и Чжан хотел удостовериться, что друг сохранит их план в тайне, не сообщив о нем даже своему научному руководителю. “Пусть это останется между нами”, – написал он[170]. Хотя формально Цун учился в Гарварде у Черча, он последовал указанию и не сказал Черчу, что собирается заняться CRISPR, когда перебрался в Институт Брода к Чжану.

В кабинете Чжана, в коридорах, в залах заседаний, а также во всех лабораториях висят маркерные доски, на которых исследователи могут записывать идеи, неожиданно приходящие им в голову. Такова обстановка в Институте Брода. Белые доски здесь заменяют настольный футбол, в который играют в офисах попроще. На одной из видавших виды досок Чжан с Лэ Цуном принялись перечислять, что нужно сделать, чтобы обеспечить проникновение систем CRISPR-Cas в ядро клеток человека. Они засиживались в лаборатории допоздна, питаясь одной лапшой быстрого приготовления[171].

Еще до начала экспериментов Чжан подал в Институт Брода “Конфиденциальный меморандум об изобретении” от 13 февраля 2011 года. “Ключевая концепция этого изобретения основана на системе CRISPR, обнаруживаемой во многих микроорганизмах”, – говорилось в нем. Далее пояснялось, что такая система использует фрагменты РНК, чтобы направлять фермент к заранее определенным мишеням и разрезать ДНК в нужных местах. Если обеспечить работу этой системы в человеческом организме, отмечал Чжан, она станет гораздо более универсальным, чем ZFN и TALEN, инструментом для редактирования генома. В заключении его меморандума, который никогда не был обнародован, отмечалось, что “изобретение может быть полезным для модификации генома микробов, клеток, растений и животных”[172].

Несмотря на название, само изобретение в меморандуме Чжана не описывалось. Он только начал разрабатывать план исследования и пока не провел ни одного эксперимента и не предложил ни одной техники, чтобы воплотить свой замысел на практике. Меморандум был просто способом заявить о себе – ученые иногда заполняют подобные бумаги на случай, если им повезет изобрести что-нибудь и понадобятся доказательства (как в этот раз), что они разрабатывали идею на протяжении долгого времени.

Судя по всему, Чжан с самого начала почувствовал, что борьба за право первым превратить CRISPR в инструмент для редактирования генома человека будет очень конкурентной. Он держал свои планы в тайне. Он никому не показывал меморандум об изобретении и не упомянул о CRISPR в видео, в котором в конце 2011 года перечислил свои текущие исследовательские проекты. Тем не менее он начал документировать все эксперименты и открытия в журнале, проставляя даты и подписи свидетелей.

Чжан и Даудна разными путями пришли на арену соревнования по превращению системы CRISPR в инструмент для редактирования генома человека. Чжан никогда не работал над CRISPR. Позже люди в этой сфере называли его опоздавшим, который вскочил в последний вагон и взялся за CRISPR, когда другие уже проложили дорогу. Специальностью Чжана было редактирование генома, и для него системы CRISPR стали еще одним методом достижения той же самой цели – таким же, как ZFN и TALEN, только гораздо лучше. В свою очередь, ни Даудна, ни исследователи из ее команды никогда не занимались редактированием генома в живых клетках. Пять лет их внимание было направлено на выделение компонентов CRISPR. В результате Чжану было сложно определить, из каких молекул состоит система CRISPR-Cas9, а Даудне оказалось непросто понять, как поместить систему в ядро человеческой клетки.

К началу 2012 года – до того, как Даудна и Шарпантье в июне опубликовали в интернете свою статью для Science и показали, из каких трех компонентов состоит система CRISPR-Cas9, – у Чжана не наблюдалось задокументированных успехов. Вместе с коллегами из Института Брода он подал заявку на финансирование экспериментов по редактированию генома. “Мы сконструируем систему CRISPR, чтобы направлять ферменты Cas ко множественным определенным целям в геноме млекопитающих”, – написал Чжан в заявке. Он, однако, не утверждал, что успел совершить какой-либо важный шаг к этой цели. В заявке на грант даже было указано, что работа над клетками млекопитающих начнется лишь через несколько месяцев[173].

Кроме того, Чжану только предстояло выяснить, какую роль играет в системе противная tracгРНК. Как мы помним, в статье Шарпантье 2011 года и работе Шикшниса 2012 года описывалось участие этой молекулы в создании направляющей РНК, или cгРНК, которая направляет фермент к тому месту ДНК, где нужно произвести разрез. Но в статье 2012 года Даудна и Шарпантье среди прочего указали, что tracгРНК играет и другую важную роль: она остается в системе, чтобы производить разрез ДНК-мишени. В заявке Чжана на грант отмечалось, что он этого пока не открыл; там говорилось только об “элементе tracгРНК, обеспечивающем обработку направляющих РНК”. На одной из иллюстраций было изображено, что в комплекс входит только cгРНК, без tracгРНК, а разрез совершает Cas9. Это может показаться мелочью. Но именно из-за таких маленьких открытий (или их отсутствия) ведутся битвы за признание заслуг[174].

Помощь Марраффини

Если бы все сложилось иначе, история о сотрудничестве Фэна Чжана и Лучано Марраффини могла бы стать не менее вдохновляющей, чем рассказ о взаимодействии Даудны и Шарпантье. Биография Чжана была замечательной и сама по себе: усердный и амбициозный китайский иммигрант, настоящий вундеркинд, который вырос в Айове и благодаря своей безграничной любознательности стал звездой в Стэнфорде, Гарварде и MIT. Но в сочетании с биографией Марраффини, аргентинского иммигранта, который в начале 2012 года сотрудничал с Чжаном, она стала бы еще прекраснее.

Марраффини с удовольствием занимался исследованием бактерий и, учась в аспирантуре Чикагского университета, заинтересовался недавно открытым феноменом CRISPR. Поскольку его жена работала переводчиком в судебной системе Чикаго, он хотел остаться в этом городе, а потому устроился на позицию постдока в лабораторию Эрика Сонтхаймера в Северо-Западном университете. Сонтхаймер в то время изучал РНК-интерференцию, которой в прошлом занималась и Даудна, но вскоре они с Марраффини поняли, что система CRISPR работает более впечатляющим образом. Именно так в 2008 году они и совершили важное открытие, установив, что система разрезает ДНК атакующих вирусов[175].

Марраффини познакомился с Даудной на следующий год, когда она приехала в Чикаго на конференцию. Он специально занял место рядом с ней. “Я очень хотел с ней познакомиться, ведь я знал, что ей удалось изучить структуру РНК, хотя это было чрезвычайно сложно, – говорит он. – Кристаллизация белков – дело ясное, но кристаллизовать РНК гораздо сложнее, и это произвело на меня впечатление”. Даудна только приступила к работе над CRISPR, и Марраффини спросил, можно ли устроиться к ней в лабораторию. Но вакансии для него не нашлось, поэтому в 2010 году он перешел в Университет Рокфеллера на Манхэттене и основал там лабораторию по изучению CRISPR в бактериях.

Лучано Марраффини

В самом начале 2012 года он получил письмо от Чжана, с которым не был знаком. “С Новым годом! – написал Чжан. – Меня зовут Фэн Чжан, я исследователь в MIT. Я с большим интересом прочел множество ваших статей о системе CRISPR и хочу узнать, готовы ли вы к сотрудничеству при разработке системы CRISPR для применения в клетках млекопитающих”[176].

Марраффини поискал имя Чжана в Google, поскольку тогда оно мало о чем говорило большинству исследователей CRISPR. Чжан прислал письмо около десяти вечера, и Марраффини ответил примерно через час. “Я очень заинтересован в сотрудничестве”, – написал он, а затем добавил, что работает на “минимальной” системе, то есть на системе, где оставлены лишь ключевые молекулы. Исследователи договорились созвониться на следующий день. Казалось, это начало прекрасной дружбы.

Вскоре у Марраффини сложилось впечатление, что Чжан зашел в тупик и пробовал всевозможные белки Cas. “Он испытывал не только Cas9, но и все остальные системы CRISPR, включая Cas1, Cas2, Cas3 и Cas10, – говорит Марраффини. – Ничего не получалось. Он метался как белка в колесе”. В результате Марраффини, если полагаться на его собственную память, подтолкнул Чжана сосредоточиться на Cas9. “Я был совершенно уверен насчет Cas9. Я был экспертом в этой области. Я понимал, что с другими ферментами будет слишком сложно”.

После телефонного разговора Марраффини отправил Чжану список того, что необходимо было сделать. Первым пунктом в нем значился отказ от использования любых других ферментов, кроме Cas9[177]. Он также отправил по обычной почте распечатку всей обнаруженной в бактерии последовательности CRISPR, которая растянулась на несколько страниц (ATGGTAGAAAACACTAAATTA…). Рассказывая мне об этом, Марраффини встал из-за стола и распечатал последовательность и для меня. “Передав Фэну все эти данные, – сказал он, – я помог ему понять, что нужно использовать Cas9, и составил для него дорожную карту, на которую он и стал ориентироваться”.

Некоторое время они работали вместе, разделяя задачи. Чжан предлагал идеи, которые, как он надеялся, применимы для человеческих организмов. Затем Марраффини, который специализировался на микробах, испытывал их, чтобы проверить, работают ли они в бактериях, что было проще изучить экспериментально. В частности, очень важно было добавить в систему сигнал ядерной локализации (NLS), без которого невозможно было поместить CRISPR-Cas9 в ядро клетки человека. Чжан разрабатывал способы добавлять разные сигналы ядерной локализации к Cas9, а затем Марраффини испытывал их, чтобы выяснить, работают ли они в бактериях. “Если при добавлении NLS система перестает работать в бактериях, сразу становится ясно, что в человеческом организме она работать тоже не будет”, – поясняет он.

Марраффини полагал, что в случае успеха их с Чжаном плодотворное сотрудничество, основанное на взаимном уважении, позволит им выступить соавторами итоговой статьи и вместе зарегистрировать ряд потенциально прибыльных патентов. Некоторое время дело действительно обстояло именно так.

Когда он это узнал?

Результаты работы, проведенной Чжаном и Марраффини в начале 2012 года, были опубликованы лишь через год, в начале 2013-го. Позже из-за этого перед членами жюри всевозможных премий, патентными экспертами и хроникерами, описывающими “Великую гонку CRISPR”, встал вопрос на многие миллионы долларов: что именно Чжан знал и сделал до того, как в июне 2012 года Даудна и Шарпантье опубликовали в интернете свою статью о CRISPR-Cas9, написанную для журнала Science?

Одним из тех, кто впоследствии восстанавливал ход событий, стал Эрик Лэндер, наставник Чжана в Институте Брода. В неоднозначной статье “Герои CRISPR”, о которой речь пойдет чуть позже, Лэндер расхваливал Чжана. “К середине 2012 года, – писал он, – [Чжан] сконструировал надежную трехкомпонентную систему, состоящую из Cas9, взятого из S. pyogenes или S. thermophilus, tracгРНК и массива CRISPR. Выбрав шестнадцать мишеней в геномах человека и мыши, он продемонстрировал, что гены можно весьма эффективно и точно подвергать мутациям”[178].

Лэндер ничем не подкрепил свое утверждение, а Чжану еще только предстояло опубликовать доказательства, что он сумел экспериментальным путем определить, какую именно роль играет каждый из компонентов системы CRISPR-Cas9. “Мы никуда не спешили, – говорит Чжан. – Я не понимал, что у нас есть конкуренты”.

Но в июне того года в интернете была опубликована статья Даудны и Шарпантье. Чжан прочитал ее, получив регулярную рассылку журнала Science, и это подтолкнуло его к действию. “Тогда я осознал, что нужно быстрее завершать работу и публиковать результаты, – говорит он. – Я подумал: «Не хочется, чтобы нас обошли по части редактирования генома». Я задался целью показать, что [систему] можно использовать для редактирования генома в клетках человека”.

Чжан немного ощетинился, когда я спросил его, отталкивался ли он от открытий Даудны и Шарпантье. Он утверждает, что более года пытался превратить CRISPR в инструмент для редактирования генома. “Я не могу сказать, что перехватил у них эстафету”, – говорит он. Он работал в живых клетках мышей и человека, а не только в пробирке. “В их статье не говорилось о редактировании генома. Там описывался биохимический эксперимент в пробирке”[179].

Называя достижение Даудны и Шарпантье “биохимическим экспериментом в пробирке”, Чжан выражает свое пренебрежение к нему. “Демонстрацию того, что система CRISPR-Cas9 разрезает ДНК в пробирке, нельзя считать прорывом в сфере редактирования генома, – отмечает он. – При редактировании необходимо точно знать, происходит ли разрез в клетках. Я всегда работал прямо в клетках. Не in vitro. Дело в том, что среда в клетках отличается от биохимической среды”.

Даудна приводит контраргумент, утверждая, что некоторые важнейшие прорывы в биологии произошли при изучении отдельных молекулярных компонентов в пробирке. “Фэн использовал систему Cas9 целиком, со всеми входящими в нее генами и массивом CRISPR, и осуществлял экспрессию в клетках, – поясняет она. – Они не занимались биохимией, поэтому не знали точно, из каких компонентов состоит система. До выхода нашей статьи они не понимали, какие из компонентов играют ключевую роль”.

Они оба правы. Клеточная биология и биохимия дополняют друг друга. Это утверждение оправдало себя при совершении многих важных открытий в генетике, в частности при исследовании CRISPR, и необходимость совмещения двух подходов легла в основу сотрудничества Шарпантье и Даудны.

Чжан настаивает, что разработал свои идеи о редактировании генома еще до того, как прочитал статью Даудны и Шарпантье. Он представил в качестве доказательства страницы из лабораторного журнала, где описаны эксперименты, в которых он применял три компонента системы CRISPR-Cas9 – cгРНК, tracгРНК и фермент Cas9, – чтобы осуществлять редактирование генома в клетке человека[180].

Однако есть свидетельства, что в июне 2012 года он был далек от победы. Студент из Китая Шуайлян Линь девять месяцев работал в лаборатории Чжана над проектом CRISPR и был указан в качестве соавтора опубликованной впоследствии статьи. В июне 2012 года, перед тем как вернуться в Китай, Линь подготовил презентацию под названием “Обзор работы над CRISPR, проведенной с октября 2011-го по июнь 2012 года”. В ней показано, что попытки Чжана осуществить редактирование генома пока не давали убедительных результатов или оказывались неудачными. “Модификаций не наблюдается”, – говорится на одном слайде. На другом описывается иной подход и отмечается: “CRISPR 2.0 не вызывает модификации генома”. На последнем слайде обзора подводится итог работы: “Возможно, белок Csn1 [так в то время назывался Cas9] слишком велик; мы испробовали несколько способов поместить его в ядро, но потерпели поражение во всех случаях. <…> Возможно, необходимо выявить другие факторы”. Иными словами, если верить презентации Линя, к июню 2012 года лаборатория Чжана не смогла добиться, чтобы система CRISPR совершала разрезы в клетках человека[181].

Когда три года спустя Чжан сошелся с Даудной в патентной битве, Шуайлян Линь сообщил дополнительные сведения в электронном письме Даудне. “Фэн несправедлив не только по отношению ко мне, но и по отношению к истории науки, – написал он. – Утверждения в пятнадцатистраничном обзоре их с Лэ Цуном результатов работы с люциферазой преувеличены и некорректны. <…> Мы не добились успеха, пока не прочли вашу статью, и это печально”[182].

Институт Брода счел, что Линь слукавил в своем письме, надеясь получить работу в лаборатории Даудны. “Есть множество других примеров, – отметил Институт в своем заявлении, – которые доказывают, что в начале 2011 года Чжан и другие сотрудники его лаборатории активно и успешно работали над созданием уникальной системы CRISPR-Cas9 для редактирования генома эукариот, действуя самостоятельно и приступив к этому раньше, чем появилась вышедшая впоследствии [статья Шарпантье и Даудны]”[183].

На одной из страниц лабораторного журнала Чжана описываются эксперименты, проведенные весной 2012 года, которые, как он утверждает, показывают, что он смог получить результаты, демонстрирующие, что система CRISPR-Cas9 осуществляла редактирование генома в клетках человека. Однако, как часто случается с научными экспериментами, данные можно было интерпретировать по-разному. Они не доказывали вне всяких сомнений, что Чжан преуспел в редактировании генома в клетках, поскольку некоторые результаты говорили об обратном. Дана Кэрролл, биохимик из Университета Юты, по поручению Даудны и ее коллег в качестве привлеченного эксперта изучил страницы из лабораторного журнала Чжана. Он отмечает, что Чжан опустил некоторые неоднозначные и неубедительные данные из журнала. “Фэн избирательно подошел к представлению данных, – заключил он. – У них были даже данные, свидетельствующие, что эффект редактирования наблюдался и без участия Cas9”[184].

В работе Чжана в начале 2012 года был и еще один аспект, который, казалось, не оправдал ожиданий. Он связан с вопросом о роли tracгРНК. Как мы помним, в 2011 году Шарпантье открыла и описала в статье, что tracгРНК необходима для создания cгРНК, которая служит проводником для фермента Cas9. Но только после публикации статьи Даудны и Шарпантье в июне 2012 года стало понятно, что tracгРНК играет более важную роль, входя в состав механизма связывания, который позволяет Cas9 разрезать ДНК в целевой точке.

В составленной в январе 2012 года заявке на грант Чжан не описал полную роль tracгРНК. В его лабораторных журналах и обзоре с описанием работы, проведенной до июня 2012 года, нет никаких свидетельств, что он знал, какое участие tracгРНК принимает в разрезании ДНК-мишени. На одной из относящихся к делу страниц, по словам Кэрролла, “довольно подробно описаны компоненты системы, но ничто в этом списке не говорит о том, что в него входила и tracгРНК”. Позже Даудна и ее сторонники отметили, что эксперименты Чжана не приносили плодов до июня 2012 года именно потому, что он не до конца понимал, какую роль в процессе играет tracгРНК[185].

Сам Чжан в статье, которую они с коллегами в конце концов опубликовали в январе 2013 года, судя по всему, признал, что в полной мере разобрался в том, какую функцию выполняет tracгРНК, только после ознакомления с работой Даудны и Шарпантье. Он отметил, что “ранее было показано”, что tracгРНК необходима для разрезания ДНК, и дал ссылку на статью Даудны и Шарпантье. “Фэн знал, что необходимы две этих РНК, поскольку прочитал нашу статью, – говорит Даудна. – В статье Фэна 2013 года он ссылается на нас и цитирует нас именно по этой причине”.

Когда я спросил об этом Чжана, он сказал, что сделал сноску, поскольку так было принято, ведь все функции tracгРНК впервые были описаны как раз в статье Даудны и Шарпантье. Но и он сам, и Институт Брода утверждают, что он уже экспериментировал с системами, связывающими tracгРНК и cгРНК[186].

Разобраться в этом непросто. Насколько я могу судить, Чжан изучал возможность применения CRISPR для редактирования генома человека с 2011 года. К середине 2012 года он сосредоточился на системе Cas9 и добился некоторых успехов по обеспечению ее работы, но успехи эти были скромными. Тем не менее нет однозначных доказательств – и точно нет опубликованных свидетельств, – что он в полной мере изучил ключевые компоненты системы и понимал, какие функции выполняет tracгРНК, пока не прочитал статью Даудны и Шарпантье, опубликованную в июне 2012 года.

Чжан не скрывал одной вещи, которую узнал из работы Даудны и Шарпантье: только прочитав статью, он узнал, что существует способ объединить cгРНК и tracгРНК и создать одиночную направляющую РНК, которую можно запрограммировать на распознавание нужной ДНК-последовательности. “Мы адаптировали гибрид cгРНК и tracгРНК, недавно испытанный in vitro”, – написал он позже, сославшись на статью Даудны и Шарпантье. Марраффини, который по-прежнему работал с Чжаном в июне 2012 года, подтверждает его слова: “Мы с Фэном начали использовать одиночную направляющую РНК только после того, как прочитали статью Дженнифер”.

Как отмечает Чжан, создание одиночной направляющей РНК было полезным, однако не принципиально важным изобретением. Система CRISPR-Cas9 может работать, если оставить tracгРНК и cгРНК отдельными элементами, а не объединить их в одну, более простую молекулу, как сделала команда Даудны и Шарпантье. Одиночная направляющая РНК упрощает систему и облегчает ее внедрение в клетки человека, но работу системы обеспечивает не она[187].

Глава 25. Даудна вступает в гонку

“У нас не было специалистов по редактированию генома”

Удивительно, что Дженнифер Даудна вообще участвовала в конкурентной борьбе за право раньше остальных обеспечить работу CRISPR-Cas9 в организме человека. Она никогда не экспериментировала с клетками человека и никогда не конструировала инструменты для редактирования генома, такие как TALEN. Опыта в этой сфере не было и у ее ведущего исследователя Мартина Йинека. “В моей лаборатории работало много биохимиков, специалистов по кристаллографии и подобным вещам, – говорит она. – Но экспертов по созданию культивированных человеческих клеток и даже клеток круглого червя у нас не было”. В связи с этим тот факт, что Даудна вступила в борьбу, хоть и знала, что многие будут пытаться создать на основе их открытий о CRISPR-Cas9 инструмент, работающий в клетках человека, свидетельствует о ее готовности идти на риск.

Даудна правильно поняла, что использование CRISPR для редактирования генома человека станет следующим прорывом. Она решила, что другие исследователи, включая Эрика Сонтхаймера и, вероятно, сотрудников Института Брода, стремятся как можно быстрее достичь цели, и захотела вступить с ними в конкуренцию. “После нашей июньской статьи я поняла, что нужно ускориться, но наши соавторы, казалось, об этом и не думали, – вспоминает она. – Это меня удручало. Я стремлюсь везде быть первой”. Она подталкивала Йинека работать активнее. “Ты должен сделать это своей задачей номер один, – твердила она, – потому что если Cas9 станет надежной технологией для редактирования генома человека, то мир изменится”. Йинек боялся, что выполнить задачу будет нелегко. “У нас не было специалистов по редактированию генома в отличие от некоторых лабораторий, где работали пионеры этого метода, – говорит он, – и потому нам приходилось заново изобретать то, что другие уже сделали”[188].

Александра Ист

Позже Даудна признала, что сначала пережила “множество провалов”, пытаясь наладить работу CRISPR-Cas9 в клетках человека[189]. Но когда начался осенний семестр 2012 года, а Чжан ускорил работу, чтобы быстрее закончить собственные эксперименты, ей улыбнулась удача. В лабораторию пришла новая студентка Александра Ист, которая имела опыт работы с клетками человека. Особенно любопытной была ее подготовка: она училась редактировать геном, когда была лаборанткой в Институте Брода, где работала с Фэном Чжаном и другими исследователями.

Ист сумела вырастить необходимые человеческие клетки и начала эксперименты по внедрению Cas9 в их ядра. Получив первые результаты, она не смогла однозначно сказать, свидетельствуют ли данные о том, что происходит редактирование генома. Порой результаты биологических экспериментов оказываются неочевидными. Но Даудна, у которой глаз был наметан, сочла эксперименты успешными. “Когда [Александра] показала мне данные, мне сразу стало ясно, что ей удалось получить прекрасные свидетельства редактирования генома в клетках человека с помощью Cas9, – говорит Даудна. – Этим студент, не завершивший обучение, отличается от человека вроде меня, который уже некоторое время работает в своей сфере. Я знала, что именно хочу увидеть, и стоило мне взглянуть на полученные ею данные, как что-то щелкнуло и я подумала: «Да, у нее получилось». Она сомневалась в этом и подозревала, что ей придется провести эксперименты снова, но я сказала: «О боже, это же здорово! Это просто замечательно!»”[190]

По мнению Даудны, данные свидетельствовали, что обеспечение работы CRISPR-Cas9 в клетках человека нельзя считать ни серьезным прорывом, ни новым изобретением: “Было хорошо известно, что можно пометить белки сигналами ядерной локализации, чтобы направить их в ядро, и именно так мы поступили с Cas9. Кроме того, было известно, как изменить кодоны в гене, чтобы белок лучше экспрессировался в клетках млекопитающих, и это мы тоже сделали”. Ей казалось, что в этом не было ничего особенно нового, хотя она и спешила первой достичь поставленной цели. Чтобы поместить ферменты в ядро клетки, достаточно было адаптировать методы, которые использовались ранее, например TALEN. Ист добилась этого за несколько месяцев. “Когда стало понятно, из каких компонентов состоит система, сложностей уже не возникло, – говорит Даудна. – С задачей справилась студентка первого года магистратуры”.

Даудна считала, что нужно как можно быстрее что-нибудь опубликовать. Она поняла – и поняла совершенно верно, – что, если другие лаборатории первыми покажут, что CRISPR-Cas9 можно поместить в клетки человека, это назовут важным открытием. Она настояла, чтобы Ист подкрепила свои данные повторными экспериментами. Йинек между тем искал способ превратить созданную ими в пробирке одиночную направляющую РНК в направляющую, которая сможет доставлять Cas9 к мишени в клетке человека. Было непросто. Оказалось, что полученная им одиночная направляющая РНК слишком коротка, чтобы максимально эффективно работать с человеческой ДНК.

Глава 26. Фотофиниш

Чжан на финишной прямой

Когда Фэн Чжан начал проверять возможность применения одиночной направляющей РНК, он обнаружил, что вариант, описанный в статье Даудны и Шарпантье, опубликованной в июне 2012 года, плохо работает в клетках человека. Он создал более длинную вариацию одиночной направляющей РНК со шпилькой, и такая вариация оказалась более практичной[191].

Модификация Чжана показала, в чем разница между работой в пробирке, по примеру команды Даудны, и работой в клетках человека. “Вероятно, биохимические данные убедили Дженнифер, что РНК не нужен этот дополнительный фрагмент, – говорит он. – Она полагала, что короткой одиночной направляющей РНК, созданной Йинеком, достаточно, поскольку в пробирке все работало. Я же знал, что биохимия не всегда может спрогнозировать, что на самом деле будет происходить в живых клетках”.

Чжан внедрил в систему CRISPR-Cas9 и другие изменения и оптимизировал ее для работы в клетках человека. Порой бывает сложно провести крупную молекулу сквозь мембрану, окружающую ядро. Техника Чжана включала маркировку фермента Cas9 последовательностью ядерной локализации, которая дает белку доступ к ядру клетки, куда иначе невозможно проникнуть.

Кроме того, Чжан применил известную технику “оптимизации использования кодонов”, чтобы обеспечить работу системы CRISPR-Cas9 в клетках человека. Кодоны – это трехбуквенные фрагменты ДНК, передающие инструкции о последовательности аминокислот, из которых состоят белки. Одну аминокислоту могут кодировать разные кодоны, причем в разных организмах с задачей наиболее эффективно справляются разные вариации кодонов. При попытке перенести систему экспрессии генов из одного организма в другой, например от бактерии к человеку, оптимизация использования кодонов позволяет заменить последовательность кодонов на наиболее подходящую.

Пятого октября 2012 года Чжан отправил свою статью редакторам Science, которые приняли работу к публикации 12 декабря. В списке авторов значились имена Шуайляна Линя, того самого постдока, который заявил, что у Чжана почти не наблюдалось прогресса, пока не вышла статья Даудны и Шарпантье, и Лучано Марраффини, посоветовавшего Чжану сосредоточиться на Cas9, но оставшегося за бортом при подаче заявки на патент. В статье описывались проведенные эксперименты и полученные результаты, а завершалась она весьма эффектным и значимым предложением: “Способность осуществлять мультиплексное редактирование генома в клетках млекопитающих может найти широкое применение в фундаментальной науке, биотехнологической отрасли и медицине”[192].

Чжан против Черча

Двадцать пять лет Джордж Черч занимался различными методами редактирования генома. Он учил Фэна Чжана и формально оставался научным руководителем его ведущего соавтора, Лэ Цуна. Однако до поздней осени 2012 года никто из них не сказал ему – во всяком случае, как считал он сам, – что более года они работают над превращением CRISPR в инструмент для редактирования генома человека.

Лишь в ноябре, когда Черч приехал в Институт Брода, чтобы выступить там с лекцией, он узнал, что Чжан отправил в Science статью о применении системы CRISPR-Cas9 в клетках человека. Черч был потрясен, ведь он и сам только что отправил в тот же журнал статью на ту же тему. Он рассердился и почувствовал, что его предали. В прошлом он публиковал статьи о редактировании генома вместе с Чжаном и не понимал, что бывший студент теперь считает его конкурентом, а не соратником. “Думаю, Фэн не проникся в полной мере культурой моей лаборатории, – отмечает Черч. – А может, он просто решил, что ставки слишком высоки, и потому ни о чем мне не сказал”. Хотя Лэ Цун перешел в Институт Брода, чтобы работать с Чжаном, он по-прежнему учился в Гарварде, где Черч оставался его научным руководителем. “Я расстроился, и мне показалось, что нарушены правила, ведь мой собственный студент занимался тем, что интересовало и меня, о чем он прекрасно знал, но все же решил мне об этом не сообщать”, – говорит Черч.

Когда Черч сообщил об этом руководителю магистерской программы Гарвардской медицинской школы, тот согласился, что протокол нарушен. Затем Эрик Лэндер обвинил Черча в запугивании Лэ Цуна. “Я не хотел раздувать это дело, – утверждает Черч. – Мне казалось, что я его не запугиваю, но Эрик считал иначе. Поэтому я пошел на попятный”[193].

Чтобы разобраться в ситуации, я беседовал попеременно с разными заинтересованными лицами и снова и снова убеждался, что память часто бывает ненадежным проводником по истории. Чжан настаивает, что вообще-то сообщил Черчу о своей работе над CRISPR в августе 2012 года, когда они вместе ехали в аэропорт Сан-Франциско с передовой конференции Science Foo Camp, которая проходила в кампусе Google в часе езды оттуда. Черч страдает от нарколепсии и признает, что вполне мог заснуть, пока Чжан говорил. Но даже если все было именно так, это, по мнению Черча, не оправдывает Чжана, поскольку тот все-таки не сумел поделиться с ним своими планами, ведь Чжан не мог не заметить, что Черч не отвечает на его слова.

Однажды за ужином я попросил Лэндера изложить свою точку зрения на спор. Он утверждает, что нарколепсия Черча – “нонсенс”, и обвиняет Черча в том, что тот приступил к работе над CRISPR только после того, как Чжан сообщил ему о своих исследованиях. Когда я спросил об этом Черча, мне показалось, что черты его бесстрастного лица под густой бородой несколько напряглись. “Это абсурд, – ответил он. – Если бы мои студенты сказали, что хотят сделать себе имя на этом, я бы отошел в сторону. Мне и без того было чем заняться”.

Столкновение так огорчило кроткого и вежливого Лэ Цуна, что впоследствии он отказался от работы с тем, что связано с CRISPR. Когда я нашел его в Медицинской школе Стэнфордского университета, где он занимается исследованиями в области иммунологии и нейробиологии, он только что вернулся после медового месяца. Он считает, что не сделал ничего предосудительного, утаив от Черча подробности своей работы в лаборатории Чжана. “Это были две самостоятельные исследовательские лаборатории в двух институтах, – говорит он. – За распространение информации и материалов отвечали ведущие исследователи [Чжан и Черч]. Так нас учили на занятиях по ответственному проведению исследований, когда мы только поступили в аспирантуру”[194].

Когда я пересказал ему версию Цуна, Черч усмехнулся. Он преподает в Гарварде курс по этике и согласен, что поведение Чжана и Цуна не нарушало этические нормы. “Все было в рамках норм, которые действуют в науке”. Однако их действия шли вразрез с нормами, которые он старался поддерживать в собственной лаборатории. Все было бы немного иначе, отмечает он, если бы Чжан и Цун остались с ним, а не перебрались в Институт Брода. “Если бы они остались в моей лаборатории, где проповедуется открытость, я бы добился, чтобы они гораздо плотнее сотрудничали с Дженнифер, и тогда никаких патентных войн не случилось бы”.

Черч склонен к мирному решению проблем. Чжан тоже избегает конфликтов. Его обезоруживающая улыбка служит ему отличным щитом, который оберегает его от ненужных столкновений. “Когда родился один из наших внуков, Фэн прислал нам цветной игральный коврик с азбукой, – говорит Черч. – Он также каждый год приглашает меня на свои семинары. Жизнь для всех нас продолжается”. Чжан разделяет его чувства. “Мы обнимаемся при встрече”[195].

Черч добивается успеха

В конце концов Черч и Чжан практически одновременно продемонстрировали, как создавать CRISPR-Cas9 для применения в клетках человека. Черч отправил свою статью в журнал Science 26 октября, через три недели после того, как представил свою работу Чжан. После внесения изменений в соответствии с замечаниями редколлегии обе статьи были приняты к публикации в один день, 12 декабря, и одновременно опубликованы онлайн 3 января 2013 года.

Как и Чжан, Черч создал кодон-оптимизированную вариацию Cas9 с сигналом ядерной локализации. Опираясь на статью Даудны и Шарпантье, вышедшую в июне 2012 года (и уделяя ей больше внимания, чем Чжан), Черч также синтезировал одиночную направляющую РНК. Его вариация оказалась длиннее, чем созданная Чжаном, и работала еще лучше. Кроме того, Черч представил шаблоны для гомологичной репарации ДНК после двухцепочечного разреза, совершаемого CRISPR-Cas9.

Хотя их статьи несколько различаются, оба ученых пришли к одному и тому же историческому выводу. “Наши результаты дают инструмент для редактирования генома, направляемый РНК”, – говорилось в работе Черча[196].

Редактор Science удивился и насторожился, получив две статьи на одну тему от исследователей, которые считались коллегами и соратниками. Может, его пытались обмануть? “Редактору показалось, что мы хотим сорвать двойной куш, написав две статьи, когда достаточно было и одной, – вспоминает Черч. – Он попросил меня прислать письмо, в котором я подтвердил, что мы писали статьи независимо друг от друга”.

Мартин Йинек

Глава 27. Финишный рывок Даудны

В ноябре 2012 года Даудна и ее команда усердно работали, чтобы закрепить результаты своих экспериментов и раньше других опубликовать данные о применении системы CRISPR-Cas9 в организме человека. Даудна не знала, что Черч недавно отправил статью в Science, и почти ничего не слышала о Фэне Чжане, который также представил свое исследование редакторам. Затем ей позвонил коллега. “Надеюсь, ты сейчас сидишь, – сказал звонивший. – CRISPR превращается в конфетку в руках Джорджа Черча”[197].

Из письма Черча Даудна знала, что он работает над CRISPR, поэтому, услышав о его успехах при переносе системы в клетки человека, она решила ему позвонить. Он любезно объяснил ей, какие эксперименты провел и какую статью написал. К тому времени Черч узнал о работе Чжана и сообщил Даудне, что к публикации готовится и его исследование.

Черч пообещал, что пришлет Даудне текст статьи, как только редакторы Science ее одобрят. Когда Даудна получила текст в начале декабря, у нее опустились руки. Йинек продолжал эксперименты в ее лаборатории, но данные Черча были гораздо обширнее.

“Как думаете, мне стоит все же попытаться опубликовать свою работу?” – спросила Даудна у Черча. Он ответил, что стоит. “Он всячески поддерживал нашу работу и считал, что ее следует представить к публикации, – говорит Даудна. – На мой взгляд, он повел себя как прекрасный коллега”. Черч сказал Даудне, что любые полученные ею экспериментальные данные станут ценным вкладом в исследования и, что особенно важно, помогут понять, как лучше всего подготавливать направляющую РНК.

“Я считала, что очень важно продолжать наши эксперименты, даже если тем же самым занимаются и другие, – впоследствии сказала мне Даудна, – потому что таким образом можно было показать, как просто применять Cas9 для редактирования генома человека. Стало ясно, что применение технологии не требует специальных умений, а мне казалось, что людям важно это знать”. Публикация работы также позволила бы Даудне заявить, что ее команда продемонстрировала возможность работы CRISPR-Cas9 в клетках человека примерно в одно время с учеными из других лабораторий.

Это значило, что ей нужно было как можно скорее опубликовать статью. Она позвонила коллеге из Беркли, который недавно основал размещенный в свободном доступе электронный журнал eLife, где статьи проходили рецензирование быстрее, чем в таких традиционных изданиях, как Science и Nature. “Я поговорила с ним, описала данные и отправила название, – говорит Даудна. – Он сказал, что [работа] кажется ему интересной, поэтому он проследит, чтобы ее поскорее отрецензировали”.

Йинек, однако, не был склонен публиковать статью. “Он истинный перфекционист, и ему хотелось, чтобы в ней было гораздо больше данных, больше материала, – вспоминает Даудна. – Он считал, что наши данные публиковать бессмысленно”. Они не раз вступали в ожесточенные споры, один из которых состоялся в прямоугольном дворе Беркли перед их лабораторией в Стэнли-холле.

– Мартин, нам нужна публикация, пусть это и не совсем та история, которую нам хотелось бы рассказать, – настаивала Даудна. – Необходимо написать как можно более полную статью на основе данных, которыми мы располагаем, поскольку время у нас на исходе. Вот-вот выйдут другие статьи, и мы должны торопиться.

– Если мы опубликуем эту работу, то нас сочтут дилетантами в сфере редактирования генома, – возразил Йинек.

– Мартин, мы и есть дилетанты, но это нормально, – ответила Даудна. – Вряд ли кто-то составит о нас дурное мнение. Если бы у нас было еще шесть месяцев, мы сделали бы гораздо больше, но, думаю, со временем ты поймешь, насколько важно нам опубликовать статью прямо сейчас[198].

Даудна вспоминает, что “отказалась уступать” и, еще немного поспорив, они пришли к соглашению: Йинек сводил воедино данные и цифры, полученные в ходе экспериментов, но писала статью Даудна.

В то время она занималась подготовкой второго издания учебника по молекулярной биологии, который написала с двумя коллегами[199]. “Нас не полностью устроило первое издание, поэтому мы сняли дом в Кармеле, чтобы за два дня обсудить, как его переработать”, – говорит Даудна. В результате в середине декабря она оказалась в Кармеле, где было чертовски холодно, в доме без отопления. Владельцы сказали, что вызовут ремонтника, но никто не смог приехать сразу. Даудна и ее соавторы собрались у камина и до позднего вечера пересматривали свой учебник.

Когда в 11 часов все ушли спать, Даудна осталась, чтобы подготовить статью о CRISPR для eLife. “Я ужасно устала и замерзла, и тогда я поняла, что должна написать статью здесь и сейчас, иначе никто ее не напишет, – вспоминает она. – И три часа я сидела в постели, щипала себя, чтобы не заснуть, и печатала черновик”. Она отправила текст Йинеку, который стал присылать ей свои замечания. “Я ничего не сказала об этом своим соавторам и редакторам, и можете себе представить, как я сидела в этом холодном доме и пыталась обсуждать учебник, но думала только о своей статье, а Мартин тем временем присылал все новые и новые правки”. В конце концов она велела Йинеку остановиться и объявила статью завершенной. 15 декабря она отправила ее в eLife.

Через несколько дней они с мужем Джейми и сыном Энди отправились в Юту кататься на лыжах. Даудна проводила много времени в гостиничном номере, согласовывала детали с Йинеком и уговаривала редактора eLife ускорить рецензирование. Каждое утро она заходила на сайт журнала Science, чтобы проверить, не вышли ли статьи Черча и Чжана. Главный рецензент ее статьи жил в Германии[200], и Даудна чуть ли не каждый день писала ему по электронной почте.

Она также была на связи со своей бывшей коллегой Эмманюэль Шарпантье, которая жила в Умео, где теперь круглые сутки царила тьма. “Я пыталась поддерживать контакты с ней, и мне не хотелось, чтобы ей казалось, будто здесь мы оставили ее за бортом, но фактически она не участвовала в проведении исследований для статьи в eLife, – поясняет Даудна. – Мы отметили ее заслуги, но в число соавторов она не вошла”. Даудна отправила ей черновик статьи, надеясь, что Шарпантье не расстроится. “Все в порядке”, – ответила Шарпантье, но больше ничего не сказала. В их отношениях с Даудной наметилось охлаждение. Даудна не поняла, что, хотя Шарпантье и не хотела участвовать в попытках редактировать геном человека, она испытывала некоторые собственнические чувства в отношении системы CRISPR-Cas9. В конце концов, именно она предложила Даудне заняться этой областью исследований, когда они встретились в Пуэрто-Рико[201].

Когда координатор рецензирования из Германии наконец прислал свои замечания, он посоветовал провести ряд дополнительных экспериментов. “Необходимо секвенировать несколько мутировавших мишеней, просто чтобы продемонстрировать, что ожидаемые типы мутаций имеют место”, – написал он. Даудна смогла от него отмахнуться. Проведение предложенных экспериментов “потребует анализа почти сотни клонов, – ответила она, – [а его] лучше осуществить в рамках более масштабного исследования”[202].

Она одержала верх, и 3 января 2013 года журнал eLife принял ее статью к публикации. Но порадоваться она не смогла. Накануне вечером она вдруг получила письмо, в котором ей желали счастья в новом году, но которое намекало, что новый год счастливым не будет:

От: Фэна Чжана

Отправлено: Среда, 2 января 2013 года, 19:36

Кому: Дженнифер Даудне

Тема: CRISPR

Вложения: CRISPR manuscript.pdf

Дорогая доктор Даудна!

Привет из Бостона! Счастья в новом году!

Я доцент в MIT и ищу способы применения системы CRISPR. Мы встречались в Беркли в 2004 году, когда я проходил собеседование перед поступлением в аспирантуру, и ваша работа с тех пор производит на меня огромное впечатление. Наша группа в сотрудничестве с Лучано Марраффини из Рокфеллеровского университета недавно завершила серию исследований по применению системы CRISPR II типа для редактирования генома в клетках млекопитающих. Нашу статью приняли в журнал Science, и завтра она будет опубликована онлайн. Я прикладываю к письму ее копию, чтобы вы могли с ней ознакомиться. Система Cas9 весьма функциональна, и мне хотелось бы с вами поговорить. Уверен, нам есть что обсудить, и, возможно, мы найдем точки соприкосновения для будущей совместной работы!

С наилучшими пожеланиями,

Фэн Чжан, Ph. D.

Ведущий исследователь, Институт Брода при MIT и Гарварде

Если бы Йинек был более сговорчив, спросил я позже у Даудны, могла ли написанная ею статья выйти раньше? Могла ли она опубликовать ее в одно время с Чжаном и Черчем, а может, даже обойти их, хотя ее команда и завершила эксперименты позже? “Было бы сложно, – ответила Даудна. – Пожалуй, нет. Мы проводили эксперименты до последнего, поскольку Мартин, имея полное на это основание, хотел убедиться, что данные в статье были воспроизведены трижды. Мне жаль, что у нас не получилось отправить работу раньше, но это, вероятно, было невозможно”.

В их статье не описывалась более длинная вариация направляющей РНК, которая, как показали Чжан и Черч, лучше работала в клетках человека. В отличие от статьи Черча, их работа также не содержала шаблонов для гомологичной репарации, обеспечивающей более надежное редактирование ДНК. Однако исследование подтверждало, что лаборатория, которая специализируется на биохимии, может быстро перенести CRISPR-Cas9 из пробирки в клетки человека. “Мы демонстрируем, что Cas9 можно экспрессировать и локализовать в ядре клеток человека, – написала Даудна. – Полученные результаты доказывают, что РНК-программируемое редактирование генома в клетках человека возможно”[203].

Одни великие открытия и изобретения – такие как теории относительности Эйнштейна и создание транзистора в Лабораториях Белла – совершаются одиночками. Другие – такие как изобретение микрочипа и применение CRISPR для редактирования клеток человека – становятся достижениями многих исследовательских групп, которые добиваются успеха примерно в одно время.

В тот же день, когда статья Даудны вышла в eLife, 29 января 2013 года, онлайн было опубликовано четвертое исследование, показывающее, что CRISPR-Cas9 работает в клетках человека. Его провел ученый из Южной Кореи Джинсу Ким, который переписывался с Даудной и отметил, что ее статья от июня 2012 года легла в основу его работы. “Ваша статья в Science подтолкнула нас начать этот проект”, – написал он в письме, отправленном в июле[204]. В пятой статье, опубликованной в тот же день, Кит Цзоун из Гарварда продемонстрировал, что система CRISPR-Cas9 может генетически модифицировать эмбрионы рыбы данио-рерио[205].

Хотя Чжан и Черч на несколько недель опередили Даудну, тот факт, что в январе 2013 года вышло сразу пять статей о редактировании генома животных с помощью CRISPR-Cas9, подтвердил, что открытие стало неизбежным после демонстрации работы системы в пробирке. Будь она хоть нетривиальной, как утверждает Чжан, хоть совсем очевидной, как настаивает Даудна, идея о применении легко программируемой молекулы РНК для выделения и модификации конкретных генов стала для человечества судьбоносным шагом в новую эру.

Глава 28. Основание компаний

Кадриль

В декабре 2012 года, за несколько недель до публикации целого ряда статей о редактировании генома с помощью CRISPR, Даудна устроила одному из своих бизнес-партнеров, Энди Мэю, встречу с Джорджем Черчем в его гарвардской лаборатории. Мэй окончил Оксфорд, был специалистом по молекулярной биологии, занимал должность научного консультанта в биотехнологической компании Caribou Biosciences, которую Даудна в 2011 году основала в партнерстве с Рейчел Хорвиц, и хотел изучить коммерческий потенциал применения технологии редактирования генома на базе CRISPR в медицинской сфере.

Когда Мэй попытался связаться с Даудной, чтобы рассказать об итогах встречи, она вела семинар в Сан-Франциско. “Разговор терпит до вечера?” – спросила она в ответном сообщении. “Да, но нам очень нужно поговорить”, – написал он.

Она связалась с ним по дороге обратно в Беркли.

– Ты сейчас сидишь? – сразу спросил он.

– Да, конечно, я веду машину, – ответила она.

– Постарайся не съехать с дороги, – сказал Мэй. – Я провел невероятную встречу с Джорджем, и он утверждает, что открытие станет великолепным. Он переключает все свое внимание в сфере редактирования генома на CRISPR[206].

Воодушевленные потенциалом CRISPR, основные участники событий принялись выплясывать сложнейшую кадриль, объединяясь в группы и меняясь партнерами: они намеревались основать компании для коммерциализации CRISPR в медицинской сфере. Сначала Даудна и Мэй решили основать компанию с Черчем, а также по возможности привлечь еще несколько пионеров CRISPR. В январе 2013 года Хорвиц вместе с Мэем отправились в Бостон на новую встречу с Черчем.

Роджер Новак, Дженнифер Даудна и Эмманюэль Шарпантье

Черч со своей кустистой бородой и культивируемой эксцентричностью имел в мире науки статус знаменитости, и из-за этого в день встречи его постоянно отвлекали. В интервью немецкому журналу Spiegel он невзначай упомянул о возможности воскрешения неандертальца путем внедрения его ДНК в яйцеклетку суррогатной матери, добровольно согласившейся принять участие в эксперименте. Неудивительно (хотя он сам, похоже, этого не ожидал), что у него беспрестанно звонил телефон, ведь за историю теперь взялись репортеры таблоидов[207]. Но в конце концов он сосредоточился на встрече, и за час ученые разработали план. Они решили попытаться привлечь Эмманюэль Шарпантье и Фэна Чжана, а также несколько ведущих венчурных капиталистов, чтобы создать большой консорциум для коммерциализации CRISPR.

Шарпантье тем временем разрабатывала собственный стартап. Ранее в 2012 году она связалась с Роджером Новаком, своим бывшим романтическим и давним научным партнером, с которым они подружились, когда работали в Рокфеллеровском университете и в Мемфисе. Они остались близкими друзьями, и Новак впоследствии устроился на работу в фармацевтическую компанию Sanofi в Париже.

– Что ты думаешь о CRISPR? – спросила Шарпантье.

– О чем это ты? – ответил он.

Однако, изучив ее данные и посоветовавшись с коллегами в Sanofi, он понял, что есть смысл основать компанию в этой сфере. Он позвонил своему близкому другу, венчурному капиталисту Шону Фою, и они решили обсудить перспективы, отправившись на серфинг (хотя никто из них никогда серфингом не занимался) на северное побережье острова Ванкувер. Месяц спустя, когда Фой провел финансовую оценку, он позвонил Новаку и сказал, что компанию нужно основать как можно скорее. “Увольняйся с работы”, – сказал он Новаку, который в конце концов так и поступил[208].

Пока еще сохранялась надежда заключить союз между всеми основными игроками, в феврале 2013 года они получили приглашение на бранч в некогда модном ресторане “Блю рум”, разместившемся на реконструированном кирпичном заводе неподалеку от MIT. Он находился на Кендалл-сквер в Кембридже, среди институтов, где фундаментальной науке находилось практическое применение: корпоративных исследовательских центров, таких как центры Novartis, Biogen и Microsoft, некоммерческих организаций, таких как Институт Брода и Институт Уайтхеда, и нескольких федеральных финансирующих организаций, к которым относился, например, Национальный центр транспортных систем.

За цинковым столом ресторана должны были собраться Даудна, Шарпантье, Черч и Чжан. В последний момент Чжан сообщил, что не сможет прийти, но Черч настаивал, что нужно двигаться вперед без него.

– Нам необходимо основать компанию, потому что потенциал у этой системы огромен, – сказал он. – Она очень мощна.

– Как думаешь, насколько велик потенциал? – спросила Даудна.

– Я могу лишь сказать, Дженнифер, что на нас надвигается огромная волна, – ответил Черч[209].

Даудне хотелось работать с Шарпантье, хотя в научной сфере их пути и расходились. “Я часами говорила с ней по телефону и пыталась убедить ее стать одним из сооснователей в нашем с Джорджем предприятии, – говорит Даудна. – Но она совсем не хотела работать с некоторыми людьми из Бостона. Кажется, она не доверяла им и в итоге, пожалуй, оказалась права. Но тогда я этого не понимала. Я пыталась дать людям шанс”.

Черч не так рьяно желал привлечь Шарпантье к сотрудничеству. “Я несколько опасался объединяться с ней, – поясняет он. – Одной из причин, по которой мы с ней не пришли к соглашению, стало то, что ее партнер хотел быть директором. Нам казалось, что так дела не делаются. Директора нужно выбирать в ходе специальной процедуры. Я готов был пойти на это. Я вообще довольно сговорчив. Но Дженнифер привела аргументы против такого решения, и тут я сказал: «Да, ты права»”. (На самом деле к тому времени Новак и Шарпантье уже не состояли в романтических отношениях[210].)

Энди Мэй тоже остался разочарован встречей с Новаком и Фоем, которую для него организовала Даудна. “Их подход был довольно деспотичным, – говорит он о деловых партнерах Шарпантье. – Сначала они хотели, чтобы мы вообще ушли с дороги и позволили им продолжить начатое”[211].

Справедливости ради стоит отметить, что и Новак, и Фой занимались бизнесом и понимали, что делают. Вместе с Шарпантье они прекратили переговоры с группой Даудны и Черча и основали собственную компанию CRISPR Therapeutics, которая сначала базировалась в Швейцарии, а затем обрела также офис в Кембридже (штат Массачусетс). “Тогда было чрезвычайно просто подобраться к деньгам, особенно если у тебя в названии содержалась [аббревиатура] CRISPR”, – говорит Новак[212].

В 2013 году поначалу казалось, что Даудна и Чжан могут стать союзниками в бизнесе или деловыми партнерами, несмотря на соперничество. Пропустив бранч в “Блю рум” в феврале 2013 года, Чжан написал Даудне и спросил, не хочет ли она вместе работать над темами, связанными с мозгом, которые давно входили в спектр его интересов. “Помню, я сидела за столом на своей кухне в Беркли и говорила с ним по видеосвязи в скайпе”, – вспоминает Даудна.

Той весной Чжан прилетел в Сан-Франциско на конференцию и встретился с Даудной в отеле “Клермон” в Беркли. “Я решил поговорить с ней, поскольку считал, что очень важно сформировать альянс в сфере интеллектуальной собственности, чтобы у людей появился простор для практики”, – поясняет Чжан. Он предполагал, что интеллектуальная собственность и потенциальные патенты Беркли окажутся в одном пуле с собственностью Института Брода, благодаря чему пользователям будет несложно получать лицензию на применение системы CRISPR-Cas9. Чжан счел, что Даудне понравилась его идея, и Лэндер позвонил ей, чтобы выяснить, могут ли они создать структуру для такого патентного пула. “На следующий день Эрик сказал мне, что я съездил не зря, – говорит Чжан, – и предположил, что мы заключили союз”.

Однако у Даудны были сомнения. “Фэн вызывал у меня подозрения, – вспоминает она. – Он был не до конца откровенен. Он скрывал информацию о том, когда именно они подали заявки на патенты. И мне это не нравилось”.

Она решила передать эксклюзивную лицензию на свою интеллектуальную собственность, которой Беркли управлял в связке с Шарпантье, уже существующей компании Caribou Biosciences и не заключать альянс с Институтом Брода. Чжан полагает, что Даудне “сложно доверять людям”, поэтому она слишком сильно полагалась на свою бывшую студентку и соосновательницу Caribou Хорвиц. “Рейчел – прекрасный человек, и она умна, однако на пост директора такой компании она не подходит, – отмечает Чжан. – Здесь нужен гораздо более опытный человек, способный развивать технологию”.

Решение не объединять интеллектуальную собственность, связанную с CRISPR-Cas9, привело к началу грандиозной патентной войны. Оно также осложнило широкое лицензирование технологии. “Оглядываясь назад, я думаю, что, если бы мне пришлось пройти все это снова, я бы лицензировала [технологию] иначе, – говорит Даудна. – Видимо, имея платформенную технологию вроде CRISPR, лучше лицензировать ее таким образом, чтобы она могла применяться как можно шире”. Однако у Даудны не было опыта работы с интеллектуальной собственностью, и ее университету также не хватало компетенций в этой сфере. “Получилось, что слепой вел слепого”, – поясняет она.

Editas Medicine

Несмотря на то, что Даудне не хотелось объединять в один пул свою интеллектуальную собственность и собственность Института Брода, она по-прежнему готова была стать партнером в компании с фокусом на CRISPR, которая лицензировала бы как ее потенциальные патенты, так и патенты Института Брода. Весной и летом 2013 года она много раз посещала Бостон, где вела переговоры с разными инвесторами и учеными, включая Черча и Чжана, которые пытались основать компании.

В одной из поездок в начале июня она отправилась на вечернюю пробежку вдоль реки Чарльз возле Гарварда и вспоминала, как изучала там РНК под руководством Джека Шостака. Тогда она и не думала, что ее исследования приведут к созданию коммерческих предприятий. Это выбивалось из гарвардских идеалов. Теперь Гарвард изменился, как изменилась и она. Она поняла, что, если ей хочется оказать непосредственное влияние на человеческую жизнь, лучше всего основывать компании, которые создадут клинические инструменты на базе фундаментальной науки CRISPR.

Тем летом, пока тянулись переговоры, на Даудне, пытавшейся понять, как создать компанию, стал сказываться стресс. Усугубляли ситуацию и постоянные перелеты между Сан-Франциско и Бостоном, которые она совершала раз в несколько недель. Особенно сложно было выбрать, с кем работать – с Шарпантье или с Черчем и Чжаном? “Я не могла понять, как поступить, – признает она. – Пара людей из Беркли, мои коллеги, которым я доверяла и которые создавали компании в прошлом, твердили, что надо работать с людьми из Бостона, поскольку они лучше ведут дела”.

До тех пор она редко болела. Но теперь, летом 2013 года, у нее стали случаться приступы боли, подскакивала температура. Утром у нее сводило суставы, и порой она едва могла двигаться. Она сходила к нескольким врачам, которые предположили, что проблемы, возможно, связаны с редким вирусом, а может, вызываются аутоиммунным заболеванием.

Через месяц ей стало лучше, но в конце лета, когда они с сыном отправились в “Диснейленд”, началось обострение. “Мы были вдвоем, и каждое утро, когда я просыпалась в гостинице, у меня все болело, – вспоминает она. – Мне не хотелось будить Энди, поэтому я уходила в ванную, закрывала дверь и звонила людям из Бостона”. Она поняла, что стресс сказывается на ее физическом состоянии[213].

Тем не менее к концу лета она смогла договориться с бостонцами. Ядром группы стали Даудна, Чжан и Черч. Бостонские инвестиционные компании Third Rock Ventures, Polaris Partners и Flagship Ventures предоставили начальный капитал в объеме более 40 миллионов долларов. Решив довести число ученых-основателей до пяти, исследователи привлекли к сотрудничеству двух гарвардских биологов, работавших с CRISPR, Кита Цзоуна и Дэвида Лю. “Казалось, впятером мы были командой мечты”, – говорит Черч. В совет директоров вошли представители каждой из трех основных инвестиционных компаний, а также некоторые уважаемые ученые. Большинство членов было выбрано единогласно, но Черч наложил вето на кандидатуру Эрика Лэндера.

В сентябре 2013 года была основана компания Gengine, Inc. Через два месяца ее переименовали в Editas Medicine. “Мы можем, по сути, работать с любым геном, – сказал Кевин Биттерман, директор компании Polaris Partners, который первые несколько месяцев исполнял обязанности президента фирмы. – И нашей мишенью становятся любые болезни с генетическим компонентом. Мы можем просто взять и исправить ошибку”[214].

Даудна уходит

Всего через несколько месяцев недомогание и стресс Даудны снова дали о себе знать. Ей казалось, что партнеры, в частности Чжан, действуют у нее за спиной, и эти подозрения усугубились в январе 2014 года на медицинской конференции J. P. Morgan, прошедшей в Сан-Франциско. Чжан прилетел из Бостона вместе с несколькими управленцами из Editas, и они пригласили Даудну на пару встреч с потенциальными инвесторами. Она почувствовала неладное, как только вошла. “По поведению и жестикуляции Фэна я сразу поняла, что в нем что-то изменилось, – говорит она. – Он был настроен не по-товарищески”.

Пока она наблюдала за происходящим из своего угла, мужчины на встрече обступили Чжана, обращаясь с ним как с директором. Его представили как “изобретателя” редактирования генома с помощью CRISPR. Даудне отводилась вторая роль – роль одного из научных консультантов. “Меня постепенно вытесняли, – говорит она. – Мне не сообщали о ситуации с интеллектуальной собственностью. Было неспокойно”.

Затем, узнав неожиданную новость, она поняла, почему подозревала, что Чжан держит ее в неведении. 15 апреля 2014 года она получила письмо от журналиста, который интересовался, какие чувства она испытала, узнав, что Чжан и Институт Брода только что получили патент на применение CRISPR-Cas9 в качестве инструмента для редактирования генома. Заявка Даудны и Шарпантье по-прежнему оставалась на рассмотрении, но Чжан и Институт Брода, которые подали заявку позже, заплатили, чтобы ускорить принятие решения. Вдруг стало ясно – по крайней мере Даудне, – что Чжан и Лэндер пытались оттеснить их с Шарпантье на второстепенные роли как в истории, так и в сфере коммерческого применения CRISPR-Cas9.

Даудна осознала, что именно поэтому ей казалось, будто Чжан и многие другие люди из Editas что-то скрывают от нее. Финансисты из Бостона позиционировали Чжана как изобретателя технологии. “Они знают об этом уже несколько месяцев, – сказала она себе, – и теперь, получив патент, пытаются избавиться от меня и всадить мне нож в спину”.

Она чувствовала, что дело не только в Чжане. Проблема была в мужчинах, которые заправляли бостонским миром финансов и биотехнологий. “Все в Бостоне были взаимосвязаны, – говорит она. – Эрик Лэндер входил в консультативный совет при Third Rock Ventures, часть уставного капитала Editas была получена от Института Брода, и по лицензионным соглашениям они могли заработать кучу денег, при условии что Фэн будет считаться изобретателем [технологии]”. После этого инцидента Даудна заболела.

В дополнение ко всему прочему она смертельно устала. Раз в месяц она летала в Бостон на встречу в Editas. “Было ужасно тяжело. Я покупала билет в экономкласс, сидела в кресле пять часов и прилетала в семь утра. Я заходила в бизнес-зал, принимала душ, переодевалась, ехала в Editas, проводила встречи, а затем часто заходила в лабораторию к Черчу, чтобы поговорить о науке. После этого я садилась на шестичасовой рейс и возвращалась в Калифорнию”.

И она решила уйти.

Она посоветовалась с адвокатом, прежде чем расторгать подписанное соглашение. Все произошло не сразу, но к июню они набросали черновик адресованного директору Editas письма об увольнении. Они довели его до ума, созвонившись, пока Даудна была на встрече в Германии. “Так, текст готов”, – сказал адвокат, сделав последние правки. Когда Даунда нажала на кнопку “Отправить”, в Германии был вечер, но в Бостоне – еще день. “Мне было интересно, через сколько минут у меня зазвонит телефон, – говорит Даудна. – Не прошло и пяти минут, как со мной связался директор Editas”.

– Нет, нет, вы не можете уйти, – сказал он. – В чем проблема? Почему вы приняли такое решение?

– Вы знаете, как вы со мной поступили, – ответила она. – С меня хватит. Я не собираюсь работать с людьми, которым не доверяю, с людьми, готовыми нанести удар в спину. Вы нанесли мне удар в спину.

Директор Editas отрицал свое участие в патентных делах Чжана.

– Слушайте, – сказала Даудна, – может, вы и правы, но я все равно не могу оставаться частью этой компании. С меня хватит.

– А как же ваши акции? – спросил он.

– Мне все равно, – отрезала она. – Вы не понимаете. Я занимаюсь этим не ради денег. Если же вы считаете, что я занимаюсь этим ради денег, то вы совсем меня не знаете.

Когда Даудна пересказывала мне этот эпизод, я впервые услышал такой гнев в ее голосе. Спокойствия как не бывало. “Он утверждал, что не знает, о чем я говорю, но это было просто смешно. Полный бред! Все было ложью. Может, я и ошибаюсь, Уолтер, но такое у меня сложилось впечатление”.

Все основатели компании, включая Чжана, в тот день написали ей и попросили пересмотреть свое решение. Они обещали загладить свою вину и сделать все возможное, чтобы исправить положение. Но она ответила отказом.

“С меня хватит”, – написала она.

Ей сразу же стало лучше. “Мне вдруг показалось, что с плеч свалился тяжкий груз”.

Когда она объяснила ситуацию Черчу, тот сказал, что может и сам подумать об уходе, если она этого хочет. “В воскресенье я позвонила Джорджу домой, – рассказывает Даудна. – Он обмолвился, что может отойти от дел, но затем решил остаться и уже не отказался от своего решения”.

Я спросил у Черча, права ли была Даудна в своем недоверии к другим основателям. “Они действовали у нее за спиной, подавали заявки на патенты, не сообщая ей”, – согласился он. Однако он говорит, что Даудне не стоило удивляться. Чжан действовал в собственных интересах. “Вероятно, он работал с юристами, которые говорили ему, что говорить и делать, – поясняет Черч. – Я пытаюсь понять, почему люди поступают так, как поступают”. Он считает, что можно было предугадать, как будет вести себя каждый, включая Чжана и Лэндера. “Все действовали ровно так, как я мог бы от них ожидать”.

Почему же он не ушел? Он сказал, что было нелогично удивляться их поведению, а следовательно, нелогично и уходить из-за этого. “Я чуть не ушел вместе с ней, но затем подумал: чего я этим добьюсь? Они бы остались в выигрыше, получив всю прибыль. Я всегда советую людям сохранять спокойствие. Поразмыслив об этом, я решил, что лучше угомониться. Я хотел, чтобы компания добилась успеха”.

Вскоре после ухода из Editas Даудна посетила конференцию, где рассказала о случившемся Шарпантье. “Любопытно, – ответила Шарпантье. – Хочешь работать с CRISPR Therapeutics?” Эту компанию она основала вместе с Новаком.

“Знаешь, я словно только что получила развод, – ответила Даудна. – Пожалуй, мне сейчас не хочется новых отношений. Пока компаний с меня хватит”.

Через несколько месяцев она решила, что ей будет удобнее всего работать с надежным партнером – ее бывшей студенткой Рейчел Хорвиц, с которой они в 2011 году основали Caribou Biosciences. Из Caribou выделилась компания Intellia, которая нацелилась на коммерциализацию инструментов CRISPR-Cas9. “Меня очень заинтересовала Intellia, потому что команда Caribou запустила ее в сотрудничестве с учеными, которым я больше других симпатизировала, которым доверяла и которых уважала”, – говорит Даудна. В их числе были трое блестящих пионеров CRISPR: Родольф Баррангу, Эрик Сонтхаймер и бывший коллега Чжана Лучано Марраффини. Они были очень умны, но при этом обладали и более важным качеством: “Это были люди, которые были хороши в науке, но, что важнее, отличались честностью и прямотой”[215].

В результате пионеры CRISPR-Cas9 оказались в трех конкурирующих компаниях: CRISPR Therapeutics, основанной Шарпантье и Новаком; Editas Medicine, где осели Чжан и Черч и работала до своей отставки Даудна; и Intellia Therapeutics, основателями которой стали Даудна, Баррангу, Сонтхаймер, Марраффини и Хорвиц.

Глава 29. Mon Amie

Отдаление

Решение Даудны присоединиться к конкурирующей компании отразило легкое охлаждение в ее отношениях с Шарпантье и, возможно, усугубило его. Даудна всячески пыталась поддерживать их связь. Например, когда они только начали работать вместе, одной из целей они выбрали кристаллизацию Cas9 и точное описание его структуры. После того как лаборатория Даудны успешно справилась с этим в конце 2013 года, Даудна спросила у Шарпантье, хочет ли та стать соавтором итоговой публикации в журнале. Шарпантье, считая, что именно она принесла проект в лабораторию Даудны, согласилась. Это не понравилось Йинеку, но Даудна не отступила от своего решения. “Я из кожи вон лезла, чтобы быть великодушной по отношению к ней, – говорит она, – и, честно говоря, мне хотелось сохранить с ней и профессиональные, и личные отношения”[216].

Отчасти надеясь поддержать их научное партнерство, в 2014 году Даудна предложила Шарпантье вместе написать обзорную статью для Science. В отличие от “научных публикаций”, в которых рассказывается о новых открытиях, “обзорные статьи” представляют собой отчет о последних достижениях в определенной сфере. Их статья называлась “CRISPR-Cas9 открывает новые рубежи генной инженерии”[217]. Даудна написала черновик, и Шарпантье его отредактировала. Это помогло им залатать трещину, наметившуюся в их отношениях.

Тем не менее они начали отдаляться друг от друга. Вместо того чтобы присоединиться к Даудне и заняться поиском способов применения CRISPR-Cas9 в организме человека, Шарпантье сказала, что планирует сосредоточиться на изучении плодовых мушек и бактерий. “Мне больше нравятся фундаментальные исследования, а не разработка инструментов для их применения”, – поясняет она[218]. Была и другая причина возникшей напряженности: Даудна полагала, что систему CRISPR-Cas9 они с Шарпантье открыли в качестве равноправных партнеров, но Шарпантье считала CRISPR-Cas9 собственным проектом, к которому она лишь на поздних стадиях привлекла Даудну. Порой она называла его “своей работой” и говорила о Даудне так, словно та играла лишь второстепенную роль. Теперь Даудна купалась в лучах славы, давала интервью и строила планы по продолжению исследований CRISPR-Cas9.

Даудна никогда не понимала собственнических чувств Шарпантье и не могла найти способ справиться с холодком, который чувствовался, несмотря на внешнюю приветливость и беззаботность коллеги. Она предлагала новые и новые совместные проекты, и Шарпантье отвечала: “Отличная идея”. Но этим дело и ограничивалось. “Мне хотелось сотрудничать и дальше, но Эмманюэль явно не испытывала такого желания, – говорит Даудна с печалью в голосе. – Она так и не сказала мне об этом открыто. Мы просто отдалились друг от друга”. В конце концов Даудне это надоело. “Мне казалось, что в таком взаимодействии скрыта пассивная агрессия, – говорит она. – Мне было обидно и досадно”.

Отчасти проблема заключалась в том, что у каждой из них было собственное отношение к публичности. Когда они встречались на церемониях вручения наград и конференциях, их встречи проходили неловко, особенно когда им приходилось позировать для фотографий: Шарпантье с некоторым изумлением наблюдала, как в центре внимания оказывается Даудна, и смотрела на нее снисходительно. Эрик Лэндер из Института Брода, периодически противостоявший Даудне, сказал мне, что в разговорах с ним Шарпантье не скрывала своего недовольства славой Даудны.

Роджер Новак считал, что Даудна, будучи американкой, привыкла к похвалам, а его подруга Шарпантье, репутацию которой он оберегал, ведет себя сдержаннее, как истинная парижанка. Он настаивал, чтобы Шарпантье давала больше интервью и даже прошла тренинг по взаимодействию с прессой. “Она просто другой человек – она не с Западного побережья, а из Европы, из Франции, и ее больше волнует наука, чем газетная шумиха”, – сказал он впоследствии[219].

Это не совсем так. Хотя публичность не пугала Даудну, а признание ей льстило, на самом деле она не из тех, кто специально ищет славы. Она всеми силами пыталась поделиться популярностью и наградами с Шарпантье. Родольф Баррангу считает, что проблема в самой Шарпантье. “В присутствии Эмманюэль людям становится неловко, даже когда она позирует для фотографий или сидит в фойе перед выходом к публике, – говорит он. – Меня поражает ее нежелание делить заслуги с другими. Я наблюдаю, как Дженнифер пытается поделиться славой и даже порой проявляет излишнюю заботу, но Эмманюэль остается несколько строптивой и замкнутой”[220].

Их различия проявлялись во многом, в том числе и в отношении к музыке. На одной из церемоний, где присутствовали обе исследовательницы, каждой из них нужно было выбрать музыку для выхода на сцену. Даудна выбрала песню “On the Sunny Side of the Street” в блюзовом исполнении Билли Холидей. Шарпантье – технопанковую композицию французского электронного дуэта Daft Punk[221].

Серьезной также стала и проблема, знакомая всем историкам. Почти все участники любых событий, как правило, считают, что сыграли в них чуть более важную роль, чем кажется другим. Так происходит даже в нашей жизни. Мы прекрасно запоминаем, какой важный вклад внесли в дискуссию, но при этом хуже помним, что говорили другие, а порой и вовсе преуменьшаем значение их слов. Если смотреть на историю CRISPR с точки зрения Шарпантье, то она считает, что именно она первой занялась работой с Cas9, выделила его компоненты, а затем привлекла к сотрудничеству Даудну.

Возьмем, например, докучливый вопрос о роли tracгРНК, который снова и снова возникает в нашем повествовании. Дело в том, что tracгРНК не только участвует в создании cгРНК, которая направляет систему к нужному гену, но и остается после этого в системе и помогает комплексу CRISPR-Cas9 разрезать ДНК-мишень, о чем Даудна и Шарпантье впервые написали в своей статье 2012 года. После публикации исследования Шарпантье стала время от времени отмечать, что знала обо всех функциях tracгРНК еще в 2011 году, до того как приступила к совместной работе с Даудной.

Это начало раздражать Даудну. “На мой взгляд, если посмотреть на ее последние выступления и показанные на них слайды, можно сделать вывод, что юристы надоумили ее попытаться представить работу так, словно они уже знали, что tracгРНК играет важную роль в функционировании Cas9, прежде чем мы стали работать вместе, и это, как я полагаю, непорядочно, потому что неверно, – говорит Даудна. – Я не знаю, было ли это ее решением, или же она пошла на поводу у юристов, но у меня складывается впечатление, что она пыталась стереть грань между тем, о чем она написала в своей статье 2011 года, и тем, что было установлено гораздо позже”[222].

Когда я за ужином спросил Шарпантье об охлаждении их отношений, она ушла от ответа. В конце концов, она знала, что я пишу книгу, главной героиней которой будет Даудна, и никогда не пыталась убедить меня сместить фокус. С некоторым безразличием она признала, что в ее статье, опубликованной в марте 2011 года в журнале Nature, не были описаны все функции tracгРНК, но со смехом добавила, что Даудне не помешает немного расслабиться и забыть о соперничестве. “Ей нет нужды так волноваться из-за признания ее заслуг по исследованию tracгРНК и других вещей, – говорит Шарпантье. – На мой взгляд, это излишне”. Рассказывая о соревновательности Даудны, она улыбнулась, словно ей эта черта кажется любопытной и достойной восхищения, но в то же время несколько неподобающей.

Их раскол усугубился в 2017 году, когда Даудна в соавторстве с Сэмом Стернбергом написала книгу о работе с CRISPR, в которой рассказала обо всем довольно объективно, но при этом слишком часто, по мнению Шарпантье, вела повествование от первого лица. “Книга написана от первого лица, хотя писал все по большей части ее студент, – говорит Шарпантье. – Ему должны были сказать, чтобы он писал в третьем лице. Я знаю людей, которые присуждают премии, и знакома со шведским менталитетом. Им не нравится, когда книги пишут слишком рано”. Употребив слова “премии” и “шведский” в одном предложении, она намекнула на самую известную из премий.

Премии

Одной из сил, которые удерживали Даудну и Шарпантье вместе, были награды и премии в сфере науки. В паре исследовательницы имели наилучшие шансы на победу. Некоторые премии приносят по миллиону долларов и даже больше, но деньгами их ценность не ограничивается. Они входят в послужной список, на который общественность, пресса и будущие историки ориентируются, решая, кому принадлежат главные заслуги в важных открытиях. Юристы даже используют их в качестве аргументов в патентных спорах.

Все значимые научные премии вручают ограниченному числу людей (для Нобелевской премии максимум – три человека в каждой сфере), поэтому в списке награжденных оказываются не все, кто внес свой вклад в открытие. В результате сведения о награждениях, как и сведения о выданных патентах, могут искажать историю и снижать заинтересованность исследователей в сотрудничестве друг с другом.

Одну из главных и наиболее престижных премий, Премию за прорыв в области медицины, Даудна и Шарпантье получили вместе в ноябре 2014 года, через несколько месяцев после того, как Чжан опередил их с регистрацией первых патентов. Официальная формулировка гласила, что премия присуждена “за превращение древнего механизма бактериального иммунитета в действенную технологию для изменения генома”.

Эта премия, приносящая каждому лауреату по три миллиона долларов, была учреждена годом ранее российским миллиардером и одним из первых спонсоров Facebook Юрием Мильнером в партнерстве с Сергеем Брином из Google, Энн Воджицки из 23andMe и Марком Цукербергом из Facebook. Мильнер, восторженный фанат науки, организовал великолепную церемонию, которая транслировалась по телевидению и придавала научным победам голливудский блеск. Официальный прием 2014 года, в число организаторов которого вошел журнал Vanity Fair, состоялся в ангаре для космических судов в работающем при NASA Исследовательском центре Эймса, расположенном в Маунтин-Вью в штате Калифорния, в самом сердце Кремниевой долины. Ведущими церемонии среди прочих были актеры Сет Макфарлейн, Кейт Бекинсейл, Кэмерон Диас и Бенедикт Камбербэтч. Кристина Агилера исполнила свой хит Beautiful.

Награду Даудне и Шарпантье, одетым в элегантные длинные черные платья, вручили Кэмерон Диас и Дик Костоло, который тогда был исполнительным директором Twitter. Даудна первой взяла микрофон и сказала несколько теплых слов о “процессе разгадывания головоломок, коим и является наука”. Шарпантье с озорной улыбкой взглянула на Диас, которая на заре своей карьеры блистала в телесериале “Ангелы Чарли”. “Перед вами три сильных женщины, – сказала Шарпантье, показав на себя, Диас и Даудну, а затем, повернувшись к лысому очкарику Костоло, добавила: – Может, вы и есть Чарли?”

В зале был Эрик Лэндер, который стал лауреатом премии годом ранее и потому получил задание позвонить Даудне и Шарпантье и сообщить им о победе. Он был директором Института Брода и наставником Чжана и активно боролся с новоявленными лауреатками за лавры в сфере исследования CRISPR. Однако он нашел точку соприкосновения с Шарпантье (по крайней мере, как полагал он сам), считая, что испытывает такую же, как и она, досаду из-за обрушившейся на Даудну славы. Лэндер сказал мне, что сначала на Премию за прорыв в области медицины была номинирована одна Даудна, но ему удалось убедить жюри, что вклад Даудны был не столь значим, как вклад Шарпантье, Чжана и микробиологов, открывших CRISPR в бактериях. “Я помог людям понять, что Дженнифер достойна награды, вот только не за исследования CRISPR, а за работу по изучению структуры РНК, – говорит Лэндер. – Над CRISPR работал целый коллектив ученых, и Дженнифер внесла не самый значимый вклад”.

У него не получилось настоять, чтобы премию вручили Чжану, однако он сделал все возможное, чтобы Шарпантье отметили вместе с Даудной. Он также убедил себя, что Чжан, видимо, получит премию на следующий год. Когда этого не произошло, он обвинил Даудну в том, что именно она воспрепятствовала его награждению[223].

Премии за прорыв вручаются не более чем двум ученым в одной сфере. Международная премия Гайрднера в области биомедицинских наук, присуждаемая канадским фондом, допускает большее число лауреатов: ее могут получить до пяти исследователей. В связи с этим в 2016 году, когда фонд решил отметить ученых, работавших с CRISPR, список награждаемых был расширен: к Даудне и Шарпантье присоединился Чжан, а также двое исследователей йогуртовых культур из Danisco, Хорват и Баррангу. При этом за бортом остались многие ученые, которые внесли в работу весьма значимый вклад, включая Франсиско Мохику, Эрика Сонтхаймера, Лучано Марраффини, Сильвена Муано, Виргиниюса Шикшниса и Джорджа Черча.

Даудна расстроилась, что в число лауреатов не вошел ее друг Джордж Черч, и сделала две вещи. Получив около 100 тысяч долларов призовых, она пожертвовала деньги на образовательный проект “Персональная геномика”, который Черч запустил в партнерстве со своей женой Тин У, профессором молекулярной биологии из Гарварда. Проект призывает людей, особенно молодых студентов, изучать свои гены. Даудна также пригласила Черча с женой на церемонию. Она сомневалась, что Черч согласится прийти. В конце концов, его обошли стороной при распределении наград, а он к тому же не горел желанием облачаться в смокинг, что было, возможно, даже более веской причиной для отказа. Но великодушный Черч все же пришел, одетый с иголочки, и привел с собой жену. “Я хочу воспользоваться возможностью и отметить работу двух людей, которые вдохновляют меня на протяжении очень долгого времени, Джорджа Черча и Тин У”, – сказала Даудна. Затем она подчеркнула, что Черч внес “огромный вклад в сферу редактирования генома и среди прочего адаптировал систему CRISPR-Cas для редактирования генома в клетках млекопитающих”[224].

Даудна и Шарпантье сделали хет-трик в 2018 году, когда получили третью престижную награду, премию Кавли. Названная в честь Фреда Кавли, американского предпринимателя норвежского происхождения, она во многом напоминает Нобелевскую премию: вручение проходит на пышной церемонии, и каждый лауреат получает миллион долларов и золотую медаль, на которой изображен бюст учредителя премии. Награда вручается максимум трем ученым, и комитет решил отметить также заслуги скромного литовца Виргиниюса Шикшниса, который до тех пор оставался в тени. “Мы мечтали переписать язык самой жизни, и открытие CRISPR позволило нам обрести новый действенный инструмент для письма”, – сказала норвежская актриса Хайди Руд Эллингсен, которая вела церемонию вместе с американским актером и энтузиастом науки Аланом Алдой. Даудна пришла на мероприятие в коротком черном платье, Шарпантье – в длинном, а Шикшнис – в строгом сером костюме, который, казалось, приобрел специально для этого вечера. Получив медали из рук короля Норвегии Харальда V, они слегка поклонились под звуки фанфар.

Глава 30. Герои CRISPR

История Лэндера

Весной 2015 года, пока Эмманюэль Шарпантье была в Америке, она пообедала с Эриком Лэндером в его кабинете в Институте Брода. Насколько он помнит, она была “подавлена” и раздосадована из-за того, что Даудна получала столь широкое признание. “Мне стало очевидно, что она злится на Дженнифер, – вспоминает Лэндер. – Она считала, что заслуга принадлежит ей в большей степени, чем микробиологам”. (Здесь он имеет в виду Франсиско Мохику, Родольфа Баррангу, Филиппа Хорвата и ее саму, то есть ученых, изначально установивших, как CRISPR работает в бактериях.)

Возможно, Лэндер был прав, а возможно, он отчасти проецировал на Шарпантье собственное разочарование, и потому ему казалось, что ее досада сильнее, чем на самом деле. Лэндер обладает даром убеждения и умеет привлечь людей на свою сторону. Когда я спросил Шарпантье о его словах, она усмехнулась, пожала плечами и предположила, что он описал скорее свои чувства, чем ее. Тем не менее в оценке Лэндера, вероятно, есть доля правды. “Она, как истинная француженка, не выставляла это напоказ”, – отмечает он.

Беседа с Шарпантье за обедом, утверждает Лэндер, положила начало тому, что вылилось в подробную, яркую, прекрасно написанную и неоднозначную журнальную статью по истории CRISPR. “Поговорив с Эмманюэль, я решил распутать клубок, вернуться к истокам CRISPR и отметить заслуги людей, которые провели первичную работу, однако не получили признания, – поясняет Лэндер. – Я всегда встаю на сторону слабых. Не зря я вырос в Бруклине”.

Эрик Лэндер

Я спросил, были ли у него и другие мотивы, например желание преуменьшить роль Даудны и Шарпантье, которые конкурировали за патенты и премии с его протеже Фэном Чжаном. Лэндер запальчив, но при этом отлично знает свои сильные и слабые стороны, и это достойно похвалы. Он ответил, сославшись на пьесу Майкла Фрейна “Копенгаген”, в которой принцип неопределенности применяется к тому, чем руководствовался Вернер Гейзенберг, когда навестил Нильса Бора вскоре после начала Второй мировой войны и обсудил с ним возможность создания атомной бомбы. “Здесь как в пьесе «Копенгаген»: я сам не могу с уверенностью назвать свои мотивы, – сказал Лэндер. – Ты и сам не знаешь, чем руководствуешься”. Ого, подумал я[225].

Одна из приятных черт Лэндера – его веселая и азартная соревновательность: он подталкивал Чжана заявлять о своих заслугах, а затем составлял судебные иски, чтобы защитить его патенты. Его щетинистые усы и горящие глаза неизменно выразительны и передают все мимолетные эмоции, что оценил бы любой его противник в игре в покер. Его неиссякаемая энергия и страсть к убеждению – он напоминает мне покойного дипломата Ричарда Холбрука – вызывают негодование его соперников, но также делают его жестким и эффективным руководителем и организатором. В его статье по истории CRISPR нашли отражение все перечисленные качества.

Посвятив несколько месяцев чтению научных работ и телефонным интервью со всеми участниками событий, в январе 2016 года Лэндер опубликовал статью “Герои CRISPR” в журнале Cell[226]. Работа на восемь тысяч слов была написана живым языком и точна в деталях. Однако она вызвала целый шквал комментариев от негодующих критиков, которые утверждали, что автор искажает факты и очевидным, и завуалированным образом, стремясь превознести вклад Чжана и преуменьшить заслуги Даудны. История в этой статье использовалась в качестве оружия.

Лэндер начал повествование с рассказа о Франсиско Мохике, а затем принялся анализировать заслуги других ученых, о которых я уже упоминал в этой книге. Он переплетал личные характеристики с научными объяснениями всех шагов в изучении CRISPR. Он описал и похвалил работу Шарпантье, открывшей tracгРНК, но после этого, вместо того чтобы рассказать, как Шарпантье и Даудна в 2012 году установили функцию каждого компонента системы, включил в статью длинную историю о литовце Шикшнисе и проблемах, с которыми тот столкнулся, когда настало время опубликовать его работу.

Добравшись до Даудны, Лэндер был довольно великодушен. Он назвал ее “специалистом по структурной биологии и экспертом по РНК с мировым именем”, но отвел ее работе с Шарпантье всего один из шестидесяти семи абзацев статьи. Как и следовало ожидать, Чжану он уделил больше внимания. Подчеркнув, как сложно было перенести систему CRISPR-Cas9 из бактерий в клетки человека, Лэндер достаточно подробно рассказал о том, чем Чжан занимался в начале 2012 года, хотя и не стал ссылаться на источники. При рассказе о вышедшей в январе 2013 года, через три недели после работы Чжана, статье Даудны, в которой описывалось, как система работает в клетках человека, Лэндер ограничился одним предложением и включил в него серьезную претензию, выраженную фразой “с помощью Черча”.

Главная тема эссе Лэндера была важной и верной. “Научные открытия редко совершаются в моменты озарения, – заключил он. – Как правило, они становятся результатом труда целой группы людей, работавшей на протяжении десяти и более лет, и эта группа достигает гораздо большего, чем каждый из ученых мог бы достичь в одиночку”. И все же статья преследовала и другую цель: за видимой любезностью Лэндер скрыл свое однозначное желание принизить Даудну. Хоть это и странно для научного журнала, в Cell не поместили информацию о том, что Институт Брода под руководством Лэндера конкурирует за патенты с Даудной и ее коллегами.

Даудна решила, что не будет раздувать скандал. Она просто опубликовала в интернете комментарий, в котором высказалась так: “Описание исследований моей лаборатории и нашего взаимодействия с другими учеными изобилует ошибками, автор не проверил факты и не связался со мной, чтобы согласовать статью перед публикацией”. Шарпантье тоже расстроилась. “Мне жаль, что описание моего вклада и вклада моих коллег оказалось неполным и неточным”, – отметила она в онлайн-комментарии.

Черч был более конкретен в своей критике. Он отметил, что именно он, а не Чжан, первым показал, как применять в клетках человека удлиненную направляющую РНК, которая в итоге оказалась самой функциональной. Он также оспорил утверждение, что Даудна воспользовалась информацией из статьи, которую он отправил ей перед публикацией.

Недовольство

Друзья Даудны бросились на ее защиту с яростью, которая произвела бы впечатление даже на аудиторию твиттера. Точнее, аудитория твиттера и сама не осталась в стороне.

Самый яркий и растиражированный ответ дал один из высококлассных коллег Даудны из Беркли, профессор генетики Майкл Эйзен. “Злой гений на пике своего могущества не может не завораживать, а Эрик Лэндер и есть злой гений на пике своего могущества”, – написал он в размещенном в открытом доступе комментарии через несколько дней после выхода статьи. Он сказал, что публикация “одновременно так ужасна и так прекрасна, что [он] невольно восхищается, представляя, как он громко хохочет в своем логове на Кендалл-сквер, стоя перед гигантским лазерным оружием, которое уничтожит Беркли, если мы так и не откажемся от своих патентов”.

Эйзен, который не скрывал своей близкой дружбы с Даудной, заявил, что статья Лэндера преследовала “коварную цель” продвинуть Институт Брода и принизить Даудну, а желание написать историю области было для Лэндера только прикрытием. “В статье написана хорошо продуманная ложь, которая нужна для того лишь, чтобы Лэндер мог достичь поставленных перед собой целей – обеспечить Нобелевскую премию для Чжана и безумно прибыльный патент для Института Брода. Во всех основных моментах [статья] настолько далека от реальности, что сложно представить, как ее вообще мог написать столь умный человек”[227]. Я думаю, что такая оценка неверна и несправедлива. На мой взгляд, Лэндер, возможно, и переборщил в своем наставническом рвении и желании переписать историю, однако его нельзя обвинить в нечестности.

Другие, более хладнокровные ученые также выступили с критикой Лэндера, причем пламя полыхало на множестве площадок, от научного форума PubPeer до твиттера[228]. “Если пользоваться соответствующей случаю терминологией, то можно сказать, что статья Эрика Лэндера в журнале Cell спровоцировала настоящую склоку”, – написал Натаниэль Комфорт, профессор истории медицины Университета Джонса Хопкинса. Комфорт назвал статью Лэндера “чиновничьей историей”, намекая, что Лэндер написал специально, чтобы “использовать историю в качестве политического инструмента”. Комфорт даже создал в твиттере хэштег #Landergate, который стал знаменем всех, кто полагал, что Лэндер вероломно поливал грязью конкурентов Института Брода[229].

Во влиятельном журнале MIT Technology Review Антонио Регаладо написал, что Лэндер не подкрепил никакими ссылками свои утверждения о том, что Чжан добился больших успехов в разработке инструментов CRISPR-Cas9 за год до публикации статьи Даудны и Шарпантье 2012 года. “Открытия Чжана в то время не были опубликованы, поэтому они не вошли в официальную летопись науки, – отметил Регаладо. – Но они очень важны, если Институт Брода хочет удержать свои патенты. <…> Неудивительно, что Лэндеру хотелось бы, чтобы они были впервые описаны в таком авторитетном журнале, как Cell. На мой взгляд, Лэндер проявил здесь некоторое коварство”[230].

Женщины-ученые и женщины-писатели, знающие, как несправедливо порой обходятся с Розалинд Франклин при рассказе об открытии структуры ДНК, особенно возмущались из-за статьи Лэндера, который и так не пользовался расположением феминисток, поскольку слишком часто проявлял наклонности альфа-самца, хотя и достоин похвалы за свою поддержку женщин в науке. “Его обзор стал очередным примером того, как женщину вычеркивают из истории науки, – написала в Mic научная журналистка Рут Ридер. – Это объясняет, почему так важно как можно скорее отреагировать на статью Лэндера: складывается впечатление, что в этом случае мужчина-лидер снова приписывает себе все заслуги (а следовательно, получает и финансовую выгоду) в открытии, которое стало результатом работы многих людей”. Статья на сайте Jezebel, который дерзко называет себя “как будто бы феминистским”, вышла под заголовком “Как один мужчина попытался выписать женщин из истории CRISPR, важнейшей биотехнологической инновации последних десятилетий”. В ней Джоанна Роткопф написала: “Вопрос о признании заслуг заставляет вспомнить об истории с Розалинд Франклин”[231].

Наступление на Лэндера, которое случилось, пока он путешествовал по Антарктике и не мог быстро отвечать на критику, представляло такой интерес, что о нем написали даже в ведущих газетах и журналах. Стивен Холл из Scientific American назвал его “самым любопытным за многие годы раздраем в науке” и спросил: “Почему такой проницательный стратег, как Лэндер, решил рискнуть нарваться на общественное порицание и написал столь искусно искаженный обзор?” Холл привел слова Черча, который сказал, что Лэндер “может навредить только одному человеку – самому себе”, а затем восторженно отметил: “Думали, ученые не умеют огрызаться?”[232]

Лэндер в ответ раскритиковал Даудну, которая, по его словам, не предоставила информацию, когда он прислал ей фрагменты статьи прямо перед публикацией. “Я получил данные о работе над CRISPR более чем от дюжины ученых со всего света, – написал Лэндер в электронном письме, адресованном Трейси Венс из The Scientist. – Доктор Даудна стала единственной, кто ответил отказом, и это досадно. Тем не менее я всецело уважаю ее решение не делиться своей точкой зрения”[233]. В последней завуалированной колкости – весь Лэндер.

Статья помогла провести линию фронта в войне CRISPR. Гарвардские почитатели Даудны во главе с Черчем и научным руководителем ее диссертации Джеком Шостаком пришли в ярость. “Его писанина ужасна, просто ужасна, – говорит Шостак. – Эрик хочет, чтобы зачинателями революции в сфере редактирования генома считали Фэна Чжана и его самого, а не Дженнифер. И потому он просто взял и обесценил ее вклад, словно бы и не скрывая своего враждебного отношения”[234].

Публикация Лэндера вызвала возмущение даже в его собственном институте. После того как несколько сотрудников спросили его о ней, он отправил им письмо, адресованное “дорогим бродцам”. В нем не было и намека на оправдания. “В эссе рассказывается о работе целой группы выдающихся ученых (многие из которых находятся на ранних этапах своего карьерного пути), их готовности идти на риск и их важных открытиях, – написал он. – Я очень горжусь этим эссе и тем, что оно говорит нам о науке”[235].

Через пару месяцев после публикации, когда возмущение еще не утихло, меня привлекли к работе в качестве незаинтересованной стороны. Лэндер попросил Кристин Хинан, которая тогда занимала должность вице-президента по коммуникациям в Гарварде, помочь ему уладить ситуацию. Я давно знал Эрика и был (и остаюсь) одним из его разочарованных почитателей. Хинан предложила мне провести дискуссию с его участием, собрав прессу и представителей научного сообщества в вашингтонской штаб-квартире Института Аспена, где я работал. Чтобы подавить конфликт, Лэндер должен был по настоянию Хинан сказать, что вовсе не пытался обесценить вклад Даудны в исследование CRISPR. Лэндер попытался последовать совету Хинан, но сделал это не слишком уверенно. “Я не хотел никого принижать”, – сказал он, а затем добавил, что считает Даудну “великолепным ученым”. Этим дело и ограничилось. Когда на него надавил Джоэл Ахенбах из Washington Post, Лэндер заявил, что в своей статье он придерживается фактов и не умаляет достижения Даудны. Я переглянулся с Хинан, и она лишь пожала плечами[236].

Эльдора Эллисон

Глава 31. Патенты

“Полезные искусства”

С тех самых пор, как Венецианская республика в 1474 году приняла статут, наделивший изобретателей “любого нового и оригинального устройства” эксклюзивным правом получать с него прибыль на протяжении десяти лет, люди ведут борьбу за патенты. Их существование закреплено в первой статье Конституции США: “Конгресс имеет право <…> поощрять развитие наук и полезных искусств, ограждая на определенный срок права собственности авторов и изобретателей на их произведения и открытия”. Через год после ратификации Конституции Конгресс принял закон, который санкционировал выдачу патентов на “любое полезное искусство, изделие, двигатель, машину, устройство или любое новшество, прежде неизвестное”.

Как впоследствии выяснили суды, очень сложно применять эти понятия даже к таким простым вещам, как дверная ручка. На процессе 1850 года, где Хочкинс выступал против Гринвуда, рассматривалась заявка на патент на производство дверных ручек из фарфора, а не из дерева, и Верховный суд США ввел категории “очевидного” и “неочевидного” при определении того, может ли изобретение считаться “прежде неизвестным”. Особенно сложно судить о патентах, связанных с биологическими процессами. Тем не менее биологические патенты имеют долгую историю. Так, в 1873 году французский биолог Луи Пастер получил первый известный патент на микроорганизм: он изобрел метод “освобождать дрожжи от органических возбудителей болезней”. В результате у нас появились пастеризованные молоко, сок и вино.

Современная биотехнологическая отрасль зародилась веком позже, когда стэнфордский юрист связался со Стэнли Коэном и Гербертом Бойером и убедил их запатентовать открытый ими метод синтезирования новых генов при помощи рекомбинантной ДНК. Многие ученые, включая Пола Берга, в свое время открывшего рекомбинантную ДНК, ужаснулись при мысли о патентовании биологического процесса, но роялти, которые потекли в карман изобретателям и университетам, где они работали, быстро повысили популярность биотехнологических патентов. Стэнфорд, например, за 25 лет заработал 225 миллионов долларов, выдавая биотехнологическим компаниям неэксклюзивные лицензии на патенты Коэна – Бойера.

Два значимых события произошли в 1980 году. Верховный суд США вынес решение в пользу специалиста по генной инженерии, который вывел штамм бактерий, способных поедать сырую нефть, что делало их полезными для ликвидации разливов нефти. Патентное бюро отклонило его заявку, поскольку сочло, что нельзя запатентовать живой организм. Однако Верховный суд пятью голосами против четырех принял написанное председателем Уорреном Бергером решение, что “живой, созданный человеком микроорганизм подлежит патентованию”, если является “продуктом человеческого ума”[237].

В тот же год конгресс принял закон Бая – Доула, благодаря которому университетам стало проще извлекать преимущество из патентов, даже если исследования финансировались государством. До тех пор университетам часто приходилось передавать права на свои изобретения федеральным агентствам, которые выступали их спонсорами. Некоторые ученые считают, что закон Бая – Доула лишает граждан возможности получать прибыль от изобретений, сделанных на деньги налогоплательщиков, и нарушает механизм работы университетов. “Ориентируясь на небольшое количество патентов, которые приносят огромные деньги, университеты построили гигантскую инфраструктуру, чтобы наживаться на своих исследователях”, – утверждает Майкл Эйзен, коллега Даудны из Беркли. Он полагает, что государство должно делать результаты работ, которые финансируются из казны, достоянием общественности. “Мы все оказались бы в выигрыше, если бы академическая наука вернулась к своим истокам – к фундаментальным исследованиям, ориентированным на открытия. CRISPR показывает, какой токсичный эффект оказывает превращение научных учреждений в жадных до денег торговцев интеллектуальной собственностью”[238].

Это любопытная точка зрения, но я полагаю, что в целом американской науке идет на пользу существующая комбинация государственного финансирования и коммерческих инициатив. Чтобы превратить открытие в фундаментальной науке в инструмент или препарат, порой требуются миллиарды долларов. Если не будет способа восполнить такие затраты, инвестиции в науку сократятся[239]. Прекрасным примером этого служат исследования CRISPR и разработка методов лечения на основе сделанных открытий.

Патенты CRISPR

Даудна мало что знала о патентах. Ее прошлые открытия не имели практического применения. Когда они с Шарпантье заканчивали работу над статьей, опубликованной в июне 2012 года, Даудна связалась со специалистом по интеллектуальной собственности из Беркли, и та устроила ей встречу с юристом.

Патенты на изобретения ученых, работающих в американских учебных заведениях, обычно выдаются учебным заведениям (в случае Даудны речь идет о Беркли), но изобретатели определяют, как будет осуществляться лицензирование, и получают часть роялти (в большинстве университетов их доля составляет около трети). Шарпантье в то время работала в Швеции, где патент выдается непосредственно на имя изобретателя. В результате заявка Даудны была подана от имени Беркли, Шарпантье и Венского университета, где работал Хылинский. Чуть позже семи часов вечера 25 мая 2012 года, заканчивая статью для Science, ученые заполнили предварительную заявку на патент и заплатили 155 долларов за ее обработку, воспользовавшись кредитной картой. Им не пришло в голову ускорить процесс, заплатив немного больше[240].

В заявке длиной 168 страниц, включая графики и экспериментальные данные, они описали систему CRISPR-Cas9 и перечислили более 124 способов ее использования. Все данные в заявке были получены в экспериментах с бактериями. Но в ней также были упомянуты способы доставки, которые могли работать в клетках человека, и утверждалось, что патент должен покрывать использование CRISPR в качестве инструмента редактирования генома всех форм жизни.

Как я отметил ранее, Чжан и Институт Брода подали свою заявку на патент в декабре 2012 года, когда журнал Science принял к публикации его статью о редактировании генома человека[241]. В ней описывался именно процесс применения CRISPR в человеческих клетках. В отличие от Беркли, Институт Брода воспользовался прекрасной лазейкой в процессе патентования, оплатил небольшой дополнительный взнос и согласился на ряд условий, чтобы ускорить рассмотрение заявки по так называемому запросу на ускоренную экспертизу, или ходатайству об особых условиях, что звучит поэтичнее[242].

Сначала патентное ведомство не удовлетворило заявку Чжана, запросив дополнительные данные. Чжан представил на рассмотрение письменную декларацию, в которой сделал утверждение, разозлившее Даудну. Он отметил, что Черч отправил ей копию своей статьи до публикации, и намекнул, что в своей заявке на патент Даудна использовала его данные. “При всем уважении, я сомневаюсь в происхождении примера”, – сказал Чжан. В одном из юридических документов Чжан и Институт Брода заявили: “Лишь после того, как лаборатория Черча поделилась неопубликованными данными, лаборатория доктора Даудны сообщила, что сумела адаптировать систему CRISPR-Cas9” для работы в клетках человека.

Даудну возмутило утверждение Чжана, поскольку он косвенно обвинял ее в незаконном присвоении данных Черча. Воскресным вечером она позвонила Черчу домой, и он разделил ее негодование. “Я готов во всеуслышание заявить, что ты не использовала мои данные ненадлежащим образом”, – сказал Черч. Даудна проявила вежливость, упомянув его в разделе с благодарностями, и позже он сказал мне, что счел “возмутительным” желание Чжана обернуть это скромное проявление коллегиальности против нее[243].

Исключение Марраффини

Пока Чжан ожидал решения по своим заявкам, они с Институтом Брода пошли на необычный шаг и исключили из основной заявки имя его коллеги Лучано Марраффини. Эта таинственная история – печальный пример негативного влияния патентного законодательства на сотрудничество в сфере науки. Это также пример соревновательности, возможно, даже алчности и вместе с тем – безграничной доброты и товарищества.

Марраффини – скромный бактериолог, родившийся в Аргентине и работающий в Рокфеллеровском университете. С начала 2012 года он сотрудничал с Чжаном и был соавтором его статьи в журнале Science. Когда Чжан подал заявки на свои патенты, Марраффини был указан в них в качестве одного из соавторов изобретений[244].

Год спустя Марраффини вызвали в кабинет президента Рокфеллеровского университета, где он с удивлением и огромной горечью узнал, что Чжан и Институт Брода решили сузить некоторые заявки и посвятить одну из них исключительно процессу обеспечения работы CRISPR-Cas9 в клетках человека. Институт Брода единолично решил, что Марраффини не внес в это исследование достаточного вклада, чтобы заслужить включение своего имени в патент, и потому его исключили из заявки.

“Фэну Чжану не хватило вежливости сообщить мне об этом лично, – говорит Марраффини, качая головой и не скрывая своего шока и разочарования даже по прошествии шести лет. – Я здравомыслящий человек. Если бы они сказали, что я сделал недостаточно, чтобы заслужить равную долю, то я бы согласился и на меньшее. Но меня даже не поставили в известность”. Ему особенно обидно из-за того, что история о работе с Чжаном кажется ему вдохновляющей и весьма американской: две молодые восходящие звезды иммигрировали в США – один из Китая, другой из Аргентины, – объединили усилия и показали, как применять CRISPR в человеческом организме[245].

Когда я спросил об этом Чжана, в его голосе тоже послышалась грусть, словно это он оказался обижен. “Я с самого начала уделял основное внимание Cas9”, – заявил он, когда я спросил, не следует ли отдать Марраффини должное, ведь именно он подсказал ему, что нужно сосредоточить усилия на работе с этим ферментом. Возможно, исключение Марраффини из заявки стало проявлением мелочности, но, по мнению Чжана, оно было оправданно. И здесь кроется одна из проблем, связанных с патентами: они подталкивают людей проявлять меньше великодушия при признании заслуг своих коллег[246].

Конфликт

Патентное ведомство решило удовлетворить заявку Чжана на патент 15 апреля 2014 года, хотя заявка Даудны[247] по-прежнему оставалась на рассмотрении[248]. Узнав об этом, Даудна позвонила Энди Мэю, своему бизнес-партнеру, который в тот момент сидел за рулем. “Помню, я свернул на обочину, ответил на звонок и получил этот удар, – вспоминает он. – «Как это случилось? – спрашивала она. – Каким образом нас сумели обойти?» Она была вне себя от ярости, совершенно вне себя”[249].

Заявка Даудны все еще лежала в Патентном ведомстве. И возникал вопрос: что происходит, когда подаешь заявку на патент, но, пока решение еще не принято, подобный патент получает другой человек? По американскому законодательству заявитель в течение года может запросить рассмотрение “коллизии” патентов. В апреле 2015 года Даудна подала заявление, в котором указала, что патенты Чжана необходимо аннулировать, поскольку возникла коллизия с заявками на патент, поданными ею ранее[250].

В частности, Даудна подала в ведомство 114-страничное “Подозрение на коллизию”, в котором подробно объяснялось, почему некоторые пункты заявки Чжана не могут считаться “патентоспособно отличными” от перечисленных в ее собственной заявке, находящейся на рассмотрении. Хотя ее команда проводила эксперименты с бактериями, она утверждала, что в их заявке на патент “недвусмысленно говорится”, что систему можно применять во “всех организмах”, и приводятся “подробные описания множества шагов, которые можно предпринять, чтобы применить систему” к человеку[251]. В ответном заявлении Чжан написал, что в заявке Даудны “НЕ указаны [частица выделена в оригинальном документе] особенности, необходимые для связывания Cas9 и распознавания ДНК-мишени в клетке человека”[252].

Противники заняли позиции. Даудна с коллегами определили главные компоненты системы CRISPR-Cas9 и разработали технику, чтобы обеспечить ее функционирование при помощи компонентов из клеток бактерий. Они утверждали, что после этого стало “очевидно”, как система будет работать в клетке человека. Чжан и Институт Брода возражали, что возможность работы системы в человеческом организме не была очевидной. Чтобы обеспечить ее функционирование, необходимо было сделать еще один изобретательный шаг, и Чжан справился с задачей раньше Даудны. Чтобы разрешить проблему, в декабре 2015 года патентные эксперты запустили “коллизионную процедуру” и сформировали коллегию из трех судей.

Когда юристы Даудны заявили, что было “очевидно”, что система, работавшая в бактериях, будет работать и в человеческом организме, они использовали специальный термин. В патентном праве термином “очевидный” обозначается конкретное юридическое понятие. Согласно судебным решениям, “критерием при определении очевидности служит то, мог ли имеющийся опыт подсказать специалисту средней квалификации в соответствующей области, что такой процесс имел бы достаточно высокую вероятность успеха”[253]. Иными словами, новый патент не дадут, если вы просто модифицировали имеющееся изобретение настолько очевидным образом, что человек, обладающий средней квалификацией в соответствующей сфере, мог бы сделать то же самое, имея довольно высокие шансы на успех. К несчастью, такие выражения, как “специалист средней квалификации” и “достаточно высокая вероятность успеха”, оказываются слишком расплывчатыми, когда дело касается биологии, где эксперименты менее предсказуемы, чем в других технических сферах. Когда копаешься во внутренностях живых клеток, случаются всякие неожиданности[254].

Процесс

Целый год ушел на составление аналитических записок, заявлений и ходатайств, и наконец в декабре 2016 года коллегия из трех судей рассмотрела дело в Ведомстве по патентам и товарным знакам США в Александрии (штат Вирджиния). Зал заседаний с кафедрой из светлого дерева и простыми столами напоминает зал в тихом провинциальном транспортном суде. Но в день слушания уже в 5:45 утра возле здания начала выстраиваться очередь из сотни журналистов, адвокатов, инвесторов и энтузиастов биотехнологий, в основном похожих на ботаников в очках[255].

Адвокат Чжана открыл слушание, заявив, что главный вопрос состоит в том, “было ли применение CRISPR в эукариотических клетках очевидным” после статьи Даудны и Шарпантье 2012 года[256]. Чтобы доказать, что очевидным оно не было, он подготовил несколько плакатов с утверждениями, которые ранее делали Даудна и члены ее команды. Первое было взято из интервью Даудны журналу химического факультета Беркли: “Наша статья 2012 года стала большим успехом, но была проблема. Мы не знали точно, будет ли система CRISPR-Cas9 работать в клетках растений и животных”[257].

Затем адвокат Чжана привел цитату, которая представляла собой не просто небрежное замечание, а заявление, сделанное Даудной и Мартином Йинеком в статье в журнале eLife, спешно написанной и опубликованной в январе 2013 года. В более ранней статье “упоминалось о многообещающей возможности” применения системы CRISPR для редактирования генома человека, написали они, но затем добавили: “Тем не менее не было установлено, способна ли такая бактериальная система работать в эукариотических клетках”. Адвокат Чжана заявил суду: “Озвученные комментарии, сделанные в то время, противоречат утверждению, что все это было очевидно”.

Адвокаты Даудны возразили, что ее слова просто выдавали в ней осторожного ученого. Это не произвело впечатления на председателя судейской коллегии Дебору Кац. “Существуют ли заявления, – спросила она у адвоката Даудны, – в которых кто-либо выражал уверенность в том, что система будет работать?” Адвокат смог привести лишь утверждение Даудны о том, что существует “реальная возможность” этого.

Опасаясь, что он ведет безнадежную игру, адвокат Даудны сместил акценты. Он отметил, что за шесть месяцев после публикации открытия Даудны и Шарпантье обеспечить работу системы в эукариотических клетках сумели пять лабораторий и это показывает, насколько “очевидным” был этот шаг. Он представил график, на котором демонстрировалось, что все они пользовались хорошо известными методами. “Здесь нет ничего особенного, – сказал он судье. – Эти лаборатории не взялись бы за дело, если бы не ожидали, что с высокой вероятностью добьются успеха”[258].

В конце концов коллегия судей встала на сторону Чжана и Института Брода. “Институт Брода убедил нас, что стороны представили патентоспособно различные объекты изобретения, – постановили судьи в феврале 2017 года. – Данные показывают, что изобретение таких систем в эукариотических клетках не могло быть очевидным”[259].

Сторона Даудны апеллировала к федеральным судам и запустила процесс, который растянулся еще на девятнадцать месяцев. В сентябре 2018 года Апелляционный суд США по федеральному округу признал решение патентного комитета законным[260]. Чжан имел право на свой патент, и коллизии с заявкой Даудны и Шарпантье не возникало.

Однако, как случается во многих сложных делах об интеллектуальной собственности, эти решения не поставили точку в разбирательстве и не позволили присудить Чжану полную победу. Поскольку коллизии между двумя заявками не было, они могли рассматриваться независимо друг от друга, а это значит, что Даудне и Шарпантье также могли выдать патент.

Спор о приоритете патента, 2020 год

Так и произошло. В последних двух предложениях вынесенного в 2018 году решения, утвердившего патент Чжана, Апелляционный суд США подчеркнул важную вещь. “В настоящем деле рассматривались рамки двух заявок и определялось, можно ли считать эти заявки патентоспособно различными, – написала судья. – Состоятельность каждого из комплектов заявок в расчет не принималась”. Иными словами, не было “коллизии” между патентами, выданными Чжану, и патентами, заявки на которые подали Даудна и Шарпантье. Их изобретения можно было считать различными, и потому получить патенты могли обе стороны, а патенты Даудны и Шарпантье при этом могли также обладать приоритетом.

Разумеется, такой итог был бы неряшливым и несколько парадоксальным. Если бы были выданы оба комплекта патентов, которые пересекались бы друг с другом, это противоречило бы решению, что между ними нет коллизии. Но порой жизнь, и особенно жизнь внутри клеток и залов судебных заседаний, оказывается парадоксальной.

В начале 2019 года Патентное ведомство США выдало пятнадцать патентов на базе заявок Даудны и Шарпантье, поданных в 2012 году. К тому времени Даудна сменила ведущего адвоката и наняла на эту должность Эльдору Эллисон, которая обладала опытом, идеально подходящим для эпохи биотехнологий. Она изучала биологию в колледже Хаверфорд, затем занималась биохимией и клеточной биологией в аспирантуре Корнеллского университета и наконец получила юридическое образование в Джорджтаунском университете. Я часто советую своим студентам изучать и биологию, и бизнес, как поступила Рейчел Хорвиц, или и биологию, и право, как Эллисон.

Объясняя мне дело за завтраком, Эллисон проливала свет как на биологические, так и на юридические тонкости и свободно цитировала по памяти мудреные сноски из всяческих научных статей и судебных постановлений. Я пришел к выводу, что Эллисон блестяще справилась бы с работой в Верховном суде, где сегодня не помешал бы хоть один судья, который разбирается в биологии и технологиях[261].

В июне 2019 года Эллисон убедила Патентное ведомство открыть новое дело[262]. В отличие от первого дела, в котором рассматривалась только возможная коллизия патентов Чжана с патентами, заявку на которые подала Даудна, новое должно было разрешить фундаментальный вопрос: которая из сторон первой сделала ключевые открытия. В этом “споре о приоритете” нужно было попытаться установить с помощью лабораторных журналов и других свидетельств, когда именно каждый из заявителей изобрел инструмент для редактирования генома на базе CRISPR-Cas9.

В мае 2020 года на слушании, проведенном по телефону из-за коронавирусных ограничений, адвокат Чжана заявил, что вопрос уже решен: было не “очевидно”, что система CRISPR-Cas9, открытая Даудной и Шарпантье в 2012 году, будет работать в клетках человека, а следовательно, Чжан имел право на патент, поскольку первым продемонстрировал, как обеспечить ее функционирование. Эллисон ответила, что в новом деле рассматриваются другие юридические вопросы. Патент, выданный Даудне и Шарпантье, позволял применять CRISPR-Cas9 во всех организмах, от бактерий до человека. Вопрос, по словам Эллисон, состоял в том, содержала ли заявка на патент, которую они подали в 2012 году, достаточно свидетельств, чтобы показать, что именно они совершили это открытие. Эллисон утверждала, что, хотя экспериментальные данные и были получены при использовании бактериальных компонентов в пробирке, в целом их заявка на патент описывала, как использовать эту систему в любом организме[263]. К концу 2020 года дело еще не было закрыто.

Ситуация в Европе сначала обстояла подобным образом: Даудне и Шарпантье выдали патент, а затем патент получил и Чжан[264]. Но к этому моменту снова дал о себе знать спор Чжана с Марраффини. После пересмотра заявок Чжана и исключения имени Марраффини европейский патентный суд постановил, что Чжан не может считать дату подачи своей первой заявки “датой приоритета”. В результате было признано, что другие заявки на патент имеют более раннюю дату приоритета, и суд отозвал патент Чжана. “Европейский патент Фэна был аннулирован, потому что он исключил мое имя”, – говорит Марраффини[265]. К 2020 году Даудна и Шарпантье также получили приоритетные патенты в Великобритании, Китае, Японии, Австралии, Новой Зеландии и Мексике.

Стоили ли того все описанные патентные битвы? Может, Даудне и Чжану было выгоднее заключить сделку, чем судиться друг с другом? Оглядываясь назад, партнер Даудны по бизнесу Энди Мэй так и считает. “Мы сэкономили бы немало времени и денег на судебных спорах, если бы сумели найти общий язык”, – говорит он[266].

Затянувшаяся борьба подпитывалась ненужными эмоциями и обидами. Вместо этого Даудна и Чжан могли бы последовать примеру Джека Килби из Texas Instruments и Роберта Нойса из Intel, которые после пяти лет ожесточенных споров согласились разделить патентные права на микросхему, заключив соглашение о кросс-лицензировании своей интеллектуальной собственности и разделе роялти, что обеспечило отрасли производства микросхем экспоненциальный рост и определило облик новой технологической эпохи. В отличие от сторон в споре о CRISPR, Нойс и Килби не стали отступать от важнейшего принципа ведения бизнеса: не стоит делить шкуру неубитого медведя.

Часть четвертая. CRISPR в действии

Прежде не было

Спасенья от болезней. Ни травы такой,

Ни мази, ни питья не знали смертные

И гибли без лекарства до тех пор, пока

Я всяких смесей болеутоляющих

Не указал им, чтоб любой пресечь недуг[267].

Прометей в трагедии Эсхила “Прометей прикованный”

Глава 32. Методы лечения

Серповидноклеточная анемия

В июле 2019 года врач из нэшвиллской больницы ввел иглу большого шприца в руку 34-летней афроамериканки из маленького города в центральной части штата Миссисипи и сделал ей инъекцию стволовых клеток, которые были выделены из взятой у нее крови и отредактированы с помощью системы CRISRP-Cas9. Теперь их возвращали в организм, пытаясь вылечить женщину от серповидноклеточной анемии, которая с младенчества вызывала у нее сильнейшие боли. Так Виктория Грей, мать четырех детей, стала первым в США человеком, для лечения которого был использован инструмент редактирования генома на базе CRISPR. Клинические испытания проводила компания CRISPR Therapeutics, основанная Эмманюэль Шарпантье. После инъекции у Грей резко участилось сердцебиение, и некоторое время ей было сложно дышать. “В тот момент мне стало немного страшно и тяжело, – сказала она журналисту NPR Робу Стейну, который получил разрешение следить за ее лечением. – Потом я заплакала. Но это были слезы счастья”[268].

Доктор Хайдар Франгул из Научно-исследовательского института Сары Кэннон в Нэшвилле с Викторией Грей

Сегодня внимание к CRISPR во многом объясняется потенциалом системы к внесению в клетки человека наследуемых изменений или к редактированию зародышевой линии. Такие изменения передаются в клетки всех будущих потомков человека и могут в будущем преобразить человеческий род. Редактированию подвергаются гаметы эмбрионов на ранних этапах развития. Именно так CRISPR в 2018 году применили к близнецам из Китая, и этой темы, требующей отдельного обсуждения, я коснусь позже. В этой главе я сосредоточусь на способах применения CRISPR, которые (по крайней мере, до поры до времени) будут наиболее широко распространены и привлекательны: на таких случаях, как лечение Виктории Грей, когда CRISPR используется для редактирования лишь некоторых клеток тела, не передающих свои гены в следующее поколение (такие клетки называются соматическими). Изменения в генах соматических клеток не наследуются. Для этого можно брать клетки у пациента и затем редактировать и возвращать их в организм (ex vivo), а можно помещать инструмент редактирования на базе CRISPR в организм пациента (in vivo).

Серповидноклеточная анемия – один из самых подходящих случаев для редактирования генома ex vivo, поскольку при этом заболевании поражаются клетки крови, которые можно легко забрать из организма и вернуть обратно. Болезнь вызывается мутацией единственной буквы из более чем трех миллиардов спаренных оснований в ДНК человека, в результате которой возникает аномалия в белке гемоглобине. Нормальный гемоглобин формирует круглые и гладкие кровяные тельца, способные легко проходить по сосудам и переносить кислород из легких к остальным частям тела. Но аномальный гемоглобин формирует длинные волокна, которые искажают красные кровяные тельца, отчего они слипаются и изгибаются в форме серпа. Кислород не поступает в ткани и легкие, что вызывает сильные боли. В большинстве случаев больной умирает, не доживая до пятидесяти лет. Серповидноклеточной анемией страдают более четырех миллионов человек во всем мире, причем около 80 % из них живет в Африке и около 90 тысяч – жители США, в основном афроамериканцы.

Простота генетической ошибки и серьезность синдрома делает его прекрасным кандидатом на лечение путем редактирования генома. Работая с Викторией Грей, врачи выделили стволовые клетки из ее собственной крови и отредактировали их, применив CRISPR, чтобы активировать ген, который обычно работает в клетках крови только в период эмбрионального развития. Такой эмбриональный гемоглобин нормален, поэтому, если генетическая модификация оказывается действенной, у пациентов начинает вырабатываться собственная хорошая кровь.

Через несколько месяцев после введения отредактированных клеток Грей приехала в нэшвиллскую больницу, чтобы узнать, помогает ли лечение. Она была настроена оптимистически. После получения отредактированных клеток ей ни разу не понадобилось переливание крови и приступы боли ее тоже не мучили. Медсестра ввела иглу и наполнила кровью несколько пробирок. Грей нервничала, ожидая результатов. В конце концов врач пришел сообщить ей новости. “Мне очень понравились результаты ваших сегодняшних анализов, – сказал он. – По ним видно, что у вас начал вырабатываться эмбриональный гемоглобин, и это замечательно”. Ее кровь теперь примерно на половину состояла из эмбрионального гемоглобина со здоровыми клетками.

В июне 2020 года Грей получила еще более радостную новость: судя по всему, улучшение длительное. По истечении девяти месяцев она не испытала ни одного приступа боли из-за серповидноклеточной анемии и ни разу не нуждалась в переливании крови. Анализы показали, что 81 % клеток ее костного мозга производили нормальный эмбриональный гемоглобин, а значит, изменения в генах сохранились[269]. “Школьные и университетские выпускные, свадьбы, внуки – я думала, что ничего этого не увижу, – сказала она, узнав о результатах. – Теперь я смогу помочь своим дочерям выбрать свадебные платья”[270]. Это была важнейшая веха: очевидно, система CRISPR вылечила генетическую болезнь человека. Находясь в Берлине, Шарпантье слушала запись прочувствованного интервью, которое Грей дала корреспонденту NPR. “Слушая ее, я радостно осознавала, – говорит она, – что дитя, которое я помогла создать, редактирование на базе CRISPR, избавило ее от страданий”[271].

Доступность

Подобные способы применения CRISPR, вероятно, помогут спасать жизни. Но они, несомненно, стоят немалых денег. На лечение единственного пациента может уходить миллион долларов, а то и больше, по крайней мере на первых порах. В связи с этим применение CRISPR на благо людям может обанкротить систему здравоохранения.

Даудна занялась этой проблемой после беседы с группой американских сенаторов, состоявшейся в декабре 2018 года. Встреча в Капитолии прошла через несколько недель после объявления о том, что в Китае родились “CRISPR-близнецы” с наследуемыми изменениями генома, и Даудна ожидала, что там будет обсуждаться эта громкая новость. Сначала так и было. Однако, к ее удивлению, участники дискуссии очень быстро переключились с опасностей наследуемого редактирования генома на потенциал применения редактирования генома для лечения болезней.

Даудна сообщила сенаторам, что на базе CRISPR совсем скоро будет разработана терапия серповидноклеточной анемии, и собравшиеся оживились, но сразу же забросали ее вопросами о стоимости такого лечения. “От серповидноклеточной анемии в США страдает 100 тысяч человек, – отметил один сенатор. – Разве мы можем позволить себе тратить по миллиону долларов на пациента? Так у нас никаких денег не хватит”.

Даудна решила, что обеспечить доступность терапии серповидноклеточной анемии должен ее Институт инновационной геномики. “Слушание в Сенате стало для меня поворотным моментом, – говорит она. – Я и раньше много думала о затратах, но не так пристально”. Вернувшись в Беркли, она провела серию встреч, на которых обсуждала с членами своей команды, как сделать обеспечение широкого доступа к терапии серповидноклеточной анемии новой главной задачей их миссии[272].

Ориентируясь на государственно-частное партнерство, благодаря которому доступной стала вакцина от полиомиелита, Даудна связалась с Фондом Билла и Мелинды Гейтс и Национальными институтами здоровья, недавно объявившими о заключении партнерства в рамках инициативы “Вылечим серповидноклеточную анемию” и выделении финансирования в объеме 200 миллионов долларов[273]. Основная научная цель инициативы состоит в том, чтобы найти способ редактировать серповидноклеточную мутацию в организме пациента, не производя забор костного мозга. Для этого можно ввести в кровь пациента молекулу, осуществляющую редактирование генома, заранее снабдив ее адресным маркером, который направит ее прямо к клеткам костного мозга. Самое сложное – найти подходящий механизм доставки такой молекулы, например задействовав вирусоподобную частицу, которая не спровоцирует иммунный ответ организма.

Если инициатива обернется успехом, масса людей сможет исцелиться от страшной болезни, а здравоохранение станет более справедливым. От серповидноклеточной анемии в мире в основном страдают африканцы и афроамериканцы. Медицинское обслуживание этих групп населения традиционно оставляет желать лучшего. Хотя генетическая причина серповидноклеточной анемии была установлена раньше, чем причина любого подобного заболевания, новых методов лечения не появлялось. Так, на борьбу с кистозным фиброзом, от которого страдают по большей части белые американцы и европейцы, выделяется в восемь раз больше средств от государства, благотворительных организаций и фондов. Предполагается, что, имея большое будущее, редактирование генома преобразит медицину. Опасность в том, что в результате усилится разрыв между богатыми и бедными в сфере здравоохранения. Цель запущенной Даудной инициативы по обеспечению доступности терапии серповидноклеточной анемии состоит в том, чтобы этого избежать.

Рак

Помимо лечения заболеваний крови, таких как серповидноклеточная анемия, CRISPR применяется для борьбы с раком. Пионером в этой области выступает Китай, который на два-три года опережает США в разработке методик лечения и проведении клинических испытаний их эффективности[274].

Первым терапию получил страдающий от рака легких пациент из Чэнду, 14-миллионного города в провинции Сычуань на западе Китая. В октябре 2016 года команда врачей забрала из крови пациента некоторое количество Т-лимфоцитов, или белых кровяных телец, которые помогают организму бороться с болезнями и поддерживать иммунитет. Далее врачи применили систему CRISPR-Cas9, чтобы отключить ген, который производит белок PD-1, останавливающий иммунный ответ клетки. Иногда раковые клетки активируют PD-1, защищая себя от иммунной системы. При использовании CRISPR для редактирования гена Т-лимфоциты пациента начинают с большей эффективностью убивать раковые клетки. За год Китай провел семь клинических испытаний с применением этой техники[275].

“Думаю, это станет поводом к биомедицинской дуэли Китая и США, напоминающей космическую гонку прошлого”, – сказал Карл Джун, авторитетный исследователь рака из Пенсильванского университета, который в то время никак не мог получить от властей одобрение на проведение подобного клинического исследования. В конце концов он и его коллеги запустили исследование и сообщили о предварительных результатах в 2020 году. Их метод, примененный для лечения трех пациентов, страдающих от рака на поздних стадиях, был сложнее китайского. Они выключили ген PD-1 и также внедрили в Т-лимфоциты ген, который брал на прицел опухоли пациентов.

Хотя пациенты не излечились от рака, испытания показали, что техника безопасна. Даудна в соавторстве с одним из своих постдоков опубликовала в журнале Science статью, в которой объяснила результаты, полученные исследователями из Пенсильванского университета. “До сих пор оставалось неизвестным, готов ли организм человека принимать Т-лимфоциты, отредактированные с помощью системы CRISPR-Cas9 и возвращенные на место, – написали они. – Данные говорят о важном прорыве в сфере терапевтического применения редактирования генома”[276].

CRISPR также используется в качестве средства обнаружения, чтобы определять, от какого именно вида рака страдает пациент. Компания Mammoth Biosciences, основанная Даудной и двумя ее студентами, создает на базе CRISPR диагностические инструменты, которые применяются к опухолям, чтобы быстро и легко выявлять ДНК-последовательности, сопряженные с разными видами рака. После этого для каждого пациента можно разрабатывать прецизионную терапию[277].

Слепота

Третья сфера применения редактирования генома на базе CRISPR, которую разрабатывали в 2020 году, связана с лечением одной из форм врожденной слепоты. В этом случае процедура проводилась in vivo – в организме пациента, – поскольку клетки глаза невозможно забрать и впоследствии возвратить на место, в отличие от клеток крови и костного мозга. Клинические испытания проводились в партнерстве с компанией Editas Medicine, основанной Чжаном и его коллегами.

Цель состояла в том, чтобы вылечить наследственный амавроз Лебера, частую причину детской слепоты. У страдающих этой болезнью пациентов наблюдается мутация гена, критически важного для выживания светочувствительных клеток глаза. В результате возникает дефицит важнейшего белка и свет, попадающий на клетки, не преобразуется в нервные сигналы[278].

Впервые разработанную терапию применили в марте 2020 года, прямо перед закрытием большинства больниц из-за коронавируса, в Институте глазных болезней Кейси в Портленде (штат Орегон). В ходе четырехчасовой процедуры врачи с помощью крошечной трубки толщиной с волос ввели три капли жидкости, содержащей CRISPR-Cas9, в расположенный прямо за сетчаткой глаза пациента слой, где находятся светочувствительные клетки. Для транспортировки CRISPR-Cas9 в нужные клетки использовался модифицированный вирус. Если редактирование пройдет по плану, корректировка будет перманентной, поскольку клетки глаза, в отличие от клеток крови, не делятся, а их число не пополняется[279].

На подходе

Разрабатываются и более смелые способы применения редактирования генома на базе CRISPR, которые могут сделать нас менее уязвимыми перед лицом пандемий, рака, болезни Альцгеймера и других заболеваний. Например, ген P53 кодирует белок, который подавляет рост раковых опухолей. Он помогает организму реагировать на повреждение ДНК и не позволяет раковым клеткам делиться. Как правило, люди имеют одну копию этого гена[280], поэтому, если с ним что-то случается, у них развивается рак. В организме слонов двадцать экземпляров этого гена, и раком они не болеют почти никогда. В настоящее время ученые ищут способы добавить в геном человека еще один ген P53. Ген APOE4 подобным образом повышает риск разрушительной болезни Альцгеймера. Исследователи ищут способы преобразовывать этот ген в безопасную форму.

Другой ген, PCSK9, кодирует фермент, который запускает образование липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), или “плохого” холестерина. У некоторых людей в этом гене наблюдается мутация, которая приводит к поддержанию такого холестерина на очень низком уровне, что на 88 % снижает риск коронарной болезни сердца. Прежде чем Хэ Цзянькуй решил отредактировать ген рецепторов ВИЧ в созданных им CRISPR-младенцах, он изучал способы применять CRISPR для редактирования зародышевой линии в гене PCSK9 у эмбрионов, чтобы производить “дизайнерских детей”, имеющих гораздо меньший риск сердечных заболеваний[281].

В начале 2020 года шло более двух десятков клинических испытаний различных способов применения CRISPR-Cas9. Среди них – потенциальные методики лечения ангиоэдемы (наследственного заболевания, вызывающего сильные отеки), острого миелоидного лейкоза, чрезвычайно высокого уровня холестерина и мужского облысения[282]. Однако в марте того года большинство исследовательских лабораторий было временно закрыто из-за пандемии коронавируса. Исключение было сделано лишь для тех из них, где ученые искали способы борьбы с вирусом. Многие исследователи CRISPR, и в первую очередь Даудна, переключили внимание на разработку инструментов для выявления и лечения болезни, причем некоторые применили техники, которые освоили при изучении того, как у бактерий появился иммунитет для защиты от новых вирусов.

Глава 33. Биохакинг

На Глобальном саммите по синтетической биологии, проходившем в Сан-Франциско в 2017 году, Джосайя Зайнер, одетый в черную футболку и узкие белые джинсы, встал перед залом, полным специалистов по биотехнологиям, и рассказал о самодельном “наборе для генной инженерии лягушки”, который собрал в своем гараже. Доступный онлайн, он стоил 299 долларов и давал возможность за месяц вдвое увеличить мышечную массу лягушки путем введения ей отредактированной с помощью CRISPR ДНК, которая отключала ген, производящий белок миостатин, сдерживающий рост мускулов после того, как животное достигло размеров взрослой особи.

Заговорщически улыбнувшись, Зайнер сказал, что трюк сработает и в человеческом организме. Человек может нарастить себе мускулы.

Послышались нервные смешки, а затем раздалось несколько одобрительных возгласов.

– Что же вас останавливает? – крикнул кто-то.

Зайнер, серьезный ученый под маской бунтаря, глотнул шотландского виски из обтянутой кожей фляжки.

– Думаете, мне стоит попытаться? – ответил он.

По аудитории снова пошли шепотки, кто-то ахнул, кто-то рассмеялся, кто-то выразил свое одобрение. Зайнер открыл санитарную сумку, вытащил шприц, наполнил его жидкостью из сосуда с отредактированной ДНК и воскликнул:

– Тогда поехали!

Джосайя Зайнер

Он ввел иглу себе в левое предплечье, поморщился и сделал внутривенную инъекцию.

– Под действием этого гены моих мышц модифицируются и мышцы станут больше, – заявил он.

Кое-кто зааплодировал. Зайнер снова глотнул виски из фляжки.

– Я сообщу, что в итоге выйдет, – сказал он[283].

Так Зайнер, у которого надо лбом белеет прядь осветленных волос и блестит по десять серег в каждом ухе, стал олицетворением новой породы биохакеров, увлеченных исследователей-нонконформистов и восторженных любителей, мечтающих демократизировать биологию через любительскую науку и сделать ее мощь доступной людям. Пока консервативные ученые трясутся над патентами, биохакеры хотят сделать передовые рубежи биологии свободными от роялти, правил и ограничений, подобно тому как цифровые хакеры стремятся освободить передовые киберрубежи. В большинстве случаев биохакеры, как и Зайнер, – это состоявшиеся ученые, которые решили не работать в университетах и корпорациях, а стали гениями-отщепенцами в возвышенной сфере кустарной науки. В драме CRISPR Зайнер играет роль одного из разумных глупцов Шекспира вроде Пака из комедии “Сон в летнюю ночь”, который глаголет истину, прикрываясь показухой, высмеивает заносчивость гордецов и толкает нас вперед, показывая глупость простых смертных.

Подростком Зайнер работал программистом в сети мобильной связи Motorola, но в 2000 году, когда лопнул технологический пузырь, попал под сокращение и решил поступить в университет. Он изучал биологию растений в Университете Южного Иллинойса и окончил аспирантуру по молекулярной биофизике в Чикагском университете, где исследовал работу активируемых светом белков. Вместо того чтобы пойти по традиционному пути постдоков, он написал об использовании синтетической биологии для колонизации Марса, и его позвали в NASA. Но в иерархической структуре ему было тесно, поэтому он уволился, чтобы стать свободным биохакером.

Прежде чем заняться CRISPR, Зайнер поставил целый ряд экспериментов в сфере синтетической биологии, причем некоторые из них провел на себе. Желая избавиться от проблем с пищеварением, он трансплантировал себе фекальную микробиоту (лучше не спрашивайте), чтобы изменить свою кишечную флору. Он провел процедуру в гостиничном номере в присутствии двух кинематографистов, которые снимали все на камеру, и (если вам действительно хочется узнать, как это работает) в результате был смонтирован короткий документальный фильм “Кишечный взлом”, доступный онлайн[284].

Теперь Зайнер из собственного гаража управляет онлайн-магазином The ODIN с товарами для биохакинга, где производятся и продаются “наборы и инструменты, позволяющие любому создавать уникальные и пригодные для использования организмы в домашних или лабораторных условиях”. Кроме набора по увеличению мускулов лягушки, там представлены, например, “набор для самостоятельного проведения генной инженерии бактерий на базе CRISPR” (169 долларов) и “набор для домашней лаборатории генной инженерии” (1999 долларов).

Вскоре после того, как Зайнер открыл свое дело в 2016 году, ему написал Джордж Черч из Гарварда. “Мне нравится, что вы делаете”, – признался Черч. Они поболтали, позже встретились, и Черч стал в The ODIN “консультантом по науке и ведению бизнеса”. “Думаю, Черч коллекционирует интересных людей”, – корректно отмечает Зайнер[285].

Большинство биологов, работающих в университетских лабораториях, пренебрежительно отзываются о методах Зайнера, которые кажутся им кустарными. “Выходки Джосайи говорят об отчаянном стремлении к славе и недостатке научных знаний, – говорит Кевин Доксзен, работающий в лаборатории Даудны. – Очень важно подогревать интерес и любопытство публики, однако, продавая наборы и утверждая, что с их помощью любой может синтезировать лягушек на кухне, клетки человека в гостиной и бактерии в гараже, он пытается упростить технологию, в которой нет ничего простого. Мне грустно думать, что учителя тратят урезанные школьные бюджеты на наборы, которые не работают”. Зайнер отмахивается от этой критики, поскольку она исходит от ученых, которые, по его словам, пытаются защитить свою вотчину. “Мы помещаем последовательности ДНК и все свои данные и методы в доступные онлайн наборы, чтобы каждый мог сделать собственные выводы”[286].

CRISPR-процедура, которую Зайнер экспромтом провел на себе на конференции в Сан-Франциско, не оказала заметного влияния на мышцы его щупловатого тела. Для достижения желаемого потребовалась бы длительная терапия. Однако процедура повлияла на сферу правового регулирования CRISPR. Став первым человеком, который попытался отредактировать свою ДНК, Зайнер показал, что однажды генного джина выпустят из бутылки, и это, по его мнению, только к лучшему.

Зайнер хочет сделать революцию генной инженерии такой же открытой и коллективной, какой была цифровая революция в ее первые дни, когда программист Линус Торвальдс создавал операционную систему Linux с открытым кодом, а хакер Стив Возняк рассуждал в компьютерном клубе Homebrew о выводе компьютеров из-под эксклюзивного контроля корпораций и государственных институтов. Зайнер утверждает, что генная инженерия не сложнее компьютерной. “Меня чуть не выгнали из школы, – говорит он, – но я смог этому научиться”. Он мечтает о том, чтобы миллионы людей по всему миру начали на любительском уровне заниматься биоинженерией. “Теперь все мы можем программировать жизнь, – говорит он. – Если миллионы людей займутся этим, медицина и сельское хозяйство сразу изменятся, и это даст миру очень многое. Показывая, насколько проста [технология] CRISPR, я хочу вдохновить людей на такие свершения”.

Разве не опасно, спрашиваю я, давать всем доступ к этой технологии? “Нет, это чертовски круто, – возражает он. – Ни одна великая технология не пришла к расцвету, пока люди не получили к ней полный доступ”. В этом он прав. Цифровая эпоха вступила в период бурного развития именно тогда, когда компьютеры стали персональными. Это случилось в середине 1970-х годов с появлением Altair и Apple II, которые демократизировали контроль над вычислительной мощностью. Сначала хакеры, а затем и мы все принялись играть с собственными компьютерами и производить цифровой контент. В начале 2000-х годов, с рождением смартфона, цифровая революция вышла на новый уровень. “Как только мы дадим людям возможность заниматься биотехнологиями дома, как случилось с компьютерным программированием, будет создано множество замечательных вещей”, – говорит Зайнер[287].

Вероятно, Зайнер своего добьется. Технология CRISPR совсем скоро станет настолько простой, что ее будет не удержать в лабораториях. Ее будут развивать еще и мятежники с отщепенцами. Благодаря этому она может пойти по пути цифровой революции, которая в значительной степени – вспомним Linux и Википедию – подпитывалась коллективной работой. В цифровом мире нет четкой границы между любителями и профессиональными программистами. Возможно, скоро такая же ситуация сложится и в мире биоинженеров.

Несмотря на опасности, биотеху может пойти на пользу движение в описанном направлении. В период пандемии государствам не помешало бы, чтобы граждане разбирались в биологии и могли творить инновации. По крайней мере, было бы неплохо, чтобы они хотя бы умели в домашних условиях брать анализы у себя и своих соседей. Отслеживать контакты и собирать данные вполне можно с помощью краудсорсинга. Сегодня между официально квалифицированными биологами и хакерами-любителями проведена жирная черта, но Джосайя Зайнер стремится изменить ситуацию. Возможно, CRISPR и COVID помогут ему размыть прочерченные границы.

Джозеф Бонди-Деноми

Глава 34. DARPA и анти-CRISPR

Оценка угрозы

Мысль о том, что CRISPR могут использовать хакеры, террористы и враждебные государства, стала волновать Даудну. Она озвучила свои опасения в 2014 году, когда приехала на конференцию, где один исследователь рассказал, как с помощью специально запрограммированного вируса перенести компоненты CRISPR в организм мыши и отредактировать нужный ген таким образом, чтобы у мыши развился рак легких. Даудна похолодела. Если модифицировать направляющую РНК или ошибиться при ее программировании, такой трюк вполне мог сработать с легкими человека. На другой конференции годом позже она задала вопрос студенту, который в соавторстве с Фэном Чжаном написал статью, где рассказал, как поставил с CRISPR подобный эксперимент и вызвал у мышей рак. Эти и другие моменты подтолкнули Даудну присоединиться к инициативе, финансируемой Министерством обороны США, и заняться разработкой способов защиты от ненадлежащего использования CRISPR[288].

С тех самых пор, когда Чезаре Борджиа нанял Леонардо да Винчи, инновационные процессы финансируются из оборонных бюджетов. Военные начали поддерживать исследования CRISPR в 2016 году, после того как Джеймс Клеппер, директор Национальной разведки США, выступил с ежегодным докладом с оценкой глобальных угроз, в котором впервые упомянул “редактирование генома” как потенциальное оружие массового уничтожения. В результате Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), прекрасно финансируемое Пентагоном, запустило программу “Безопасные гены” для поддержки поиска способов защиты от созданного с помощью методов генной инженерии оружия. Оно распределило гранты на 65 миллионов долларов и сделало оборонный сектор крупнейшим источником финансирования исследований CRISPR[289].

Первые гранты DARPA были направлены семи исследовательским группам. Джордж Черч из Гарварда получил средства, чтобы изучить, есть ли возможность обращать вспять мутации, возникающие под действием радиации. Кевин Эсвелт из MIT – на исследование генных драйверов, способных ускорять распространение генетических изменений в популяциях таких организмов, как комары и мыши. Амит Чаудхари из Гарвардской медицинской школы – на разработку методов включения и отключения инструментов редактирования генома[290].

Гранты Даудны, сумма которых в итоге достигла 3,3 миллиона долларов, были направлены на целый ряд проектов, включая поиск методов блокировки созданной на базе CRISPR системы редактирования генома. Цель состояла в том, чтобы создать инструменты, которые, как указывалось в презентации, “однажды смогут обезвреживать оружие, задействующее технологию CRISPR”. Это напоминало сюжет дешевого триллера: террористы из враждебных государств запускают чрезвычайно разрушительную систему CRISPR, которая может редактировать геном таких организмов, как комары, и доктор Даудна в белом халате спешит спасти мир[291].

Даудна вверила проект двум молодым постдокам, которые только что пришли работать к ней в лабораторию, Кайлу Уоттерсу и Гэвину Нотту. Они сосредоточили внимание на методе, к которому некоторые вирусы прибегают для обезвреживания систем CRISPR при атаке на бактерии. Иными словами, у бактерий в ходе эволюции появились системы CRISPR для защиты от вирусов, а затем у вирусов появился способ обходить эти оборонные комплексы. Такая гонка вооружений вполне в духе Пентагона: сначала разрабатываются снаряды, затем появляются оборонительные системы, а затем – противооборонительные системы. Открытые учеными механизмы получили название “анти-CRISPR”.

Анти-CRISPR

Системы анти-CRISPR были открыты в конце 2012 года, когда Даудна и Чжан спешили превратить CRISPR-Cas9 в инструмент для редактирования генома человека. Их обнаружил аспирант Торонтского университета Джо Бонди-Деноми. Он совершил это открытие, пытаясь сделать то, что не должно было сработать: он попробовал заразить бактерии вирусом, от которого их защищали системы CRISPR. В нескольких случаях атакующие вирусы выжили.

Сначала он решил, что напортачил с экспериментами. Затем он подумал: а может, коварные вирусы нашли способ обезвреживать системы CRISPR, которые бактерии используют для защиты от них? Оказалось, что он прав. Вирусы научились внедрять в ДНК бактерий маленькую последовательность, отключающую их систему CRISPR[292].

Казалось, что анти-CRISPR не работали с CRISPR-Cas9, поэтому сначала на открытие Бонди-Деноми почти не обратили внимания. Но в 2016 году он вместе с Эйприл Паулюк, которая была его соавтором в первой статье, нашел такие системы анти-CRISPR, которые отключали фермент Cas9. После этого другие исследователи поспешили присоединиться к охоте, и вскоре было обнаружено более пятидесяти белков анти-CRISPR. К тому времени Бонди-Деноми занял профессорскую должность в Калифорнийском университете в Сан-Франциско и вместе с лабораторией Даудны искал способ продемонстрировать, что системы анти-CRISPR можно доставить в клетки человека, чтобы оптимизировать редактирование генома с помощью CRISPR-Cas9 или вовсе остановить процесс[293].

Это фундаментальное открытие одного из чудес природы показало, как развивалась удивительная гонка вооружений между бактериями и вирусами. И оно стало очередным примером того, как фундаментальная наука привела к созданию полезных инструментов. Анти-CRISPR можно запрограммировать для регулирования систем редактирования генома. Это важно для медицинского использования CRISPR в тех случаях, когда необходимо ограничить время, отведенное на редактирование генома, а также для защиты от систем, созданных террористами и злоумышленниками. Кроме того, анти-CRISPR могут отключать генные драйвы, то есть разработанные на базе CRISPR технологии для быстрого распространения генетических изменений в быстрорастущей популяции, такой как популяция комаров[294].

Даудна успешно представляла свои проекты в отчетах для DARPA, и ее Институт инновационной геномики, работающий в Беркли, на протяжении нескольких лет получал гранты на проведение новых исследований. Как и лаборатории Черча в Гарварде, институту поручили выяснить, как использовать CRISPR для защиты от радиационного излучения. Этим проектом с бюджетом 9,5 миллиона долларов руководил Федор Урнов, который учился в Московском государственном университете, когда произошла авария в Чернобыле. Его цель заключалась в том, чтобы найти способ спасения военнослужащих и гражданских лиц, оказавшихся в зоне поражения после ядерного удара или катастрофы[295].

Представители лабораторий, получивших гранты по программе “Безопасные гены”, раз в год встречались с Рене Вегрезин, руководителем проектов департамента биологических технологий DARPA. Даудна присутствовала на встрече в Сан-Диего в 2018 году и отметила, что Вегрезин прекрасно справляется с тем, чтобы налаживать сотрудничество между лабораториями, получающими финансирование от военных, подобно тому как DARPA делало в 1960-е, когда закладывался фундамент для развития интернета. Даудну также поразила некоторая абсурдность происходящего. “Мы ели на улице, стояла прекрасная погода, над нами покачивались пальмы, – говорит она, – и при этом мы говорили о лучевой болезни и использовании инструментов редактирования генома для создания оружия массового уничтожения”[296].

Привлечение нашего хакера

Двадцать шестого февраля 2020 года, когда эпидемия COVID-19 распространялась по Америке, группа генералов армии США, чиновников из Министерства обороны и руководителей биотехнологических компаний миновала внушительную статую сидящего Альберта Эйнштейна и зашла в зал заседаний, расположенный на первом этаже величественного мраморного здания Национальной академии наук в Вашингтоне. Они пришли на конференцию “Биологическая революция и ее последствия для боеспособности армии”, спонсором которой выступала армейская программа “Исследования и технологии”. Среди примерно пятидесяти участников были уважаемые ученые, в частности Джордж Черч, а также уже знакомый нам отщепенец Джосайя Зайнер, который ввел себе отредактированный с помощью CRISPR ген на прошедшей в Сан-Франциско конференции по синтетической биологии.

“Здание красивое, но кафетерий – дерьмо”, – говорит Зайнер. А конференция? “Очень скучная. Куча людей, которые толком не понимали, о чем говорят”. В один момент он записал в своем конспекте: “Такое впечатление, что лектор жахнула ксанакса”.

Зайнеру нравится дерзить, и несмотря на его слова, мне кажется, что конференция ему на самом деле понравилась. Его презентации в программе не значилось, но он произвел такое впечатление, что ему предложили выступить экспромтом. Военные чиновники жаловались, что им сложно привлекать к работе толковых ученых. “Вам нужно открыть свои лаборатории и, возможно, создать пространство для биохакинга, чтобы больше взаимодействовать с людьми”, – сказал им Зайнер. Он отметил, что именно так военные поступили с компьютерными хакерами. Государственные лаборатории, штат которых укомплектован биологами-любителями, могли бы, по его словам, найти решения, полезные для оборонной отрасли.

Некоторые из выступающих согласились, что военным следует привлекать к сотрудничеству “нетрадиционные сообщества”. Как сказал один чиновник, “гражданская наука” может помочь военным научиться лучше распознавать угрозы. Один из профильных ученых обратил внимание на распространение из Китая новой коронавирусной инфекции, которая еще не вызвала тревогу на национальном уровне. Он сказал, что нужно представить мир, где такие вирусные пандемии стали обычным делом, ведь в таких ситуациях полезно привлекать независимых ученых к тому, чтобы искать способы внедрения методик выявления вируса в реальном времени и коллективно собирать и анализировать данные. Это очень важная мысль, которую уже давно пытались донести и Зайнер, и другие представители сообщества биохакеров.

По окончании конференции Зайнер был приятно удивлен тем, что чиновники действительно хотят привлечь хакерское сообщество к сотрудничеству, чтобы вместе искать способы использования CRISPR для борьбы с эпидемиями и защиты военнослужащих. “Все глазеют на меня и гадают, что я здесь делаю”, – записал он в блокноте. А чуть позже: “Люди подходят и благодарят меня за то, что я пришел”[297].

Часть пятая. Наука и общество

Это была новая сфера, полная надежд и незнакомых угроз.

В народной памяти хранилось смутное воспоминание о великом прорыве: о том, как “крылатый Зевсов пес” вырывал из печени Прометея плату за огонь.

Был ли мир готов сделать новый шаг вперед?

Несомненно, этот шаг изменит мир. Необходимо принять законы, чтобы всему нашлось свое место.

И если простые люди не могли ни понять, ни обуздать [эту силу], то кто готов был пойти на такое?

Из статьи Джеймса Эйджи “Атомный век”, в которой говорится о применении ядерного оружия, журнал Time, 20 августа 1945 года

Глава 35. Правила игры

Утописты против биоконсерваторов

Многие десятилетия идея об искусственном создании человека рассматривалась лишь в научной фантастике. Три классических сочинения предупреждали нас об опасностях, которые могут возникнуть, если мы украдем этот огонь у богов. Написанный в 1818 году роман Мэри Шелли “Франкенштейн, или Современный Прометей” был назидательной притчей об ученом, который создает человекоподобное существо. В романе Герберта Уэллса “Машина времени”, опубликованном в 1895 году, герой, оказавшись в будущем, обнаруживает, что люди разделились на два вида, праздный класс элоев и рабочий класс морлоков. В романе Олдоса Хаксли “О дивный новый мир”[298], вышедшем в 1932 году, описывается столь же антиутопическое будущее, в котором с помощью генетической модификации создается элитный класс лидеров с повышенными интеллектуальными и физическими способностями. В первой главе работник проводит экскурсию по инкубаторию:

Джеймс Уотсон и Сидней Бреннер в Асиломаре

Герберт Бойер и Пол Берг в Асиломаре

Младенцы наши раскупориваются уже подготовленными к жизни в обществе – как альфы и эпсилоны, как будущие работники канализационной сети или же как будущие… – Он хотел было сказать “главноуправители”, но вовремя поправился: – Как будущие директора инкубаториев.

Идея об искусственном создании человека перекочевала из сферы научной фантастики в сферу науки в 1960-е годы. Исследователи начали взламывать генетический код, постепенно выясняя функции некоторых последовательностей из нашей ДНК. Когда был найден способ вырезать и вставлять фрагменты ДНК из разных организмов, зародилась новая область генной инженерии.

Сначала эти прорывы подтолкнули людей, и особенно ученых, проникнуться оптимизмом, граничащим с гордыней. “Мы стали Прометеями нашего времени, – заявил биолог Роберт Синсхаймер, но никак не показал, понимает ли он смысл древнегреческого мифа. – Скоро мы обретем способность сознательно изменять наше наследие, саму нашу природу”. Он отмахивался от тех, кто считал такие перспективы тревожными. Поскольку, принимая решения о своем генетическом будущем, человек будет сам делать выбор, утверждал он, эта новая евгеника в этическом отношении будет отличаться от дискредитированной евгеники первой половины XX века. “Мы обретем возможность создавать новые гены и новые качества, о которых прежде не могли и мечтать, – ликовал он. – Это событие вселенских масштабов”[299].

Генетик Бентли Глас в своей речи при вступлении в должность президента Американской ассоциации содействия развитию науки в 1970 году заявил, что этической проблемой следует считать не готовность людей принять новые генетические технологии, а их возможное желание эти технологии отвергнуть. “Первостепенным правом каждого ребенка должно стать право родиться с крепким физическим и психическим здоровьем, – сказал он. – Ни у кого из родителей не будет права обременять общество недоразвитым или умственно неполноценным ребенком”[300].

Джозеф Флетчер, профессор медицинской этики Виргинского университета и бывший священник епископальной церкви, согласился, что генная инженерия может считаться обязанностью, а не этической проблемой. “Производить детей с помощью «половой рулетки» без какого-либо контроля перед оплодотворением и во время внутриутробного развития, то есть просто пытая удачу, безответственно в эпоху, когда у нас появилась возможность осуществлять генетический отбор, – написал он в книге «Этика генетического контроля», опубликованной в 1974 году. – Когда мы научимся контролировать мутации медицинским путем, мы должны этим заняться. Не осуществлять контроль, когда у нас есть такая возможность, аморально”[301].

Этому биотехнологическому утопизму противостояла группа теологов, техноскептиков и биоконсерваторов, которые получили влияние в 1970-е годы. Принстонский профессор христианской этики и видный протестантский теолог Пол Рэмси написал книгу “Сфабрикованный человек. Этика генетического контроля”. Это высокопарное сочинение с одним ярким предложением: “Людям не следует играть в Бога, пока они не научились быть людьми”[302]. Социальный теоретик Джереми Рифкин, которого журнал Time назвал “главным противником генной инженерии” в Америке, стал одним из авторов книги “Кому играть в Бога?”. “Раньше можно было назвать все это научной фантастикой, бреднями доктора Франкенштейна, – написал он. – Но это время прошло. Мы еще не в дивном новом мире, но уже на пути к нему”[303].

Хотя технологии редактирования генома человека еще не были разработаны, линия фронта была обозначена. Многие ученые поставили перед собой цель искать компромисс, не допуская политической поляризации вопроса.

Асиломар

Летом 1972 года Пол Берг, только что опубликовавший прорывную статью о синтезе рекомбинантной ДНК, приехал в старинную деревушку Эриче, стоящую на скале на побережье Сицилии, чтобы провести там семинар по новым биотехнологиям. Присутствовавшие там студенты-старшекурсники были поражены услышанным и завалили его вопросами об этических опасностях генной инженерии, и особенно о модификации человека. Поскольку Берг не рассматривал эти темы, он согласился провести неформальную дискуссию на крепостной стене древнего замка, построенного во времена нормандского господства. Оттуда открывался вид на Тунисский пролив, и при полной луне восемьдесят студентов и ученых пили пиво и ломали голову над этическими вопросами. Они спрашивали простые вещи, но Бергу сложно было давать им ответ: что, если мы научимся генетически изменять рост или цвет волос? а интеллект? станем ли мы это делать? и стоит ли? На встрече присутствовал и Фрэнсис Крик, один из первооткрывателей двойной спирали ДНК, но он лишь молча потягивал пиво[304].

Эта дискуссия подтолкнула Берга в январе 1973 года собрать группу биологов в конференц-центре Асиломар, расположенном неподалеку от Монтерея на побережье Калифорнии. Конференция, вошедшая в историю под названием “Асиломар I”, поскольку на ней был запущен процесс, который два года спустя достиг кульминации в том же конференц-центре, была главным образом посвящена вопросам лабораторной безопасности. В апреле за ней последовала конференция, организованная Национальной академией наук в MIT, где обсуждалось, как предотвратить создание потенциально опасных организмов на основе рекомбинантной ДНК. Чем дольше участники говорили, тем меньше у них оставалось уверенности, что надежный метод вообще существует. Они составили письмо, которое среди прочих подписали Берг, Джеймс Уотсон и Герберт Бойер, и призвали в нем наложить мораторий на создание рекомбинантной ДНК, пока не будет разработана техника безопасности для таких экспериментов[305].

После этого состоялась знаменательная встреча, которая вошла в анналы истории благодаря попытке ученых установить правила работы в собственной сфере, – четырехдневная Асиломарская конференция, прошедшая в феврале 1975 года. В воздухе порхали мигрирующие бабочки-монархи, и 150 биологов, врачей и юристов со всего света, а также несколько журналистов, которые обещали отключить диктофоны, если дискуссия слишком накалится, бродили среди дюн, сидели за круглыми столами и искали способы обуздать новые технологии генной инженерии. “В их дискуссии слышались и энергия мальчишек, играющих с набором юного химика, и язвительность деревенских сплетниц”, – написал Майкл Роджерс из журнала Rolling Stone в статье с весьма удачным названием “Конференция «Ящик Пандоры»”[306].

Одним из главных организаторов был учтивый, но властный профессор биологии из MIT Дэвид Балтимор, который в тот год получил Нобелевскую премию за демонстрацию того, что вирусы, содержащие РНК, например коронавирусы, могут внедрять свой генетический материал в ДНК клетки-хозяина в ходе процесса, называемого “обратной транскрипцией”. Иными словами, РНК можно было транскрибировать в ДНК, а следовательно, менялась центральная догма биологии, гласящая, что генетическая информация перемещается лишь в одном направлении, от ДНК к РНК. Впоследствии Балтимор стал президентом Рокфеллеровского университета, а затем Калифорнийского технологического института, и его более чем полувековая карьера авторитетного лидера и члена советов по разработке политики в разных сферах стала для Даудны примером, когда она задумалась об участии в работе регуляторных органов.

После того как Балтимор открыл конференцию и объяснил, в чем состоит ее цель, Берг описал стоящую перед учеными проблему: технология рекомбинантной ДНК “до смешного упростила” комбинирование ДНК различных организмов и создание новых генов. Берг сказал, что вскоре после публикации статьи с описанием открытия ему стали звонить исследователи, просившие его прислать им материал, чтобы они могли самостоятельно ставить опыты. Когда он спросил у одного из них, что именно он собирается делать, тот “описал какой-то ужасный эксперимент”. Берг начал опасаться, что какой-нибудь сумасшедший ученый создаст новый микроб, способный поставить под угрозу жизнь на всей планете, как Майкл Крайтон написал в своем биологическом триллере “Штамм «Андромеда»”, опубликованном в 1969 году.

В ходе обсуждения принципов работы с инновационной технологией Берг утверждал, что оценить риски применения рекомбинантной ДНК для создания новых организмов так сложно, что подобные исследования следует вовсе запретить. Другие ученые считали его позицию абсурдной. Балтимор, как и почти всегда в своей карьере, пытался найти компромисс. Он предлагал применять технологию рекомбинантной ДНК только к вирусам, которые были “искалечены” таким образом, чтобы лишить их возможности распространяться[307].

Джеймс Уотсон, верный себе, играл роль инакомыслящего чудака. “Они довели себя до истерики, – сказал он мне впоследствии. – Я считал, что ученые могут делать что хотят”. В какой-то момент он сцепился с Бергом, сдержанность которого заметно контрастировала с импульсивностью Уотсона. Спор вышел таким ожесточенным, что Берг пригрозил Уотсону судом. “Вы подписали письмо, в котором говорится, что такая работа сопряжена с потенциальным риском, – напомнил Берг своему оппоненту, имея в виду письмо, составленное годом ранее. – Если вы теперь заявите, что не желаете внедрять никакие меры для защиты сотрудников лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, директором которой вы являетесь, я могу подать на вас в суд за безответственность и сделаю это”.

Пока старшие препирались, некоторые из более юных участников дебатов сбежали на пляж, чтобы покурить травку. К вечеру накануне последнего дня конференции собравшиеся так и не пришли к консенсусу. Но группа юристов нашла способ подтолкнуть ученых к действию, отметив, что их институты, скорее всего, будут призваны к ответственности, если кто-нибудь будет инфицирован рекомбинантной ДНК в какой-либо из лабораторий. После этого ответственный университет, возможно, придется закрыть.

Позже тем же вечером Берг и Балтимор вместе с несколькими коллегами запаслись китайской едой и обосновались в домике на пляже. Они принесли туда классную доску, на которой не один час набрасывали заявление. Около пяти утра, с первыми лучами солнца, они составили черновик.

“Новые техники, которые дают возможность комбинировать генетическую информацию, взятую у совершенно разных организмов, помещают нас в сферу биологии, где существует масса неизвестных, – написали они. – Именно это неведение привело нас к выводу, что было бы разумно проводить такие исследования с огромной осмотрительностью”. Далее они подробно описали предосторожности и ограничения, которые необходимо было соблюдать при проведении экспериментов.

Балтимор успел сделать копии и распространить их программное заявление к началу заседания в 8:30 утра, после чего Берг стал убеждать ученых его поддержать. Некоторые настаивали, чтобы голосование проходило по каждому пункту. Понимая, что ничем хорошим это не закончится, Берг отверг эту идею. Он, однако, уступил видному специалисту по молекулярной биологии Сиднею Бреннеру, который попросил провести прямое голосование по главному вопросу, предложенному на рассмотрение: следует ли снять мораторий на проведение исследований в сфере генной инженерии и продолжить работу при соблюдении определенных мер предосторожности? “Перерыв закончен”, – сказал Бреннер. Все расселись по местам. Через несколько часов, когда прозвенел звонок к заключительному обеду, Берг вынес на голосование вопрос о принятии документа во всей его полноте, вместе с подробным описанием мер предосторожности, обязательных к соблюдению во всех лабораториях. Большинство проголосовало за. Не обращая внимания на тех, кто пытался продолжить дискуссию, Берг спросил, кто выступает против. В воздух поднялось всего четыре-пять рук, включая руку Уотсона, который считал глупостью любые предосторожности[308].

Конференция преследовала две цели: защититься от угроз, которые могут возникнуть при создании новых видов генов, и защититься от угрозы полного запрета генной инженерии со стороны политиков. Асиломарская встреча решила обе задачи. Ученые сумели проложить “рациональный путь вперед”, и впоследствии Балтимор и Даудна применили такой же подход в дебатах о редактировании генома с помощью CRISPR.

Принятые в Асиломаре ограничения стали ориентиром для университетов и финансирующих организаций по всему миру. “Эта уникальная конференция ознаменовала начало удивительной эпохи для науки и для общественной дискуссии о регулировании науки, – написал Берг тридцать лет спустя. – Общественность прониклась к нам доверием, поскольку внимание к рискованному по своей природе характеру проводимых экспериментов привлекли те самые ученые, которые были больше всех вовлечены в работу и имели все основания желать, чтобы им позволили беспрепятственно идти к своей мечте. Законодательных ограничений на государственном уровне удалось избежать”[309].

Однако не все были настроены столь же благосклонно. Блестящий биохимик Эрвин Чаргафф, сделавший важные открытия о структуре ДНК, счел конференцию фарсом. “На Асиломарский собор со всего мира съехались епископы и отцы церкви молекулярной биологии, стремившиеся попрать ереси, в которых сами и были главным образом повинны, – сказал он. – Это, пожалуй, был первый в истории случай, когда поджигатели сформировали собственную пожарную команду”[310].

Берг был прав, когда назвал Асиломарскую конференцию успешной. Она заложила фундамент для процветания генной инженерии. Однако в насмешливых словах Чаграффа содержится намек на другой ее аспект. Асиломарская конференция прославилась и тем, что на ней не обсуждали. Ученых волновали вопросы безопасности. Никто из них не поднял важный этический вопрос, который Берг допоздна обсуждал на Сицилии: насколько далеко нам можно зайти, когда (и если) методы инженерии наших генов станут безопасными?

“Сплайсирование жизни”, 1982 год

Отсутствие внимания к этическим вопросам на Асиломарской конференции раздосадовало многих религиозных лидеров. Они написали президенту Джимми Картеру письмо, подписанное главами трех основных религиозных организаций: Национального совета церквей, Американского совета синагог и Католической конференции США. “Мы быстро вступаем в новую эру фундаментальной опасности, вызываемой стремительным развитием генной инженерии, – написали они. – Кто будет определять, как служить на благо человечеству, когда создаются новые формы жизни?”[311]

Такие решения нельзя отдавать на откуп ученым, утверждали религиозные деятели. “Всегда найдутся те, кто сочтет допустимым «корректирование» наших психических и социальных структур с помощью генетики. Это становится все более опасным, ведь теперь основные инструменты для этого у нас под рукой. Желающие поиграть в Бога будут испытывать такое искушение, которого не испытывали никогда прежде”.

Получив письмо, Картер распорядился созвать президентскую комиссию для изучения вопроса. В конце 1982 года комиссия представила 106-страничный отчет “Сплайсирование жизни”, который оказался неубедительным. В нем просто содержался призыв к продолжению диалога и достижению общественного консенсуса. “Цель этого отчета в том, чтобы стимулировать вдумчивую длительную дискуссию, а не поставить в ней точку, вынужденно сделав преждевременные выводы”[312].

Тем не менее комиссия дальновидно подметила два момента. Во-первых, было высказано опасение, что генная инженерия ведет к усилению корпоративного вмешательства в университетские исследования. По сложившейся традиции университеты занимались фундаментальной наукой и участвовали в открытом обмене идеями, и составители отчета предупреждали: “Эти задачи могут вступить в противоречие с задачами промышленности – разработкой продаваемых продуктов и технологий в рамках прикладных исследований при поддержании конкурентоспособности, сохранении коммерческой тайны и обеспечении патентной защиты”.

Во-вторых, отмечалось, что генная инженерия приведет к усилению неравенства. Стоимость новых биотехнологических процедур будет высока, поэтому привилегиями будут главным образом пользоваться люди, рожденные в обеспеченных семьях. Это может углубить и генетически запрограммировать существующее неравенство. “Возможности, которые предоставляют генная терапия и генная хирургия, могут ставить под вопрос центральный элемент демократической политической теории и практики: приверженность равенству возможностей”.

Преимплантационная генетическая диагностика и “Гаттака”

Следующий серьезный прорыв в биоинженерии после разработки в 1970-х годах технологии рекомбинантной ДНК произошел в 1990-х и поднял новый ряд этических вопросов. Он был сделан в результате слияния двух инноваций: экстракорпорального оплодотворения (первая малышка из пробирки, Луиза Браун, родилась в 1978 году) и технологии генного секвенирования. Это привело к тому, что в 1990 году была впервые применена техника преимплантационной генетической диагностики[313].

Преимплантационная диагностика предполагает оплодотворение яйцеклетки сперматозоидами в чашке Петри, проведение анализов для определения генетических характеристик полученных эмбрионов[314] и внедрения в матку женщины эмбриона с предпочтительными характеристиками. Так у родителей появляется возможность выбрать пол ребенка и избежать рождения ребенка с генетическим заболеванием или другой характеристикой, которую родители сочтут нежелательной.

Потенциал такого генетического скрининга и отбора был показан широкой публике в вышедшем в 1997 году фильме “Гаттака” (в оригинальном варианте его название – Gattaca – составлено из букв, которыми обозначаются четыре основания ДНК), главные роли в котором исполнили Итан Хоук и Ума Турман. Его действие разворачивается в будущем, где регулярно проводится генетический отбор, благодаря которому дети приобретают лучшие наследуемые характеристики.

Для продвижения фильма студия разместила в газетах рекламу вымышленной клиники по редактированию генома. “Дети на заказ, – гласили объявления. – «Гаттака» дает вам возможность спроектировать свое потомство. Вот список, который поможет вам решить, какие характеристики вы хотите передать своему новорожденному малышу”. В списке перечислялись пол, телосложение, цвет глаз, цвет кожи, вес, подверженность аддикциям, склонность к криминальной агрессии, музыкальные способности, атлетизм и интеллект. Последним шел пункт “Ничего из вышеперечисленного”, к которому давался комментарий: “По религиозным и другим причинам у вас могут возникнуть сомнения в целесообразности применения генной инженерии к собственному ребенку. Мы уважаем ваши убеждения, но предлагаем вам пересмотреть их. Насколько мы можем судить, человеческий род не помешало бы немного скорректировать”.

В нижней части объявления был телефонный номер, звонки на который были бесплатными. Автоответчик предлагал звонящим три варианта: “Нажмите 1, если хотите, чтобы ваш ребенок не страдал от болезней. Нажмите 2, если хотите улучшить интеллектуальные и физические характеристики. Нажмите 3, если не хотите менять генетический профиль своего ребенка”. За два дня на этот номер поступило 50 тысяч звонков, но студия, увы, не посчитала, сколько раз выбрали каждый из вариантов.

Герой фильма, которого играет Итан Хоук, был зачат без применения преимплантационной инженерии и вынужден бороться с генетической дискриминацией, чтобы исполнить свою мечту и стать астронавтом. Разумеется, он добивается своего, ведь это кино. Особенно интересна сцена, в которой его родители решают прибегнуть к редактированию генома при зачатии второго ребенка. Врач перечисляет все, что можно запрограммировать или улучшить: скорректировать зрение, выбрать цвет глаз и кожи, исключить предрасположенность к алкоголизму и облысению и так далее. “Может, стоит оставить кое-что на волю случая?” – спрашивают родители. Нет, заверяет их врач, ведь они просто дают своему будущему ребенку “все самое лучшее”.

После этого кинокритик Роджер Эберт написал: “Станут ли родители заказывать «идеальных» детей, когда у них появится такая возможность? Что вы предпочтете – попытать удачу в генетической рулетке или заказать желаемую марку и модель? Много ли людей готово купить случайную машину из вселенной всех доступных машин? Думаю, именно столько и решат иметь детей, созданных природой”. Но затем Эберт изящно выразил опасения, которые начинали зарождаться в то время: “В мире «Гаттаки» все будут жить дольше, выглядеть лучше, а болеть меньше. Но будет ли это столь же интересно? Станут ли родители заказывать непокорных, нескладных, эксцентричных, креативных детей? А детей, которые значительно умнее их самих? Не возникает ли у вас порой чувства, что вы успели родиться вовремя?”[315]

Уотсон и другие в UCLA, 1998 год

И снова старый вспыльчивый пионер ДНК Джеймс Уотсон сидел в аудитории, громко высказывая провокационные идеи, которые, похоже, не мог и не хотел держать в себе. На этот раз дело было на конференции по редактированию генома, которую в 1998 году организовал профессор Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) Грегори Сток. Френч Андерсон, ведущий специалист по применению генной инженерии для создания лекарственных препаратов, выступил с небольшой проповедью о необходимости разделять лечение болезней, которое он считал морально приемлемым, и наделение детей генетически улучшенными характеристиками, по его мнению неприемлемое. Уотсон фыркнул и заерзал на месте. “У всех кишка тонка это сказать, – перебил он, – но если бы у нас была возможность создавать лучших людей, добавляя верные гены, разве нам не следовало бы ею пользоваться?”[316]

Темой конференции было “Редактирование зародышевой линии человека”, и обсуждалась главным образом этика внедрения наследуемых генетических изменений. Такие изменения “зародышевой линии” в медицинском и моральном смысле фундаментально отличались от редактирования соматических клеток, которое влияет только на определенные клетки одного пациента. Редактирование зародышевой линии было чертой, которую ученые не спешили пересекать. “Это первая встреча, на которой люди открыто обсуждают редактирование зародышевой линии, – одобрительно сказал Уотсон. – Кажется очевидным, что терапия зародышевой линии будет гораздо эффективнее, чем редактирование соматических клеток. Если мы будем ждать успеха соматической терапии, то ждать придется до тех пор, пока не погаснет солнце”.

По мнению Уотсона, было абсурдом считать редактирование зародышевой линии “каким-то великим Рубиконом, переход через который сопряжен с нарушением закона природы”. Когда его спросили о необходимости чтить “святость человеческого генофонда”, он взорвался. “Эволюция бывает чертовски жестока, и утверждать, что у нас идеальный геном, в котором есть какая-то святость, – полная глупость”. Его страдающий от шизофрении сын Руфус был живым напоминанием о том, что генетическая лотерея может быть, как он выразился, чертовски жестокой. “Главная этическая проблема, которая стоит перед нами, заключается в том, что мы не используем свои знания и не находим в себе смелости попробовать кому-нибудь помочь”, – настаивал он[317].

Строго говоря, Уотсон ломился в открытую дверь. Собравшиеся на конференции в UCLA в основном с энтузиазмом, и даже с неукротимым энтузиазмом, относились к редактированию генома. Когда кто-то предположил, что движение в этом направлении может привести к непредвиденным последствиям, Уотсон не дрогнул. “На мой взгляд, аргумент о том, что мы ступаем на скользкую дорожку, – просто дерьмо. Общество процветает, когда в нем царит оптимизм, а не пессимизм, и аргумент о скользкой дорожке напоминает слова измученного человека, который злится на себя самого”.

Принстонский биолог Ли Сильвер только что опубликовал книгу “Перестройка рая”, которая стала манифестом этой конференции. Он ввел термин “репрогенетика”, которым назвал использование технологий для определения того, какие гены унаследует ребенок. “В обществе, которое превыше всего ценит индивидуальную свободу, сложно найти законную причину для ограничения применения репрогенетики”, – написал он[318].

Работа Сильвера имела важное значение, поскольку представила проблему как вопрос индивидуальной свободы и права выбора в потребительском обществе, основанном на рыночной экономике. “Если демократические общества позволяют родителям покупать своим детям социально-культурные преимущества, то как же они могут запретить им покупать генетические преимущества? – вопрошал он. – Американцы ответили бы на любую попытку запрета вопросом: «Почему я не могу дать своему ребенку предпочтительные гены, которые другие дети получают от природы?»”[319]

Техноэнтузиазм Сильвера задал тон моменту, который участники конференции сочли историческим. “Впервые мы как вид получили способность к саморазвитию, – сказал Сильвер собравшимся. – Поймите, это невероятная идея”. И здесь за словом “невероятная” скрывался комплимент.

Как и ранее на Асиломарской конференции, одной из задач конференции в UCLA был поиск способа избежать введения государственного регулирования. “Главное нам сейчас не допустить вмешательства государства в какие-либо генетические решения”, – заявил Уотсон. Остальные с ним согласились. “В настоящее время не следует принимать никаких законов для регулирования терапии зародышевой линии ни в отдельных штатах, ни на федеральном уровне”, – написал в отчете организатор конференции Грегори Сток.

Позже Сток написал манифест “Перестройка человека. Наше неизбежное генетическое будущее”, в котором выступил за редактирование генома. “Ключевой аспект человеческой природы – наша способность управлять миром, – отметил он. – Отказаться от проведения отбора и модификации зародышевой линии, даже не изучив их возможности, – значит отринуть нашу природу и, возможно, нашу судьбу”. Он подчеркнул, что политикам не стоит вмешиваться в процесс. “Иногда политики ошибочно полагают, что у них есть право решать, будут ли реализованы технологии редактирования зародышевой линии, – написал он. – Но это не так”[320].

Американский энтузиазм в отношении генной инженерии заметно отличался от настроений в Европе, где законодательные органы и различные комиссии все чаще выступали против ее применения как в сельском хозяйстве, так и для изменения генома человека. Самое главное решение было принято на конференции, проведенной Советом Европы в испанском городе Овьедо в 1997 году. На ней была составлена Конвенция Овьедо, которая должна была юридически запретить применение биологических инноваций в тех случаях, когда под угрозой оказывается человеческое достоинство. Конвенция наложила запрет на генную инженерию человека за исключением ее использования “в превентивных, диагностических или терапевтических целях и только если при этом не стоит цель изменить генетический профиль потомков человека”. Иными словами, никакого редактирования зародышевой линии. Конвенцию Овьедо ратифицировали 29 европейских стран, но примечательно, что Великобритания и Германия от этого воздержались. Даже там, где конвенция не была ратифицирована, она повлияла на формирование консенсуса, и Европа по-прежнему выступает против генной инженерии[321].

Джесси Гелсингер

Оптимизм американских исследователей в отношении генной инженерии поугас в сентябре 1999 года, когда в Филадельфии произошла трагедия с красивым, добрым и немного непослушным восемнадцатилетним школьником Джесси Гелсингером, который страдал от легкой формы заболевания печени, вызываемого простой генной мутацией. Из-за этого его печень плохо справлялась с выведением из организма аммиака, который образуется в качестве побочного продукта при распаде белков. Обычно люди с такой болезнью умирают в младенчестве, но поскольку у Гелсингера она проходила в легкой форме, он выжил, потребляя в пищу минимум белков и принимая по 32 таблетки в день.

Ученые из Пенсильванского университета испытывали метод генной терапии его болезни. Такие методы лечения не предполагают редактирование ДНК клеток в организме. Вместо этого гены без мутации создаются в лаборатории, а затем врачи помещают эти хорошие гены в вирус, который используется для их доставки на нужное место. В случае Гелсингера вирусы с хорошими генами ввели в артерию, идущую к печени.

Никто не ожидал, что терапия сразу поможет Гелсингеру, поскольку ее применяли в рамках клинического испытания, разработанного, чтобы узнать, как применять такой метод лечения для спасения младенцев. Однако у Гелсингера появилась надежда, что однажды он сможет есть хот-доги, а пока он ждет этого дня, врачи сумеют спасти нескольких малышей. “Что случится в худшем случае? – сказал он другу, прежде чем уехать в больницу в Филадельфию. – Я умру, но это ведь ради детей”[322].

В испытании принимали участие еще 17 человек, но только у Гелсингера вирус, переносящий терапевтический ген, вызвал сильный иммунный ответ, в результате чего у него поднялась температура, а затем отказали почки, легкие и остальные органы. Через четыре дня он умер. Разработка генной терапии остановилась. “Мы все прекрасно понимали, что произошло, – вспоминала Даудна. – После этого исследования генной терапии практически сошли на нет на целое десятилетие. Само понятие «генная терапия» стало своеобразной черной меткой. Никто не упоминал о ней в своих грантах. Никто не говорил: «Я разрабатываю генную терапию». Это звучало ужасно”[323].

Комиссия Касса, 2003 год

На рубеже веков – после завершения проекта “Геном человека” и клонирования овечки Долли – дебаты о генной инженерии привели к формированию в США еще одной президентской комиссии, на этот раз созданной президентом Джорджем Бушем в 2003 году. Ее возглавлял биолог и социальный философ Леон Касс, который впервые озвучил свои опасения, связанные с биотехнологиями, тридцатью годами ранее.

Касс – самый влиятельный из американских биоконсерваторов, приверженцев традиционной этики, которые разбираются в биологии и призывают ограничить применение новых генетических технологий. Он родился в нерелигиозной семье еврейских иммигрантов и получил биологическое образование в Чикагском университете, где программа была основана на изучении “великих книг”, которые произвели на него огромное впечатление. Также в Чикаго он выучился на врача, а докторскую степень по биохимии получил в Гарварде. В 1965 году Касс и его жена Эми в составе группы сотрудников движения за гражданские права отправились в штат Миссисипи для регистрации чернокожих избирателей, и этот опыт укрепил его веру в традиционные ценности. “Я видел, что в Миссисипи люди живут в опасных и стесненных условиях и многие из них неграмотны, но они черпают силы в религии, своих больших семьях и общественных связях”, – вспоминал он[324].

Вернувшись в Чикагский университет в качестве профессора, он стал писать на множество тем: от научных статей по молекулярной биологии (“Антибактериальная активность 3-деканоил-N-ацетилцистеамина”) до книги о Танахе. Прочитав “О дивный новый мир” Хаксли, он заинтересовался тем, “как научный проект по подчинению природы может привести к дегуманизации, если мы не будем достаточно осторожны”. Он любил и естественные, и гуманитарные науки и потому занялся вопросами, которые поднимали такие репродуктивные технологии, как клонирование и экстракорпоральное оплодотворение. “Вскоре я переключился с занятий наукой на размышления о том, что наука значит для человечества, – написал он, – и озаботился тем, как сберечь человечество от возможной технологической деградации”.

Его первым предупреждением об опасностях биоинженерии стало письмо, опубликованное в журнале Science в 1971 году. В нем он выступил с критикой утверждения Бентли Гласа, что “каждый ребенок имеет неотъемлемое право на хорошую наследственность”. Касс заявил: “Чтобы реализовать такое «неотъемлемое право», необходимо превратить репродукцию человека в производственный процесс”. В следующем году он написал очерк, в котором пояснил свое недоверие к технологиям генной инженерии. “Дорога в «дивный новый мир» вымощена сантиментами – да, даже любовью и добротой, – отметил он. – Хватит ли нам ума повернуть назад?”[325]

В сформированную в 2001 году комиссию Касса вошли многие уважаемые мыслители консервативных и неоконсервативных взглядов, включая Роберта Джорджа, Мэри Энн Глендон, Чарльза Краутхаммера и Джеймса Уилсона. Двое видных философов стали особенно значимыми ее членами. Первым был гарвардский профессор Майкл Сэндел, который сегодня перехватил эстафету у Джона Ролза и занялся понятием справедливости. В то время он работал над очерком “Против совершенства: что не так с дизайнерскими детьми, бионическими спортсменами и генной инженерией”, который опубликовал в журнале The Atlantic в 2004 году[326]. Другим ведущим мыслителем стал Фрэнсис Фукуяма, который в 2000 году выпустил книгу “Наше постчеловеческое будущее. Последствия биотехнологической революции”, ставшую обращенным к правительствам призывом к законодательному регулированию биотехнологий[327].

Неудивительно, что подготовленный по итогам работы 310-страничный доклад “Не ограничиваясь терапией” оказался содержательным, прекрасно написанным и полным сомнений в отношении генной инженерии. В нем говорилось об опасностях, которые возникнут, если использовать технологии не только для лечения болезней, но и для улучшения человеческих способностей. “Есть основания задуматься, действительно ли жизнь станет лучше, если мы прибегнем к биотехнологиям, чтобы исполнять свои глубочайшие человеческие желания”, – заявлялось в докладе[328].

Рассматривая по большей части философские вопросы, а не проблемы безопасности, авторы рассуждали о том, что значит быть человеком, стремиться к счастью, уважать дарованное нам природой и принимать ее дары. В докладе утверждалось, а точнее, даже проповедовалось, что не стоит заходить слишком далеко в стремлении изменить “естественный” порядок вещей, поскольку такая самонадеянность может поставить под угрозу наше существование. “Мы хотим, чтобы наши дети стали лучше, но только если ради этого нам не придется превратить продолжение рода в производственный процесс с целью внедрения в их мозг изменений, которые помогут им получить преимущество над сверстниками, – написали мыслители. – Мы хотим показывать лучшие результаты во всех сферах жизни, но только если ради этого нам не придется стать простыми творениями наших химиков или превратиться в инструменты, разработанные, чтобы нечеловеческим образом добиваться побед и великих свершений”. Можно даже представить, как паства в этот момент кивает, говоря: “Аминь”, – и лишь кое-кто в задних рядах бормочет: “Говорите за себя”.

Глава 36. Даудна берется за дело

Кошмар о Гитлере

Весной 2014 года, когда накалялась борьба за патенты в сфере CRISPR и запуск компаний по редактированию генома, Даудне приснился сон. Точнее, кошмар. В нем видный исследователь попросил ее встретиться с человеком, который хотел разузнать о редактировании генома. Она вошла в комнату, где тот ее ожидал, и отпрянула. Перед ней, приготовив ручку и бумагу для заметок, сидел Адольф Гитлер со свиным рылом. “Я хочу понять, как использовать удивительную технологию, которую вы изобрели, и какие выгоды она дает”, – сказал он. Даудна проснулась в холодном поту. “Я лежала в темноте, сердце колотилось, и мне никак не удавалось отогнать от себя ужасное предчувствие, которое появилось у меня после этого сна”. У нее началась бессонница.

Технология редактирования генома могла принести очень много пользы, но мысль о том, чтобы использовать ее для внедрения в геном человека изменений, которые унаследуют все будущие поколения, вселяла беспокойство. “Неужели мы создали набор инструментов для будущих Франкенштейнов?” – гадала Даудна. А может, и того хуже, инструмент для будущих Гитлеров? “И Эмманюэль, и я, и наши коллабораторы представляли, что технология CRISPR будет спасать жизни, помогая излечивать генетические заболевания, – написала она позже. – Но когда я думала об этом, я едва ли была в состоянии хотя бы обзорно охватить все варианты того, каким образом нашу непростую научную работу можно извратить”[329].

Happy Healthy Baby

Примерно в это время Даудна увидела пример того, как люди с благими намерениями могут проложить путь для редактирования генома. В марте 2014 года Сэм Стернберг, один из исследователей в ее дружной команде CRISPR, получил письмо от подающей надежды молодой предпринимательницы Лорен Бухман из Сан-Франциско, которая узнала адрес Стернберга от друга. “Здравствуйте, Сэм, – написала она. – Приятно познакомиться с вами через почту. Насколько я вижу, вы работаете по другую сторону моста. Могу я угостить вас кофе и обсудить с вами то, чем вы сейчас занимаетесь?”[330]

“Я готов встретиться с вами, но у меня плотный график, – ответил Стернберг. – Может, вы расскажете мне немного о своей компании?”

“Я основала компанию Happy Healthy Baby, – пояснила Бухман в следующем письме. – Мы полагаем, что в будущем Cas9 даст способ предотвращать развитие генетических болезней у детей, зачатых с помощью ЭКО. Наша главная задача – обеспечить высочайший уровень научных и этических стандартов при проведении соответствующих процедур”.

Стернберг удивился, но шокирован не был. К тому времени систему CRISPR-Cas9 уже применяли для редактирования эмбрионов, вживленных обезьянам. Ему захотелось больше разузнать о мотивах Бухман и выяснить, каким образом она собирается идти к своей цели, и потому он согласился встретиться с ней в мексиканском ресторане в Беркли. Там Бухман изложила ему идею предлагать людям возможность применять CRISPR для редактирования генома будущих детей.

Она уже зарегистрировала домен HealthyBabies.com и предложила Стернбергу стать сооснователем компании. Это удивило его – и не только потому, что он, как и его приятель из лаборатории Блейк Виденхефт, отличался благодушной скромностью. Дело в том, что у него не было опыта редактирования человеческих клеток и он ровным счетом ничего не знал о вживлении эмбрионов.

Когда я впервые прочитал об идее Бухман, она меня обескуражила. Но затем я навел справки и узнал, к своему удивлению, что Бухман весьма серьезно относится к вопросам нравственности. Ее сестра победила лейкемию, но из-за своего лечения лишилась способности иметь детей. Сама Бухман была сосредоточена на карьере и переживала, что время на ее биологических часах заканчивается. “Мне было за тридцать, – вспоминает она. – Все женщины в таком возрасте сталкиваются с одной и той же проблемой. Мы хотим строить карьеру, не позволяя списывать себя со счетов как будущую мамочку, и начинаем обращаться в клиники вспомогательной репродукции”.

Она знала, что клиники, где осуществляется экстракорпоральное оплодотворение, могут проводить диагностику на наличие вредоносных генов, прежде чем выбирать эмбрион для вживления, однако, как женщина за тридцать, она также понимала, что произвести несколько эмбрионов не так-то просто. “Порой получается всего один-два эмбриона, – отмечает она, – поэтому провести преимплантационную генетическую диагностику не всегда бывает легко”.

Именно тогда она услышала о CRISPR и обрадовалась. “Мысль о том, что мы можем лечить болезни в клетках, казалась чудесной и многообещающей”.

Она была внимательна к социальным аспектам вопроса. “Все технологии можно использовать во благо и во вред, но пионеры новых технологий имеют возможность продвигать их корректное и этичное использование, – говорит она. – Я хотела редактировать гены правильно и открыто, поэтому собиралась разработать набор этичных процедур для пациентов, которые решат ими воспользоваться”.

Некоторые инвесторы и предприниматели из сферы биотехнологий, к которым она обращалась за консультацией, предлагали ей дикие, с ее точки зрения, идеи. Так, они советовали ей привлечь биохакеров к редактированию генома пациентов. “Чем больше я слышала, тем лучше понимала, что должна все сделать сама, – говорит она, – потому что в ином случае эти экстремисты, которых не заботят ни последствия, ни этические вопросы, захватят бразды правления в этой сфере”.

Стернберг поужинал в мексиканском ресторане, но на десерт не остался. У него не было желания становиться сооснователем компании, однако идея его заинтересовала, и он согласился посетить штаб-квартиру компании. “Не было ни единого шанса на миллион, что я стану в этом участвовать, но мне было любопытно”, – говорит он. Он знал, что Даудну уже беспокоили подобные вещи, поэтому решил посетить лабораторию, чтобы поговорить с человеком, который хотел стоять у руля столь неоднозначного проекта по применению CRISPR.

В ходе этого визита Стернберг посмотрел проморолик компании Happy Healthy Baby, смонтированный из фрагментов анимации и архивных видеокадров, на которых ученые проводят лабораторные эксперименты. Бухман в этом ролике сидела в залитой солнцем комнате с большими стеклянными окнами и объясняла свою идею о редактировании генома младенцев. Стернберг сказал ей, что в ближайшие лет десять не стоит и надеяться, что в США разрешат применять CRISPR для изменения генома детей. Бухман ответила, что клиники могут находиться и за пределами США. Скорее всего, найдутся страны, где будет возможно проводить подобные процедуры, и для людей, которые могут позволить себе отредактировать геном своих детей, поездка туда не станет проблемой.

Стернберг решил не связываться с этим, но Джордж Черч на некоторое время стал консультантом компании по науке, работая при этом на добровольных началах. “Джордж предложил мне работать со сперматозоидами, а не с эмбрионами, – вспоминает Бухман. – Он сказал, что в таком случае у нас, возможно, будет меньше проблем”[331].

В конце концов Бухман отказалась от своей идеи. “Я изучила примеры использования технологии, законодательство в соответствующей сфере и вопросы этики, и стало очевидно, что заниматься этим слишком рано, – говорит она. – Ни наука, ни общество не были к этому готовы”.

Рассказывая о своих встречах Даудне, он отметил, что “глаза [у Бухман] горели, как у Прометея”. Позже он использовал эту фразу в книге, которую написал в соавторстве с Даудной, и это разозлило Бухман. Если бы она предложила идею Happy Healthy Baby на несколько лет раньше, написали Даудна и Стернберг, они бы отмахнулись от нее как от “чистой выдумки”, потому что “было маловероятно, чтобы кто-то стал заниматься такими делами, достойными Франкенштейна”. Но изобретение технологии CRISPR-Cas9 все изменило. “Теперь же смеяться над подобными идеями не получалось. Ведь благодаря CRISPR манипулировать человеческим геномом действительно стало так же просто, как геномом бактерии”[332].

Напа, январь 2015 года

Повстречавшись с Гитлером во сне и узнав от Стернберга о Happy Healthy Baby, Даудна весной 2014 года решила, что ей стоит более активно участвовать в обсуждении того, как будут использоваться инструменты редактирования генома на базе CRISPR. Сначала она подумывала написать статью в газету, но сочла, что этого мало. В результате она вспомнила, как сорок лет назад начался процесс, который в феврале 1975 года привел к тому, что на Асиломарской конференции был проложен “рациональный путь вперед” и разработано руководство по работе с рекомбинантной ДНК. Даудна решила, что изобретение инструментов редактирования генома на базе CRISPR требует созыва подобной группы специалистов.

Первым делом она привлекла к участию двух ученых из числа главных организаторов Асиломарской конференции 1975 года: Пола Берга, открывшего рекомбинантную ДНК, и Дэвида Балтимора, который после Асиломара не пропустил почти ни одного значимого собрания по вопросу о принципах работы с технологиями. “Я чувствовала, что если нам удастся привлечь их обоих, то у нас появится прямая связь с Асиломаром и кредит доверия”, – вспоминает Даудна.

Оба исследователя согласились принять участие в конференции, которая была назначена на январь 2015 года и организована на курорте в долине Напа в часе езды от Сан-Франциско. Приглашение получили еще 18 ведущих ученых, включая Мартина Йинека и Сэма Стернберга из лаборатории Даудны. Основное внимание предполагалось уделить этике внедрения наследуемых генетических изменений.

Если в Асиломаре в основном обсуждалась безопасность исследований, то конференция в Напе, по мысли Даудны, должна была стать площадкой для дискуссии по вопросам из сферы нравственности. Можно ли считать, что в Америке, где действует примат индивидуальной свободы, решения о редактировании генома младенцев должны главным образом принимать их родители? В какой степени создание младенцев с отредактированным геномом и отказ от идеи о том, что наши генетические характеристики даются нам по итогам случайной природной лотереи, подрывают нашу способность к сопереживанию? Существует ли опасность снижения разнообразия человеческого вида? Или, если переформулировать вопрос в более биолиберальном ключе: если бы появилась технология для создания более здоровых и совершенных младенцев, не стал ли бы этически неправильным отказ от ее использования?[333]

Быстро сформировался консенсус, что было бы неверно полностью запретить редактирование зародышевой линии. Участники конференции хотели оставить дверь открытой. Перед ними стояла такая же задача, как в Асиломаре: нужно было найти путь вперед, а не ударить по тормозам. Это определило повестку большинства последующих конференций и собраний, организованных учеными: еще не настало время безопасно редактировать зародышевую линию, но однажды для этого должен был найтись надежный способ, а потому необходимо было разработать рациональные принципы проведения подобных процедур.

Джордж Дейли, Даудна и Дэвид Балтимор на международном саммите в 2015 г.

Дэвид Балтимор объяснил, чем встреча в Напе отличается от Асиломарской конференции, прошедшей сорок лет назад. “Важное отличие сегодня заключается в том, что появилась биотехнологическая отрасль, – сказал он собравшимся. – В 1975 году не существовало крупных биотехнологических компаний. Сегодня общество озабочено происходящим в коммерческой сфере, поскольку надзор там менее строг”. Если участники не хотят, чтобы общество выступило против редактирования генома, отметил он, нужно убедить людей доверять не только ученым в белых халатах, но и коммерческим компаниям. Это может быть нелегко. Биоэтик Альта Чаро из Школы права Университета Висконсина отметила, что тесное взаимодействие университетских исследователей с коммерческими компаниями может запятнать репутацию ученых. “Финансовая составляющая сегодня делает образ ученых в белых халатах не столь безупречным”, – сказала она.

Один из участников поднял вопрос о социальной справедливости. Редактирование генома будет стоить дорого. Неужели оно будет доступно лишь богатым? Балтимор согласился, что проблема существует, но заявил, что лишь на этом основании запрещать технологию не стоит. “Этот аргумент не слишком глубок, – подчеркнул он. – Так устроен мир. Взгляните на компьютеры. Все становится дешевле, когда производится оптом. Это не повод не двигаться вперед”.

На конференции ходили слухи, что в Китае уже проводятся какие-то эксперименты по редактированию генома нежизнеспособных эмбрионов. Такая технология, в отличие от технологии производства ядерного оружия, могла легко распространяться и использоваться не только ответственными исследователями, но и беспринципными врачами и биохакерами. “Есть ли у нас возможность загнать джинна обратно в бутылку?” – спросил один из присутствующих.

Участники конференции согласились считать благим делом применение инструментов на базе CRISPR для внесения в геном ненаследуемых изменений. Так можно было разработать полезные лекарственные препараты и способы лечения болезней. Ученые пришли к выводу, что им стоит наложить некоторые ограничения на редактирование зародышевой линии, чтобы не вызвать возмущения общественности. “Необходимо тактически обезопасить себя, не торопя события с редактированием зародышевой линии, чтобы мы могли продолжать работу над редактированием соматических клеток”, – сказал один из участников конференции.

В конце концов они решили призвать временно приостановить редактирование зародышевой линии человека – по крайней мере до тех пор, пока не будут лучше изучены вопросы безопасности и социальные аспекты применения этой технологии. “Мы хотели, чтобы научное сообщество нажало на паузу, пока социальные, этические и философские последствия редактирования зародышевой линии не будут рассмотрены должным образом, желательно на международном уровне”, – говорит Даудна.

Составив черновик доклада по итогам конференции, Даудна распространила его среди участников. В марте, после внесения предложенных ими правок, она отправила доклад в журнал Science. Он вышел под заголовком “Рациональный путь вперед для генной инженерии и редактирования зародышевой линии”[334]. Хотя главным его автором была Даудна, первыми были указаны имена Балтимора и Берга. Алфавитный порядок перечисления позволил пионерам Асиломара оказаться в авангарде.

В докладе давалось четкое определение “редактирования зародышевой линии” и пояснялось, почему пересечение этой черты было бы важным шагом как с этической, так и с научной точки зрения. “Теперь появилась возможность осуществлять редактирование генома в оплодотворенных яйцеклетках животных, или эмбрионах, тем самым меняя генетический профиль каждой дифференцированной клетки в организме, а следовательно, обеспечивая передачу изменений потомству организма, – написали ученые. – Возможность редактирования зародышевой линии человека долгое время волновала и будоражила общественность, особенно в свете опасений ступить на скользкую дорожку и перейти от лечения болезней к использованию технологии в не столь благородных и даже возмутительных целях”.

Как и надеялась Даудна, статья в журнале привлекла внимание всей страны. На первой полосе газеты The New York Times вышла статья Николаса Уэйда с фотографией Даудны, сидящей за столом в своем кабинете в Беркли. Заголовок гласил: “Ученые призывают запретить один из методов редактирования генома человека”[335]. Однако этот заголовок был неточен. Аналогичная ошибка содержалась в большинстве новостных сообщений о конференции в Напе. В отличие от некоторых других ученых в то время[336], участники конференции намеренно не призывали к запрету или мораторию, который впоследствии было бы сложно снять. Они хотели сохранить возможность редактирования зародышевой линии при условии безопасности процедуры и наличия медицинских показаний к ней. Именно поэтому в названии их доклада содержались слова “рациональный путь вперед”, которые впоследствии стали звучать на многих научных конференциях по редактированию зародышевой линии человека.

Китайские эксперименты с эмбрионами, апрель 2015 года

На конференции в Напе до Даудны дошел тревожный слух, что группа китайских исследователей применила систему CRISPR-Cas9, чтобы впервые отредактировать гены человеческого эмбриона на ранней стадии развития. Теоретически это могло привести к внедрению в геном наследуемых изменений. Смягчающим фактором была нежизнеспособность эмбрионов. Они не подлежали вживлению в матку матери. Тем не менее, если это было правдой, планы благонамеренных ученых, вырабатывающих принципы использования технологии, в очередной раз могло нарушить рвение нетерпеливых исследователей[337].

Китайская статья не была опубликована, но об ее существовании уже стало известно. Ее отвергли престижные журналы Science и Nature, и теперь ее пытались опубликовать в другом издании. В конце концов она вышла в малоизвестном китайском журнале Protein & Cell, который разместил текст на своем сайте 18 апреля 2015 года.

В статье ученые из Университета Гуанчжоу описали, как использовали систему CRISPR-Cas9 в 86 нежизнеспособных зиготах (предшественниках эмбрионов) и вырезали мутированный ген, вызывающий бета-талассемию, смертельное заболевание крови, напоминающее серповидноклеточную анемию[338]. Хотя из этих эмбрионов не должны были развиться дети, исследователи вплотную подошли к черте, а может, и пересекли ее. Систему CRISPR-Cas9 впервые применили для редактирования зародышевой линии человека, то есть для внедрения изменений, которые могут наследоваться будущими поколениями.

Прочитав статью, Даудна сидела в своем кабинете в Беркли и смотрела на залив Сан-Франциско. Впоследствии она вспоминала, что была “поражена и чувствовала легкое недомогание”. Вероятно, с технологией, созданной ими с Шарпантье, подобным образом экспериментировали и другие ученые из разных уголков мира. Даудна поняла, что это может привести к непредвиденным последствиям. Кроме того, это может спровоцировать общественное недовольство. “Технология редактирования зародышевой линии человека не готова к использованию в медицинской практике, – ответила она, когда репортер с NPR спросил ее о китайских экспериментах. – Применение технологии в этой сфере необходимо приостановить, пока не состоялась широкая общественная дискуссия для обсуждения научных и этических вопросов”[339].

Конференция в Напе и китайские эксперименты по редактированию эмбрионов привлекли внимание Конгресса. Сенатор Элизабет Уоррен организовала брифинг, и Даудна приехала в Вашингтон, чтобы выступить на нем вместе со своим другом и пионером CRISPR Джорджем Черчем. Интерес к мероприятию оказался так высок, что собравшимся не хватило сидячих мест. В зал набилось более 150 сенаторов, конгрессменов, работников аппарата и других сотрудников. Даудна пересказала историю CRISPR и подчеркнула, что первоначально исследователи из чистого любопытства изучали, как бактерии противостоят вирусам. Она пояснила, что в случае применения технологии для редактирования генома человека необходимо найти способ доставить систему CRISPR в нужные клетки организма, а сделать это проще, если редактированию подвергаются эмбрионы на ранней стадии развития. “Но такое применение технологии редактирования генома, – отметила Даудна, – вызывает гораздо больше вопросов этического характера”[340].

Даудна и Черч написали для журнала Nature размещенные друг за другом очерки, в которых изложили свои взгляды на внедрение наследуемых изменений в геном. Хотя в некоторой степени их позиции противоречили друг другу, этой публикацией они доказали, что ученые серьезно подходят к делу и не нуждаются в государственном регулировании. “Мнения об использовании технологии редактирования зародышевой линии человека расходятся, – написала Даудна. – На мой взгляд, полный запрет положит конец исследованиям, которые могли бы привести к созданию в будущем новых методов лечения, и будет нецелесообразным, учитывая широкую доступность и простоту использования CRISPR-Cas9. Лучше заключить соглашение на приемлемых компромиссных условиях”[341]. Черч с бо́льшим напором утверждал, что исследования должны продолжаться, даже если они сопряжены с редактированием зародышевой линии человека. “Вместо того чтобы рассуждать о возможном запрете изменения зародышевой линии человека, нам следует искать способы стимулировать повышение безопасности и эффективности этой процедуры, – отметил он. – Запрет на редактирование зародышевой линии может похоронить лучшие медицинские исследования и загнать практику в подполье, в сферу черных рынков и неконтролируемого медицинского туризма”[342].

Биоэнтузиазм Черча в популярной прессе поддержал один из его коллег по Гарварду, знаменитый профессор психологии Стивен Пинкер. “Главную моральную задачу для современных биоэтиков можно сформулировать в одном предложении, – написал он в авторской колонке для The Boston Globe. – Уйдите с дороги”. Он обрушился с жесткой критикой на биоэтику как профессию. “Поистине этичная биоэтика не должна осложнять проведение исследований бюрократией, мораториями и угрозой уголовного преследования на базе таких неопределенных, но широких принципов, как «достоинство», «святость» и «социальная справедливость», – утверждал он. – Не хватало нам только появления лобби так называемых этиков”[343].

Международный саммит в декабре 2015 года

После конференции в долине Напа Даудна и Балтимор призвали Национальную академию наук США и родственные ей организации по всему миру собрать представителей разных стран для обсуждения рационального регулирования исследований, связанных с редактированием зародышевой линии человека. В начале декабря 2015 года более 500 ученых, сотрудников регулирующих органов и биоэтиков (но очень мало пациентов и родителей больных детей) на три дня приехали в Вашингтон на Первый международный саммит по вопросам редактирования генома человека. Помимо Даудны и Балтимора, на саммите присутствовали и другие пионеры CRISPR, включая Фэна Чжана, Джорджа Черча и Эмманюэль Шарпантье. В число организаторов мероприятия вошли Китайская академия наук и Британское королевское общество[344].

“Мы собрались здесь как участники исторического процесса, который восходит к работе Дарвина и Менделя в XIX веке, – сказал Балтимор, открывая саммит. – Возможно, мы стоим на пороге новой эры в истории человечества”.

Представитель Пекинского университета заверил собравшихся, что в Китае действуют ограничения на редактирование зародышевой линии: “Проведение манипуляций с генами человеческих гамет, зигот и эмбрионов, создаваемых в репродуктивных целях, запрещено”.

Поскольку на саммите собралось огромное количество участников и журналистов, его программа по большей части состояла из заранее заготовленных презентаций и почти не предполагала живых обсуждений. Подготовлены были и выводы. Главный из них почти не отличался от решений конференции в Напе, прошедшей в начале того же года. Всем настоятельно рекомендовалось не проводить экспериментов по редактированию зародышевой линии человека, пока не будут выполнены строгие условия, но слова “мораторий” и “запрет” при этом не упоминались.

В списке принятых условий был пункт, в соответствии с которым редактирование зародышевой линии не допускалось, пока “не сложится широкий общественный консенсус по вопросу об уместности предлагаемой процедуры”. О необходимости “широкого общественного консенсуса” часто упоминалось в дискуссиях об этике редактирования зародышевой линии, и эти слова звучали как мантра. Это была благородная цель. Однако, как показали дебаты об абортах, дискуссии не всегда приводят к формированию широких общественных консенсусов. Организаторы саммита из Национальной академии наук прекрасно это понимали. Хотя они и призывали к публичному обсуждению вопроса, они создали экспертный комитет, куда вошли 22 специалиста, которые должны были за год изучить, стоит ли наложить мораторий на редактирование ДНК в клетках зародышевой линии.

В итоговом отчете комитета, опубликованном в феврале 2017 года, не содержалось призывов к введению запрета или моратория. Вместо этого там были перечислены критерии, которые необходимо выполнить, прежде чем редактирование зародышевой линии будет разрешено. Среди прочего в списке значилось “отсутствие разумных альтернатив для предотвращения развития серьезного заболевания или синдрома” и несколько других критериев, которые нельзя было назвать невыполнимыми в обозримом будущем[345]. Любопытно, что в список не вошло одно из ключевых условий из доклада, сделанного по итогам международного саммита 2015 года. Больше не упоминалось о необходимости достижения “широкого общественного консенсуса” для разрешения внедрять в геном наследуемые изменения. Отчет 2017 года призывал лишь к “постоянному широкому участию общественности в обсуждении вопроса”.

Многие биоэтики испытали разочарование, но большинство ученых, включая Балтимора и Даудну, полагало, что авторам отчета удалось найти разумный компромисс. Исследователи, работающие в медицинской сфере, решили, что им включили желтый свет, позволив продолжать эксперименты при соблюдении всех мер предосторожности[346].

В июле 2018 года Нуффилдский совет, самая престижная в Великобритании независимая организация, занимающаяся вопросами биоэтики, обнародовал еще более либеральный доклад. “Редактирование генома может стимулировать развитие революционных технологий в сфере репродукции человека, – отмечалось в нем. – Если внедрение в геном наследуемых изменений идет на благо будущему человеку и не противоречит принципам социальной справедливости и солидарности, такие изменения не нарушают ни один категорический моральный запрет”. Совет пошел еще дальше и сгладил различия между редактированием генома для лечения заболеваний и применением технологии для усовершенствования генетического профиля. “Возможно, в будущем редактирование генома можно будет применять для… усиления физических и интеллектуальных способностей”, – говорилось в руководстве к докладу. Этот доклад справедливо сочли шагом к разрешению редактирования зародышевой линии человека. Статья в The Guardian вышла под заголовком “Британский комитет по этике дал добро на создание генетически модифицированных детей”[347].

Мировое регулирование

Хотя Национальная академия наук США и британский Нуффилдский совет заняли либеральную позицию по отношению к редактированию зародышевой линии, в обеих странах были введены некоторые ограничения. Конгресс принял постановление, которым запретил Управлению по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA) оценивать любую методику лечения, “в которой человеческий эмбрион специально создается или модифицируется таким образом, чтобы в его геном оказалось внедрено наследуемое изменение”. Джон Холдрен, советник по науке при президенте Бараке Обаме, провозгласил: “Администрация считает изменение зародышевой линии человека в клинических целях чертой, которую в настоящее время лучше не пересекать”. Директор Национальных институтов здоровья Фрэнсис Коллинз заявил: “Национальные институты здоровья не будут спонсировать применение технологий редактирования генома в человеческих эмбрионах”[348]. В Великобритании редактирование человеческих эмбрионов было также ограничено различными постановлениями. Однако ни в Великобритании, ни в США не было принято никакого закона, который бы четко и однозначно запрещал редактирование зародышевой линии.

В России не было законодательного запрета на редактирование генома человека, и в 2017 году президент Владимир Путин рассказал об огромном потенциале CRISPR. На состоявшемся в тот год молодежном фестивале он описал преимущества и опасности создания генетически модифицированных людей, например суперсолдат. “Человек приобретает возможность влезать в генетический код, созданный или природой, или, как сказали бы люди религиозные, Господом Богом, – сказал он. – Представьте, что человек сможет создавать другого человека с заданными характеристиками. Это может быть гениальный математик или музыкант, но это может быть и солдат, который будет воевать без страха, без чувства сострадания, сожаления и без боли”[349].

Китайские постановления были строже – по крайней мере, так казалось со стороны. Хотя там не действовало однозначного законодательного запрета на внедрение наследуемых изменений в геном человеческих эмбрионов, множество постановлений и руководств, казалось бы, не допускало таких экспериментов. Так, в 2003 году Министерство здравоохранения Китая обнародовало “Технические требования к искусственному оплодотворению человека”, в которых указывалось: “Генетические манипуляции с человеческими гаметами, зиготами и эмбрионами, создаваемыми в репродуктивных целях, запрещены”[350].

Почти все в Китае контролируется государством, которое знает почти все о происходящем в больницах. На международном саммите в Вашингтоне Дуаньцзин Пэй, уважаемый молодой исследователь стволовых клеток и генеральный директор Института биомедицины и здоровья в Гуанчжоу, заверил своих коллег по координационному комитету, приехавших из других стран, что редактирования зародышевой линии эмбрионов в Китае не будет.

Именно поэтому Пэй и его единомышленники со всех концов света были шокированы, когда в ноябре 2018 года приехали в Гонконг на Второй международный саммит по вопросам редактирования генома человека и обнаружили, что, несмотря на все их благородные стремления и тщательно составленные отчеты, человечество оказалось нежданно-негаданно заброшено в новую эру.

Часть шестая. Дети CRISPR

Новая порода людей благословит меня как своего создателя; множество счастливых и совершенных существ будут обязаны мне своим рождением.

Мэри Шелли. Франкенштейн, или Современный Прометей, 1818

Глава 37. Хэ Цзянькуй

Нетерпеливый предприниматель

Хэ Цзянькуй, сын небогатых крестьян, которые выращивали рис, родился в оруэлловском 1984 году и вырос в уезде Синьхуа, одной из самых бедных деревень в сельскохозяйственном регионе провинции Хунань в восточной части Центрального Китая. Когда он был маленьким, средний доход семьи в этой деревне не превышал ста долларов в год. Его родители были так бедны, что не могли купить сыну учебники, поэтому Цзянькуй ходил в деревенский книжный магазин и читал книги там. “Я рос в маленькой крестьянской семье, – вспоминает он. – Летом я каждый день снимал с ног пиявок. Я никогда не забуду, где родился и вырос”[351].

Хэ Цзянькуй делает селфи с Даудной в лаборатории в Колд-Спринг-Хар

Цзянькуй был честолюбив с детства, мечтал об успехе и славе, поэтому он поверил висящим в школе плакатам, которые гласили, что он должен посвятить себя науке и раздвигать ее горизонты. Ему и правда это удалось, однако не столько благодаря успехам в науке, сколько благодаря непомерному рвению.

Уверенный, что наука – дело патриотов, юный Цзянькуй оборудовал дома примитивную физическую лабораторию, где неустанно проводил эксперименты. Он прекрасно окончил школу и был отправлен на учебу в Научно-технический университет в Хэфэе, в девятистах километрах от дома, и изучал там физику.

После этого он подал документы в четыре американских университета, но поступил лишь в один – Университет Райса в Хьюстоне. Учась под руководством профессора Майкла Дима, специалиста по генной инженерии, который позже оказался фигурантом дела о нарушении профессиональной этики, Цзянькуй мастерски научился создавать компьютерные модели биологических систем. “Цзянькуй умеет добиваться высоких результатов, – сказал Дим. – Он блестяще проявил себя здесь, в Университете Райса, и я уверен, что он достигнет больших успехов в своей карьере”.

Цзянькуй и Дим разработали математическую модель для прогнозирования того, какие штаммы гриппа будут появляться каждый год, а также в сентябре 2010 года вместе написали проходную статью о CRISPR, в которой показали, как формируются спейсеры, соответствующие ДНК вирусов[352]. Популярный, общительный и коммуникабельный Цзянькуй стал президентом Ассоциации китайских студентов и исследователей Университета Райса, а на досуге играл в футбол. “Университет Райса позволяет действительно наслаждаться учебой в аспирантуре, – сказал он в интервью университетскому журналу. – Здесь есть чем заняться и за пределами лаборатории. Господи, да в Райсе целых шесть футбольных полей!”[353]

Он получил докторскую степень по физике, но затем решил, что должен заняться биологией. Дим позволил ему посещать конференции, проходившие в разных концах страны, и познакомил его со стэнфордским специалистом по биоинженерии Стивеном Куэйком, который предложил Цзянькую занять место постдока в своей лаборатории. Коллеги по этой лаборатории запомнили Цзянькуя как веселого и энергичного человека, который проявлял огромную страсть к предпринимательству.

Куэйк основал компанию для коммерциализации разработанной им технологии секвенирования генома, но вскоре она оказалась на грани банкротства. Полагая, что он сможет сделать процедуру коммерчески успешной в Китае, Цзянькуй решил основать компанию на родине. Куэйк обрадовался его предложению. “Это шанс возродить феникса из пепла”, – ликующе заявил он одному из партнеров[354].

Китай жаждал растить у себя предпринимателей в сфере биотехнологий. В 2011 году в стране был основан новый университет, Южный университет науки и технологий в Шэньчжэне, процветающем 20-миллионном городе на границе с Гонконгом. Цзянькуй откликнулся на вакансию, размещенную на сайте университета, занял должность профессора биологии и объявил в своем блоге, что формирует “Объединенную лабораторию Хэ Цзянькуя и Майкла Дима”[355].

Считая, что генная инженерия имеет решающее значение для экономического будущего страны и конкуренции с США, китайские власти запустили ряд инициатив, чтобы поддержать предпринимателей и постараться вернуть в Китай исследователей, получивших образование за рубежом. Цзянькуй воспользовался преимуществами, которые давали две из них: рекрутинговая программа “Тысяча талантов” и инициатива “Павлин”, запущенная правительством Шэньчжэня.

Когда в июле 2012 года он основал новую компанию по созданию машин для секвенирования генома по технологии Куэйка, шэньчжэньская инициатива “Павлин” предоставила ему стартовый капитал в объеме 156 тысяч долларов. “Меня привлекла щедрость Шэньчжэня при поддержке стартапов и особенно активность венчурных капиталистов, сравнимая с активностью в Кремниевой долине, – позже сказал Цзянькуй в интервью журналу Beijing Review. – Я не профессор в традиционном смысле слова. Я предпочитаю быть исследователем-предпринимателем”.

В последующие шесть лет компания Цзянькуя получила около 5,7 миллиона долларов из государственных источников. К 2017 году его секвенатор вышел на рынок, а стоимость компании, на треть принадлежащей Цзянькую, достигла 313 миллионов долларов. “Разработка этого устройства стала серьезным техническим прорывом и значительно повысит рентабельность, скорость и качество секвенирования генома”, – сказал Цзянькуй[356]. В научной статье, описывающей применение машины для секвенирования генома, он заявил, что ее “эксплуатационные качества сравнимы с характеристиками Illumina”, имея в виду американскую компанию, доминирующую на рынке секвенаторов ДНК[357].

Благодаря своему пробивному характеру и стремлению к славе Цзянькуй стал заметным лицом в научном мире Китая, где государственная пресса рьяно искала инноваторов, которые могли стать примером для других. В конце 2017 года на канале CTV вышла серия передач о молодых китайских предпринимателях из сферы науки. Под аккомпанемент вдохновляющей патриотичной музыки Цзянькуй рассказывал о производимом его компанией секвенаторе ДНК, который, как отметил диктор, работает лучше и быстрее американских аналогов. “Кто-то сказал, что мы потрясли мир своей машиной, – улыбаясь, сказал в камеру Цзянькуй. – И это так! Это сделал я – Хэ Цзянькуй! Это сделал я!”[358]

Сначала Цзянькуй применял свою технологию секвенирования генома, чтобы диагностировать генетические заболевания у человеческих эмбрионов на ранних стадиях развития. Но в начале 2018 года он задумался о возможности не только читать геном человека, но и редактировать его. “Миллиарды лет жизнь развивалась в соответствии с дарвиновской теорией эволюции: случайные мутации в ДНК, естественный отбор, воспроизводство, – написал он на своем сайте. – Сегодня технологии секвенирования и редактирования генома дают нам новые мощные инструменты, позволяющие контролировать эволюционный процесс”. Он сказал, что ставит перед собой цель секвенировать геном за 100 долларов, а затем перейти к устранению имеющихся в нем проблем. “Как только генетическая последовательность станет известна, можно применить систему CRISPR-Cas9, чтобы вставить, отредактировать или удалить ген, связанный с конкретной характеристикой. Корректируя гены заболеваний, мы, люди, можем лучше жить в быстро меняющейся среде”.

Он, однако, отметил, что выступает против редактирования генома ради некоторых типов усовершенствований. “Я поддерживаю редактирование генома для лечения и предотвращения болезней, – написал Цзянькуй в социальной сети WeChat, – но только не для повышения и улучшения IQ, поскольку это не принесет пользы обществу”[359].

Связи

Заявления Хэ Цзянькуя, опубликованные в социальных сетях и на его сайте, не привлекли внимания на Западе, поскольку были сделаны на китайском. Однако, летая с конференции на конференцию, он мастерски налаживал связи и начал формировать вокруг себя целый круг знакомств в американском научном сообществе.

В августе 2016 года он посетил ежегодную конференцию по CRISPR в лаборатории в Колд-Спринг-Харбор. “Только что завершившаяся конференция по редактированию генома в Колд-Спринг-Харбор – лучшее мероприятие в этой области, – бахвалился он в своем блоге. – В числе присутствовавших – Фэн Чжан, Дженнифер Даудна и другие ведущие специалисты!” Пост сопровождало селфи с Даудной, которое Цзянькуй сделал, сидя в аудитории под портретом Джеймса Уотсона[360].

Через несколько месяцев, в январе 2017 года, Цзянькуй прислал Даудне письмо. Он предложил ей, как ранее и другим ведущим исследователям CRISPR, встретиться, когда он в следующий раз прилетит в США. “В Китае я работаю над технологией для повышения эффективности и безопасности редактирования генома человеческих эмбрионов”, – написал он. Письмо пришло, когда Даудна участвовала в организации небольшого семинара “о проблемах и возможностях редактирования генома”. С конференции в долине Напа прошло два года, и Фонд Темплтона, который поддерживает исследование важных этических вопросов, выделил деньги на проведение серии дискуссий о CRISPR. Даудна пригласила двадцать ученых-биологов и специалистов по этике на первый семинар в Беркли, но лишь некоторые из них должны были приехать из-за рубежа. “Мы будем рады, если вы примете участие в семинаре”, – ответила она Цзянькую, который, что неудивительно, с неменьшей радостью принял ее приглашение[361].

Семинар открылся публичной лекцией Джорджа Черча, на которой он рассуждал о возможных преимуществах редактирования зародышевой линии, включая улучшение человеческих способностей. Черч показал слайд, на котором были перечислены простые вариации генов, благотворно влияющие на организм. Среди них была вариация гена CCR5, который делает человека менее восприимчивым к ВИЧ, вызывающему СПИД[362].

В своем блоге Цзянькуй написал о неафишировавшейся конференции: “Многие острые вопросы здесь провоцировали ожесточенные дебаты, и пахло порохом”. Особенно интересна его трактовка только что обнародованного отчета международного саммита по редактированию генома. Он счел, что “дали желтый свет для редактирования генома человека”. Иными словами, вместо того чтобы увидеть в отчете призыв до поры до времени не заниматься внедрением наследуемых изменений в геном человеческих эмбрионов, он решил, что может работать с соблюдением всех мер предосторожности[363].

Цзянькуй выступал на второй день семинара. Его презентация под названием “Безопасность редактирования генома человеческих эмбрионов” не произвела на собравшихся большого впечатления. Любопытным в ней было лишь описание того, как он редактировал ген CCR5 – тот самый, который Черч в своей лекции назвал одним из кандидатов на изменение при редактировании зародышевой линии. Цзянькуй описал, как отредактировал ген, производящий белок, который может выступать рецептором ВИЧ, у мышей, обезьян и нежизнеспособных человеческих эмбрионов, отбракованных в клиниках вспомогательной репродукции.

Другие китайские исследователи уже провоцировали международные дискуссии об этике применения CRISPR для редактирования гена CCR5 у нежизнеспособных человеческих эмбрионов, поэтому никто на конференции не обратил внимания на слова Цзянькуя. “Его выступление не произвело на меня впечатления, – говорит Даудна. – Я видела, что он очень хочет завести знакомства и быть принятым в наш круг, однако у него не было ни одной значимой статьи, и его эксперименты, казалось, тоже не имели важности”. Когда Цзянькуй спросил Даудну, может ли он поработать у нее в лаборатории в качестве приглашенного научного сотрудника, она удивилась его наглости. “Я ответила отказом, – вспоминает она. – Я совсем не была в этом заинтересована”. Даудну и других участников семинара поразило, что Цзянькую, казалось, не было дела до этических вопросов, сопряженных с внесением наследуемых изменений в геном эмбрионов[364].

Продолжая заводить знакомства и посещать мероприятия, Цзянькуй в июле 2017 года вернулся в Колд-Спринг-Харбор на ежегодную конференцию по CRISPR. Он был в полосатой рубашке, с растрепанными по-юношески волосами и практически в неизменном виде повторил свое выступление в Беркли, состоявшееся в тот же год, но снова не сумел заинтересовать рассказом зевающих ученых. Он завершил презентацию предостережением, показав слайд со статьей The New York Times о юном Джесси Гелсингере, умершем в ходе испытания генной терапии. “Единственная неудача может похоронить всю область науки”, – заключил он. Последовало три формальных вопроса. Никто не счел, что в своих экспериментах Цзянькуй совершил научный прорыв[365].

Редактирование младенцев

В том выступлении на конференции в Колд-Спринг-Харбор в июле 2017 года Цзянькуй описал редактирование гена CCR5 у отбракованных нежизнеспособных человеческих эмбрионов. Однако он не упомянул, что планирует отредактировать этот ген у жизнеспособных человеческих эмбрионов, чтобы в итоге родились генетически модифицированные дети, то есть планирует внести наследуемые изменения в зародышевую линию. Четырьмя месяцами ранее он подал заявку в совет по медицинской этике шэньчжэньской женской и детской больницы Harmonicare. “Мы планируем применить CRISPR-Cas9, чтобы отредактировать эмбрион, – написал он. – Отредактированные эмбрионы будут имплантированы женщине, и та забеременеет”. Его цель состояла в том, чтобы позволить парам, больным СПИДом, заводить детей, которые будут защищены от ВИЧ, как и все их потомки.

Поскольку существуют другие способы предотвратить заражение СПИДом, например очистка спермы и скрининг для выявления здоровых эмбрионов перед их вживлением в матку, описанная процедура не была необходимой с медицинской точки зрения. Кроме того, она не корректировала явное генетическое отклонение: CCR5 – это обычный ген человека, и, вероятно, он имеет не одно назначение, например помогая защищать организм от вируса лихорадки Западного Нила. Таким образом, план Цзянькуя не соответствовал критериям, установленным на нескольких международных конференциях.

Однако он давал Цзянькую возможность – по крайней мере, как считал он сам – совершить исторический прорыв и вывести китайскую науку на новый уровень. “Это будет великое достижение для науки и медицины”, – написал он в заявке, а затем сравнил будущий прорыв с изобретением “технологии ЭКО, за которое в 2010 году присудили Нобелевскую премию”. Больничный совет по этике единогласно одобрил его запрос[366].

Число ВИЧ-положительных людей в Китае составляет около 1,25 миллиона и стремительно растет, и носители вируса часто подвергаются остракизму. Работая с группой правозащитников из Пекина, Цзянькуй хотел привлечь к испытаниям двадцать пар добровольцев, в которых у мужа был положительный, а у жены – отрицательный ВИЧ-статус. Интерес к исследованию проявило более двухсот пар.

Одним субботним днем в июне 2017 года две из нескольких отобранных пар пришли в шэньчжэньскую лабораторию Цзянькуя, где на встрече, которая снималась на видео, их проинформировали о планируемом клиническом испытании и спросили, хотят ли они принять в нем участие. Цзянькуй вместе с ними прошелся по бланку информированного согласия. “Вы вызвались добровольцем, а значит, у вашего партнера либо диагностирован СПИД, либо положительный ВИЧ-статус, – сказал он. – Этот исследовательский проект с большой вероятностью поможет вам завести детей, защищенных от ВИЧ”. Обе пары согласились принять участие в исследовании, а на других встречах свое согласие дали еще пять пар. Всего был произведен 31 эмбрион, 16 из которых Цзянькуй смог отредактировать. Имплантация 11 эмбрионов добровольцам закончилась неудачей, но к концу весны 2018 года Цзянькуй сумел вживить эмбрионы-близнецы в матку одной матери и один эмбрион в матку другой[367].

В ходе испытания Цзянькуй брал сперматозоиды отца, очищал клетки от ВИЧ, а затем вводил их в яйцеклетки матери. Этого, вероятно, было достаточно, чтобы защитить от ВИЧ получаемые в итоге оплодотворенные яйцеклетки. Но Цзянькуй хотел гарантировать, что родившиеся дети никогда не заразятся вирусом. Он поместил в оплодотворенные яйцеклетки систему CRISPR-Cas9, нацеленную на ген CCR5. После этого он дней на пять оставил их в чашках Петри, и за это время из яйцеклеток сформировались эмбрионы на ранней стадии развития, в каждом из которых было более двухсот клеток. Затем Цзянькуй секвенировал их ДНК, чтобы удостовериться, что запланированные изменения действительно были внесены[368].

Посвященные из США

В ходе визитов в США в 2017 году Цзянькуй намекал на свои планы некоторым американским исследователям, и многие из них впоследствии сожалели, что не попытались его остановить и не забили тревогу. В частности, он сообщил о грядущем эксперименте Уильяму Херлбату, нейробиологу и биоэтику из Стэнфорда, который помогал Даудне в организации конференции в Беркли, прошедшей в январе 2017 года. Впоследствии Херлбат рассказал журналу Stat, что у них с Цзянькуем состоялось “несколько долгих бесед, каждая продолжительностью четыре-пять часов, о науке и этике”. Херлбат понял, что Цзянькуй намерен отредактировать эмбрионы, которые впоследствии разовьются в детей. “Я пытался вразумить его и объяснить, какими будут практические и моральные последствия”, – говорит он, но Цзянькуй настаивал, что лишь “радикалы” выступают против редактирования зародышевой линии. Если эту процедуру можно использовать, чтобы избежать страшной болезни, спросил Цзянькуй, зачем людям выступать против нее? Херлбат счел, что Цзянькуй “руководствуется благими намерениями и хочет творить добро”, но при этом чувствует на себе давление научного сообщества, “которое поощряет смелые исследования, славу, национальное соперничество в сфере науки и первые места во всем”[369].

Цзянькуй также поделился своими планами с Мэтью Портеусом, блестящим и авторитетным исследователем стволовых клеток из Стэнфордской медицинской школы. “Я рот раскрыл от удивления”, – вспоминает Портеус. Их вежливая беседа о научных данных сменилась получасовой лекцией Портеуса, в которой тот подробно объяснил, почему считает идею Цзянькуя ужасной[370].

“В этом нет никакой медицинской необходимости, – сказал Портеус. – Это идет вразрез со всеми рекомендациями. Вы ставите под угрозу всю сферу генной инженерии”. Он хотел знать, как Цзянькуй вообще сумел получить одобрение своего руководства.

Но Цзянькуй отказался ему об этом рассказывать.

“Прежде чем приступать к делу, поговорите с ними, поговорите с китайскими властями”, – настоятельно порекомендовал ему Портеус, едва сдерживая гнев.

После этого Цзянькуй замолчал, покраснел и вышел из кабинета. “Думаю, он никак не ожидал столкнуться с такой негативной реакцией”, – говорит Портеус.

Оглядываясь назад, Портеус винит себя за то, что не сделал больше. “Боюсь, кое-кто считает, что я сел в лужу, – говорит он. – Мне жаль, что, пока он был у меня в кабинете, я не настоял, чтобы мы вместе с ним отправили письма высокопоставленным людям из Китая”. Но вряд ли Цзянькуй позволил бы Портеусу рассказать о задуманном еще кому-либо. “Он полагал, что если сказать обо всем слишком рано, то люди попытаются его остановить, – поясняет Портеус, – но когда он сумеет произвести на свет первых CRISPR-детей, все признают это великим достижением”[371].

Цзянькуй также поделился секретом со Стивеном Куэйком, стэнфордским предпринимателем, который работал в сфере секвенирования генома, был научным руководителем постдокторантуры Цзянькуя и помог ему основать в Шэньчжэне компанию, применявшую технологию Куэйка. Еще в начале 2016 года Цзянькуй сказал Куэйку, что хочет первым в истории создать генетически модифицированных детей. Куэйк ответил, что “идея ужасна”, но Цзянькуй стоял на своем, и тогда Куэйк сказал, что в таком случае ему следует получить все необходимые разрешения. “Я последую вашему совету и получу одобрение местного совета по этике, прежде чем приступать к созданию первого генетически модифицированного ребенка, – написал Цзянькуй в письме Куэйку, о чем впоследствии сообщила Пэм Беллак, журналистка The New York Times, освещающая в газете вопросы здравоохранения. – Прошу вас сохранить это в тайне”.

“Хорошие новости! – написал Цзянькуй Куйэку в апреле 2018 года. – Эмбрион с отредактированным геном CCR5 был десять дней назад вживлен женщине, и сегодня мы получили подтверждение ее беременности!”

“Ого! Большое достижение! – ответил Куэйк. – Надеюсь, она выносит ребенка”.

Майкл Дим

Стэнфорд провел расследование и не нашел в действиях Куэйка, Херлбата и Портеуса ничего неправомерного. “Проверка показала, что стэнфордские исследователи сообщили доктору Хэ о своей серьезной озабоченности его работой, – заключил университет. – Когда доктор Хэ не внял их рекомендациям и продолжил работу, стэнфордские исследователи призвали его соблюдать установленные в науке порядки”[372].

Больше остальных американцев Цзянькую потворствовал Майкл Дим, научный руководитель его аспирантуры в Университете Райса, и репутация Дима в итоге оказалась сильнее всего запятнана. Дим попал на видео с первой встречи Цзянькуя с потенциальными родителями: он сидел за столом, пока им объясняли тонкости, связанные с предоставлением согласия на редактирование генома эмбрионов. “Когда эта пара давала свое информированное согласие, – позже во всеуслышание заявил Цзянькуй, – за процедурой наблюдал профессор из США”. Дим общался с добровольцами через переводчика, сообщил журналу Stat член китайской исследовательской группы.

В интервью агентству Associated Press Дим признал, что присутствовал на встрече в Китае. “Я встречался с родителями, – сказал он. – Я был там, когда родители подписывали информированное согласие”. Дим также оправдывал поступки Цзянькуя. Но затем он нанял двух адвокатов из Хьюстона, и те выступили с заявлением, что Дим не участвовал в процедуре получения информированного согласия, хотя на видео он и сидит на встрече. Адвокаты также сказали, что “Майкл не занимается исследованиями на людях и не занимался исследованием на людях в этом проекте”. Их слова, казалось бы, оказались опровергнуты, когда выяснилось, что Дим был соавтором статьи Цзянькуя об экспериментах по редактированию генома человека. Университет Райса объявил о начале расследования, но за два года не вынес вердикт. К концу 2020 года страница с данными Дима исчезла с официального университетского сайта, но университет пока отказывается давать объяснения[373].

Рекламная кампания Цзянькуя

В середине 2018 года, пока у китаянок протекала беременность, Цзянькуй решил, что должен извлечь максимальную выгоду из своего объявления, которое, несомненно, потрясет мир. В конце концов, он проводил эксперимент не только для того, чтобы защитить двух детей от СПИДа, но и для того, чтобы снискать славу. Он привлек к сотрудничеству Райана Феррелла, уважаемого американского специалиста по связям с общественностью, который счел планы Цзянькуя настолько впечатляющими, что ушел из своего агентства и на некоторое время переехал в Шэньчжэнь[374].

Феррелл запланировал мультимедийную кампанию, чтобы объявить о прорыве. В рамках нее Цзянькуй должен был написать для журнала статью об этике редактирования генома, затем в сотрудничестве с Associated Press подготовить эксклюзивный репортаж о создании CRISPR-младенцев, а также записать пять видеороликов, которые предполагалось выложить на его сайт и на YouTube. Кроме того, он в соавторстве с Майклом Димом из Университета Райса работал над научной статьей, которую намеревался опубликовать в престижном журнале, например в Nature.

Статью об этике, которую Цзянькуй и Феррелл назвали “Наброски к этическим принципам терапевтических технологий вспомогательной репродукции”, планировалось отправить в новый The CRISPR Journal под редакцией пионера CRISPR Родольфа Баррангу и научного журналиста Кевина Дэвиса. В черновике Цзянькуй перечислил пять принципов, которыми следует руководствоваться при принятии решения о редактировании человеческих эмбрионов:

Сострадание к нуждающимся семьям. Для некоторых семей ранняя генная операция может быть единственным надежным способом вылечить наследственное заболевание и избавить ребенка от возможных страданий. <…>

Только при серьезных заболеваниях, никогда из тщеславия. Генная операция – это серьезная медицинская процедура, к которой не следует прибегать из эстетических соображений, ради совершенствования характеристик или выбора пола. <…>

Уважение к автономии ребенка. Жизнь не ограничивается нашим физическим телом. <…>

Гены нас не определяют. Наша ДНК не предопределяет ни чем мы займемся в жизни, ни чего мы можем достичь. Мы добиваемся успеха благодаря усердной работе, питанию и поддержке со стороны общества и близких. <…>

Каждый заслуживает свободы от генетического заболевания. Достаток не должен определять здоровье[375].

Вместо того чтобы следовать принципам, установленным, например, Национальной академией наук, Цзянькуй разработал собственные положения, которые, по крайней мере с его точки зрения, оправдывали применение CRISPR для удаления гена рецептора ВИЧ. Он следовал моральным установкам, предложенным и обоснованным, порой вполне убедительно, рядом выдающихся западных философов. Так, профессор Университета Дьюка Аллен Бьюкенен был штатным философом Комиссии по медицинской этике, сформированной президентом Рейганом, входил в Консультативный совет при Национальном институте исследования генома человека при президенте Клинтоне и ныне работает в престижном Центре Гастингса. За семь лет до того, как Цзянькуй решил отредактировать ген CCR5 в человеческих эмбрионах, Бьюкенен поддержал идею в своей значимой книге “Лучше человека”:

Допустим, мы узнали, что некий предпочтительный ген или набор генов уже существует, но только у небольшого количества людей. Именно такова ситуация с генами, которые обеспечивают сопротивляемость определенным штаммам ВИЧ-СПИДа. Если мы сделаем ставку на “мудрость природы” или “позволим природе взять свое”, то этот предпочтительный генотип может как распространиться, так и не распространиться в человеческой популяции. <…> Допустим, мы можем обеспечить гораздо более быстрое распространение таких генов благодаря продуманной генетической модификации. Она может осуществляться путем введения генов в яички или более радикальным методом – путем внедрения генов в большое число человеческих эмбрионов, используемых при экстракорпоральном оплодотворении. Мы получим преимущества <…> без боя[376].

Бьюкенен был не один. Во время клинического испытания Цзянькуя многие серьезные специалисты по этике (а не только безрассудные исследователи) во всеуслышание заявляли, что редактирование генов для лечения или предотвращения болезней может считаться допустимым и даже желательным, и при этом в качестве примера приводили именно ген CCR5.

Феррелл предоставил команде Associated Press: Мэрилин Маршион, Кристине Ларсон и Эмили Ван – право эксклюзивного общения с Цзянькуем. Журналистам даже позволили снять на видео процесс внедрения системы CRISPR в нежизнеспособный человеческий эмбрион в лаборатории Цзянькуя.

Следуя советам Феррелла, Цзянькуй также подготовил видеоролики, в которых сидел в своей лаборатории и говорил прямо в камеру. В первом он очертил пять своих этических принципов. “Если мы можем защитить маленькую девочку или мальчика от определенной болезни, если мы можем помочь любящим парам завести детей, то генная хирургия – это благо”, – сказал он. Он также провел различие между лечением болезни и усовершенствованием генома. “К генной хирургии стоит прибегать только для лечения серьезных заболеваний. Не стоит использовать ее для повышения IQ, улучшения спортивных показателей и изменения цвета кожи”[377].

Во втором ролике он пояснил, почему считает, что “бесчеловечно со стороны родителей не защищать своих детей, если природа дает нам инструменты для этого”. В третьем ролике он рассказал, почему выбрал ВИЧ в качестве своей первой цели. В четвертом один из работающих под его началом постдоков на китайском пояснил, как именно проводилось редактирование генома с помощью CRISPR[378]. Съемки пятого ролика отложили до того момента, когда будет объявлено о рождении детей.

Роды

Начать рекламную кампанию и разместить видео на YouTube планировалось в январе, когда должны были родиться дети. Но однажды вечером в начале ноября 2018 года Цзянькую сообщили, что у одной из матерей начались преждевременные роды. Взяв нескольких студентов из своей лаборатории, он сразу приехал в шэньчжэньский аэропорт и вылетел в тот город, где жила мать. В результате кесарева сечения на свет появились две здоровые внешне девочки, которых назвали Нана и Лулу.

Роды состоялись так рано, что Цзянькуй не успел представить официальное описание своего клинического испытания китайским властям. Оно было готово 8 ноября, уже после рождения близнецов. Поскольку оно было написано на китайском, на Западе на него еще две недели не обращали внимания[379].

Цзянькуй также завершил научную статью, над которой работал. Он назвал ее “Рождение близнецов после редактирования генома для обеспечения сопротивляемости ВИЧ” и отправил в престижный журнал Nature. Статья не была опубликована, но рукопись, которую мне предоставили американские исследователи, получившие работу от самого Цзянькуя, описывает научные тонкости и позволяет составить представление о мировоззрении автора[380]. “Редактирование генома в эмбриональный период развития имеет потенциал навсегда исцелять болезни и обеспечивать сопротивляемость патогенным инфекциям, – написал он. – В настоящей статье мы сообщаем о первом рождении детей после редактирования генома человека: в ноябре 2018 года на свет появились здоровые девочки-близнецы, прошедшие через процедуру редактирования гена CCR5 в эмбриональный период”. В своей статье Цзянькуй отстаивал этическую ценность собственной работы. “Мы ожидаем, что редактирование генома человеческих эмбрионов подарит новую надежду миллионам семей, которые хотят завести здоровых детей, не страдающих от наследственных или приобретенных заболеваний, опасных для жизни”.

В неопубликованной статье Цзянькуя содержится и тревожная информация. У Лулу оказалась должным образом модифицирована лишь одна из двух задействованных хромосом. “Мы подтвердили, что у Нана ген CCR5 был успешно отредактирован со сдвигом рамки считывания по обеим аллелям, но мутация у Лулу оказалась гетерозиготной”, – признал Цзянькуй. Иными словами, в двух хромосомах Лулу содержатся разные варианты гена, а это значит, что ее организм все равно будет вырабатывать некоторое количество белка CCR5.

Кроме того, нашлись свидетельства, что в геном были внесены некоторые незапланированные нецелевые изменения, а редактирование с помощью CRISPR осуществлялось тогда, когда оба эмбриона стали мозаичными, то есть их клетки разделились в достаточной степени, чтобы некоторые из клеток развившихся из эмбрионов младенцев остались неотредактированными. Впоследствии Цзянькуй сказал, что, несмотря на все перечисленное, родители решили внедрить оба эмбриона. Позже Киран Мусунуру из Пенсильванского университета отметил: “Первая попытка взломать код жизни и, по сути, улучшить здоровье детей оказалась халтурой”[381].

Новость распространяется

В первые несколько дней после рождения детей Цзянькуй и Феррелл пытались сохранить новость в тайне до января, когда, как они надеялись, в журнале Nature выйдет их научная статья. Но скрыть такое было сложно. Прямо перед приездом Цзянькуя на Второй международный саммит по вопросам редактирования генома человека, который проходил в Гонконге, новость о CRISPR-детях просочилась в прессу.

Антонио Регаладо, репортер MIT Technology Review, разбирался в науке и обладал новостным чутьем истинного журналиста. В октябре он посетил Китай и был приглашен на встречу с Цзянькуем и Ферреллом, которые тогда подготавливали почву для объявления о прорыве. Хотя Цзянькуй не выдал свой секрет, он упомянул о гене CCR5, а Регаладо оказался достаточно хорошим журналистом, чтобы понять, что готовится нечто важное. В интернете он нашел заявку, поданную Цзянькуем в Реестр клинических исследований Китая. 25 ноября статья Регаладо была опубликована онлайн под заголовком “Эксклюзивный репортаж: китайские ученые создают детей с помощью CRISPR”[382].

После этого Маршион и ее коллеги выпустили сбалансированный материал, богатый подробностями. В подводке к нему нашла отражение драматичность момента: “Китайский исследователь утверждает, что помог создать первых в мире генетически модифицированных детей, – в этом месяце на свет появились девочки-близнецы, ДНК которых, по его словам, была отредактирована с помощью нового мощного инструмента, способного изменить саму основу жизни”[383].

Все возвышенные дискуссии этиков о редактировании зародышевой линии оказались внезапно прерваны стараниями молодого и амбициозного китайского ученого, который хотел войти в историю. Как и раньше, при рождении первого ребенка из пробирки, Луизы Браун, и при клонировании овечки Долли, мир вступил в новую эру.

Тем вечером Цзянькуй обнародовал заранее заготовленные видеоролики и добавил к ним последний, в котором сделал свое громкое заявление на YouTube. Держась спокойно, но гордо, он сказал:

Несколько недель назад в этот мир с плачем пришли две прекрасные китайские девочки Лулу и Нана, здоровые, как и другие малыши. Теперь девочки дома, со своей матерью Грейс и отцом Марком. Грейс забеременела с помощью обычной процедуры ЭКО, в которой было лишь одно отличие. Сразу после введения в яйцеклетку спермы мужа мы также ввели в нее немного белка, который должен был провести генную операцию. Пока Лулу и Нана были одной клеткой, эта операция запаяла дверь, через которую в организм человека заходит опасный ВИЧ. <…> Когда Марк увидел своих дочерей, он первым делом сказал, что никогда и не надеялся стать отцом. Теперь он понимает, зачем живет и дышит, и его жизнь обрела смысл. Дело в том, что у Марка ВИЧ. <…> Как отец двух дочерей, я не могу и представить лучшего подарка обществу, чем возможность дать другой паре шанс создать любящую семью[384].

Глава 38. Саммит в Гонконге

Двадцать третьего ноября, за два дня до появления новостей об эксперименте Хэ Цзянькуя, Даудна получила от него письмо с драматичной темой: “Дети родились”.

Она растерялась, затем поразилась, а затем насторожилась. “Сначала я подумала, что либо письмо фальшивое, либо он сошел с ума, – говорит она. – Сама мысль о том, чтобы использовать фразу «Дети родились» в качестве темы для такого письма, казалась дикой”[385].

Цзянькуй приложил к письму черновик рукописи, которую отправил в журнал Nature. Открыв файл, Даудна поняла, что дело серьезное. “Была пятница после Дня благодарения, – вспоминает она. – Мы с давними друзьями и близкими собрались у нас в квартире в Сан-Франциско, и вдруг как гром средь ясного неба пришло это письмо”.

Даудна поняла, что новость станет очень громкой, поскольку момент для ее появления был более чем подходящим: через три дня пятьсот ученых и законотворцев должны были собраться в Гонконге на Втором международном саммите по вопросам редактирования генома человека, который был запланирован как продолжение первого, прошедшего в Вашингтоне в декабре 2015 года. Даудна вместе с Дэвидом Балтимором входила в число его главных организаторов, а Хэ Цзянькуй был в списке выступающих.

Хэ Цзянькуй выходит на сцену

С Робином Ловелл-Бэджем и Мэтью Портеусом

Сначала Даудна и другие организаторы не хотели приглашать Цзянькуя, но передумали за несколько недель до саммита, когда до них дошли слухи, что он лелеет мечты (или бредовые идеи) о редактировании человеческих эмбрионов. Кое-кто из организаторов решил, что, если привлечь его к работе саммита, у него, возможно, пропадет желание заниматься редактированием зародышевой линии[386].

Получив шокирующее письмо от Цзянькуя, Даудна разыскала номер телефона Балтимора и связалась с ним, когда он выезжал в аэропорт. Они договорились, что Даудна поменяет билет и прилетит в Гонконг на день раньше, чем планировала, чтобы у них было время встретиться с другими организаторами саммита и выработать план действий.

Когда она приземлилась в Гонконге на рассвете в понедельник, 26 ноября и включила телефон, оказалось, что Цзянькуй отчаянно пытался связаться с ней по электронной почте. “Спустя какую-то долю секунды после приземления в аэропорту я получила целую кучу писем от Цзянькуя”, – сказала Даудна Джону Коэну из Science. Цзянькуй ехал в Гонконг из Шэньчжэня и хотел как можно скорее встретиться с ней. “Я должен сейчас же с вами поговорить, – писал он. – Ситуация вышла из-под контроля”[387].

Даудна не ответила ему, поскольку хотела сначала увидеться с Балтимором и другими организаторами саммита. Вскоре после того, как Даудна заселилась в отель Le Méridien Cyberport, где разместились участники саммита, в дверь ее номера постучал коридорный, который сообщил ей, что Цзянькуй просит как можно скорее ему позвонить.

Она согласилась встретиться с Цзянькуем в фойе отеля, но первым делом поспешила собрать часть организаторов в конференц-зале на четвертом этаже. Балтимор уже сидел там вместе с Джорджем Дейли из Гарвардской медицинской школы, Робином Ловеллом-Бэджем из лондонского Института Фрэнсиса Крика, Виктором Дзау из Национальной академии медицины США и биоэтиком Альтой Чаро из Университета Висконсина. Никто из них не читал статью, которую Цзянькуй отправил в Nature, поэтому Даудна показала им полученную от него копию. “Мы спешно собрались, чтобы решить, не исключить ли выступление Цзянькуя из программы саммита”, – вспоминает Дзау.

Организаторы быстро пришли к выводу, что Цзянькую все же стоит выступить. Они даже сочли, что очень важно не позволить ему самому отказаться от выступления. Ему решили выделить время для сольной презентации, чтобы он мог рассказать, какие знания и методы применял при создании CRISPR-детей.

Через пятнадцать минут Даудна спустилась в фойе на встречу с Цзянькуем. Она взяла с собой Робина Ловелл-Бэджа, который был модератором в секции Цзянькуя. Они втроем сели на диван, и Даудна и Ловелл-Бэдж сказали Цзянькую, что хотят, чтобы он в своей презентации пояснил, как и почему решил провести такой эксперимент.

Цзянькуй ответил, что предпочел бы представить заготовленные слайды, не касаясь вопроса о детях CRISPR. Услышав это, Ловелл-Бэдж, и без того обычно бледный, побелел как мел. Даудна вежливо отметила, что Цзянькуй предлагает абсурдную вещь. Он спровоцировал самый громкий за много лет скандал в научном мире и никак не мог уйти от разговора о нем. Казалось, это удивило Цзянькуя. “Думаю, он был не только тщеславен, но и до странности наивен, – вспоминает Даудна. – Он намеренно спровоцировал взрыв, но хотел сделать вид, что ничего особенного не произошло”. Даудна и Ловелл-Бэдж убедили его поужинать с несколькими представителями организационного комитета, чтобы обсудить сложившуюся ситуацию[388].

Когда Даудна выходила из фойе, пораженно качая головой, ей встретился Дуаньцин Пэй, учившийся в Америке китайский специалист по биологии стволовых клеток, который руководит Институтом биомедицины и здоровья в Гуанчжоу. “Вы слышали?” – спросила она у него. Когда она сообщила ему подробности, Пэй не поверил своим ушам. Они с Даудной были приятелями и регулярно встречались на конференциях, в том числе и на первом международном саммите в Вашингтоне в 2015 году, и Пэй неоднократно заверял американских коллег, что в Китае действуют законы против редактирования зародышевой линии человека. “Я уверял людей, что в нашей системе все тщательно контролируется и лицензируется, поэтому ничего подобного не может произойти”, – позже сказал мне Пэй. Он согласился вечером прийти на ужин с Цзянькуем[389].

Столкновение за ужином

Ужин – кантонский шведский стол в ресторане на четвертом этаже отеля – прошел напряженно. Цзянькуй сразу занял оборонительную позицию и даже с некоторым вызовом рассказывал о том, что сделал. Он вытащил ноутбук, чтобы показать свои данные и результаты секвенирования ДНК эмбрионов. “Мы ужасались все сильнее”, – вспоминает Ловелл-Бэдж. Ученые задавали ему вопрос за вопросом: кто-то наблюдал за процессом предоставления информированного согласия? почему он счел, что редактирование зародышевой линии эмбрионов было необходимым с медицинской точки зрения? читал ли он руководства, принятые академиями медицины из разных стран? “Я полагаю, что выполнил все указанные критерии”, – ответил Цзянькуй. Он утверждал, что университет и больница, где он работал, знали о его планах и дали ему разрешение, “но теперь, увидев негативную реакцию, отрицают это, бросая [его] на произвол судьбы”. Когда Даудна перечислила причины, по которым не было никакой “медицинской необходимости” редактировать зародышевую линию для предотвращения заражения ВИЧ, Цзянькуй дал волю чувствам. “Дженнифер, вы просто не знаете Китай, – сказал он. – Быть ВИЧ-положительным – ужасный позор, и мне хотелось дать этим людям возможность жить нормальной жизнью и завести детей, которых у них иначе могло бы и не быть”[390].

Атмосфера за ужином накалялась. Через час на смену слезным объяснениям Цзянькуя пришел гнев. Он резко встал и бросил на стол несколько купюр. Ему грозят смертью, сказал он, и поэтому он отправляется в другую гостиницу, названия которой сообщать не будет, чтобы его не смогла найти пресса. Даудна поспешила за ним. “На мой взгляд, очень важно, чтобы в среду вы рассказали о своей работе, – сказала она. – Вы придете?” Он задержался и согласился выступить, но потребовал, чтобы к нему приставили охрану. Он боялся. Ловелл-Бэдж обещал договориться с Гонконгским университетом, чтобы на саммите присутствовала полиция.

Одна из причин, по которым Цзянькуй держался с вызовом, состояла в том, что, по его мнению, в Китае, а может, и во всем мире его должны были провозгласить героем. Первые китайские новостные сообщения действительно воспели его подвиг. В правительственной газете People’s Daily тем утром вышла статья под заголовком “Первые в мире генетически модифицированные дети, на генном уровне защищенные от СПИДа, родились в Китае”, в которой работу Цзянькуя назвали “эпохальным достижением Китая в сфере технологий редактирования генома”. Однако вскоре произошла перемена в отношении к Цзянькую, поскольку даже китайские ученые выступили с критикой его действий. Тем же вечером статья пропала с сайта People’s Daily[391].

После того как Цзянькуй покинул ресторан, организаторы принялись обсуждать план действий. Пэй проверил смартфон и сообщил, что группа китайских ученых выступила с заявлением, осудив Цзянькуя. Пэй перевел его текст для остальных присутствующих. “Прямые эксперименты над человеком – форменное сумасшествие, – заявили ученые. – Это серьезный удар по мировой репутации и развитию китайской науки, особенно в сфере биомедицинских исследований”. Даудна спросила Пэя, исходит ли заявление от Китайской академии наук. Нет, ответил Пэй, но его подписали более ста ведущих китайских ученых, а значит, заявление носит официальный характер[392].

Даудна и другие присутствовавшие на ужине поняли, что им, как организаторам саммита, тоже нужно выступить с заявлением. Но они не хотели высказываться слишком резко, опасаясь, что Цзянькуй откажется от презентации. Честно говоря, признается Даудна, они действовали не только в интересах науки. Саммит был у всех на устах, все взгляды были направлены на Гонконг, и было бы обидно, если бы Цзянькуй вернулся в Шэньчжэнь и они упустили бы шанс поучаствовать в этом историческом событии. “Мы сделали очень краткое и довольно мягкое заявление, за которое подверглись критике, – говорит Даудна, – но нам хотелось обеспечить, чтобы он все же выступил на саммите”.

Пока Даудна и ее коллеги ужинали, Цзянькуй продолжал реализацию своей продуманной рекламной кампании: видеоролики были загружены на YouTube, статья в Associated Press вызвала массу интереса, а написанный им возвышенный очерк об этике наконец оказался размещен на сайте The CRISPR Journal (хотя позже редакторы его удалили). “Нас всех поразило, что он был довольно молод и любопытным образом сочетал в себе надменность и удивительную наивность”, – говорит Даудна[393].

Презентация Цзянькуя

Ровно в полдень в среду, 28 ноября 2018 года, наконец настало время выступления Хэ Цзянькуя[394]. Модератор секции Робин Ловелл-Бэдж поднялся на сцену. Ему сложно было скрыть свое волнение. Он нервно трепал свои песочные волосы, а очки в роговой оправе придавали ему сходство с Вуди Алленом, только он при этом еще больше был похож на студента-чудика. Еще он выглядел осунувшимся. Позже он сказал Даудне, что накануне так и не смог заснуть. Посматривая в заметки, он призвал собравшихся вести себя прилично, поскольку опасался, что участники саммита ринутся на сцену. “Прошу вас не прерывать его выступление, – сказал он, а затем взмахнул рукой и добавил: – Я сохраняю за собой право отменить презентацию, если аудитория будет слишком шуметь и мешать лектору”. Но в тишине раздавались лишь щелчки фотоаппаратов десятков фотографов, стоявших в задних рядах.

Ловелл-Бэдж пояснил, что Цзянькуй согласился выступить на саммите еще до того, как появились новости о его CRISPR-детях. “Мы были не в курсе истории, которая развивается на протяжении последних нескольких дней, – сказал он. – Он прислал мне презентацию, подготовленную для этого выступления, и там не содержалось никакой информации о работе, о которой он расскажет теперь”. Затем он нервно обвел взглядом аудиторию и объявил: “Если он меня слышит, я хочу пригласить на сцену Хэ Цзянькуя, который представит свою работу”[395].

Сначала никто не откликнулся. Собравшиеся затаили дыхание. “Уверен, люди сомневались, придет ли он вообще”, – позже вспоминал Ловелл-Бэдж. Затем прямо из-за спины Ловелла-Бэджа, стоявшего в правой части сцены, появился молодой азиат в темном костюме. Раздались робкие аплодисменты, по аудитории пошли шепотки. Мужчина повозился с ноутбуком, чтобы вывести на экран нужный слайд, затем настроил микрофон. Собравшиеся нервно засмеялись, поняв, что перед ними специалист по свету и звуку. “Послушайте, я не знаю, где он”, – сказал Ловелл-Бэдж, размахивая блокнотом.

На жуткие тридцать пять секунд, которые в таких случаях кажутся очень долгими, в аудитории воцарилась напряженная тишина. Ничего не происходило. Наконец несколько нерешительно на дальний конец сцены поднялся худощавый мужчина в полосатой рубашке. В руке у него был пухлый коричневый портфель. В формальной обстановке гонконгского саммита (Ловелл-Бэдж был в костюме) он казался одетым неподобающе – ни галстука, ни пиджака. “Он скорее напоминал спешащего на паром служащего, страдающего от влажной гонконгской жары, чем ученого, оказавшегося в самом центре мощной международной бури”, – позже написал научный журналист Кевин Дэвис[396]. Ловелл-Бэдж с облегчением уступил ему сцену и, когда Цзянькуй встал за кафедру, шепнул ему на ухо: “Не затягивайте, пожалуйста, нам нужно время на вопросы”.

Стоило Цзянькую начать выступление, как защелкали фотоаппараты и замелькали вспышки, отчего он, кажется, пришел в замешательство. Дэвид Балтимор поднялся со своего места в первом ряду, повернулся к прессе и отчитал репортеров. “Камеры щелкали так громко, что мы не слышали, что происходит на сцене, – говорит он. – Поэтому я взял ситуацию в свои руки и попросил их прекратить”[397].

Цзянькуй смущенно оглядел аудиторию. Он был гладко выбрит и от этого казался еще моложе своих тридцати четырех лет. “Я должен извиниться, что результаты моей работы неожиданно просочились в прессу, что не оставило мне шансов получить независимую оценку, прежде чем представлять их на этой конференции”, – начал он, а затем, не замечая противоречия в своих словах, решил “поблагодарить агентство Associated Press, которое мы привлекли к сотрудничеству за несколько месяцев до рождения детей, поручив ему достоверно описать результаты исследования”. Медленно читая свою речь без всякого выражения, он рассказал о стигме, связанной с ВИЧ, о дискриминации и смертях, вызываемых вирусом, и объяснил, как мутация гена CCR5 может предотвратить заражение детей, родившихся у ВИЧ-положительных родителей.

Двадцать минут он показывал слайды и описывал свою работу, а затем настало время задавать вопросы. В помощь себе Ловелл-Бэдж пригласил Мэтью Портеуса, стэнфордского специалиста по биологии стволовых клеток, который был знаком с Цзянькуем. Вместо того чтобы сразу спросить у Цзянькуя главное и выяснить, почему он нарушил международные нормы и внес изменения в зародышевую линию человеческого эмбриона, Ловелл-Бэдж начал издалека, с вопросов об эволюционной истории и возможных функциях гена CCR5. Далее Портеус перешел к деталям и поинтересовался, сколько пар, яйцеклеток, эмбрионов и исследователей участвовало в клиническом испытании, проведенном Цзянькуем. “Я была разочарована, что в обсуждении на сцене приоритет не получили главные темы”, – позже сказала Даудна.

Наконец аудитории позволили высказывать замечания и задавать вопросы. Балтимор поднялся первым и сразу перешел к делу. Перечислив международные критерии, которые должен был соблюдать любой, кто намеревался приступить к редактированию зародышевой линии человека, он заявил: “Этого сделано не было”. Он сказал, что Цзянькуй действовал “безответственно”, скрытно, а также не имея никакой “медицинской необходимости”. Следующим слово взял Дэвид Лю, уважаемый биохимик из Гарварда, который спросил у Цзянькуя, почему тот решил, что редактирование эмбрионов в его случае было оправданно. “Можно было очистить сперму и произвести незараженные эмбрионы, – сказал Лю. – Каковы неудовлетворенные медицинские потребности этих пациентов?” Цзянькуй тихо ответил, что не просто пытался помочь близнецам, а хотел найти способ защищать “миллионы ВИЧ-детей”, которых, возможно, нужно будет оберегать и после рождения, чтобы они не заразились вирусом от родителей. “Я лично бывал в деревне, где тридцать процентов жителей больны СПИДом, и им приходилось отдавать детей на воспитание дядьям и теткам, потому что они боялись их заразить”.

“Существует консенсус о недопущении редактирования генома в клетках зародышевой линии, – отметил профессор Пекинского университета. – Почему вы решили пересечь эту черту? И почему проводили эти [процедуры] тайно?” Когда Ловелл-Бэдж перефразировал вопрос, он спросил лишь о секретном характере исследования, и Цзянькуй возразил, что консультировался с массой ученых из США. В результате он так ничего прямо и не сказал о своем судьбоносном решении. Последний вопрос задал журналист: “Если бы речь шла о вашем ребенке, вы пошли бы на это?” Цзянькуй ответил: “Если бы мой ребенок был в такой ситуации, я бы это попробовал”. Затем он взял портфель, спустился со сцены и уехал обратно в Шэньчжэнь[398].

Даудна сидела в аудитории, горя от волнения. “Меня охватывало нервное возбуждение, но в то же время к горлу подступала тошнота”, – вспоминает она. Удивительный инструмент для редактирования генома, CRISPR-Cas9, в изобретении которого она приняла непосредственное участие, впервые в истории применили для того, чтобы произвести на свет генетически модифицированного человека. И это случилось до проведения клинических испытаний для проверки безопасности методики, до разрешения этических дилемм и до формирования общественного консенсуса по вопросу о том, стоит ли науке – и людям – вообще двигаться дальше в этом направлении. “Момент для меня был очень тревожный, я чувствовала невероятное разочарование и раздражение от того, как в итоге все вышло. Я опасалась, что этот поступок был мотивирован не медицинской необходимостью и не желанием помочь людям, а жаждой привлечь к себе внимание и стать первым”[399].

Перед ней и другими организаторами стоял вопрос, не лежит ли вина за случившееся отчасти и на них. Они годами разрабатывали критерии, которые необходимо соблюдать, прежде чем переходить к редактированию генома человека. И все же они не стали призывать ни к введению моратория, ни к регламентации процедуры для получения одобрения перед проведением испытаний. Цзянькуй вполне мог сказать, как он и сделал, что, по его мнению, все критерии были соблюдены[400].

“Безответственность”

Тем вечером Даудна спустилась в гостиничный бар и встретилась с несколькими другими организаторами. Пришел Балтимор, и все заказали пиво. Балтимор был больше остальных уверен, что научное сообщество не справилось с саморегулированием. “Одно ясно, – сказал он. – Если этот парень действительно сделал то, что говорит, то это на самом деле не так уж сложно. Эта мысль отрезвляет”. Организаторы решили, что должны выступить с официальным заявлением[401].

Даудна, Балтимор, Портеус и пятеро других ученых заняли небольшую переговорную комнату и принялись набрасывать черновик. “Мы потратили не один час, обсуждая текст построчно и разбирая каждое предложение”, – вспоминает Портеус. Как и остальные, он хотел категорически осудить действия Цзянькуя, но при этом воздержаться от использования слова “мораторий” и постараться никоим образом не задержать прогресс исследований в сфере редактирования генома. “На мой взгляд, слово «мораторий» не слишком полезно, поскольку оно не позволяет увидеть, как двигаться дальше, – говорит Портеус. – Я понимаю, что людям нравится этот термин, поскольку он проводит жирную черту, которую нельзя пересекать. Но если просто сказать, что нужно ввести мораторий, то разговор будет закончен и мы лишимся возможности найти способ добиться нужного разумным образом”.

Даудна не могла определиться. Ее ужаснул поступок Цзянькуя, поскольку в преждевременно проведенной им медицинской процедуре не было никакой необходимости, а его желание пустить пыль в глаза могло негативно сказаться на всей генной инженерии. И все же ей хотелось верить и надеяться, что CRISPR-Cas9 однажды станет мощным инструментом, который будет использоваться во благо людям, возможно даже при редактировании зародышевой линии. Пока организаторы обсуждали черновик заявления, таким и был их консенсус в этом вопросе[402].

И снова они решили искать компромисс. Нужно было разработать более точные критерии для применения технологии редактирования зародышевой линии, но также избежать риторики, которая могла привести к национальным запретам и мораториям. “Собравшиеся понимали, что развитие технологии достигло такого уровня, на котором необходимо четкое руководство для редактирования генома эмбрионов в клинической практике”, – говорит Даудна. Иными словами, вместо того чтобы остановить любое дальнейшее применение CRISPR для производства генетически модифицированных детей, она хотела найти способ обеспечить безопасность соответствующих процедур. “Нельзя просто спрятать голову в песок или потребовать введения моратория, – утверждает она. – Вместо этого нужно сказать: «Если вы хотите ввести редактирование генома в клиническую практику, необходимо предпринять конкретные шаги»”.

Даудна прислушивалась к Джорджу Дейли, декану Гарвардской медицинской школы, своему давнему другу, который тоже участвовал в составлении заявления. Он был совершенно уверен, что CRISPR однажды можно будет применять для внесения в геном наследуемых изменений, и гарвардские исследователи уже изучали, как предотвратить болезнь Альцгеймера путем редактирования зародышевой линии в сперматозоидах. “Джордж понимает потенциальную ценность редактирования зародышевой линии в человеческих эмбрионах и хочет сохранить возможность для использования этой технологии в будущем”, – говорит Даудна[403].

В результате заявление, подготовленное Даудной, Балтимором и другими организаторами конференции, оказалось весьма сдержанным. “На этом саммите мы узнали неожиданную и крайне тревожную новость о том, что человеческие эмбрионы были отредактированы и имплантированы женщине, что привело к развитию беременности и рождению близнецов, – написали они. – Проведение этой процедуры было безответственным поступком, не соответствующим международным нормам”. Но в тексте не содержалось призывов к введению запретов и мораториев. Вместо этого в заявлении просто говорилось, что пока угроза безопасности слишком велика, чтобы разрешить редактирование зародышевой линии “в данный момент”. Далее в заявлении подчеркивалось: “Редактирование зародышевой линии может стать допустимым в будущем, если упомянутая угроза будет устранена или если будет выполняться ряд дополнительных критериев”. Зародышевая линия перестала быть красной чертой[404].

Фрэнсис Коллинз, Даудна и сенатор Ричард Дурбин на слушании в Конгрессе

Глава 39. Принятие

Радость Джосайи Зайнера

Биохакер Джосайя Зайнер, который годом ранее ввел себе отредактированный с помощью CRISPR ген, пришел в такой восторг, что не спал всю ночь и смотрел в прямом эфире выступление Хэ Цзянькуя в Гонконге. Он сидел с ноутбуком в постели, накрыв ноги одеялом и выключив свет, потому что рядом спала его девушка. На его лицо падали отсветы с экрана. “Я сидел и ждал, когда он выйдет на сцену. У меня по спине бегали мурашки, ведь я понимал, что вот-вот произойдет нечто удивительное”, – говорит он[405].

Когда Цзянькуй рассказал о созданных им с помощью CRISPR близнецах, Зайнер шепнул: “Вот черт!” Он чувствовал, что произошел не просто очередной научный прорыв, а эпохальный сдвиг. “Мы это сделали! – воскликнул он. – Мы создали генетически модифицированный эмбрион! Человечество уже никогда не будет прежним!”

Он понял, что пути назад больше нет. Это было сродни моменту, когда Роджер Баннистер сумел пробежать одну милю менее чем за четыре минуты. Теперь, случившись однажды, это не могло не случиться снова. “Я считаю, что это один из главных прорывов в науке. На протяжении всей истории человечества мы вообще не могли выбирать свои гены, понимаете? А теперь можем”. Миссия Зайнера обрела значимость. “Несколько дней я был так взволнован, что не мог спать, потому что утвердился в том, что делаю сам, когда пытаюсь обеспечить людям возможность толкать человечество вперед”.

Толкать человечество вперед? Да, порой это дело бунтарей. Зайнер говорит ровным голосом, в котором все же слышится безумное воодушевление, и это напоминает мне о том дне, когда Стив Джобс сидел у себя на заднем дворе и наизусть цитировал вошедшие в рекламу Apple и созданные с его подачи строки о безумцах, бунтарях и смутьянах, которые не принимают правила и не чтят устои, потому что “думают иначе”. “Они толкают человечество вперед, – сказал Джобс. – Ведь лишь безумец верит, что он в состоянии изменить мир, – и потому меняет его”[406].

Позже в эссе для Stat Зайнер пояснил, что одна из причин, по которым сложно предотвратить создание новых CRISPR-детей, заключается в том, что технология вскоре станет доступна продвинутым отщепенцам. “Люди уже редактируют человеческие клетки, используя инвертированные микроскопы за 150 долларов”, – написал он, а онлайн-фирмы вроде его собственной продают белок Cas9 и направляющие РНК. “Для инъекции в эмбрион требуется минимум: микроинъектор, микропипетка и микроскоп. Все можно купить на eBay и собрать за несколько тысяч долларов”. Человеческие эмбрионы, по его словам, приобретаются в клиниках вспомогательной репродукции и стоят около тысячи долларов. “Вероятно, в США можно найти и врача, который вживит эмбрион человеку, если не сказать ему, что вы сделали с этим эмбрионом, а можно провести процедуру в другой стране. <…> В связи с этим не пройдет много времени, прежде чем будет отредактирован и имплантирован следующий человеческий эмбрион”[407].

Зайнер говорит, что самое прекрасное в редактировании зародышевой линии – это то, что с помощью него можно навсегда избавить человечество от какой-либо болезни или генетической аномалии. “Не просто вылечить одного пациента, – поясняет он, – а полностью оградить человечество от таких ужасных заболеваний, как мышечная дистрофия, которые подписывают человеку смертный приговор”. Он даже поддерживает применение CRISPR для совершенствования генома детей. “Если бы у меня была возможность снизить склонность своих детей к ожирению или повысить их способности в спортивной и других сферах, разве я стал бы ее упускать?”[408]

Для Зайнера вопрос имеет и личный аспект. Когда я беседовал с ним в середине 2020 года, они с партнершей пытались зачать ребенка с помощью ЭКО и воспользовались преимуществами преимплантационной диагностики, чтобы выбрать пол малыша. Врачи также провели анализ на наличие некоторых серьезных генетических заболеваний, однако не предоставили Зайнеру полные геномные последовательности и маркеры будущих эмбрионов. “Нам не разрешили выбрать гены своего ребенка, и это безумие, – говорит он. – Нам пришлось положиться на волю случая. На мой взгляд, нет ничего плохого в том, чтобы выбирать гены для своих детей. Это страшно, ведь так будет создан Homo sapiens 2.0. Но вместе с тем, по-моему, это очень и очень здорово”.

Когда я попытался возразить, Зайнер прервал меня и привел пример из собственной жизни, чтобы пояснить, какую комбинацию генов он хотел бы отредактировать. “Я страдаю от биполярного расстройства, – говорит он. – Это ужасно. Оно сильно влияет на мою жизнь. Я был бы рад избавиться от него”. Но разве его не волнует, спросил я, что если он избавится от расстройства, то может стать другим человеком? “Люди выдумывают, будто оно раскрывает творческие способности, и городят другую подобную чепуху, но расстройство остается расстройством. Это болезнь, которая причиняет страдания, и страданий этих до хрена. Я думаю, что можно найти способ раскрывать свои творческие способности и без этой болезни”.

Зайнер понимает, что в развитии психических заболеваний таинственным образом задействована целая комбинация генов и пока наших знаний недостаточно, чтобы их исправлять. Но если бы это было возможно, он хотел бы прибегнуть к редактированию зародышевой линии, чтобы попытаться оградить от страданий своих детей. “Если бы у меня была возможность отредактировать гены таким образом, чтобы снизить вероятность биполярного расстройства у моего ребенка, если бы я мог помочь своему ребенку, разве я бы отказался? Неужели я хочу, чтобы мой ребенок вырос и страдал, как страдаю я? Думаю, я не смог бы сидеть сложа руки”.

Что же насчет не столь необходимых с медицинской точки зрения изменений? “Разумеется, будь у меня возможность, я бы сделал своих детей спортивнее и на шесть дюймов выше, – говорит он. – И привлекательнее. Высокие люди более привлекательны и более успешны, ведь так? Чего вы хотели бы для своего ребенка? Естественно, я бы хотел дать своим детям целый мир”. Он верно догадался, что родители дали мне возможность получить лучшее доступное образование. “Разве это не то же самое, – спросил он, – что и дать ребенку возможность получить лучшие гены?”

Никакого негатива

Когда Даудна вернулась из Гонконга, оказалось, что ее сын-подросток не понимает, почему случился такой переполох из-за проведенного Цзянькуем редактирования генома. “Энди и бровью не повел, и поэтому я задумалась, что будущие поколения, возможно, и вовсе не увидят в этом ничего особенного, – говорит Даудна. – Возможно, для них это будет сродни ЭКО, которое поначалу тоже вызывало большие споры”. Она вспоминает, что ее родители были шокированы, когда в 1978 году родился первый ребенок из пробирки. Ей было четырнадцать, она только что прочитала “Двойную спираль” и обсуждала с ними, почему они считают, что производить детей с помощью экстракорпорального оплодотворения неестественно и неправильно. “Но затем технология получила распространение, и мои родители ее приняли – у них были друзья, которые смогли завести детей только благодаря ЭКО и радовались такой возможности”[409].

Как выяснилось, политики и общество отреагировали на появление детей CRISPR примерно так же, как Энди. Через две недели после возвращения из Гонконга Даудна пришла в Конгресс США на встречу с восемью сенаторами. На повестке дня стояло редактирование генома. Обычно такие встречи проводятся для того, чтобы политики могли выразить свое удивление и негодование по вопросам, которые не в полной мере понимают, а затем призвать к введению новых законов и регламентов. На сенатском брифинге, организованном сенатором-демократом Диком Дурбином, представляющим Иллинойс, случилось совсем другое. Присутствовали республиканец из Южной Каролины Линдси Грэм, демократ из Род-Айленда Джек Рид, республиканец из Теннесси Ламар Александер и республиканец из Луизианы Билл Кэссиди (врач). “Я обрадовалась, что все эти сенаторы, все до единого, разделяли мнение о важности технологии редактирования генома, – говорит Даудна. – Я удивилась, что никто из них не требовал введения новых регламентов. Они просто хотели понять, в каком направлении двигаться дальше”.

Даудна и сопровождавший ее директор Национальных институтов здоровья Фрэнсис Коллинз пояснили, что редактирование генома эмбрионов уже ограничено действующими правилами. Но сенаторы были больше заинтересованы в том, чтобы понять, какую роль CRISPR может играть в медицине и сельском хозяйстве. Вместо того чтобы обсуждать только что родившихся в Китае детей CRISPR, они подробно расспрашивали ученых, как с помощью CRISPR редактировать соматические клетки и клетки зародышевой линии, чтобы лечить серповидноклеточную анемию. “Им было чрезвычайно интересно, как излечить серповидноклеточную анемию и другие тяжелые моногенные заболевания, например болезнь Гентингтона и болезнь Тея – Сакса, – вспоминает Даудна. – Они обсуждали, как это скажется на здравоохранении в долгосрочной перспективе”[410].

Были созданы две международные комиссии для рассмотрения вопроса о редактировании зародышевой линии. Первую сформировали национальные академии наук, которые участвовали в дебатах с 2015 года. Вторую созвала Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Даудна опасалась, что существование двух групп может привести к возникновению противоречий, а это позволит будущим Хэ Цзянькуям самостоятельно трактовать установленные принципы. Я встретился с президентом Национальной академии медицины США Виктором Дзау и сопредседателем комиссии ВОЗ Маргарет Хэмбург, чтобы выяснить, как именно они разделили зоны ответственности. “Группа национальных академий занимается наукой, – сказала Хэмбург. – ВОЗ разрабатывает глобальную нормативную базу”. Хотя отчетов будет два, пояснил Дзау, это будет лучше, чем в прошлом, когда академии наук разных стран устанавливали разные принципы.

Тем не менее Хэмбург отметила, что странам вряд ли удастся запретить разрабатывать собственные стандарты. “Они по-разному подходят к делу и имеют разные стандарты регулирования, как в случае с генетически модифицированными продуктами, и это отражает разницу в их социальных ценностях”, – пояснила она. К несчастью, это может привести к генетическому туризму. Привилегированные люди, желающие усовершенствовать геном, станут ездить в страны, осуществляющие соответствующую процедуру. Хэмбург признала, что ВОЗ будет сложно обеспечить выполнение требований: “Это ведь не ядерное оружие, которое можно в целях соблюдения мер безопасности поместить под охрану и под замок”[411].

Вопрос о моратории

Когда комиссии только приступали к работе в середине 2019 года, в научном сообществе разгорелся общественный диспут, на котором Даудна снова столкнулась с упрямым Эриком Лэндером из Института Брода. Предметом спора стало использование слова “мораторий”, которого годами избегало большинство научных комитетов.

В некотором отношении дискуссия о том, призывать ли к введению моратория, сводилась к семантике. Критерии для разрешения редактирования генома эмбрионов – безопасность и “медицинская необходимость” – пока не выполнялись. Но кое-кто утверждал, что поступок Цзянькуя продемонстрировал, что не удастся обойтись без более яркого сигнала “стоп”. Так, например, считали Лэндер, его протеже Фэн Чжан, Пол Берг, Фрэнсис Коллинз и сотрудничавшая с Даудной Эмманюэль Шарпантье. “Слово на букву «М» имеет несколько больший вес”, – пояснял Коллинз[412].

Лэндеру нравилось играть роль публичного интеллектуала и давать советы по разработке нормативной базы. Красноречивый, веселый, общительный и притягательный – по крайней мере, для тех, кого не смущала его напористость, – он отлично умел доносить свою мысль и собирал вокруг себя целые группы серьезных скептиков. Но Даудна подозревала, что он разжег спор о моратории не в последнюю очередь потому, что в центре внимания при решении вопросов о CRISPR оказались они с Дэвидом Балтимором, а не застенчивый Чжан. “В руках у Эрика и Института Брода огромный рупор, – говорит она. – Они призвали к введению моратория, чтобы собрать побольше заголовков в сфере, где поначалу не проявляли инициативы”.

Какими бы ни были его мотивы (а мне думается, что он вряд ли действовал из добрых побуждений), Лэндер принялся собирать подписи под своей статьей “Ввести мораторий на наследуемое редактирование генома”, которую опубликовал в журнале Nature. Разумеется, на его сторону встал Чжан, а также бывшая коллега Даудны Шарпантье. Свою поддержку выразил и Берг, который сорок лет назад открыл рекомбинантную ДНК, что стало поводом к созыву Асиломарской конференции. “Мы призываем к введению всемирного моратория на любое клиническое применение технологии редактирования зародышевой линии человека, то есть на изменение наследуемой ДНК (в сперматозоидах, яйцеклетках или эмбрионах) с целью производства генетически модифицированных детей”, – говорилось в начале статьи[413].

Лэндер согласовал эссе со своим другом Коллинзом, с которым работал в проекте “Геном человека”. “Нам нужно предельно четко обозначить, что сейчас мы не готовы двигаться в эту сторону, а возможно, не пойдем этим путем вообще никогда”, – сказал Коллинз в интервью в день публикации статьи Лэндера.

Сам Лэндер подчеркнул, что свободы выбора в таком вопросе быть не может. “Мы пытаемся спроектировать мир, который оставим своим детям, – сказал он. – Будет ли это мир, где мы с большой осторожностью относимся к медицинским процедурам и прибегаем к ним только в серьезных случаях, или же мир, где всем правит безудержная коммерческая конкуренция?” Чжан подчеркнул, что вопросы, связанные с редактированием генома, должно решать общество, а не отдельные индивиды. “Можно представить ситуацию, в которой родители сочтут себя обязанными редактировать геном своих детей, поскольку так поступают другие родители, – сказал он. – Это может усугубить неравенство. Это может привести к полной неразберихе в обществе”[414].

“Почему Эрик так упорно публично призывает к введению моратория?” – спросила у меня Маргарет Хэмбург, сопредседатель группы Всемирной организации здравоохранения. Ей действительно хотелось это понять. Репутация Лэндера такова, что даже в тех случаях, когда он был, казалось бы, прямолинеен, его мотивы не могли не вызывать подозрений. Призыв к введению моратория, по мнению Хэмбург, был игрой на публику. В нем не было никакой необходимости, поскольку и ВОЗ, и национальные академии уже занимались разработкой соответствующих принципов, вместо того чтобы призывать к полному прекращению редактирования зародышевой линии[415].

Балтимор тоже был озадачен. Лэндер пытался уговорить его подписать письмо, однако, как и сорок лет назад, когда шла дискуссия в Асиломаре, Балтимор придерживался мнения, что лучше найти “рациональный путь вперед”, чтобы развивать технологию, способную в будущем спасать жизни, чем ввести мораторий, который потом, вероятно, сложно будет снять. Он подозревал, что Лэндер, возможно, настаивает на моратории, чтобы выслужиться перед Коллинзом, директором Национальных институтов здоровья, щедро финансирующих университетские лаборатории.

Что касается Даудны, то чем больше Лэндер настаивал на введении моратория, тем сильнее она этому противилась. “Поскольку у китайских детей уже была отредактирована зародышевая линия, я полагаю, что призывать к введению моратория на этом этапе просто бессмысленно, – говорит она. – Настаивать на моратории – значит, по сути, уходить от разговора”[416].

Мнение Даудны возобладало. В сентябре 2020 года комиссия национальных академий наук, сформированная после шокирующего заявления Цзянькуя, обнародовала 200-страничный отчет. В нем не содержалось призывов к введению моратория и вообще не упоминалось это слово, хотя Лэндер и был одним из восемнадцати ее членов. Вместо этого в отчете говорилось, что наследуемое редактирование генома человека “в будущем может открыть репродуктивные возможности” для пар, страдающих от генетических заболеваний. Авторы отчета также отметили, что пока вносить в геном наследуемые изменения небезопасно, а медицинская необходимость в этом обычно отсутствует, но выступили за “поиск разумного пути для применения технологии наследуемого редактирования генома в клинической практике”, то есть решили и дальше идти к цели, обозначенной в январе 2015 года, когда по завершении организованной Даудной конференции в долине Напа был описан “рациональный путь вперед”[417].

Приговор Хэ Цзянькую

Цзянькуй воображал, что станет национальным героем, но вместо этого в конце 2019 года предстал перед Народным судом Шэньчжэня. Разбирательство было достаточно справедливым: ему позволили нанять собственных адвокатов и выступить в свою защиту. Но сомнений в вердикте не возникало, поскольку он признал себя виновным в проведении “нелегальной медицинской процедуры”. Его приговорили к трем годам тюремного заключения и выплате штрафа в размере 430 тысяч долларов, а также на всю жизнь лишили права заниматься репродуктивной наукой. “В погоне за славой и выгодой [он] намеренно нарушил действующие в стране нормы и вышел за рамки допустимого с точки зрения научной и медицинской этики”, – постановил суд[418].

В официальном китайском репортаже о ходе суда также упоминалось, что родился третий ребенок, модифицированный Цзянькуем с помощью CRISPR и выношенный другой женщиной. Больше никаких подробностей ни о нем, ни о текущем состоянии первых CRISPR-близнецов Лулу и Нана не сообщалось.

Когда The Wall Street Journal попросил Даудну прокомментировать решение суда, она выступила с критикой работы Цзянькуя, но постаралась не дискредитировать технологию редактирования зародышевой линии. Она сказала, что научному сообществу предстоит решить этические проблемы и вопросы безопасности. “На мой взгляд, вопрос не в том, сделают ли это снова, – отметила она. – Я считаю, что да. Вопрос в том, когда и как”[419].

Часть седьмая. Вопросы морали

Если ученые не будут играть в Бога, то кто будет?

Джеймс Уотсон в обращении к британскому Парламентскому и научному комитету 16 мая 2000 года

Глава 40. Границы

Ставки

Когда Хэ Цзянькуй создал первых в мире генетически модифицированных детей, изменив их геном с помощью CRISPR, чтобы дать им и их потомкам иммунитет к смертельному вирусу, большинство добросовестных ученых выразило негодование. Поступок Цзянькуя называли в лучшем случае преждевременным, в худшем – гнусным. Однако в свете пандемии коронавируса 2020 года идея о редактировании генов с целью выработки иммунитета к вирусам стала казаться чуть менее неприглядной и чуть более привлекательной. Призывы к введению моратория на редактирование зародышевой линии прекратились. Бактерии за тысячи лет выработали у себя иммунитет к вирусам, возможно, нам, людям, пора включить изобретательность и сделать то же.

Будь у нас возможность без проблем редактировать гены, чтобы делать своих детей менее уязвимыми для ВИЧ и коронавирусов, разве было бы неправильно ею пользоваться? Может, было бы неправильно, наоборот, не воспользоваться ею? А что насчет редактирования генома для внесения других корректировок и улучшений, которые могут стать возможными в следующие несколько десятилетий? Если редактирование не будет представлять опасности, стоит ли правительствам его запрещать?[420]

Эта проблема – одна из самых серьезных в истории человечества. Впервые в результате эволюционного развития жизни на планете у одного из видов появилась способность редактировать собственный геном. Это дает потенциал для получения чудесных преимуществ, включая уничтожение многих смертельных болезней и деструктивных аномалий. Однажды это также приведет к появлению у нас – или у некоторых из нас – перспективной, но пугающей возможности улучшать собственные тела и корректировать геномы детей, чтобы давать им лучшие мышцы, умственные способности, память и характер.

В грядущие десятилетия, когда у нас появится возможность воздействовать на собственную эволюцию, перед нами встанут серьезные этические и духовные вопросы. Есть ли в природе естественная добродетель? Есть ли добродетель, проистекающая из принятия того, что нам даровано? Зависит ли способность сопереживать от веры в то, что, если бы не божья милость или не случайность природной лотереи, мы могли бы рождаться с другим набором характеристик? Может ли акцент на личной свободе превратить самые фундаментальные аспекты человеческой природы в ассортимент генетического супермаркета? Могут ли богатые иметь возможность покупать лучшие гены? Следует ли нам считать этот выбор личным делом каждого, или же обществу следует прийти к консенсусу о пределах допустимого?

Или же мы паникуем зря? Почему бы нам не пользоваться преимуществами, которые появятся, когда мы избавим свой вид от опасных болезней и расширим способности наших детей?[421]

Зародышевая линия как граница

Основные опасения вызывает редактирование зародышевой линии, то есть внесение изменений в ДНК человеческих яйцеклеток, сперматозоидов или эмбрионов на ранних стадиях развития, чтобы все клетки появляющихся в результате детей – и всех их потомков – содержали отредактированный ген. Всеобщее признание уже по праву получило так называемое соматическое редактирование, при котором изменения вносятся в избранные клетки живого пациента и не оказывают влияния на половые клетки. Если что-то при этом идет не так, опасности подвергается один пациент, а не весь вид.

Соматическому редактированию подвергаются определенные типы клеток, например клетки крови, мышц и глаз. Однако его стоимость высока, оно работает не со всеми клетками, а эффект не всегда оказывается постоянным. При редактировании зародышевой линии можно вносить корректировки во все клетки тела, а потому оно гораздо более перспективно. И кажется гораздо более опасным.

До появления в 2018 году первых CRISPR-детей существовало два основных медицинских метода для выбора генетических характеристик ребенка. Первым было пренатальное тестирование, в рамках которого проводится генетический анализ эмбрионов, растущих в утробе. Сегодня такие анализы определяют синдром Дауна, пол и десятки врожденных патологий. Если родителям не нравятся результаты тестирования, они могут прервать беременность. В США пренатальная диагностика синдрома Дауна приводит к аборту примерно в двух третях случаев[422].

Развитие технологии экстракорпорального оплодотворения привело к новому прорыву в генетическом контроле – появлению преимплантационной генетической диагностики. При благоприятных условиях пары могут оплодотворить несколько яйцеклеток и провести диагностику в чашке Петри, чтобы установить генетические характеристики будущих детей, прежде чем производить имплантацию. Нет ли у них мутаций, которые вызывают болезнь Гентингтона, серповидноклеточную анемию или болезнь Тея – Сакса? А однажды мы сможем спросить, как в фильме “Гаттака”, есть ли у них желаемые гены роста, памяти и мышечной массы. Преимплантационная диагностика позволяет выбрать из оплодотворенных яйцеклеток лишь те, что содержат предпочтительные для родителей характеристики, и отказаться от остальных.

Обе техники заставляют задуматься о тех же этических вопросах, которые возникают, когда речь идет о редактировании зародышевой линии. Например, Джеймс Уотсон, смелый на язык первооткрыватель ДНК, однажды сказал, что женщина должна иметь право на аборт на основе любого предпочтения и предубеждения, в том числе если она не хочет ребенка, который будет невысок ростом или склонен к дислексии, окажется гомосексуалом или девочкой[423]. Неудивительно, что многих это покоробило. Тем не менее преимплантационная генетическая диагностика теперь считается этически приемлемой, а родители, как правило, вольны сами определять используемые критерии.

Пока неизвестно, войдет ли редактирование зародышевой линии в длинный список некогда спорных биологических вмешательств, таких как пренатальные и преимплантационные исследования, которые со временем получили признание. Если да, то есть ли смысл относиться к редактированию зародышевой линии как к особой процедуре, к которой применимы другие этические нормы?

Как бы то ни было, это часть исторического процесса. Одни специалисты по этике хорошо проводят различия, а другие – хорошо их стирают. Иными словами, одни специалисты по этике проводят границы, а другие – размывают. Любители размывать границы часто подчеркивают, что границы и так настолько размыты, что нет смысла по-разному подходить к разным категориям.

Проведем аналогию с атомной бомбой. Когда военный министр США Генри Стимсон раздумывал, стоит ли сбросить бомбу на Японию, одни утверждали, что это оружие совершенно нового типа и черту пересекать нельзя. Другие говорили, что бомба не имеет фундаментальных отличий от другого оружия и, вероятно, будет даже не столь разрушительна, как масштабные бомбардировки Дрездена и Токио. Вторая сторона одержала победу в споре, и бомбу сбросили. Впоследствии, однако, атомное вооружение выделили в отдельную категорию и больше не применяли.

Полагаю, в сфере редактирования генома зародышевая линия – это настоящая граница. Может, черты между ней и другими биотехнологиями и не существует, однако, как Леонардо да Винчи показал нам своим сфумато, даже слегка размытые границы могут быть вполне определенными. Пересекая зародышевую линию, мы оказываемся в ином мире. Там геном конструируется, а не создается естественным образом, причем вносимые в него изменения наследуются всеми будущими потомками.

Тем не менее это не значит, что проведенную зародышевой линией границу никогда не стоит пересекать. Это просто говорит нам, что ее можно считать заградительной полосой, которая дает нам возможность при необходимости приостановить развитие техник генной инженерии. И вопрос становится таким: в каких случаях нам стоит пересекать эту границу и бывают ли такие случаи вообще?

Лечение болезней и совершенствование генома

Помимо границы между соматическим редактированием и редактированием зародышевой линии, стоит также рассмотреть различие “лечения” с целью корректировки опасных генетических аномалий и “совершенствования” человеческих способностей и характеристик. На первый взгляд, оправдать лечение болезней легче, чем совершенствование генома.

Однако граница между лечением болезней и совершенствованием генома размыта. Гены могут давать детям предрасположенность к низкому росту, ожирению, дефициту внимания и депрессии. В какой момент генетические модификации для корректировки таких характеристик превращаются из лечения в совершенствование? Что насчет модификаций, которые помогают предотвратить заражение ВИЧ или коронавирусом, развитие рака или болезни Альцгеймера? Возможно, для таких случаев необходима третья категория “профилактических мер”, которая дополнит размытые категории “лечения болезней” и “совершенствования генома”. Можно добавить к ним и четвертую категорию “сверхулучшений”, куда войдут случаи наделения людей новыми способностями, которыми прежде не обладал ни один представитель вида, например способностью видеть инфракрасный свет, или слышать сверхвысокие частоты, или избегать возрастной потери костной и мышечной массы и ухудшения памяти.

Как видите, категории могут стать довольно сложными, и они не всегда соотносятся с желаемым и этичным. Чтобы проложить путь по этому этическому минному полю, полезно провести несколько мысленных экспериментов.

Дэвид Санчес рассматривает CRISPR-препарат для лечения серповидноклеточной анемии

Глава 41. Мысленные эксперименты

Болезнь Гентингтона

Прежде чем мы начнем рубить с плеча – “соматическое редактирование приемлемо, но наследуемое редактирование зародышевой линии нет”, “лечение болезней приемлемо, но совершенствование генома нет”, – давайте рассмотрим ряд конкретных случаев и проанализируем, какие вопросы они поднимают.

Если и есть аргумент в пользу редактирования генома человека, то это возможность избавиться от мутации, которая приводит к развитию жестокого и мучительного смертельного заболевания – болезни Гентингтона. Вызываемая аномальным повторением букв в последовательности ДНК, она в конце концов приводит к гибели клеток мозга. Когда ее жертвы достигают среднего возраста, их тело начинает совершать резкие и неконтролируемые движения. Они не могут сосредоточиться. Они теряют работу. Постепенно они лишаются способности ходить, затем говорить, затем глотать. Иногда у них развивается деменция. Болезнь несет ужасную и очень медленную смерть. Это катастрофическим образом сказывается на всех близких, но особенно на детях, которые наблюдают, как родителям становится все хуже, сталкиваются с жалостью и насмешками одноклассников и впоследствии узнают, что с вероятностью 50 % их ждет такая же участь. Только тот, кто фанатично верит в спасение через страдания, может полагать, что такая болезнь приносит хоть какую-то пользу[424].

Болезнь Гентингтона – это редкое доминантное заболевание, которое не щадит даже людей с одной мутантной копией гена. Его симптомы обычно проявляются лишь на исходе детородного возраста, поэтому больные часто заводят детей, не зная, что страдают от генетической болезни. В связи с этим она не вычищается при естественном отборе. Эволюции неважно, что происходит с нами после того, как мы завели детей и наши дети достигли возраста самостоятельности, поэтому существует целый ряд болезней среднего возраста, включая болезнь Гентингтона и большинство форм рака, от которых нам, людям, хотелось бы избавиться, хотя природа и не видит в этом необходимости.

Чтобы избавить пациента от болезни Гентингтона, в геном не нужно вносить сложных изменений. Лишняя последовательность ДНК, вызывающая ее, не служит никакой благой цели. Почему бы не удалить ее из зародышевой линии страдающих от болезни семей – и не избавить от нее навсегда весь наш вид?

Преобладает мнение, что лучше при возможности находить альтернативу редактированию зародышевой линии. В большинстве случаев – если только от болезни страдают не оба родителя – пары могут завести здоровых детей, прибегнув к преимплантационной генетической диагностике. Если родители в состоянии произвести достаточное количество оплодотворенных яйцеклеток, то яйцеклетки с болезнью Гентингтона можно отсеять. Однако любой, кто лечился от бесплодия, знает, что произвести значительное число жизнеспособных яйцеклеток порой бывает непросто.

Другая альтернатива – усыновление. Но с ним сегодня тоже возникают сложности. Кроме того, будущим родителям часто хочется иметь генетически родного ребенка. Обосновано ли это желание? Или же так проявляется тщеславие?[425] Каких бы взглядов ни придерживались этики, большинство родителей считают его обоснованным. Миллионы лет организмы – от бактерий до человека – сражались за возможность передавать свои гены, и это показывает, что стремление произвести на свет генетически родное потомство относится к числу наиболее естественных желаний.

При редактировании генома с целью избавления от болезни Гентингтона в него не вносится никаких изменений – процедура ограничивается удалением кошмарной мутации. Может, стоит разрешить ее проведение, особенно в тех случаях, когда преимплантационная диагностика затруднительна? Даже если мы решим установить высокую планку для применения технологии редактирования зародышевой линии, складывается впечатление (по крайней мере, у меня), что есть смысл попытаться избавить человечество от такого генетического недуга, как болезнь Гентингтона.

Если так, то какие еще генетические проблемы нам следует включить в список патологий, которые родители должны быть вправе исправлять у своих детей? Поскольку это скользкая дорожка, давайте пойдем по ней маленькими шагами.

Серповидноклеточная анемия

Серповидноклеточная анемия – любопытный пример, поскольку с ним связаны две проблемы, одна медицинская и одна нравственная. Как и болезнь Гентингтона, серповидноклеточная анемия вызывается простой мутацией. У людей, которые наследуют от обоих родителей плохую копию гена, красные кровяные тельца, доставляющие кислород в ткани организма, под действием мутации становятся похожими на серпы. Поскольку срок жизни серповидных клеток меньше, а перемещаться по организму им сложнее, болезнь может приводить к утомляемости, инфекциям и приступам боли, а также вызывать раннюю смерть. Как правило, она поражает африканцев и афроамериканцев.

К 2020 году испытывалось несколько методик лечения серповидноклеточной анемии с помощью редактирования соматических клеток, включая описанное ранее нэшвиллское клиническое исследование с участием Виктории Грей из штата Миссисипи. Стволовые клетки крови забирают у пациентов, редактируют, а затем возвращают в организм. Однако такая процедура стоит чрезвычайно дорого, и потому она недоступна для более чем четырех миллионов человек, страдающих от болезни по всему миру. Если бы мутацию, вызывающую серповидноклеточную анемию, можно было исправлять в зародышевой линии, редактируя яйцеклетки, сперматозоиды или эмбрионы на ранней стадии развития, такая единоразовая процедура, приводящая к наследованию изменений, стоила бы дешевле и в конце концов человечество избавилось бы от этой болезни.

Попадает ли она в одну категорию с болезнью Гентингтона? Нужно ли уничтожить это заболевание с помощью наследуемого редактирования генома?

Здесь, как и при работе со множеством подобных генов, возникает сложность. У людей, которые получают копию гена только от одного из родителей, заболевание не развивается, но при этом вырабатывается иммунитет к большинству типов малярии. Иными словами, этот ген в прошлом был (и кое-где до сих пор остается) полезен, особенно в Центральной и Западной Африке. Теперь малярия лечится, и он уже не столь необходим. И все же, когда мы подумываем пойти наперекор Матери Природе, она напоминает нам, что гены порой играют разные роли и их существование объясняется с эволюционной точки зрения.

Допустим, ученые продемонстрируют, что избавление от мутации, вызывающей серповидноклеточную анемию, безопасно. Найдется ли хоть одна причина запрещать пациентам исключать соответствующий ген из генома своих будущих детей?

Когда дискуссия доходит до этой точки, на арене появляется чудесный парень Дэвид Санчес, и все становится еще сложнее. Этот храбрый, обаятельный, вдумчивый темнокожий подросток из Калифорнии любит играть в баскетбол, но страдает от серповидноклеточной анемии, из-за которой порой корчится от боли. Когда серповидные клетки начали блокировать приток крови к его легким, ему пришлось бросить школу. В сильном документальном фильме о CRISPR “Природа человека”, вышедшем в 2019 году, Санчес – неожиданная звезда. “Кажется, моя кровь меня просто не любит, – говорит он. – Иногда случается небольшой серповидноклеточный кризис. Иногда кризис бывает серьезным. Но я не собираюсь бросать баскетбол”[426].

Каждый месяц бабушка возит Санчеса в детскую больницу Стэнфордского университета, где ему переливают здоровую донорскую кровь. Ему на время становится легче. С его лечением помогает Мэтью Портеус, стэнфордский пионер редактирования генома. Однажды он объяснил Санчесу, что в будущем редактирование генома зародышевой линии, возможно, избавит человечество от этой болезни. “Быть может, однажды с помощью CRISPR можно будет изменить у эмбриона нужный ген, чтобы после рождения у ребенка не было серповидноклеточной анемии”, – сказал Портеус.

Санчес просиял. “Было бы круто, – сказал он, но после паузы добавил: – Только мне кажется, что решать ребенку”. Когда его спросили почему, он ненадолго задумался и медленно продолжил: “Серповидноклеточная анемия многому меня научила. Благодаря ей я стал терпимее. Я научился просто быть позитивным”.

Но разве ему не хотелось бы родиться без болезни? Он снова сделал паузу. “Нет, я не жалею, что родился с нею, – сказал он. – Думаю, не будь у меня серповидноклеточной анемии, я не был бы собой”. После этого он улыбнулся прекрасной широкой улыбкой. Он родился, чтобы блеснуть в таком документальном фильме.

Не все люди, страдающие от серповидноклеточной анемии, разделяют позицию Дэвида Санчеса. Вероятно, и сам Дэвид Санчес не всегда разделяет позицию того Дэвида Санчеса, которого мы видим в фильме. Вопреки тому, что он говорит на камеру, мне сложно представить ребенка, который предпочел бы жить с болезнью, вместо того чтобы быть свободным от нее. Еще сложнее представить, чтобы родители, особенно если они сами страдают от серповидноклеточной анемии, решили, что хотят, чтобы их дети родились с этим недугом. В конце концов, даже Санчес участвует в специальной программе, чтобы держать свою болезнь в узде.

Вопросы не давали мне покоя, и потому я связался с Санчесом[427]. На этот раз он рассуждал немного иначе, чем в фильме. Впрочем, нет ничего удивительного в том, что наша позиция по столь сложным личным вопросам нередко колеблется. Хочет ли он, спросил я, найти способ обеспечить, чтобы его дети родились без серповидноклеточной анемии? “Да, – ответил он. – Если есть такая возможность, то конечно”.

Что насчет терпимости и позитива, которым, как он сказал продюсерам фильма, его научила серповидноклеточная анемия? “Эмпатия очень важна для людей, – сказал он. – Я узнал это благодаря серповидноклеточной анемии и хотел бы объяснить это своим детям, если они родятся здоровыми. Но я не пожелал бы ни своим, ни чужим детям пройти через то, через что прошел сам”. Чем больше он узнает о CRISPR, тем больше надеется, что технология сможет исцелить его и защитить его детей. Но все не так просто.

Характер

Мудрые слова Дэвида Санчеса поднимают более серьезный вопрос. Трудности и различные нарушения часто закаляют характер, а также учат человека принимать и стойко переносить испытания. Возможно, они сказываются даже на творческих способностях. Возьмем, к примеру, Майлза Дэвиса. Силясь заглушить боль, вызываемую серповидноклеточной анемией, он пристрастился к наркотикам и выпивке. Возможно, болезнь также привела к его смерти. Вполне вероятно, однако, что благодаря ей он стал артистом, создавшим такие альбомы, как Kind of Blue и Bitches Brew. Стал ли бы Майлз Дэвис Майлзом Дэвисом, не будь у него серповидноклеточной анемии?

Этот вопрос не нов. Франклина Рузвельта закалил полиомиелит. Трудности изменили его характер. Я знал и человека, который стал одним из последних детей, заболевших полиомиелитом, до появления вакцин Солка и Сейбина в конце 1950-х годов. На мой взгляд, он добился успеха отчасти благодаря огромной силе характера и научил всех нас упорству, благодарности и скромности. В моем любимом романе “Кинозритель”, написанном Уокером Перси, описывается, как общение с мальчиком-инвалидом Лонни меняет остальных героев.

Биоэтик Розмари Гарленд-Томсон, родившаяся с деформированными руками, рассказывает о своей дружбе с тремя женщинами с врожденными генетическими патологиями – одна из них слепа, другая глуха, а третья страдает от мышечной недостаточности. “Наши генетические болезни дали нам фору при поиске возможностей для самовыражения, творчества, изобретательности и построения отношений, то есть для человеческого благополучия”, – пишет она[428]. Джори Флеминг – чудесный юноша, родившийся с тяжелым аутизмом и другими серьезными болезнями. Поскольку он не мог ходить в школу, его обучали дома. Когда он стал старше, он научился жить с тем, что его внутренний мир не такой, как у других людей. В итоге он получил стипендию Родса для обучения в Оксфорде. В мемуарах “Как быть человеком”, вышедших в 2021 году, он рассуждает о том, стоит ли применять редактирование генома, если это станет возможным, для лечения тяжелого аутизма. “В таком случае человек лишится одного из аспектов собственного опыта, – пишет он, – но ради чего?” Он утверждает, что жить с аутизмом сложно, но трудности возникают главным образом потому, что в мире не всегда принимают людей, которые отличаются от окружающих в эмоциональном плане. Их отличия, однако, могут помочь остальным иначе взглянуть на некоторые проблемы, например научившись принимать решения, не находясь под влиянием эмоций. “Может, обществу стоит измениться, чтобы увидеть в аутизме не только трудности, но и преимущества? – спрашивает Флеминг. – Мне, несомненно, тяжело, но вместе с тем в моей жизни немало позитива. Как знать, может, я еще смогу принести пользу людям?”[429]

Это интересная дилемма. Когда была разработана вакцина, чтобы победить полиомиелит, мы быстро и спокойно решили использовать ее, чтобы избавить свой вид от болезни, хотя и рисковали оставить будущих Франклинов Рузвельтов незакаленными. Редактирование генома для предотвращения патологий может привести к тому, что общество станет менее многообразным и менее творческим. Но разве это дает правительствам право запрещать родителям использовать такие технологии?

Глухота

В связи с этим возникает вопрос, какие особенности вообще следует считать нарушениями. Шэрон Дюшесно и Кэнди Маккаллог – лесбиянки. Они решили обратиться к услугам донора спермы, чтобы зачать ребенка. Обе женщины – глухие. Они считают свою глухоту не болезнью, которую надо лечить, а частью своей культурной идентичности. В связи с этим они решили найти донора, который от рождения глух. У них получилось, и теперь они растят глухого ребенка.

Когда о паре рассказали в The Washington Post, женщин стали обвинять в том, что они специально сделали своего ребенка неполноценным[430]. Но в сообществе глухих их поступок вызвал одобрение. Какая из реакций правильна? Критиковать этих женщин за решение наделить своего ребенка несовершенством или хвалить за сохранение субкультуры, которая способствует поддержанию многообразия и даже, возможно, повышает уровень эмпатии в обществе? Изменилось ли бы что-нибудь, если бы, вместо того чтобы найти глухого донора спермы, пара прибегла к преимплантационной диагностике и выбрала эмбрион, имеющий генетическую мутацию, приводящую к глухоте? А будь эмбрион нормальным, но отредактированным так, чтобы ребенок родился глухим? Это было бы приемлемо? А если бы женщины попросили врача после рождения ребенка разорвать ему барабанные перепонки?

В некоторых случаях, анализируя вопросы морали, полезно проверять свои доводы, формулируя их наоборот. Гарвардский философ Майкл Сэндел предлагает мысленный эксперимент. Допустим, родитель приходит к врачу и говорит: “Мой ребенок родится глухим, но я хочу, чтобы вы как-нибудь сделали его слышащим”. Врач должен попытаться, верно? А теперь допустим, что родитель говорит: “Мой ребенок родится слышащим, но я хочу, чтобы вы как-нибудь сделали его глухим”. Думаю, большинство из нас содрогнется, если врач пойдет на такое. Инстинкт подсказывает нам считать глухоту нарушением.

Как отличить настоящие нарушения от тех, которые считаются нарушениями просто потому, что общество не может к ним адаптироваться? Возьмем для примера случай с глухими лесбиянками. Кому-то может показаться, что в невыгодное положение их ставят сразу два обстоятельства: глухота и нетрадиционная сексуальная ориентация. Что, если бы они захотели произвести генетическую процедуру, которая повысила бы шансы их ребенка на традиционную ориентацию? А если бы они решили сделать обратное и повысить шансы на то, что их ребенок будет гомосексуалом? (Это мысленный эксперимент. Не существует простого “гена геев”.) Темнокожесть в Америке тоже может считаться невыгодной. Большим влиянием при определении цвета кожи обладает единственный ген SLC24A5. Что, если пара черных родителей, считающих свою расу социальным препятствием, захочет отредактировать этот ген, чтобы кожа их детей оказалась светлее?

Такие вопросы заставляют нас взглянуть на “нарушения” и спросить, в какой степени они действительно нарушают функционирование организма, а в какой считаются нарушениями из-за наших социальных конструктов и предрассудков. Глухота ставит человека и любое животное в невыгодное положение. При этом невыгодное положение гомосексуалов и чернокожих людей объясняется только социальными установками, которые могут и должны меняться. Именно поэтому мы можем провести моральное различие между применением генетических технологий для предотвращения глухоты и для воздействия на такие характеристики, как цвет кожи и сексуальная ориентация.

Мышцы и спорт

Теперь давайте проведем несколько мысленных экспериментов, чтобы понять, захотим ли мы пересечь размытую черту между редактированием генома ради лечения настоящих нарушений и ради улучшения характеристик наших детей. Ген MSTN производит белок, который останавливает рост мускулов, когда они достигают нормальных размеров. Если отключить этот ген, мышцы продолжат расти. Исследователи уже попробовали это и произвели “сильных мышей” и коров с “гипертрофией мышц”. Именно к этой технологии биохакер Джосайя Зайнер прибегал при создании наборов для производства “сверхлягушек” и препарата CRISPR, который ввел себе на конференции.

В генетических изменениях такого типа заинтересованы не только животноводы, но и спортивные тренеры. За ними, несомненно, потянутся и требовательные родители, которые хотят, чтобы их дети росли чемпионами. Прибегнув к редактированию зародышевой линии, они могут произвести новую породу спортсменов, у которых кости будут толще, а мышцы – крепче.

Здесь стоит вспомнить также о редкой генетической мутации, обнаруженной у олимпийского чемпиона по лыжным гонкам Ээро Мянтюранты. Сначала его обвинили в приеме допинга, но затем выяснилось, что один из генов его генома более чем на 25 % увеличивает число эритроцитов у него в крови, а это естественным образом повышает его выносливость и способность использовать кислород.

Каков же наш ответ родителям, которые хотят прибегнуть к редактированию генома, чтобы произвести более крупных и мускулистых детей с повышенной выносливостью? Детей, которые будут бегать марафоны, блистать на футбольных полях и гнуть стальные брусья голыми руками? И что тогда станет со спортом в том виде, в каком мы его знаем? Неужели вместо трудолюбия спортсменов мы будем восхищаться мастерством их генных инженеров? Легко поставить звездочку рядом со счетчиком хоум-ранов Хосе Кансеко и Марка Макгвайра, когда они признают, что принимали стероиды. Но что делать, если дополнительную мышечную массу спортсменам дают гены, с которыми они родились? И меняется ли что-нибудь, если эти гены были оплачены их родителями, а не появились у них по итогам розыгрыша случайной природной лотереи?

Спорт – по крайней мере, с первых Олимпийских игр, прошедших в 776 году до н. э., – прославляет две вещи: природный талант и усердный труд. Совершенствование генома скажется на сочетании этих факторов, поскольку труд станет в меньшей степени влиять на вероятность победы. Следовательно, достижения атлетов будут уже не столь достойными похвалы и не столь вдохновляющими. Когда спортсмен добивается успеха, получая физические преимущества благодаря медицинскому вмешательству, его победа кажется нам не совсем честной.

Но аргумент о справедливости не идеален. Большинство успешных атлетов всегда составляли люди, которым повезло иметь бо́льшую, чем у остальных, генетическую предрасположенность к спорту. Усердная работа оказывает определенное влияние на результат, но все же полезно родиться с генами, которые дают человеку хорошие мышцы, кровь, координацию и другие врожденные преимущества.

Так, почти все чемпионы в беге имеют так называемую аллель R гена ACTN3. Она производит белок, который формирует быстросокращающиеся мышечные волокна, а также способствует укреплению сил и более быстрому восстановлению после мышечных травм[431]. Вполне возможно, что однажды появится способ внедрять этот вариант гена ACTN3 в ДНК ваших детей. Будет ли это несправедливо? И разве не несправедливо, что некоторые дети получают его естественным путем? Почему одно несправедливее другого?

Рост

Рассуждая о справедливости применения редактирования генома для улучшения физических характеристик, стоит обратить внимание на рост. Синдром IMAGe (сочетающий в себе внутриматочное ограничение роста, метафизарную дисплазию, гипоплазию надпочечников и половые аномалии) существенно ограничивает рост и вызывается мутацией гена CDKN1C. Стоит ли разрешить редактировать этот дефект, чтобы дети вырастали до среднего роста? Большинство из нас сочтет, что да.

Теперь давайте представим родителей невысокого роста. Стоит ли позволить им редактировать геном своих детей, чтобы их рост стал средним? Если нет, то как эти два случая отличаются с точки зрения морали?

Допустим, в геном можно внедрить изменение, которое добавит ребенку 20 сантиметров роста. Приемлемо ли будет применить его к мальчику, рост которого в ином случае не превысил бы одного метра пятидесяти сантиметров, чтобы в результате его рост стал средним? А если применить его к мальчику, рост которого в ином случае был бы средним, чтобы сделать его двухметровым гигантом?

Рассматривая эти вопросы, можно провести различие между “лечением” и “совершенствованием” генома. Чтобы определить, как “функционирует средний организм”, то есть каковы типичные показатели для роста, зрения, слуха, мышечной координации и так далее, можно прибегнуть к статистическому анализу. Значительное отклонение от среднего в меньшую сторону в таком случае будет считаться нарушением[432]. Применяя этот стандарт, мы, возможно, одобрим лечение ребенка, рост которого иначе не превысил бы полутора метров, но отбросим мысль об улучшении характеристик ребенка, рост которого без вмешательства был бы средним.

Размышляя над вопросом о росте, мы можем провести и другое важное различие – различие между абсолютным и позиционным совершенствованием генома. В первую категорию попадают изменения, которые дают человеку преимущество, даже если их получают все. Представьте, что существовал бы способ улучшить вашу память или сопротивляемость вирусным инфекциям. Это пошло бы вам на пользу, даже если бы улучшения затронули всех. Строго говоря, как показывает пандемия коронавируса, это пошло бы вам на пользу, особенно если бы улучшения затронули и других людей.

Но преимущества более высокого роста относятся к позиционным. Назовем это проблемой стояния на цыпочках. Вы стоите в центре зала, где полно людей. Чтобы разглядеть, что происходит вдалеке, вы встаете на цыпочки. Работает! Но затем все вокруг тоже встают на цыпочки и становятся на пять сантиметров выше. Теперь никто в зале, включая вас, не видит происходящего лучше, чем люди в первом ряду.

Допустим, я среднего роста. Если бы мне добавили 20 сантиметров, я стал бы значительно выше большинства людей, что могло бы пойти мне на пользу. Но если бы все, как и я, стали на 20 сантиметров выше, я бы ничего не выиграл. Такое улучшение не принесло бы пользы ни мне, ни обществу в целом, особенно если учесть, как близко нынче ставят кресла в самолетах. Гарантированное преимущество в таком случае получили бы только плотники, которые увеличивают дверные проемы. Таким образом, улучшенный рост – это позиционное преимущество, а улучшенная сопротивляемость вирусам – абсолютное[433].

Впрочем, это не дает ответа на вопрос, стоит ли нам разрешать совершенствование генома. Однако, пока мы разрабатываем набор принципов для решения моральных дилемм, это различие указывает, на что стоит обращать особое внимание: нужно отдавать предпочтение усовершенствованиям, идущим на пользу всему обществу, а не дающим позиционное преимущество конкретному человеку.

Сверхусовершенствования и трансгуманизм

Возможно, некоторые усовершенствования получат широкое общественное признание. Но что насчет сверхусовершенствований? Стоит ли нам даже задумываться о том, чтобы наделять людей характеристиками и способностями, которых никогда не было ни у одного человека? Гольфист Тайгер Вудс сделал лазерную операцию, чтобы острота его зрения стала выше единицы. Хотим ли мы, чтобы наши дети обладали суперзрением? А способностью видеть инфракрасное излучение или какой-нибудь новый цвет?

Не исключено, что настанет день, когда DARPA, исследовательское агентство Пентагона, захочет создать суперсолдат, способных видеть в темноте. Там могут придумать и другое усовершенствование, чтобы сделать клетки человека более устойчивыми к радиации на случай ядерного удара. И это не праздные слова. DARPA уже запустило соответствующий проект в партнерстве с лабораторией Даудны и рассчитывает выяснить, как создавать генетически усовершенствованных солдат.

Если разрешить сверхусовершенствования, это может привести к тому, что дети станут до странности напоминать айфоны: раз в несколько лет будет появляться их новая версия с улучшенными характеристиками и приложениями. Будут ли дети, взрослея, чувствовать, что устаревают? Что в их глазах нет классных тройных линз, которыми снабжены более новые версии детей? К счастью, такими вопросами мы задаемся из любопытства, а не желая получить серьезный ответ. Решать предстоит нашим внукам.

Психические заболевания

Проект “Геном человека” завершился двадцать лет назад, но нам по-прежнему непонятно, как именно генетический профиль влияет на психику человека. И все же рано или поздно мы, возможно, сумеем выделить гены, с которыми связана предрасположенность к шизофрении, биполярному расстройству, тяжелой депрессии и другим психическим болезням.

Тогда нам придется решать, позволять ли родителям удалять соответствующие гены из генома своих детей. А может, и вовсе поощрять такое редактирование? Представим, что мы вернулись в прошлое. Если бы можно было отредактировать некоторые генетические факторы, которые наделили сына Джеймса Уотсона, Руфуса, предрасположенностью к шизофрении, полезно ли было бы избавиться от них? Стоило ли бы нам позволить его родителям принять такое решение?

Уотсон дает ответ сразу. “Разумеется, мы должны прибегать к терапии зародышевой линии, чтобы избавляться от таких проблем, как шизофрения, с которыми природа ужасно напортачила”, – говорит он. В таком случае страданий станет меньше. Шизофрения, депрессия и биполярное расстройство бывают жестокими, часто даже смертельными. Никто не пожелал бы такого ни своему врагу, ни его семье.

Но даже если мы согласны, что стоит избавить человечество от шизофрении и подобных болезней, нам стоит задуматься, не придется ли платить за это всему обществу, а может, даже цивилизации. Винсент Ван Гог страдал либо от шизофрении, либо от биполярного расстройства. Шизофренией болел и математик Джон Нэш. (А еще Чарльз Мэнсон и Джон Хинкли.) В список людей с биполярным расстройством входят Эрнест Хемингуэй, Мэрайя Кэри, Фрэнсис Форд Коппола, Кэрри Фишер, Грэм Грин, Джулиан Хаксли (евгеник), Густав Малер, Лу Рид, Франц Шуберт, Сильвия Плат, Эдгар Аллан По, Джейн Поли и сотни других художников и творцов. Количество творческих людей, страдающих от большого депрессивного расстройства, исчисляется тысячами. Одна из первых исследователей шизофрении Нэнси Андреасен изучила тридцать успешных современных писателей и выяснила, что двадцать четыре из них хотя бы раз в жизни пережили серьезный приступ депрессии или расстройства настроения, в то время как у двенадцати из них было диагностировано биполярное расстройство[434].

В какой степени перепады настроения, фантазии, бред, компульсивные состояния, мания и глубокая депрессия помогают некоторым людям раскрыть свои творческие и художественные способности? Сложнее ли стать великим художником, не имея ни компульсивных, ни даже маниакальных черт? Вы стали бы лечить своего ребенка от шизофрении, если бы знали, что в ином случае он станет Винсентом Ван Гогом и произведет революцию в мире искусства? (Не забывайте: Ван Гог покончил жизнь самоубийством.)

На этом этапе наших размышлений необходимо задуматься о потенциальном конфликте между тем, чего хочет индивид, и тем, что полезно для цивилизации. Большинство страдающих от расстройств настроения людей, родителей и семей сочли бы, что таких болезней должно быть меньше. Они бы этого хотели. Но разве ситуация не изменится, если взглянуть на нее с точки зрения общества? Неужели, научившись лечить расстройства настроения с помощью лекарств, а затем и путем редактирования генома, мы получим больше счастья, но меньше Хемингуэев? Хотим ли мы жить в мире, где нет ни одного Ван Гога?

Вопрос об удалении из генома расстройств настроения приводит к еще более фундаментальному вопросу. В чем смысл жизни? В счастье? В довольстве? В отсутствии боли и грусти? Если так, то все просто. Жизнь без боли предлагали своим гражданам властители “Дивного нового мира”, снабжавшие массы сомой – препаратом, который обострял чувство радости и избавлял человека от дискомфорта, печали и гнева. Допустим, мы могли бы подключить свой мозг к механизму, который философ Роберт Нозик назвал “машиной личного опыта” и который позволяет нам поверить, что мы побеждаем в бейсбольных матчах, танцуем с кинозвездами и купаемся в прекрасных заливах[435]. В таком случае наша жизнь стала бы безмятежной. Но этого ли мы хотим?

Или же смысл хорошей жизни глубже? Может, суть в том, чтобы каждый человек добивался настоящего успеха, в полной мере реализуя свои таланты? Если так, то нам не обойтись без подлинного опыта, реальных достижений и честного труда, которые нельзя заменить искусственными переживаниями. Может, хорошая жизнь предполагает работу на благо общества и цивилизации? Вложила ли эволюция такие цели в саму природу человека? А ведь это, возможно, предполагает готовность идти на жертвы, боль, психологический дискомфорт и трудности, которых мы порой предпочли бы избежать[436].

Когнитивные способности

Теперь давайте рассмотрим последний рубеж, самый многообещающий и самый страшный: возможность улучшения таких когнитивных способностей, как память, концентрация внимания, обработка информации, а однажды, вероятно, и интеллект, определение которого остается расплывчатым. В отличие от роста, когнитивные способности дают не только позиционное преимущество. Если бы все были немного умнее, скорее всего, нам всем жилось бы лучше. Даже если бы умнее стала лишь часть населения, это могло бы пойти на пользу всему обществу.

Раньше всего улучшению может подвергнуться наша память, и здесь, к счастью, вопрос решается проще, чем с интеллектом. Память уже улучшили, например, у мышей путем совершенствования генов NMDA-рецепторов в нервных клетках. У человека совершенствование этих генов может помочь предотвратить старческую потерю памяти, а также улучшить память более молодых людей[437].

Возможно, мы сумеем повысить собственные когнитивные способности, чтобы и дальше мудро использовать свои технологии. Проблема только одна – в мудрости. Из всех сложных компонентов человеческого интеллекта мудрость, вероятно, самый трудно постижимый. Чтобы выделить генетические компоненты мудрости, нам, возможно, придется сначала постичь сознание, но я подозреваю, что в текущем столетии этого не случится. Тем временем мы должны задействовать конечные запасы мудрости, выделенные нам природой, чтобы понять, как применять открытые нами техники редактирования генома. Без мудрости изобретательность опасна.

Глава 42. Кому решать?

Видео Национальной академии наук

Твит оказался провокационным, даже чуть более провокационным, чем задумывалось. В нем говорилось:

Мечтаешь стать сильнее? Или умнее? Мечтаешь о ребенке, который будет блистать в учебе или в спорте? Или о ребенке без наследственных #заболеваний? Может ли #РедактированиеГенома человека сделать возможным это и многое другое?

Так в октябре 2019 года обычно сдержанная Национальная академия наук США попыталась спровоцировать “широкую общественную дискуссию” о редактировании генома, о необходимости которой упоминалось на множестве тематических конференций. В твите была ссылка на тест и видео, в котором объяснялось, как происходит редактирование зародышевой линии.

Видео начиналось с того, что пять “обычных людей” наклеивали стикеры на схематический рисунок человеческого тела и представляли, какие бы изменения хотели внести в собственный геном. “Думаю, я хотел бы быть повыше”, – сказал один. Другие желания были такими: “Я хотел бы изменить свою жировую массу”, “Давайте предотвратим облысение”, “Нужно избавиться от дислексии”.

Даудна в этом видео объясняла, как работает CRISPR. Затем показывалось, как люди обсуждают возможность конструирования генома своих будущих детей. “Создать совершенного человека? – размышлял мужчина. – А ведь это здорово!” Другой отмечал: “Хочется, чтобы у твоего ребенка были лучшие качества”. Женщина добавляла: “Если бы у меня была возможность выбрать лучшую ДНК для своего ребенка, я бы точно сделала его умным”. Другие упоминали о своих проблемах со здоровьем, таких как дефицит внимания и высокое давление. “Я бы точно от этого избавился, – сказал один мужчина о своей болезни сердца. – Я не хочу, чтобы моим детям пришлось с этим жить”[438].

Биоэтики в твиттере сразу взорвались негодованием. “Какая ошибка! – написал Пол Нёпфлер, исследователь рака и биоэтик из Калифорнийского университета в Дейвисе. – Кто в пресс-службе Национальной академии наук решил опубликовать этот нелепый твит и ссылку на страницу, где с возмутительным оптимизмом говорят о наследуемом редактировании генома человека и тривиализации идеи о создании дизайнерских детей?”

Твиттер, разумеется, не лучшая платформа для обсуждения биоэтики. Хорошо известно, что в любой дискуссии на онлайн-форумах уже через семь реплик находится человек, который во всем усматривает нацизм. В ветках обсуждения генной инженерии для этого хватало и трех реплик. “Мы до сих пор в Германии 1930-х?” – написал один человек. Другой добавил: “Где можно почитать оригинал на немецком?”[439]

Не прошло и дня, как Национальная академия наук сдала позиции. Твит удалили, а видео изъяли из интернета. Представитель академии извинился за сообщение, которое “вводило в заблуждение, что применение редактирования генома для «усовершенствования» человеческих характеристик считается допустимым или воспринимается легкомысленно”.

Эта поднявшаяся ненадолго буря показала, что призывать к широкому общественному обсуждению моральных аспектов редактирования генома гораздо проще, чем устраивать его. Она также подняла вопрос о том, кому решать, как применять инструменты редактирования генома. Как мы убедились при рассмотрении мысленных экспериментов в прошлой главе, многие вопросы о редактировании генома сложны не только потому, что непонятно, какое следует принять решение, но и потому, что неясно, кто должен его принимать. Как часто бывает в вопросах политики, желания индивида могут противоречить интересам общества.

Личное или общественное?

Большинство важных вопросов морали можно рассмотреть с двух конкурирующих точек зрения. Одна делает акцент на правах личности, личной свободе и уважении к личному выбору. Эта традиция восходит к Джону Локку и другим мыслителям эпохи Просвещения XVII века и признает, что у людей разные представления о благе, а потому государство должно давать им свободу делать собственный выбор, если при этом они не причиняют вред окружающим.

Другая точка зрения рассматривает справедливость и мораль сквозь линзу того, что наиболее выгодно обществу и, возможно, даже целому виду (как в случае с биоинженерией и климатической политикой). К примерам можно отнести требование вакцинировать школьников и носить маски во время пандемии. Акцент на общественном благе в ущерб личным интересам может принимать форму утилитаризма Джона Стюарта Милля, который предполагает стремление к процветанию общества даже за счет ограничения свободы отдельных людей. Он также может принимать форму более сложных теорий общественного договора, где моральные обязательства проистекают из соглашений, заключаемых для создания общества, в котором мы хотим жить.

Сторонники этих противоположных позиций формируют два лагеря в самом фундаментальном политическом противостоянии нашего времени. С одной стороны находятся те, кто хочет дать людям максимум личной свободы и свести к минимуму нормативно-правовое регулирование, налогообложение и вмешательство государства в частную жизнь граждан. С другой – те, кто выступает за общественное благо, предоставление выгод всему обществу, минимизацию вреда, который бесконтрольный свободный рынок может причинить нашей работе и окружающей среде, и ограничение эгоистичных действий, вредящих обществу и планете.

Современные принципы каждого из лагерей были сформулированы в двух важных книгах, написанных пятьдесят лет назад: “Теории справедливости” Джона Ролза, где предпочтение отдается общественному благу, и “Анархии, государстве и утопии” Роберта Нозика, где акцент делается на моральном фундаменте индивидуальной свободы.

Ролз перечисляет правила, которые мы приняли бы, если бы собрались, чтобы заключить договор. По его словам, чтобы удостовериться, что все “справедливо”, нам следует представить, какие бы правила мы разработали, если бы не знали, какое место каждый из нас займет в обществе и какими природными способностями мы будем обладать. Ролз утверждает, что за таким “занавесом неведения” люди решат, что неравенство допустимо лишь в той степени, в которой оно дает выгоду всему обществу, и особенно наименее привилегированным его слоям. В результате Ролз в своей книге признает генную инженерию справедливой, только если она не усиливает неравенство[440].

Нозик, книга которого стала ответом его гарвардскому коллеге Ролзу, тоже вообразил, как из анархии естественного состояния появляется общество. Он утверждает, что вместо сложного общественного договора должны приниматься общественные нормы, которые устанавливаются, когда индивиды совершают добровольный выбор. Его основной принцип состоит в том, что индивидов нельзя использовать для достижения общественной или моральной цели, поставленной другими людьми. В связи с этим Нозик отдает предпочтение минимальному государству, функции которого ограничены обеспечением безопасности граждан и соблюдения договоров, но которое почти не участвует в нормативно-правовом регулировании и перераспределении благ. В сноске он рассуждает о генной инженерии и занимает либертарианскую позицию сторонников свободного рынка. Он утверждает, что не нужно осуществлять централизованный контроль и соблюдать установленные надзорными органами нормы, а нужно открыть “супермаркет генов”. Врачам следует “выполнять (в рамках определенных моральных ограничений) индивидуальные заказы будущих родителей”[441][442]. После того как Нозик написал эту книгу, понятие “супермаркет генов” стало расхожей фразой, используемой как сторонниками, так и противниками идеи о том, чтобы отдать решения в сфере генной инженерии на откуп индивидам и свободному рынку[443].

Нашу дискуссию обогатят две научно-фантастические книги: “1984” Джорджа Оруэлла и “О дивный новый мир” Олдоса Хаксли[444].

Оруэлл описывает мир, в котором Большой Брат, неусыпно следящий за каждым лидер, использует информационные технологии, чтобы централизовать власть в сверхгосударстве и властвовать над запуганным населением. Индивидуальная свобода и независимое мышление подавляются электронной слежкой и тотальным информационным контролем. Оруэлл предупреждал об опасности того, что Франко или Сталин однажды возьмут под контроль информационные технологии и уничтожат свободу личности.

Этого не случилось. Когда наступил 1984 год, компания Apple представила простой в использовании персональный компьютер Macintosh, и для первого его рекламного ролика Стив Джобс написал фразу: “Вы увидите, почему 1984 год не будет таким, как роман «1984»”. В этой фразе была глубокая истина. Компьютеры не стали инструментом централизованного подавления – напротив, комбинация персонального компьютера и децентрализованного характера интернета наделила каждого индивида большей властью, что открыло фонтан свободы самовыражения и радикально демократизировало прессу. Возможно, даже слишком. Темная сторона наших новых информационных технологий не в том, что они позволяют государствам подавлять свободу слова, а ровно в противоположном: они позволяют кому угодно распространять любые идеи, теории заговора, ложь, ненависть, обманные и мошеннические схемы, практически не рискуя быть привлеченным к ответственности, и общества в результате становятся менее цивилизованными и управляемыми.

Возможно, генетические технологии ждет такое же будущее. В своем романе 1932 года Олдос Хаксли описал дивный новый мир централизованного государственного контроля над репродуктивной наукой. Человеческие эмбрионы в этом мире создавались в “инкубатории и воспитательном центре”, а затем сортировались, чтобы их с помощью техник генной инженерии готовили к разным общественным ролям. Отобранные “альфы” совершенствовались физически и психически и впоследствии становились лидерами. На другом конце спектра находились “эпсилоны”, которых готовили к черной работе и жизни в блаженной прострации, вызываемой приемом специального препарата.

Хаксли сказал, что написал книгу как ответ на “нынешнее движение к миру тоталитарного контроля”[445][446]. Однако, как и в случае с информационными технологиями, опасность генетических технологий может состоять не в чрезмерном государственном контроле. Возможно, опасность будет представлять чрезмерный личный контроль. Бесчинства евгеники, популярной в Америке в начале XX века, и коварство нацистской программы отбросили ужасную тень на генетические проекты, осуществляемые под контролем государства. Евгеника, название которой образовано от слова, значащего “хорошие гены”, приобрела дурную славу. Но теперь мы, возможно, открываем дверь новой евгенике – либеральной или либертарианской, основанной на свободе выбора и рыночном консьюмеризме.

Быть может, Хаксли поддержал бы такую евгенику свободного рынка. В 1962 году он написал малоизвестный утопический роман “Остров”, в котором женщины добровольно соглашались на оплодотворение спермой мужчин, обладавших высоким коэффициентом интеллекта и художественными талантами. “Большинство пар понимают, что лучше попытаться завести ребенка, обладающего более высокими качествами, чем рабски воспроизводить все выверты и дефекты, которыми, возможно, наделена семья отца”, – поясняет главный герой[447][448].

Евгеника свободного рынка

Как бы там ни было, в наши дни решения о редактировании генома, скорее всего, будут приниматься с учетом потребительских предпочтений и под влиянием убедительных маркетинговых стратегий. Что же в этом плохого? Почему нам не следует вверять решения о редактировании генома отдельным людям, например родителям, хотя они вправе принимать другие решения в репродуктивной сфере? Зачем нам вообще созывать конференции по этике, стремиться к достижению широкого общественного консенсуса и заламывать руки в отчаянии? Разве не лучше позволить принимать решения нам с вами, всем людям, которые хотят лучшего для своих детей и внуков?[449]

Давайте для начала дадим себе волю, забудем о своей склонности держаться за существующий порядок вещей и зададим главный вопрос: чем плохи усовершенствования генома? Если у нас есть возможность безопасно вносить в геном изменения, почему бы нам не предотвращать возникновение аномалий, болезней и нарушений? Почему бы нам не улучшать свои способности и не совершенствовать геном? “Я не понимаю, почему желание избавиться от нарушения или дать ребенку голубые глаза и дополнительные пятнадцать баллов IQ считается угрозой общественному здоровью и нравственности”, – говорит гарвардский генетик Джордж Черч, который дружен с Даудной[450].

Раз уж на то пошло, разве у нас нет морального долга заботиться о благополучии своих детей и будущих поколений? Почти все виды обладают одним эволюционным инстинктом, заключенным в самой сути эволюции, – они всеми силами стараются обеспечить своему потомству безбедную жизнь.

Из философов громче всех об этом говорит Джулиан Савулеску, оксфордский профессор практической этики. Он ввел понятие “репродуктивного благодеяния”, чтобы аргументировать этичность выбора лучших генов для своих будущих детей. Он утверждает, что неэтичным, вероятно, будет этого не сделать. “Парам следует выбирать эмбрионы или плоды, имеющие максимум шансов на счастливую жизнь”, – заявляет он. Его не пугает и то, что в таком случае состоятельные люди смогут покупать для своих детей лучшие гены и таким образом создавать новый класс (или даже подвид) усовершенствованных элит. “Мы должны позволять отбор генов, не связанных с болезнями, даже если это поддерживает или усиливает социальное неравенство”, – пишет он, отдельно отмечая “гены интеллекта”[451].

Чтобы проанализировать эту точку зрения, проведем еще один мысленный эксперимент. Представьте мир, где генная инженерия регулируется главным образом индивидуальной свободой выбора, в то время как государство не устанавливает почти никаких норм, а докучливые биоэтики не говорят нам, что дозволено, а что нет. Вы приходите в клинику вспомогательной репродукции, где вам, как в супермаркете генов, дают список характеристик, которые вы можете приобрести для своих детей. Избавитесь ли вы от серьезных генетических заболеваний, таких как болезнь Гентингтона и серповидноклеточная анемия? Конечно, да. Лично я также предпочел бы, чтобы у моих детей не было генов, вызывающих слепоту. Что насчет роста ниже среднего, веса выше среднего и низкого коэффициента интеллекта? Вероятно, мы все выберем и эти варианты. Возможно, я также решу за дополнительную плату добавить своему ребенку роста, мышечной массы или ума. Допустим – чисто гипотетически, – что существовали бы гены, которые повышали бы вероятность того, что ребенок будет гетеросексуалом, а не гомосексуалом. Вы свободны от предрассудков, поэтому такую опцию вы выбирать не станете, по крайней мере изначально. Но затем, при условии что никто вас не осудит, может ли случиться так, что вы найдете обоснование и для этого? Например, не желая, чтобы ваш ребенок подвергался дискриминации, или мечтая о внуках. А раз уж дело пошло, то почему бы вам не выбрать для него светлые волосы и голубые глаза?

Ого!!! Вы только что сбились с пути. Дорожка и правда оказалась очень скользкой! Не имея никаких ориентиров, мы можем покатиться по ней с головокружительной скоростью, увлекая за собой многообразие общества и человеческий геном.

Хотя описанное напоминает сцену из “Гаттаки”, в 2019 году стартап из Нью-Джерси Genomic Prediction запустил такой сервис по конструированию детей с применением преимплантационной диагностики в реальном мире. Клиники экстракорпорального оплодотворения могут отправлять компании генетические образцы будущих детей. Секвенирование ДНК из клеток эмбрионов, которые были произведены всего несколько дней назад, дает статистическую оценку вероятности развития у них длинного списка заболеваний. Будущие родители могут выбрать, какой эмбрион вживлять, в зависимости от того, какими характеристиками они хотят наделить своего ребенка. Эмбрионы можно проверять на наличие моногенных заболеваний, таких как кистозный фиброз и серповидноклеточная анемия. На основе анализов можно также прогнозировать вероятность развития полигенных заболеваний, например диабета и гипертонии, и оценить риск инфаркта миокарда, а также, согласно рекламным материалам компании, риск “умственной отсталости” и будущий рост. Основатели утверждают, что через десять лет у них должна появиться возможность прогнозировать коэффициент интеллекта, чтобы родители могли выбирать очень умных детей[452].

Теперь понятно, какая возникнет проблема, если мы просто отдадим такие решения на откуп отдельным индивидам. Либеральная или либертарианская генетика индивидуального выбора может в итоге привести нас – точно так же как и контролируемая государством евгеника – к формированию общества, где будет меньше многообразия и отклонений от нормы. Родителей это, возможно, обрадует, но в итоге в нашем обществе станет гораздо меньше творчества, вдохновения и неоднозначности. Многообразие идет на пользу не только обществу, но и всему нашему виду. Как и любой другой вид, в процессе эволюции мы становимся сильнее благодаря некоторой беспорядочности своего генофонда.

Проблема в том, что ценность многообразия, как показывают наши мысленные эксперименты, может вступить в конфликт с ценностью свободы выбора. Как общество, мы можем считать, что крайне полезно иметь в своих рядах людей высоких и низких, гетеросексуальных и гомосексуальных, спокойных и мятущихся, слепых и зрячих. Но есть ли у нас моральное право требовать, чтобы очередная семья отказалась от желанного генного вмешательства лишь ради преумножения многообразия в обществе? Хотели бы мы, чтобы государство требовало этого от нас?

Свободу личного выбора стоит некоторым образом ограничить хотя бы потому, что редактирование генома может усилить неравенство и даже сделать его неотъемлемой характеристикой нашего вида. Разумеется, мы уже миримся с некоторым неравенством, обусловленным средой, в которой рождается человек, и воспитанием, полученным от родителей. Мы восхищаемся родителями, которые читают своим детям, отправляют их в хорошие школы и учат их играть в футбол. Мы принимаем (порой закатив глаза) даже тех родителей, которые нанимают детям репетиторов для подготовки к экзаменам и посылают детей в компьютерные лагеря. Многие из них имеют преимущества наследуемых привилегий. Но тот факт, что неравенство уже существует, нельзя считать аргументом в пользу того, чтобы усугублять его или закреплять навсегда.

Если мы позволим родителям покупать своим детям лучшие гены, в неравенстве произойдет поистине квантовый скачок. Иными словами, это будет не просто большой скачок, а скачок на новую, оторванную от современной реальности орбиту. После многовековой борьбы с аристократическими и кастовыми системами, основанными на праве рождения, большинство обществ приняло моральный принцип, который также лежит в основе демократии: мы верим в равенство возможностей. Социальные связи, возникающие, когда мы придерживаемся кредо “созданы равными”, окажутся разорванными, если мы превратим финансовое неравенство в генетическое.

Это не значит, что редактирование генома по природе своей порочно. Однако это серьезный аргумент против того, чтобы делать его товаром свободного рынка, где богачи смогут покупать лучшие гены и внедрять их в свои семьи[453].

Ограничить личный выбор будет сложно. Различные скандалы с поступлением в университеты показывают, как далеко некоторые родители готовы зайти и сколько готовы заплатить, чтобы предоставить своим детям преимущество. Добавьте к этому естественное стремление ученых раньше всех осваивать процедуры и совершать открытия. Если государство введет слишком много ограничений, ученые отправятся в другие места, а состоятельные родители станут искать клиники на каком-нибудь ушлом Карибском острове или за границей.

Несмотря на эти возражения, можно взять курс на достижение общественного консенсуса по вопросу о редактировании генома, вместо того чтобы предоставлять людям свободу выбора в этой сфере. Некоторые практики, от магазинных краж до секс-торговли, не поддаются нашему полному контролю, но сводятся к минимуму благодаря комбинации правовых санкций и общественного осуждения. Так, Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA) регулирует вывод на рынок новых медикаментов. Хотя некоторые люди используют препараты не по назначению или специально путешествуют ради лечения нетрадиционными методами, ограничительные меры FDA весьма эффективны. Нам нужно понять, какими должны быть нормы для редактирования генома. После этого мы можем попытаться разработать правила и социальные санкции, которые заставят людей их соблюдать[454].

Игра в Бога

Есть и другая причина, по которой нам неловко направлять свою эволюцию и конструировать геном своих детей, – это боязнь “играть в Бога”. Подобно Прометею, укравшему огонь, мы в таком случае захватываем власть, которая вообще-то не входит в нашу компетенцию. При этом мы забываем о скромности и своем месте в сотворении мира.

Нежелание играть в Бога можно также понимать в более светском смысле. На конференции, организованной Национальной академией медицины, один католический теолог сказал: “Когда я слышу из чьих-то уст, что в Бога играть не следует, в девяноста процентах случаев, как я подозреваю, это говорят атеисты”. Суть этого довода может сводиться к тому, что лучше нам не задирать нос, полагая, будто нам вообще стоит вмешиваться в работу удивительных, загадочных, тесно переплетенных друг с другом и прекрасных сил природы. “Эволюция трудилась над оптимизацией генома человека на протяжении почти четырех миллиардов лет, – говорит директор Национальных институтов здоровья Фрэнсис Коллинз, который не причисляет себя к атеистам. – Неужели мы и правда думаем, что кучка людей, которые научились ковыряться в геноме, сможет достичь лучших результатов без каких-либо нежелательных последствий?”[455]

Уважение к природе и Богу природы действительно должно внушить нам, что следует быть скромнее в своих попытках скорректировать гены. Но должно ли оно запретить такие попытки вовсе? В конце концов, мы, Homo sapiens, принадлежим к природе в той же степени, что и бактерии, акулы и бабочки. Бесконечная мудрость, а может, и слепой случай позволили природе наделить наш вид способностью редактировать собственные гены. Если нам нельзя использовать CRISPR, причина заключается не только в противоестественности применения такого инструмента. Это столь же естественно, как и любая из уловок, к которым прибегают бактерии и вирусы.

На протяжении всей своей истории люди (и все остальные виды) противостояли опасностям, с которыми сталкивала их природа, а не принимали ее отравленные дары. Мать Природа стала источником немалого числа страданий и распределила их неравномерно. Именно поэтому мы ищем способы бороться с эпидемиями, лечить болезни, исправлять нарушения и выращивать лучшие растения, животных и детей.

Дарвин писал о “неуклюжей, неэффективной, грубой, низменной и чудовищно жестокой работе природы”. Эволюция, как он выяснил, не несла на себе отпечатка умного проектировщика или великодушного Бога. Дарвин составил подробный список вещей, которые эволюционировали несовершенным образом, и туда среди прочего вошло строение мочевыводящих путей у самцов млекопитающих, плохой дренаж носовых пазух у приматов и неспособность человека синтезировать витамин C.

Эти конструктивные недостатки не просто исключения из правила. Они представляют собой естественные следствия эволюции, которая идет вперед наугад и наспех клепает новые характеристики, примерно как происходило в худшие годы разработки Microsoft Office, вместо того чтобы следовать генеральному плану, держа в уме конечный продукт. Эволюция главным образом ориентируется на репродуктивную приспособленность – на то, какие характеристики могут подтолкнуть организм к более активному размножению, – а потому допускает, а возможно, даже поощряет распространение всевозможной заразы, включая коронавирусы и различные формы рака, поражающей организм после того, как он выполнил свою детородную функцию. Это не значит, однако, что из уважения к природе нам стоит перестать искать способы бороться с коронавирусами и раком[456].

Но есть и более весомый аргумент против того, чтобы играть в Бога, и лучше всего его сформулировал гарвардский философ Майкл Сэндел. Если мы, люди, найдем способ обманывать природную лотерею и конструировать генетические характеристики своих детей, то вряд ли мы и дальше будем считать свои способности дарами, которые мы готовы принимать. Это подорвет нашу способность сопереживать тем, кому повезло меньше нас, которая сейчас основывается на чувстве, описываемом фразой “кабы не милость Божия, туда шел бы и я”. “Стремление к совершенству не замечает и может даже уничтожить наше умение ценить дарованный характер человеческих способностей и достижений, – пишет Сэндел. – Видеть в жизни дар – значит признавать, что наши таланты и умения не только наша заслуга”[457].

Разумеется, я не в полной мере верю, как и Сэндел, что мы должны преклоняться перед дарами, которые нам непрошено преподносит природа. Человеческая история – это история стремления, причем весьма естественного, научиться преодолевать трудности, которые возникают перед нами ни с того ни с сего, будь то хоть эпидемии, хоть засухи, хоть ураганы. Мало кто из нас готов признать болезни Альцгеймера и Гентингтона дарами. Когда мы разрабатываем химиотерапию для лечения рака, вакцины для борьбы с коронавирусами и инструменты редактирования генома для устранения врожденных дефектов, мы, по сути, укрощаем природу, а не принимаем непрошеное в качестве дара.

И все же мне думается, что аргумент Сэндела должен напомнить нам, как важно проявлять скромность, особенно когда речь идет о попытках усовершенствовать геном наших детей. Это глубокий, красивый и даже возвышенный довод в пользу того, чтобы воздержаться от полного контроля над непрошеным. Мы можем проложить курс, который не позволит нам ни встать на путь Прометея, взяв под контроль свои таланты, ни полностью отдаться на волю случая. Истинная мудрость сумеет найти баланс.

На саммите в Гонконге

Глава 43. Этический путь Даудны

Когда стало понятно, что инструмент CRISPR-Cas9, который Даудна помогла создать, может использоваться для редактирования генома человека, это вызвало у самой Даудны “врожденную рефлекторную реакцию”. Она говорит, что возможность редактирования генома детей казалась ей неестественной и опасной для человечества. “Поначалу я инстинктивно этому противилась”[458].

Ее позиция начала меняться в январе 2015 года на организованной ею конференции по редактированию генома, прошедшей в долине Напа. На одном из первых заседаний, в разгар жарких дебатов о том, стоит ли вообще разрешать редактирование зародышевой линии, один из участников подался вперед и спокойно сказал: “Наступит день, когда мы, возможно, сочтем неэтичным не прибегать к редактированию зародышевой линии, чтобы облегчить человеческие страдания”.

Даудне перестало казаться, что редактирование зародышевой линии “неестественно”. Она поняла, что любые прорывы в медицине совершаются с целью исправить что-то, что произошло “естественным образом”. “Иногда природа поступает откровенно жестоко, и многие мутации вызывают сильнейшие страдания, поэтому идея о неестественности редактирования зародышевой линии потеряла для меня вес, – говорит Даудна. – Я не знаю точно, как провести в медицине четкое различие между естественным и неестественным, и полагаю, что опасно прибегать к такой дихотомии, чтобы запрещать то, что может облегчать страдания и избавлять нас от нарушений”.

Когда она прославилась своими открытиями в сфере редактирования генома, она стала узнавать все больше историй людей, которые жили с генетическими заболеваниями и уповали на помощь науки. “Я мать, и меня особенно трогали рассказы о детях”, – вспоминает она. Ей запомнился один пример. Женщина прислала красивые фотографии своего новорожденного сынишки, еще совсем лысенького, и Даудне вспомнилось, как родился ее сын Энди. У малыша только что диагностировали генетическое нейродегенеративное заболевание. Стало ясно, что вскоре его нервные клетки начнут умирать, что в итоге лишит его способности ходить, говорить, а затем есть и глотать. Он был обречен на раннюю и мучительную смерть. В письме содержалась душераздирающая мольба о помощи. “Разве можно не стремиться к прогрессу и не искать способы предотвратить такое? – спрашивает Даудна. – У меня сердце кровью обливалось”. Она решила, что грешно не изучать потенциал редактирования генома, если в будущем эта технология сможет предотвращать подобные вещи. Даудна отвечала на все такие письма. Она написала матери малыша и заверила ее, что и она сама, и другие исследователи усердно работают, чтобы научиться лечить и предотвращать подобные генетические заболевания. “Но мне также пришлось сказать ей, что пройдет немало лет, прежде чем такие технологии, как редактирование генома, хотя бы теоретически смогут принести ей пользу, – говорит она. – Я не хотела вводить ее в заблуждение”.

В январе 2016 года Даудна высказала свои сомнения в этичности редактирования генома на Всемирном экономическом форуме в Давосе, и после выступления к ней подошла другая участница круглого стола, которая рассказала о своей сестре, родившейся с дегенеративным заболеванием. Оно негативно сказалось не только на здоровье ее сестры, но и на жизни и финансовом положении всей ее семьи. “Она сказала, что если бы у нас была возможность редактировать геном, чтобы избегать подобных вещей, вся ее семья поддержала бы это, – вспоминает Даудна. – Она с большим волнением говорила о жестокости людей, запрещающих редактирование зародышевой линии, и чуть не плакала. Меня очень тронули ее слова”.

Позже в тот же год на встречу с ней в Беркли приехал мужчина, отец и дед которого умерли от болезни Гентингтона. Болезнь диагностировали также у трех его сестер, которых ждала медленная и мучительная смерть. Даудна не спросила у мужчины, болен ли и он сам. Но встреча с ним убедила ее, что если редактирование зародышевой линии станет безопасным и эффективным способом уничтожить болезнь Гентингтона, то она будет выступать за применение этой технологии. Она говорит, что, увидев однажды лицо человека, страдающего от генетического заболевания, особенно такого, как болезнь Гентингтона, сложно и дальше выступать за воздержание от редактирования генома.

На нее также повлияли долгие беседы с Джанет Россант, главой исследовательского центра Торонтской детской больницы, и Джорджем Дейли, деканом Гарвардской медицинской школы. “Я поняла, что совсем скоро мы сможем корректировать мутации, вызывающие болезни, – говорит Даудна. – Как же этого не хотеть?” Почему планка для CRISPR должна быть значительно выше, чем для любой другой медицинской процедуры?

В результате эволюции своих воззрений она стала благосклоннее относиться к точке зрения, что многие решения о редактировании генома должны приниматься индивидами, а не бюрократами и не советами по этике. “Я американка, а наша культура всегда делала акцент на личной свободе и свободе выбора, – говорит она. – Я также полагаю, что, будучи родителем, я хотела бы иметь возможность сделать такой выбор в отношении своего здоровья и здоровья моих близких, когда появятся соответствующие технологии”.

Однако, поскольку пока еще сохраняются огромные риски, о которых мы можем и не знать, она считает, что CRISPR нужно применять лишь при медицинской необходимости и отсутствии достойных альтернатив. “Это значит, что у нас пока нет причины применять технологию, – говорит она. – Именно поэтому у меня возникли претензии к Хэ Цзянькую, который использовал CRISPR в попытке создать иммунитет к ВИЧ. Можно было сделать это и другим способом. Медицинская необходимость отсутствовала”.

В моральном отношении ее по-прежнему сильно беспокоит неравенство, особенно если у состоятельных людей появится возможность платить за совершенствование генома своих детей. “Мы можем создать генный разрыв, который будет становиться все шире с каждым следующим поколением, – отмечает она. – Если вам кажется, что мы и сейчас сталкиваемся с неравенством, то представьте, как было бы, если бы общество разделилось на генетические слои, разделенные по экономическому принципу, и мы перенесли бы свое финансовое неравенство в собственный генетический код”.

Даудна полагает, что, если ограничить редактирование генома “медицинской необходимостью”, родители с меньшей вероятностью станут “улучшать” своих детей, что кажется ей неправильным как с моральной, так и с социальной точки зрения. Она признает, что граница между лечением и совершенствованием генома может быть размытой, но все-таки существует. Мы можем отличить корректировку особенно опасного варианта гена от добавления в геном какой-нибудь характеристики, в которой нет медицинской необходимости. “Пока мы исправляем генетические мутации, восстанавливая «нормальные» варианты генов, а не изобретая совершенно новые усовершенствования, которые не встречаются в геноме среднего человека, мы, скорее всего, будем в безопасности”.

Она уверена, что в итоге CRISPR принесет больше пользы, чем опасностей. “Наука не движется вспять, и нам не забыть о том, что мы уже знаем, поэтому нужно найти рациональный путь вперед, – говорит Даудна, повторяя слова, вынесенные в заголовок отчета, написанного ею после конференции в долине Напа в 2015 году. – Мы никогда прежде ничего подобного не видели. Теперь мы обрели способность контролировать собственное генетическое будущее, и это и восхищает, и пугает. В связи с этим мы должны идти вперед осторожно, проявляя почтение к той власти, которую получили”.

Часть восьмая. Сводки с фронта

Хвала безумцам. Бунтарям. Смутьянам. Неудачникам.

Тем, кто всегда некстати и невпопад.

Тем, кто видит мир иначе.

Они не соблюдают правила. Они смеются над устоями.

Их можно цитировать, спорить с ними, прославлять или проклинать их.

Но только игнорировать их – невозможно.

Ведь они несут перемены. Они толкают человечество вперед.

И пусть кто-то говорит: безумцы, мы говорим: гении. Ведь лишь безумец верит, что он в состоянии изменить мир, – и потому меняет его[459].

Стив Джобс. “Думай иначе”, реклама Apple, 1997 год

Глава 44. Квебек

Прыгающие гены

На конференции по CRISPR в Квебеке в 2019 году я вдруг осознал, что биология стала новыми высокими технологиями. На мероприятии царила примерно такая же атмосфера, как в компьютерном клубе Homebrew и на Компьютерной выставке Западного побережья в конце 1970-х годов, только молодые инноваторы теперь обсуждали не компьютерный код, а генетический. Конкуренция и кооперация подпитывали друг друга, как во времена, когда Билл Гейтс и Стив Джобс посещали первые выставки персональных компьютеров, но сейчас настоящими звездами были Дженнифер Даудна и Фэн Чжан.

Сэмюэл Стернберг

Я понял, что энтузиасты биотехнологий перестали считаться аутсайдерами. Революция CRISPR и коронавирусный кризис превратили их в популярных ребят, идущих в авангарде прогресса, как случилось ранее с неуклюжими пионерами кибернетических рубежей. Пока я бродил по выставке, собирая сводки с фронтов их революции, я заметил, что, хотя они и стремятся к новым открытиям, им раньше, чем технарям, приходится задумываться о моральных аспектах конструируемой ими эпохи.

Все в Квебеке только и говорили об удивительном прорыве, из-за которого трения между командами Даудны и Чжана снова усилились. Обе группы открыли эффективный способ добавлять новые последовательности в ДНК. Вместо того чтобы разрезать двухцепочечную ДНК, только что открытая система CRISPR вставляла новый фрагмент ДНК, задействуя транспозоны, или “прыгающие гены”, то есть крупные сегменты ДНК, способные перепрыгивать в хромосомах с одного места на другое.

Находчивый биохимик Сэм Стернберг, который учился у Даудны и затем основал собственную лабораторию в Колумбийском университете, только что опубликовал в журнале Nature свою первую значимую статью в качестве доцента. В ней была описана направляемая CRISPR система, которая вставляет специально подготовленный прыгающий ген в нужное место ДНК. Однако, к удивлению Стернберга, Чжан на несколько дней ранее опубликовал подобную статью на сайте журнала Science[460].

Стернберг приехал в Квебек опечаленным, и его друзья, включая Даудну, негодовали. Он отправил статью в Nature 15 марта, а слухи о его открытии пошли после того, как о нем рассказал один из его студентов. “После этого Фэн втихомолку ускорил публикацию собственной статьи”, – сказал мне Мартин Йинек на конференции. Даудна сочла, что Чжан поступил в своем стиле: “Ему рассказывают о статье, и он начинает торопиться”[461].

Вспоминая о гонке 2012 года, и Даудна, и Эрик Лэндер сказали мне, что торопиться с публикацией статьи, когда чувствуешь конкуренцию, вполне нормально. Тем не менее статья Чжана о транспозонах вызвала возмущение. Он представил ее к публикации в Science 4 мая, через семь недель после того, как Стернберг отправил свою работу в Nature, но статья Чжана вышла онлайн уже 6 июня, а статья Стернберга – только 12 июня.

Мне сложно разделить негодование сторонников Даудны из-за действий Чжана. В обеих статьях речь идет об использовании прыгающих генов, но методы авторов сильно различаются, и каждый вносит свой вклад в развитие CRISPR. Так случилось, что я заглянул в лабораторию Чжана в Институте Брода на следующий день после публикации его статьи и за десять дней до начала конференции в Квебеке, и он рассказал мне о своих исследованиях транспозонов. Его статья не была написана второпях. Он работал над ней долгое время. Однако, поняв, что кто-то еще подбирается к этой теме, он настоял, чтобы его статью в Science побыстрее отрецензировали и разместили онлайн, то есть поступил точно так же, как Даудна, которая в 2012 году поторопила журнал с публикацией их с Шарпантье исторической статьи, почувствовав, что Виргиниюс Шикшнис и другие исследователи уже дышат им в спину[462].

В первый день квебекской конференции друзья Стернберга, включая Даудну, поздравляли его и выражали ему свое сочувствие, собравшись за стопкой ароматного канадского джина “Ромео” в гостиничном баре. Казалось, жизнерадостный Стернберг уже забыл о своей досаде к тому моменту, как на следующий день он поднялся на сцену уже после презентации Чжана. В конце концов, его открытие было настоящим триумфом и важным шагом в карьере, поэтому сопутствующие выводы Чжана не могли принизить его значение. В своей речи Стернберг проявил благосклонность к сопернику. “Фэн сегодня рассказал нам, как CRISPR-Cas12 может задействовать мобильные генетические элементы, – начал он. – Я же расскажу о своей недавно опубликованной работе о системах первого типа, которые сходным, но иным образом мобилизуют эти бактериальные транспозоны”. Он также отметил заслуги аспирантки Санне Кломпе, которая провела главные эксперименты в его лаборатории в Колумбийском университете.

“Существует ли сфера с более беспощадной конкуренцией, чем биологические исследования?” – спросил меня один из участников конференции после того, как Чжан и Стернберг выступили со своими соперничающими презентациями. Да, подумал я, такой может быть почти любая сфера, от бизнеса до журналистики. Однако в сфере биологических исследований многое при этом основано на сотрудничестве. Исследователи подобны воинам, которые соперничают друг с другом, но вместе борются за правое дело, и на конференции в Квебеке чувствовался дух товарищества. Желание получать премии и регистрировать патенты, как правило, подстегивает конкуренцию, а это ускоряет темпы открытий. Но столь же мотивирующим, думается мне, бывает и стремление разобраться в том, что Леонардо да Винчи назвал “бесконечными произведениями природы”, особенно когда речь заходит о таких невероятно прекрасных вещах, как внутренние механизмы живой клетки. “Открытия, связанные с прыгающими генами, показывают, насколько интересна биология”, – говорит Даудна.

Жареный бизон

По завершении первого дня выступлений Даудна и Стернберг отправились в простой ресторан в Старом Квебеке, но я принял приглашение Фэна Чжана поужинать вместе с ним и несколькими его друзьями. Мне хотелось не только услышать, что он думает о сложившейся ситуации, но и оценить выбранный им новаторский ресторан “Ше Буле”, где подают хрустящий рулет из тюленя, огромные морские гребешки, арктического гольца, жареное мясо бизона и капусту с кровяной колбасой. В нашу дюжину в том числе вошли Кира Макарова из Национального центра биотехнологической информации США, которая выступила соавтором Чжана в статье о прыгающих генах, пионер CRISPR Эрик Сонтхаймер, который был наставником Лучано Марраффини, но решил остаться выше личных тяжб в мире CRISPR, и Эйприл Паулюк, в прошлом занимавшая позицию постдока в лаборатории Даудны, а ныне работающая редактором рецензируемого журнала Cell, конкурирующего с Science и Nature. Ведущие исследователи, желающие, чтобы их статьи принимали благосклонно и рецензировали быстро, часто вступают в симбиотические отношения с такими умными редакторами, как Паулюк, которые хотят публиковать в своих журналах самые значимые новые открытия.

Сонтхаймер заказал вино из Квебека, которое оказалось неожиданно хорошим, и мы подняли тост за транспозоны. Когда разговор перешел от науки к этическим аспектам применения CRISPR, большинство присутствующих согласилось, что, как только технология редактирования генома и даже внесения наследуемых изменений в зародышевую линию человека станет безопасной и утилитарной, нужно будет при необходимости применять ее для корректировки тяжелых моногенных мутаций, таких как болезнь Гентингтона и серповидноклеточная анемия. Но мысль о редактировании генома человека ради внесения в него усовершенствований, например в попытке наделить детей большей мышечной массой, увеличить их рост, а однажды, возможно, повысить их IQ и улучшить их когнитивные навыки, пришлась собравшимся не по душе.

Проблема в том, что различие между лечением и совершенствованием генома сложно провести и еще сложнее закрепить. “Граница между корректировкой аномалий и улучшением генома размыта”, – сказал Чжан. Я спросил его: “Что не так с совершенствованием генома?” Он надолго задумался. “Мне просто это не нравится, – наконец ответил он. – Зачем баловаться с природой? К тому же в долгосрочной перспективе из-за этого может снизиться многообразие населения”. Он прошел знаменитый гарвардский курс по моральной справедливости, который читает философ Майкл Сэндел, и явно немало размышлял об этих вопросах. Однако ему, как и всем остальным, не удалось найти простых ответов.

Все за столом согласились, что редактирование генома может усилить неравенство в обществе и даже вписать его в наш геном. “Стоит ли позволять состоятельным людям покупать лучшие гены, которые они могут себе позволить?” – спросил Сонтхаймер. Разумеется, все привилегии в обществе, включая и медицинские, распределяются неравномерно, но создание рынка наследуемых усовершенствований генома выведет эту проблему на новый уровень. “Только посмотрите, на что готовы родители, чтобы их дети поступили в колледж, – сказал Чжан. – Найдутся и те, кто будет платить за совершенствование генома. В нашем мире не все могут даже купить себе очки, и вряд ли нам удастся найти способ предоставить всем равный доступ к совершенствованию генома. Представьте, как это скажется на нашем виде”.

Гэвин Нотт показывает, как редактировать геном

Глава 45. Я учусь редактировать

Гэвин Нотт

Погрузившись в мир пионеров CRISPR, я решил, что должен и сам войти в их клуб, прикоснувшись к науке. Мне хотелось научиться редактировать геном с помощью CRISPR.

Я договорился провести несколько дней в лаборатории Даудны, устроенной по принципу офиса открытого типа, где десятки рабочих столов заставлены центрифугами, пипетками и чашками Петри, которые ее студенты и постдоки используют в своих экспериментах. Я хотел повторить важные достижения, о которых уже рассказал: применить CRISPR-Cas9 для редактирования ДНК в пробирке, как Даудна и Шарпантье описали в июне 2012 года, а затем с помощью того же инструмента отредактировать клетку человека, как Чжан, Черч, Даудна и другие описали в январе 2013 года.

В первом мне помогал Гэвин Нотт, молодой постдок из Западной Австралии, с аккуратной бородкой и легким характером. Учась в аспирантуре, он решил, что хочет найти CRISPR-ассоциированные ферменты, которые атакуют РНК, а не ДНК, и написал Даудне письмо, в котором предложил приехать и заняться этим в ее лаборатории. Команда Даудны к тому моменту уже приступила к делу и работала с ферментом Cas13. “Она лучше меня держала руку на пульсе”, – говорит Нотт. И все же Даудна предложила ему место постдока в своей лаборатории. Он в том числе вошел в группу исследователей, работающих над проектом “Безопасные гены” для DARPA[463].

Прежде чем войти в изолированную часть лаборатории, где проводятся эксперименты, я надел белый халат и защитные очки, побрызгал антисептиком перчатки и тотчас почувствовал себя настоящим профессионалом. Нотт провел меня к одной из рабочих станций – специальному столу, частично огороженному пластиковыми стенками и особым образом вентилируемому. Не успели мы заняться делом, как вошла Даудна в белом халате, надетом поверх джинсов и черной футболки с логотипом Института инновационной геномики. Она быстро проверила, как идут эксперименты у каждого из ее студентов (и у меня), а затем ушла на весь день, чтобы заняться разработкой стратегии вместе с ведущими исследователями института.

В эксперименте, с которым мне помогал Нотт, использовался фрагмент ДНК, содержащий ген, способный делать бактерии устойчивыми к антибиотику ампициллину. В этом нет ничего хорошего, особенно если вы заражены такими бактериями. Нотт подготовил для меня Cas9 с направляющей РНК, разработанный для уничтожения гена. Все необходимое было сделано в лаборатории с нуля. “Нужный нам Cas9 закодирован в фрагменте ДНК, и любой, кто способен выращивать бактерии в лаборатории, может производить его в больших количествах”, – заверил меня Нотт. Должно быть, по выражению моего лица он понял, что я сомневаюсь, способен ли сам на такое. “Не беспокойтесь, – сказал он. – Если у вас нет желания делать все с нуля, можно просто купить Cas9 в интернете у таких компаний, как IDT. Можно даже купить направляющие РНК. Если вы хотите редактировать гены, нужные компоненты нетрудно заказать онлайн”.

(Позже я вышел в интернет и проверил его слова. На сайте IDT рекламируется продажа “всех реагентов, необходимых для успешного редактирования генома”, и стоимость наборов, созданных для доставки инструмента в человеческие клетки, начинается от 95 долларов. На сайте GeneCopoeia белок Cas9 с сигналом ядерной локализации стоит от 85 долларов.)[464]

Некоторые пробирки, подготовленные Ноттом, стояли в старомодном контейнере для льда, их используют, чтобы охлаждать реактивы. “У этого контейнера большая история”, – сказал Нотт и повернул его. На задней стенке стояло имя: “Мартин”. Контейнер принадлежал Йинеку, пока тот не уехал в Цюрихский университет, чтобы открыть там собственную лабораторию. “Он достался мне по наследству”, – с гордостью пояснил Нотт. Я почувствовал, что стал частью исторической цепочки. Эксперименты, которые мы собирались провести, повторяли опыты Йинека, поставленные в 2012 году: мы должны были взять фрагмент ДНК и инкубировать его с Cas9 и направляющей РНК, чтобы разрезать в нужном месте. Было здорово пользоваться при этом именно контейнером Йинека.

Нотт прошелся со мной по всем этапам эксперимента, показал, как с помощью пипеток смешать ингредиенты, и затем пояснил, что состав нужно выдержать в течение десяти минут. Мы добавили краситель, чтобы визуализировать результаты, и после этого смогли создать изображение того, что получили, прибегнув к процессу электрофореза, при котором разновеликие молекулы ДНК разделяются в геле под действием электрического поля. На итоговой фотографии видны полоски, находящиеся в разных местах геля, и на основе этого можно понять, удалось ли Cas9 разрезать ДНК и если да, то как именно. “Все получилось как по учебнику! – воскликнул Нотт, вынув фотографию из принтера. – Взгляните на разницу между этими полосками”.

По дороге из лаборатории я встретил у лифта мужа Даудны Джейми Кейта и продемонстрировал ему распечатки. Он показал на расплывчатые полоски в нижней части двух дорожек и спросил: “А это что такое?” Я знал ответ на этот вопрос (благодаря Нотту). “Это РНК”, – сказал я. Позже в тот же день Кейт опубликовал твит, в котором разместил нашу с Ноттом фотографию в лаборатории и написал: “Уолтер Айзексон ответил на мой контрольный вопрос!” На мгновение, пока я не осознал, что Нотт провел всю серьезную работу за меня, я почувствовал себя настоящим редактором генов.

Дженнифер Хэмилтон

Далее мне предстояло отредактировать ген в клетке человека. Иными словами, мне хотелось сделать то, что лабораториям Чжана, Черча и Даудны удалось в конце 2012 года.

С этим мне помогала другой постдок из лаборатории Даудны, Дженнифер Хэмилтон из Сиэтла, которая получила докторскую степень по микробиологии в Медицинском центре Маунт-Синай в Нью-Йорке. В больших очках, с широкой улыбкой, Хэмилтон с энтузиазмом приручает вирусы, которые доставляют инструменты для редактирования генома в клетки человека. Когда в 2016 году Даудна прилетела в Маунт-Синай, чтобы выступить с лекцией перед группой “Женщины в науке”, Хэмилтон была ее сопровождающей. “Мы с ней сразу поладили”, – вспоминает она.

Тогда Даудна только основала в Беркли Институт инновационной геномики, который впоследствии объединил исследователей из Области залива Сан-Франциско. Перед ним среди прочего стояла задача найти способы доставлять инструменты для редактирования генома на базе CRISPR в клетки человека, чтобы лечить болезни. Даудна предложила работу Хэмилтон. “Я умела конструировать вирусы и хотела применить свои навыки, чтобы разработать методы доставки CRISPR в организм человека”, – говорит Хэмилтон[465]. Ее специальность оказалась очень ценной, когда лаборатория после начала пандемии занялась исследованием коронавирусов, в связи с чем возникла необходимость найти новые способы доставлять препараты на основе CRISPR в клетки человека.

Когда мы приступили к нашей попытке отредактировать ДНК в клетке человека, Хэмилтон подчеркнула, что сделать это сложнее, чем в пробирке. Нити ДНК, которые я редактировал накануне с Ноттом, содержали всего 2,1 килобазы (2100 спаренных оснований ДНК), но в подготовленной для нашего эксперимента клетке, полученной из клетки почки человека, было 6,4 миллиона килобаз. “Сложность с редактированием генома человека состоит в том, – сказала Хэмилтон, – что необходимо провести инструменты для редактирования сквозь внешнюю плазматическую мембрану клетки и сквозь ее ядерную мембрану, чтобы доставить их туда, где находится ДНК, и после этого еще обеспечить, чтобы они нашли нужное место в геноме”.

Объяснение запланированной процедуры, данное Хэмилтон, казалось бы, поддерживало, хоть и невольно, довод Чжана о том, что перейти от редактирования ДНК в пробирке к редактированию ДНК в клетке человека совсем не просто. Впрочем, тот факт, что я собирался провести этот эксперимент, полагаю, можно было бы использовать в поддержку противоположной точки зрения.

Хэмилтон сказала, что мы сделаем двухцепочечный разрез в нужном месте ДНК клетки человека. Кроме того, мы должны были доставить туда шаблон для вставки нового гена. Исходная клетка была синтезирована таким образом, чтобы в ней был ген, производящий флуоресцентный белок, светящийся синим. В ходе одной из процедур мы планировали применить инструмент CRISPR-Cas9, чтобы разрезать этот ген и таким образом отключить его. После этого клетка должна была перестать светиться. Работая с другим образцом, мы собирались доставить в клетку шаблон, в соответствии с которым в ДНК клетки должны были измениться три спаренных основания, после чего цвет флуоресцентного белка сменился бы с синего на зеленый.

Метод, который мы использовали, чтобы доставить CRISPR-Cas9 и шаблон в ядро клетки, называется нуклеофекцией. Он задействует электрические импульсы, чтобы сделать мембраны клетки более проницаемыми. По завершении процесса редактирования я посмотрел в флуоресцентный микроскоп и увидел результат. Контрольная группа по-прежнему светилась синим. Группа, разрезанная с помощью CRISPR-Cas9 и не получившая шаблона для замены гена, не светилась вообще. Наконец, была и третья группа, разрезанная и отредактированная. Я посмотрел в микроскоп и увидел, что клетки светятся зеленым! Я отредактировал – а точнее, Хэмилтон отредактировала при моем деятельном участии – клетку человека и изменил один из содержащихся в ней генов.

Не стоит ужасаться тому, что я натворил: уверяю вас, мы взяли все, что я создал, смешали с хлорным отбеливателем и смыли в раковину. Но я узнал, что с описанным процессом без особого труда справится и студент, и ученый-отщепенец, обладающий некоторыми навыками лабораторной работы.

Портрет маслом кисти Льюиса Миллера, висевший в Колд-Спринг-Харбор

Глава 46. И снова Уотсон

Интеллект

Осенью 2015 года в лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, где Джеймс Уотсон в 1986 году запустил серию авторитетных ежегодных конференций по геномике человека, решили дать старт новой серии мероприятий, на этот раз посвященных CRISPR. В первый год в число выступающих вошли четыре наших главных героя: Дженнифер Даудна, Эмманюэль Шарпантье, Джордж Черч и Фэн Чжан.

Уотсон присутствовал на первой конференции по CRISPR, как и на большинстве мероприятий в Колд-Спринг-Харбор, и слушал Даудну, расположившись в аудитории в первом ряду, под своим роскошным портретом. Ситуация во многом повторяла первый визит Даудны в лабораторию летом 1987 года, когда она, тогда еще студентка аспирантуры, по-юношески волнуясь, представляла статью о способности некоторых РНК к самовоспроизводству. Когда Даудна рассказала о CRISPR, Уотсон поднялся и похвалил ее работу, ровно как и почти тридцать лет назад. Он подчеркнул, что важно развивать науку о внесении изменений в геном человека, не чураясь и улучшения интеллекта. Некоторым из присутствующих этот момент показался историческим. Стэнфордский профессор биологии Дэвид Кингсли сфотографировал Уотсона и Даудну за разговором[466].

Но когда я приехал на конференцию в 2019 году, Уотсона не оказалось на обычном месте в первом ряду. После пятидесяти лет работы ему запретили появляться на конференциях, а его портрет убрали со стены. Он был, по сути, изгнан и теперь живет со своей женой Элизабет в безбедном, но гнетущем уединении на северном конце кампуса, где занимает особняк Бэллибанг, построенный в палладианском стиле.

Проблемы у него начались в 2003 году, когда он в честь пятидесятой годовщины открытия структуры ДНК дал интервью для документальных фильмов каналов PBS и BBC. Он сказал, что к генной инженерии однажды нужно будет прибегать для “лечения” людей с низким интеллектом. “Если человек по-настоящему глуп, я бы назвал это болезнью”. В этих словах отразилась глубокая вера Уотсона в способность ДНК объяснить человеческую природу. Возможно, эту веру подпитывали и гордость, которую он испытывал, совершив историческое научное открытие, и тяготы жизни с сыном-шизофреником Руфусом. “Нижний дециль испытывает большие сложности даже в начальной школе, но в чем причина? – спросил Уотсон. – Многие сказали бы: «Нищета и все такое прочее». Но дело, пожалуй, не в этом. Я хочу избавиться от этого, помочь нижнему децилю”. Словно желая удостовериться, что вызвал достаточно возмущения, Уотсон добавил, что геном можно редактировать и для улучшения внешности людей. “Говорят, будет ужасно, если мы сделаем всех девушек красивыми. По-моему, будет здорово”[467].

Свои политические взгляды Уотсон считал прогрессивными. Он поддерживал демократов, от Франклина Рузвельта до Берни Сандерса. Он настаивал, что выступает за редактирование генома, поскольку хочет облегчить участь тех, кому не слишком повезло в жизни. Однако, как отметил гарвардский философ Майкл Сэндел, “риторика Уотсона имеет сильный привкус старых евгенических воззрений”[468]. И особенно хорошо этот привкус чувствовался в Колд-Спринг-Харбор, ведь лаборатория давно славилась своей приверженностью идеям евгеники.

Высказывания Уотсона об интеллекте вызывали споры, но в 2007 году он окончательно пересек черту, заявив о связи интеллекта с расовой принадлежностью. В тот год вышла книга “Избегайте занудства” – еще одни его мемуары, в которых под “занудством” он понимал как общение с занудами, так и склонность занудствовать. По природе своей не расположенный к занудам, Уотсон находил удовольствие в том, что свободно сыпал провокационными ремарками, часто сопровождая их смешками и хитрыми ухмылками. Это привело к взрыву, когда для привлечения внимания к книге он дал серию интервью независимой научной журналистке Шарлотте Хант-Груббе, которая писала обзорную статью о нем для лондонской газеты The Sunday Times. Уотсон никогда не отличался осмотрительностью, но в этот раз и вовсе был беспечнее обычного, поскольку Хант-Груббе в прошлом училась у него, играла с ним в теннис и год жила вместе с Уотсонами в Колд-Спринг-Харбор.

В результате родилась тягучая статья, в которой Хант-Груббе рассказала, как побывала в домашней библиотеке Уотсона, после чего они заглянули в местную закусочную и отправились на травяной корт теннисного клуба “Пайпин-Рок”. После матча Уотсон принялся рассуждать о жизни. “Я все думаю, – сказал он, – удастся ли нам на моем веку отыскать гены психического заболевания? Остановим ли мы рак через десять лет? И научусь ли я лучше подавать в теннисе?”[469]

В заключительной части статьи объемом четыре тысячи слов Хант-Груббе между делом упомянула о представлениях Уотсона о расе:

Он говорит, что “перспективы Африки видятся ему безусловно мрачными”, поскольку “все элементы нашей социальной политики основаны на том, что их интеллект не уступает нашему, хотя, если верить исследованиям, на самом деле это не совсем так, и очевидно, что поднять этот острый вопрос будет сложно”. Ему хотелось бы надеяться, что люди равны между собой, однако он отмечает, что “любой, кому приходилось иметь дело с чернокожими сотрудниками, скажет, что в действительности все иначе”.

Статья вызвала взрыв негодования, и Уотсона вынудили уйти в отставку с поста руководителя лаборатории в Колд-Спринг-Харбор. Но некоторое время ему позволяли спускаться с холма, на котором стоит его дом, и посещать конференции в кампусе.

Уотсон пытался забрать свои слова назад, утверждая, что “похолодел”, поняв, что в его высказывании усмотрели намек на “какую-то генетическую неполноценность” африканцев. В специально подготовленном заявлении, обнародованном лабораторией, он добавил: “Я не имел этого в виду. Еще важнее, на мой взгляд, то, что не существует никакого научного основания для таких воззрений”[470]. В его извинении была лишь одна проблема: он именно это и имел в виду, а учитывая, какой он человек, в будущем ему было бы сложно воздержаться от подобных комментариев.

Девяностолетие Уотсона

К девяностому дню рождения Уотсона в 2018 году споры, связанные с его высказываниями, казалось, поутихли. Его юбилей, а также пятидесятую годовщину его работы в Колд-Спринг-Харбор и брака с Элизабет отметили в большом зале кампуса концертом, на котором Моцарта исполнил пианист Эмануэль Акс, после чего был устроен роскошный ужин. В ходе благотворительной акции удалось собрать 750 тысяч долларов, чтобы учредить в лаборатории именную профессорскую должность в его честь.

Друзья и коллеги Уотсона старались поддерживать шаткое равновесие. Его чествовали как одного из самых уважаемых мыслителей в современной науке, снисходительно относясь к его дерзостям в сочинениях и беседах, но осуждали за замечания о связи интеллекта с расовой принадлежностью. Порой соблюдать баланс было нелегко. Через несколько недель после юбилейных торжеств, на конференции по генетике, состоявшейся в кампусе, Эрика Лэндера попросили поднять тост за Уотсона, который сидел в зале. Лэндер отметил, что Уотсон “небезгрешен”, но в своей позитивной манере осыпал его похвалами за руководство проектом “Геном человека” и умение “подталкивать всех нас вперед, к покорению новых научных рубежей на благо человечества”.

Тост вызвал негативную реакцию, особенно в твиттере. Лэндер, которому уже досталось за преуменьшение роли Даудны и Шарпантье в статье “Герои CRISPR”, принес извинения. “Я зря поднял этот тост и сожалею об этом, – написал он в служебной записке коллегам по Институту Брода, которую затем обнародовал. – Я отвергаю его недостойные взгляды. Им нет места в науке, которая должна принимать всех и каждого”. Он добавил загадочную ремарку, сославшись на беседу, в которой они с Уотсоном обсуждали еврейских спонсоров своих институтов. “Как человеку, который и сам становился адресатом его гнусных высказываний, мне следовало быть более внимательным к тому, какой ущерб может нанести готовность чествовать его каким угодно образом”[471].

Уотсон рассердился из-за утверждения Лэндера, что неправильно “чествовать его каким угодно образом”, и намека на его антисемитизм. “Лэндера вообще никто не принимает всерьез, – взорвался Уотсон. – Мою жизнь с самого начала определяла любовь моего отца к евреям, и все мои хорошие друзья в Америке были евреями”. В разговоре со мной он также подчеркнул, хотя это явно не смягчило бы его критиков, что ашкеназские евреи, которые веками жили на севере Европы, были генетически умнее других этнических групп, и подкрепил свое утверждение перечислением лауреатов Нобелевской премии из их числа[472].

Американский мастер

Когда в 2018 году создатели сериала “Американские мастера”, выходящего на канале PBS, решили снять документальный фильм об Уотсоне, предполагалось представить сбалансированный, глубокий, сложный и детальный взгляд как на его научные триумфы, так и на его спорные воззрения. Уотсон всячески содействовал телевизионщикам и пустил съемочную группу в свой изящно обставленный дом, а также в кампус Колд-Спринг-Харбор. В фильме рассказывалось обо всей его жизни: о дружбе с Фрэнсисом Криком, о спорах из-за самовольного использования снимков ДНК, сделанных Розалинд Франклин, и даже о поиске генетических методик лечения рака, которыми он занялся на завершающей стадии своей карьеры. Особенно проникновенными стали сцены с Уотсоном, его женой и сыном Руфусом, который страдает от шизофрении и в свои сорок восемь лет по-прежнему живет с родителями[473].

Не обошлось и без упоминания о спорах, вызванных высказываниями Уотсона о расе. Джозеф Грейвз, первый афроамериканец, получивший докторскую степень по эволюционной биологии, авторитетно развенчал его позицию. “Мы многое знаем о генетическом разнообразии человека и его распределении в мире, – сказал он, – и нет совершенно никаких свидетельств о существовании генетических различий, которые наделяли бы какую-либо человеческую субпопуляцию более высоким интеллектом”. Затем интервьюер дал Уотсону возможность – и едва ли не подтолкнул его – отказаться от некоторых из сделанных ранее спорных утверждений.

Но этого не произошло. Пока камера снимала его крупным планом, он сделал паузу и даже словно бы содрогнулся, как престарелый школьник, который не в силах сказать то, что от него требуется. Казалось, он просто от природы неспособен скрывать свои мысли и вовремя прикусывать язык. “Я хотел бы, чтобы они изменились, чтобы появились новые сведения, показавшие бы, что воспитание важнее природы, – сказал он, глядя в камеру. – Но я ничего подобного не видел. И если смотреть на средние показатели, тесты на коэффициент интеллекта свидетельствуют о разнице между белокожими и чернокожими испытуемыми. Я сказал бы, что такая разница имеет генетическую природу”. Позже он провел небольшой самоанализ. “Не стоит удивляться, что человек, первым открывший двойную спираль, считает, что гены имеют значение”.

Фильм вышел на канале на первой неделе января 2019 года, и Эми Хармон из The New York Times написала статью о высказываниях Уотсона. “Джеймсу Уотсону дали шанс спасти свою репутацию в расовых вопросах, – читалось в заголовке. – Он лишь усугубил ситуацию”[474]. Хармон отметила, что идут сложные споры о связи между расовой принадлежностью и коэффициентом интеллекта, а затем привела слова Фрэнсиса Коллинза, директора Национальных институтов здоровья и преемника Уотсона на посту руководителя проекта “Геном человека”. Он выразил общее мнение, сказав, что эксперты в сфере интеллекта “считают, что любые различия между белокожими и чернокожими испытуемыми, проходящими IQ-тесты, объясняются главным образом различиями в факторах окружающей среды, а не в генетике”[475].

Совет директоров лаборатории в Колд-Спринг-Харбор наконец решил разорвать почти все оставшиеся связи с Уотсоном. Назвав его ремарки “предосудительными и не подкрепленными наукой”, он лишил его всех почетных званий и снял его большой и непринужденно-элегантный портрет со стены в главной аудитории. Ему, однако, позволили и дальше жить в стоящем на территории кампуса особняке с видом на бухту[476].

Парадокс Джефферсона

Занимая такую позицию, Уотсон ставит перед историками вопрос, который можно назвать парадоксом Джефферсона: в какой степени уважать человека за великие достижения (“Мы считаем за очевидные истины”), если они сопровождаются достойными порицания провалами (“сотворены равными”)?

Один из вопросов, поднимаемых парадоксом, связан (по крайней мере метафорически) с редактированием генома. Вырезав ген нежелательной характеристики (например, серповидноклеточной анемии или восприимчивости к ВИЧ), можно изменить какую-нибудь существующую предпочтительную характеристику (скажем, устойчивость к малярии или вирусу лихорадки Западного Нила). Как найти баланс между уважением к успехам человека и порицанием его грехов? И вопрос посложнее: связаны ли друг с другом грехи и успехи? Если бы Стив Джобс был добрее и мягче, была ли бы в нем та страсть, которая позволяла ему менять реальность и подталкивать людей к раскрытию своего потенциала? Может, врожденная склонность Уотсона к ереси и провокациям помогала ему выводить науку на новые рубежи, когда он был прав, но заводила его в темную бездну предрассудков, когда он ошибался?

Я считаю, что грехи людей не искупить, сказав, что только с ними они могли достичь величия. И все же Уотсон сыграл важную роль в истории, о которой я пишу, ведь эта книга начинается с того, как Даудна берет его знаменитую “Двойную спираль” и решает стать биохимиком, а его взгляды на генетику и совершенствование человека можно считать одним из неочевидных мнений в дебатах о редактировании генома. Именно поэтому летом 2019 года я решил навестить его прямо перед конференцией по CRISPR в Колд-Спринг-Харбор.

Визит к Уотсону

Я знаю Джеймса Уотсона с начала 1990-х годов. Тогда я работал в журнале Time, а он еще не приобрел столь скандальную репутацию, и мы освещали его деятельность в рамках проекта “Геном человека”, публиковали его эссе и включили его в свой список самых влиятельных людей XX века. В 1999 году на ужине по случаю публикации списка “Time 100” я попросил его поднять тост за покойного Лайнуса Полинга, которого он обошел в гонке за открытие структуры ДНК. “Провал всегда соседствует с успехом, – сказал он о Полинге. – Но сейчас важны лишь его совершенства, а не его несовершенства, оставшиеся в прошлом”[477]. Возможно, однажды об Уотсоне скажут точно так же, но в 2019 году он был изгоем.

Когда я навестил Уотсона в его особняке в Колд-Спринг-Харбор, он устроился в кресле с ситцевой обивкой. Он казался очень слабым. Несколько месяцев назад, когда он вернулся из поездки в Китай, лаборатория не прислала водителя за ним в аэропорт, поэтому ему пришлось самому вести машину в темноте. В итоге он съехал с дороги в залив у своего дома, после чего надолго попал в больницу. Но его ум по-прежнему ясен, и он остается при мнении, что применять CRISPR нужно без предубеждений. “Если использовать [систему] только для того, чтобы решать проблемы и удовлетворять желания верхнего дециля, будет ужасно, – говорит он. – В последние несколько десятилетий наше общество становилось все более неравным, и так ситуация лишь усугубится”[478].

Он полагает, что немного помочь с этим может отказ от выдачи патентов на техники генной инженерии. Скорее всего, поиск безопасных методов лечения таких кошмарных недугов, как болезнь Гентингтона и серповидноклеточная анемия, будут и дальше хорошо финансировать. Но без возможности запатентовать свое открытие исследователи лишатся серьезного стимула для скорейшей разработки техник совершенствования генома, а уже изобретенные техники, вероятно, станут дешевле и получат более широкое распространение, если любой сможет их воспроизводить. “Я согласился бы немного замедлить развитие науки, чтобы в итоге сделать ее более справедливой”, – говорит он.

Делая замечание, которое, как он знал, может шокировать людей, он хмыкал и улыбался, как маленький нашаливший сорванец. “Думаю, прямота и несговорчивость помогают мне в науке, поскольку я не готов принимать что-либо просто потому, что другие в это верят, – говорит он. – Моя сила не в том, что я умнее, но в том, что я не боюсь обидеть общественность”. Он признает, что порой ему случалось быть “излишне честным” в попытке продвинуть идею. “Без преувеличений не обойтись”.

Я спросил его, так ли было с его высказываниями об интеллекте и расовой принадлежности. Как всегда, он показал, что сожалеет о своих словах, но все-таки не раскаивается. “Вообще-то канал PBS снял про меня очень хороший фильм, но мне бы хотелось, чтобы в нем не привлекали внимания к моим ремаркам о расе, – ответил он. – Я больше ничего не говорю об этом во всеуслышание”.

Но затем, словно бы вынужденно, он снова обратился к этой теме. “Я не мог откреститься от того, во что верил”, – сказал он. Далее он принялся объяснять мне, как в разное время измерялся коэффициент интеллекта, какое влияние на него оказывает климат и что Луис Леон Тёрстоун поведал студентам о факторном анализе интеллекта, когда Уотсон учился в Чикагском университете.

Почему же, спросил я, он чувствует необходимость говорить такие вещи? “Я не давал ни одного интервью о расовых вопросах с тех самых пор, как поговорил с той девушкой из The Sunday Times, – ответил он. – Она жила в Африке и сама все знала. Я повторился лишь один раз, в том телевизионном интервью, поскольку не смог сдержаться”. Я предположил, что он смог бы сдержаться, если бы хотел этого. “Отец учил меня всегда говорить правду, – ответил он. – Кто-то должен говорить правду”.

Но это не правда. Я отметил, что большинство экспертов считает его воззрения ложными. На это он ничего не ответил, поэтому я спросил, чему еще учил его отец.

“Быть добрым”, – ответил он.

Следует ли он этому совету?

“Мне стоило бы чаще следовать ему, – признал он. – Мне стоило бы постараться быть добрым всегда”.

Он очень хотел присутствовать на ежегодной конференции по CRISPR, которая состоялась в Колд-Спринг-Харбор неделю спустя, но лаборатория не согласилась снять с него запрет появляться на мероприятиях. Он попросил меня, чтобы я привел Даудну к нему домой, где он смог бы с ней поговорить.

Руфус

Пока я беседовал с Уотсоном, на кухне сидел его сын Руфус. Он не присоединился к нам, но внимательно прислушивался к каждому слову.

Мальчиком Руфус был похож на своего отца в молодости: долговязый, лохматый, улыбчивый, с резкими чертами лица и привычкой наклонять голову словно из любопытства. Каков отец, таков и сын. Наследственность и воспитание. Но теперь Руфусу было ближе к пятидесяти, он раздобрел и казался несколько взъерошенным. Он потерял способность смеяться невзначай. Он прекрасно осведомлен о своей болезни, а также о состоянии отца. Неуравновешенность, чувствительность, неаккуратность, прямота, склонность к разглагольствованиям, предельная искренность, внимательность ко всем разговорам и мягкость – вот черты, которые характеризуют шизофрению Руфуса. В другой степени и в другой форме каждая из этих черт свойственна и его отцу. Возможно, однажды мы расшифруем геном человека и сумеем это объяснить. А может, и нет.

Джеймс Уотсон со своим сыном Руфусом в документальном фильме “Расшифровка Уотсона”, снятом для канала PBS

“Отец говорит: «Мой сын Руфус умен, но психически болен», – сказал Руфус интервьюеру в фильме из цикла «Американские мастера». – Я думаю наоборот. Я считаю, что глуп, но при этом не болен психически”. Ему кажется, что он подвел отца. “Только осознав, насколько я глуп, я подумал, что вообще-то это странно, ведь мой отец совсем не глуп, – говорит он. – Затем я подумал, что стал обузой для родителей, потому что он успешен и заслуживает, чтобы его ребенок тоже добился успеха. Он усердно трудился и, если верить в карму, должен был заработать себе успешного сына”[479].

Стоило Джеймсу Уотсону затронуть вопрос о расе в нашей беседе, как Руфус тотчас прибежал к нам из кухни, крича: “Если вы позволите ему и дальше говорить об этом, я попрошу вас уйти”. Уотсон просто пожал плечами, ничего не сказал сыну, но о расовом вопросе больше не говорил[480].

Я почувствовал, что Руфус всячески старается защитить отца. Подобные вспышки также показывают, что он наделен мудростью, которой его отцу недостает. “Послушав заявления моего отца, можно сделать вывод, что он нетерпим и пристрастен, – однажды сказал он. – Но они просто отражают его довольно узкую трактовку генетической предрасположенности”. Он прав. Во многих отношениях он мудрее своего отца[481].

Глава 47. Визит Даудны

Осторожный разговор

По просьбе Уотсона я спросил у Даудны, не хочет ли она заглянуть к нему во время конференции, на которую его не пустили. Когда мы с ней вошли к нему в дом, он попросил показать ему буклет с аннотациями научных статей, которые были представлены на конференции. Я вытащил его с неохотой, поскольку на обложке красовалась “фотография 51”, сделанная Розалинд Франклин в технике рентгеновской дифракции и подтолкнувшая Уотсона к открытию структуры ДНК. Впрочем, он, кажется, не расстроился, а обрадовался увидеть ее. “Ах, эта фотография будет всегда преследовать меня, – сказал он, а затем сделал паузу и хитро улыбнулся. – Но она так и не поняла, что это спираль”[482].

Одетый в нежно-розовый свитер Уотсон сидел в залитой солнцем гостиной и показывал нам картины, которые собрал за свою жизнь. Любопытно, что главное место в его коллекции занимают модернистские и абстрактные изображения человеческих лиц, искаженных эмоциями. Среди них картины и рисунки Джона Грэма, Андре Дерена, Вифредо Лама, Дуилио Барнабе, Пауля Клее, Генри Мура и Жоана Миро, а также рисунок с изображением чуть искаженного и задумчивого лица Уотсона, сделанный Дэвидом Хокни. Негромко играла классическая музыка. Элизабет Уотсон сидела в уголке и читала книгу, а Руфус скрывался на кухне, прислушиваясь к разговору. В этой беседе все – и по большей части даже Уотсон – старались проявлять осторожность.

Даудна разговаривает с Джеймсом Уотсоном возле его портрета

“Причина, по которой CRISPR – это важнейший прорыв с момента открытия структуры ДНК, – сказал он Даудне, – заключается в том, что с помощью него можно не только описать мир, как в случае с нашей двойной спиралью, но и изменить его”. Они поговорили о втором сыне Уотсона Дункане, который живет в Беркли неподалеку от Даудны. “Мы недавно его навещали, – сказал Уотсон. – Студенты в Беркли совсем никуда не годятся, они такие прогрессивные. Эти прогрессивные ребята хуже республиканцев”. Элизабет вмешалась в разговор и сменила тему.

Даудна вспомнила, как Уотсон задал ей вопрос из зала на первой конференции по редактированию генома, по его инициативе состоявшейся в Колд-Спринг-Харбор пятью годами ранее. “Я очень хотел его использовать, – сказал он. – Людей, у которых не слишком хорошо с мышлением, можно будет существенно улучшить”. И снова Элизабет вступила в разговор и сменила тему.

Сложность человеческой жизни

Визит был коротким, и на обратном пути, спускаясь с холма, на котором стоит дом Уотсона, я спросил у Даудны, о чем она думает. “Я вспомнила, как в двенадцать лет впервые открыла потрепанную «Двойную спираль», – сказала она. – Я не могла и представить, что много лет спустя побываю у него в гостях и поучаствую в этой беседе”.

В тот день она больше ничего не сказала, но визит произвел на нее впечатление. В следующие несколько месяцев мы снова и снова возвращались к нему в своих разговорах. “Мне было горько и грустно, – говорит она. – Несомненно, он оказал огромное влияние на биологию и генетику, но его взгляды вызывают отвращение”.

Даудна признает, что сомневалась, стоит ли навещать Уотсона. “Но я согласилась, поскольку он оставил свой след в биологии и в моей жизни. Этот человек построил невероятную карьеру и мог бы стать одним из самых уважаемых ученых в своей сфере, но упустил свой шанс из-за собственных воззрений. Кое-кто скажет, что не стоило мне с ним встречаться. Но для меня все не так однозначно”.

Она вспомнила об одной черте характера ее отца, которая ее всегда удручала. Мартин Даудна был склонен делить людей на хороших и плохих, не обращая внимания на нюансы их личностей. “Одних людей он превозносил, считая великолепными и безгрешными, но с другими не соглашался ни в чем, утверждая, что они ужасны и ничего не умеют”. В результате Даудна всегда старалась рассматривать людей во всей их сложности. “Мне казалось, что в мире много оттенков серого. Есть люди, которые обладают как прекрасными качествами, так и недостатками”.

Я предположил, что здесь уместно будет ввести понятие “мозаицизм”, которое часто используется в биологии. “Да, это лучше, чем оттенки серого, – согласилась Даудна. – И это справедливо для всех нас. Каждый, кто честен с собой, знает, что у него есть как сильные, так и слабые стороны”.

Она заинтриговала меня своим косвенным признанием, что у всех есть свои недостатки. Я попытался вытянуть из нее больше и спросил, каким образом это применимо к ней самой. “Если я и жалею о чем-то, так это о том, как порой вела себя с отцом, ведь гордиться мне здесь нечем, – ответила она. – Я сердилась на него, потому что он видел людей в черно-белом цвете”.

Я спросил, повлияло ли это на ее мнение о Джеймсе Уотсоне. “Я не хочу поступать так, как отец, и делать простые выводы, – сказала она. – Я пытаюсь разобраться в людях, которые творят великие дела, но с которыми я при этом совершенно не согласна по ряду вопросов”. Уотсон – прекрасный пример, отметила она. “Он говорит ужасные вещи, но всякий раз, когда я вижу его, я вспоминаю тот день, когда читала «Двойную спираль» и думала: «Ого! Может, однажды и я смогу заниматься такой наукой?»”[483]

Часть девятая. Коронавирус

Я не знаю ни что меня ожидает, ни что будет после всего этого. Сейчас есть больные и их надо лечить[484].

Альбер Камю. Чума. 1947 год

Глава 48. К оружию!

Институт инновационной геномики

В конце февраля 2020 года Даудна должна была прилететь из Беркли в Хьюстон на семинар. Наступающая пандемия коронавируса еще не нарушила повседневную жизнь США. Пока не было официально зарегистрировано ни одного смертельного исхода. Но уже раздавались тревожные звоночки. Число смертей в Китае уже достигло 2835, и это начало оказывать влияние на рынок акций. Индекс Доу Джонса 27 февраля упал более чем на тысячу пунктов. “Я нервничала, – вспоминает Даудна. – Я спрашивала у Джейми, стоит ли мне ехать. Но в то время все мои знакомые жили как обычно, поэтому я отправилась в Хьюстон”. Она взяла с собой побольше влажных салфеток.

По возвращении она принялась думать, что ей и ее коллегам стоит предпринять для борьбы с пандемией. Превратив CRISPR в инструмент редактирования генома, она прекрасно разбиралась в молекулярных механизмах, с помощью которых люди могут выявлять и уничтожать вирусы. Более того, она стала настоящим мастером совместной работы. Ей стало очевидно, что в борьбе с коронавирусом потребуются команды, состоящие из профессионалов множества специальностей.

К счастью, у нее была база для такой работы. Она заняла пост исполнительного директора Института инновационной геномики (IGI), совместного исследовательского проекта Беркли и Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Институт занимал просторное пятиэтажное современное здание в северо-западном углу кампуса Беркли. (Его планировалось назвать Центром генной инженерии, но в университете возникли опасения, что такое название может не понравиться общественности[485].) Один из главных принципов института – поддерживать сотрудничество между разными областями науки, и поэтому в его здании работают специалисты по ботанике, микробиологии и биомедицине. Среди ученых, руководящих лабораториями в институте, муж Даудны Джейми, ее первый партнер по исследованию CRISPR Джиллиан Бэнфилд, ее бывший постдок Росс Уилсон, а также биохимик Дэйв Сэвидж, который применял CRISPR к живущим в закрытых водоемах бактериям, чтобы улучшить их систему превращения углекислого газа из атмосферы в органические соединения[486].

Даудна почти год обсуждала с Сэвиджем, занимающим кабинет по соседству с ее офисом, возможность запустить в IGI какой-нибудь проект, который стал бы моделью для кросс-дисциплинарной командной работы. Одну идею предложил ее сын Энди, который летом проходил стажировку в местной биотехнологической компании. Его день там начинался с планерки, на которой руководители разных подразделений рассказывали, чем именно они занимаются в рамках своих проектов. Услышав об этом, Даудна рассмеялась и сказала Энди, что и представить себе не может, как внедрить такую систему в научной лаборатории. “Почему?” – спросил Энди. Она пояснила, что в академической среде исследователям комфортнее работать разобщенно и они яростно оберегают свою независимость. После этого у них дома начался долгий разговор о командах, инновациях и создании рабочей среды, которая стимулирует креативность.

В конце 2019 года Даудна обменялась идеями с Сэвиджем за обедом в японской закусочной в Беркли. Она спросила: как совместить лучшие характеристики корпоративной командной культуры и академической автономности? Они задумались, можно ли найти проект, который объединил бы ученых из разных лабораторий вокруг одной цели. Они решили, что такой мастер-класс по “командной науке” откроет для исследователей возможность работать сообща.

Когда они рассказали о своей идее на пятничном междусобойчике сотрудников института, некоторые студенты встретили ее с энтузиазмом, но профессора остались к ней равнодушны. “В коммерческой сфере все сосредоточены на достижении оговоренных общих целей, – говорит Гэвин Нотт, один из студентов, поддержавших идею. – Но в академической среде каждый работает в своем пузыре. Мы все преследуем собственные исследовательские интересы и сотрудничаем друг с другом только по необходимости”. Идея, у которой не было источников финансирования и которая не встретила поддержки у большинства сотрудников института, повисла в воздухе[487].

Затем в дело вмешался коронавирус. Студенты Сэвиджа начали спрашивать у него, какие шаги предпринимает Беркли, чтобы справиться с кризисом, и он понял, что борьба с вирусом может стать целью командного проекта, который обсуждали они с Даудной. Когда он зашел в кабинет к Даудне, чтобы поделиться своими соображениями, оказалось, что и она думает о том же.

Они решили, что Даудна назначит совещание с коллегами по IGI и другими учеными из Области залива, которым, возможно, захочется присоединиться к коронавирусному проекту. Совещание, описанное во введении к этой книге, состоялось в два часа дня в пятницу, 13 марта, на следующий день после того, как Даудна с мужем в предрассветные часы съездили во Фресно, чтобы забрать сына с конкурса по робототехнике.

SARS-CoV-2

Стремительно распространяющемуся новому коронавирусу к тому времени уже присвоили официальное название: тяжелый острый респираторный синдром коронавирус 2, или SARS-CoV-2. Его назвали именно так из-за схожести симптомов с симптомами вируса SARS, который распространился из Китая в 2003 году и заразил более 8 тысяч человек по всему миру. Болезнь, вызываемую новым вирусом, назвали COVID-19.

Вирусы – это обманчиво простые маленькие капсулы с плохими новостями[488]. Это крохотные фрагменты генетического материала – либо ДНК, либо РНК, – заключенные в белковую оболочку. Проникая в клетку организма, они могут захватывать его механизмы, чтобы воспроизводиться. Генетический материал коронавирусов – это РНК, специальность Даудны. Длина РНК-последовательности SARS-Cov-2 составляет около 29 900 нуклеотидов, в то время как длина человеческой ДНК превышает 3 млрд нуклеотидов. Вирусная последовательность кодирует всего 29 белков[489].

Вот фрагмент буквенной РНК-последовательности коронавируса: CCUCGGCGGGCACGUAGUGUAGCUAGUCAAUCCAUCAUUGCCUACACUAUGUCACUUGGUGCAGAAAAUUC. Представленная здесь последовательность взята из той части, которая кодирует белок, находящийся на внешней оболочке вируса. Этот белок напоминает шип, отчего при рассмотрении под электронным микроскопом вирус напоминает корону, чем и объясняется его название. Зубец сродни ключу, который подходит к конкретным рецепторам на поверхности клеток человека. В частности, первые двенадцать букв в приведенной выше последовательности позволяют зубцу очень крепко прицепиться к одному конкретному рецептору в клетках человека. Такое эволюционное изменение в этой короткой последовательности объясняет, каким образом вирус перешел с летучих мышей на других животных и на людей.

У человека рецептором для SARS-CoV-2 выступает белок АПФ2. Он играет примерно такую же роль, какую для ВИЧ исполняет белок CCR5, вырезанный из генома детей CRISPR безрассудным китайским врачом Хэ Цзянькуем. Поскольку функции белка АПФ2 этим не ограничиваются, вероятно, не стоит вырезать его из генома нашего вида.

Новый коронавирус перекинулся на людей в конце 2019 года. Первая смерть от него была официально зарегистрирована 9 января 2020 года. В тот же день китайские ученые обнародовали полную генетическую последовательность вируса. С помощью криоэлектронной микроскопии, которая позволяет создавать визуализацию, пропуская электроны через белки, замороженные в жидкости, специалисты по структурной биологии смогли построить точную модель коронавируса и его шипов – атом за атомом и нюанс за нюансом. Вооружившись данными секвенирования и структурного анализа, специалисты по молекулярной биологии принялись искать методы лечения болезни и разрабатывать вакцины, которые лишили бы вирус способности прикрепляться к клеткам человека[490].

Боевой порядок

В совещании 13 марта приняло участие гораздо больше ученых, чем ожидали Даудна и Сэвидж. В ту пятницу десяток руководителей ключевых лабораторий и студентов собрались в конференц-зале на первом этаже здания IGI, когда кампус уже начал пустеть из-за грядущего локдауна. Еще пятьдесят исследователей из Области залива присоединились к встрече по зуму. “У нас не было плана, и мы даже не представляли, как в итоге все сложится, – говорит Даудна, – но идея, которая родилась у нас в той японской закусочной, воплотилась в жизнь”[491].

Вскоре Даудна поняла, как полезно работать в таких крупных организациях, как Калифорнийский университет в Беркли и IGI. Инновации часто рождаются в гаражах и студенческих общежитиях, но поддерживают их именно институты. С логистикой комплексных проектов не справиться в отсутствие инфраструктуры. Это особенно верно в период пандемии. “IGI пришелся очень кстати, – говорит Даудна, – поскольку там были сформированы команды людей, которые могли помогать с составлением заявок, настройкой каналов в Slack, рассылкой групповых писем, назначением встреч в зуме и координацией использования оборудования”.

Юристы Беркли разработали стратегию, которая позволяла свободно делиться открытиями с другими исследователями коронавируса, но защищать при этом лежащую в основе этих открытий интеллектуальную собственность. На одной из первых встреч университетский юрист продемонстрировала шаблон для лицензирования без роялти. “Мы разрешим неисключительное бесплатное лицензирование любых результатов этой работы, – сказала она. – Мы все равно намереваемся подавать заявки на патентование любых открытий, но после этого будем делать их доступными для указанных целей”. На втором совещании исследовательской группы, состоявшемся 18 марта, Даудна представила участникам несколько слайдов с изложением этих принципов и лаконично подвела итог своей презентации: “Мы здесь не ради денег”.

Ко второму совещанию Даудна также подготовила слайд со списком из десяти проектов, которыми они решили заняться, и указала на нем, кто возглавит каждую команду. В некоторых из запланированных задач предполагалось задействовать новейшие технологии CRISPR, включая разработку диагностических методик на базе CRISPR и поиск способов безопасно доставлять в легкие человека систему CRISPR, способную находить и уничтожать генетический материал вируса.

Когда посыпались идеи, один из мудрых участников совещания, профессор Роберт Цянь, выступил со здравым предложением. “Давайте разделим задачу на две части, – сказал он. – Можно попытаться изобрести новые вещи, но сначала нужно потушить пожар в своем сарае”. Повисла пауза, но затем Цянь пояснил свою мысль. Им необходимо было решить насущную проблему с массовым тестированием, прежде чем разойтись по лабораториям и заняться созданием биотехнологий будущего. В результате первая сформированная Даудной команда получила задачу преобразовать пространство на первом этаже здания рядом с их конференц-залом в современную высокоскоростную автоматизированную лабораторию для диагностики коронавируса.

Глава 49. Диагностика

Америка проигрывает

Местные организации здравоохранения в США получили первое официальное руководство по диагностике новой коронавирусной инфекции 15 января 2020 года, в ходе конференц-звонка с микробиологом Стивеном Линдстрёмом из Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Он сказал, что в CDC разработали тест для выявления новой коронавирусной инфекции, но его не могут предоставить министерствам здравоохранения штатов, пока Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA) не одобрит его использование. Линдстрём пообещал, что много времени на это не понадобится, но до тех пор врачам придется отправлять пробы на тестирование в CDC в Атланте.

На следующий день врач из Сиэтла отправил в CDC мазок из носа 35-летнего мужчины, который вернулся из Уханя, после чего у него появились симптомы, напоминающие грипп. Он стал первым в США человеком с положительной пробой[492].

Федор Урнов на глазах у Дирка Хоккемейера получает первые образцы тестов от Дори Тью из пожарной части Беркли

Тридцать первого января министр здравоохранения и социальных служб США Алекс Азар, ведомству которого подчиняется FDA, объявил о чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения. После этого FDA получила право ускорить одобрение коронавирусных тестов. Но это привело к странному непредвиденному последствию. В обычных обстоятельствах больницы и университетские лаборатории могут разрабатывать тесты для своих учреждений, при условии что такие тесты не выводятся на рынок. Но в случае объявления чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения использование таких тестов запрещается, пока они не получат “разрешение на экстренное применение”. Благодаря этому можно избежать использования непроверенных тестов в разгар кризиса. В результате объявление Азара привело к введению новых ограничений для университетских лабораторий и больниц. Все было бы в порядке, если бы тесты CDC к этому моменту оказались широко доступны. Однако FDA по-прежнему не одобрило их применение.

Одобрение было наконец получено 4 февраля, и на следующий день тесты CDC стали рассылать в местные лаборатории. Тест работает (или должен работать) следующим образом: сначала с помощью длинного тампона из задней части носового канала пациента берется мазок. В лаборатории слизь подвергают воздействию химических составов из набора, чтобы выделить РНК. Далее РНК “обратно транскрибируется” в ДНК. Затем происходит амплификация ДНК, то есть создание миллионов копий нуклеотидных последовательностей в ходе хорошо изученного процесса, который называется полимеразной цепной реакцией (ПЦР) и осваивается большинством студентов-биологов.

Метод ПЦР был изобретен в 1983 году химиком Кэри Муллисом, работавшим в биотехнологической компании. Однажды вечером, сидя за рулем своей машины, Муллис придумал способ помечать последовательность ДНК и при помощи ферментов копировать ее в ходе повторяющихся циклов нагревания и охлаждения, или термоциклирования. “Начав с единственной молекулы ДНК, ПЦР может за день создать 100 миллиардов таких же молекул”, – написал он[493]. Сегодня процесс обычно осуществляется с помощью машины размером с микроволновую печь, которая повышает и понижает температуру смеси. Если в слизи присутствует генетический материал коронавируса, ПЦР амплифицирует его, чтобы его было легче обнаружить.

Когда штаты получили из CDC первые тестовые наборы, их решили испытать на мазках, результат по которым был уже известен. “Утром 8 февраля почтовая служба Federal Express доставила одну из первых посылок с тестами CDC в санитарно-гигиеническую лабораторию в восточной части Манхэттена, – написали в The Washington Post. – Несколько часов лаборанты пытались понять, работают ли тесты”. Тестируя мазки, в которых точно содержался вирус, они получали положительный результат. Это было хорошо. К несчастью, результат был положительным и при тестировании очищенной воды. Один из реагентов в тестах CDC оказался дефектным, поскольку подвергся загрязнению в процессе производства. “Вот черт, – сказала Дженнифер Рейкман, заместитель начальника городского департамента здравоохранения. – И что теперь делать?”[494]

Особенно унизительно было то, что Всемирная организация здравоохранения уже доставила в разные страны 250 тысяч диагностических тестов, работавших как положено. США могли бы получить часть этих тестов или воспроизвести их, но отказались.

Университет приходит на помощь

Вашингтонский университет, расположенный в регионе, где случилась одна из первых вспышек COVID-19 в США, первым бросился на это минное поле. В начале января, ознакомившись со сводками из Китая, Алекс Гренингер, молодой заместитель директора вирусологической лаборатории при университетском медицинском центре, обсудил со своим начальником Китом Джеромом возможность разработки собственного теста. “Вероятно, нам придется впустую потратить часть денег, – сказал Джером. – Вероятно, [этот вирус] до нас не дойдет. Но нужно подготовиться”[495].

Через две недели у Гренингера был работающий тест, который в обычных обстоятельствах университет мог бы использовать в своей больничной системе. Но министр здравоохранения Азар объявил о чрезвычайной ситуации, и нормы ужесточились. Гренингер подал в FDA официальную заявку, чтобы получить “разрешение на экстренное применение” теста. На заполнение всех формуляров у него ушло почти сто часов. Затем произошел восхитительный бюрократический конфуз. 20 февраля FDA сообщило Гренингеру, что, помимо электронной заявки, нужно отправить ее печатную копию, а также копию на компакт-диске (вы еще не забыли, что это такое?) в штаб-квартиру FDA в Мэриленде. Гренингер пожаловался на экстравагантные порядки FDA в письме другу и добавил: “И это в чрезвычайной ситуации!”

Через несколько дней FDA потребовало, чтобы он провел еще несколько испытаний и продемонстрировал, не выявляет ли случайно разработанный им тест вирусы БВРС (ближневосточного респираторного синдрома, MERS) и ТОРС (тяжелого острого респираторного синдрома, SARS), хотя они много лет не проявляли себя и образцов для тестирования у Гренингера не было. Он позвонил в CDC и спросил, может ли получить образец старого вируса ТОРС, но ему ответили отказом. “И тут я подумал: «Хм, возможно, FDA и CDC вообще не обсуждали это друг с другом», – сказал Гренингер репортеру Юлии Иоффе. – Я понял: «Ох, похоже, это надолго»”[496].

С подобными проблемами столкнулись и другие. В клинике Мэйо создали кризисную группу для решения вопросов, связанных с пандемией. Из пятнадцати вошедших в нее человек пять занимались только оформлением документов для FDA. К концу февраля тесты были разработаны в десятках больниц и университетских лабораторий, включая лаборатории Стэнфорда и Института Брода при MIT и Гарварде, но никто не смог получить от FDA разрешение на их использование.

В этот момент в дело вступил Энтони Фаучи, руководитель отдела инфекционных заболеваний в Национальных институтах здоровья, который стал национальной суперзвездой. 27 февраля он обратился к Брайану Харрисону, начальнику сформированного министром здравоохранения Азаром штаба, и подчеркнул, что FDA должна разрешить университетам, больницам и частным лабораториям начать применение собственных тестов до того, как будет получено разрешение на экстренное применение. Харрисон провел конференц-звонок с представителями компетентных организаций и поставил перед ними задачу до конца заседания разработать соответствующий план[497].

FDA наконец пошло на уступки в субботу, 29 февраля, и объявило, что позволит негосударственным лабораториям использовать собственные тесты, пока они ожидают разрешений на экстренное применение. В тот понедельник лаборатория Гренингера взяла анализы у тридцати пациентов. Через несколько недель она тестировала уже более 2500 человек в день.

Институт Брода под руководством Эрика Лэндера тоже вступил в бой. Дебора Ханг, одна из директоров институтской программы по изучению инфекционных болезней, также работала врачом в Женской больнице имени Бригама в Бостоне. Вечером 9 марта, когда количество подтвержденных случаев COVID-19 в штате достигло сорока одного, она поняла, какой серьезный удар нанесет этот вирус. Ханг позвонила своей коллеге Стейси Гэбриел, директору лаборатории секвенирования генома Института Брода, расположенной в нескольких кварталах от главного здания, на бывшем складе, где раньше хранились запасы пива и попкорна для бейсбольного стадиона Фенуэй-Парк. Может ли она переоборудовать лабораторию для проведения тестирования на коронавирус? Гэбриел сказала да, а затем позвонила Лэндеру, чтобы согласовать с ним решение. Лэндер, как всегда, был только рад применить науку в интересах общества и по праву гордился коллегами, которые имели такие же побуждения. “В том звонке не было необходимости, – говорит Лэндер. – Само собой, я согласился бы, но она бы осуществила задуманное в любом случае, как и следовало сделать”. Лаборатория заработала на полную мощность 24 марта и стала получать образцы из больниц, расположенных в окрестностях Бостона[498]. Поскольку администрация Трампа не смогла организовать массовое тестирование, университетские исследовательские лаборатории взяли на себя задачи, которые обычно выполняет государство.

Глава 50. Лаборатория в Беркли

Армия добровольцев

Когда на совещании 13 марта Даудна и ее коллеги из Института инновационной геномики решили организовать собственную лабораторию для диагностики коронавируса, последовала дискуссия о том, какую технологию использовать. Остановиться на описанном ранее трудоемком, но надежном методе амплификации генетического материала из мазков с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР)? Или попробовать изобрести тест нового типа с использованием технологии CRISPR для непосредственного обнаружения РНК вируса?

Они решили, что пойдут обоими путями, но начнут с первого. “Нужно научиться ходить, прежде чем мы сможем бегать, – сказала Даудна в завершение дискуссии. – Пока будем применять существующую технологию, а затем разработаем новую”[499]. Имея собственную диагностическую лабораторию, IGI получал доступ к данным и взятым у пациентов образцам для проверки новых тестов.

После совещания институт опубликовал такой твит:

Институт инновационной геномики @igisci: Мы работаем не покладая рук, чтобы организовать в кампусе @UCBerkley лабораторию для проведения клинических анализов на #COVID19. Мы будем часто обновлять эту страницу, чтобы искать реагенты, оборудование и добровольцев.

Когда в последующие два дня на объявление откликнулось более 860 человек, прием добровольцев пришлось закрыть.

В команде, собранной Даудной, нашло отражение многообразие ее лаборатории и биотехнологической сферы вообще. Командование операцией она доверила Федору Урнову, настоящему волшебнику генной инженерии, который руководил в IGI разработкой доступных методов лечения серповидноклеточной анемии.

Урнов родился в 1968 году в центре Москвы и выучился английскому у своей матери, профессора Юлии Палиевской, и отца, Дмитрия Урнова, уважаемого литературного критика и шекспироведа, почитателя Уильяма Фолкнера и биографа Даниеля Дефо. Я поинтересовался у Федора, стало ли распространение коронавируса поводом к тому, чтобы он расспросил отца, который теперь живет неподалеку от него в Беркли, о романе Дефо “Дневник чумного года”, написанном в 1722 году. “Да, – ответил он. – Я попрошу его связаться в зуме со мной и моей дочерью, которая живет в Париже, и прочесть нам лекцию об этой книге”[500].

Как и Даудна, Урнов лет в тринадцать прочитал “Двойную спираль” Уотсона и решил стать биологом. “Нас с Дженнифер забавляет, что мы прочли «Двойную спираль» примерно в одном возрасте, – говорит он. – Несмотря на весьма существенные личностные недостатки, Уотсон написал превосходную историю, в которой представил поиск механизмов жизни как нечто чрезвычайно увлекательное”.

В восемнадцать лет свободолюбивого Урнова призвали в советскую армию и обрили наголо. “Я остался невредим”, – говорит он. После этого он уехал в США. “В августе 1990 года я приземлился в бостонском аэропорту Логан, поступив в Брауновский университет, а через год мама получила Фулбрайтовскую стипендию и стала приглашенным преподавателем в Вирджинском университете”. Вскоре он с головой ушел в учебу в Брауне и зарылся в пробирки. “Я понял, что в Россию уже не вернусь”.

Урнов принадлежит к тому типу ученых, которые успешно совмещают научную работу с коммерческой деятельностью. Шестнадцать лет он преподавал в Беркли и возглавлял команду исследователей в компании Sangamo Therapeutics, которая преобразует научные открытия в методики лечения. Русские корни и общение с отцом-литературоведом сделали его склонным к драматизму, но в нем живет и любовь к американской деловитости. Когда Даудна назначила его руководителем лаборатории, он разослал всем цитату из “Властелина колец” Толкина:

– Лишь бы теперь этого не случилось! – не сдержался Фродо.

– Мне тоже этого не хотелось бы, – согласился маг, – как не хотелось, уверяю тебя, всем, жившим под угрозой Мрака раньше. Только ведь их желания не спрашивали. Мы не выбираем времена. Мы можем только решать, как жить в те времена, которые выбрали нас[501].

Одним из двух его научных фельдмаршалов стала Дженнифер Хэмилтон, протеже Даудны, которая годом ранее целый день учила меня редактировать человеческий ген с помощью CRISPR. Она выросла в Сиэтле, изучала биохимию и генетику в Вашингтонском университете, а затем работала лаборантом, слушая подкаст “На этой неделе в вирусологии”. Она окончила аспирантуру в медицинском центре Маунт-Синай в Нью-Йорке, где преобразовывала вирусы и вирусоподобные частицы в механизмы для доставки медицинских инструментов, после чего устроилась на позицию постдока в лабораторию Даудны. В 2019 году на конференции в Колд-Спринг-Харбор Даудна с гордостью наблюдала, как Хэмилтон представляет свое исследование по применению вирусоподобных частиц для доставки в организм человека инструментов редактирования генома, созданных на базе CRISPR-Cas9.

Когда в начале марта разразился коронавирусный кризис, Хэмилтон сказала Даудне, что хочет принять участие в его разрешении, как и сотрудники ее альма-матер, Вашингтонского университета. Даудна назначила ее главой технической разработки. “Это было как призыв к оружию, – говорит Хэмилтон. – Я просто не могла не согласиться”. Она и не мечтала, что ее умение оптимизировать выявление РНК окажется столь востребованным навыком в разгар всемирного кризиса. Хэмилтон и ее коллеги-исследователи, имея возможность применить свои знания на пользу обществу, попробовали себя в командной проектной работе. “Я впервые вошла в команду ученых, где такое большое число людей, обладающих разными талантами, объединились в стремлении к общей цели”[502].

Вместе с Хэмилтон организацией диагностической лаборатории занимался Энрике Линь Шао, который родился и вырос в Коста-Рике, в семье тайваньских эмигрантов, бросивших все, чтобы начать жизнь с чистого листа на новом месте. Клонирование овечки Долли в 1996 году пробудило в нем интерес к генетике. Окончив школу, он получил стипендию в Мюнхенском техническом университете, где учился сворачивать ДНК в разные формы, чтобы создавать нанотехнологические биологические инструменты. Далее он отправился в Кембридж и исследовал там, какую роль сворачивание ДНК играет в функционировании клетки. После этого он поступил в аспирантуру Пенсильванского университета, где в ходе своей работы выяснил, каким образом некодирующие части нашего генома, ранее известные как “мусорная ДНК”, могут участвовать в развитии болезней. Иными словами, история успеха Энрике Линя Шао, как и история Фэна Чжана, была типичной для Соединенных Штатов тех времен, когда в страну стекалось множество талантов со всего мира.

Энрике Линь Шао и Дженнифер Хэмилтон

Устроившись на место постдока в лаборатории Даудны, Линь Шао занялся разработкой новых инструментов редактирования генома, которые могли бы вырезать и вставлять длинные последовательности ДНК. В марте 2020 года, сидя дома на самоизоляции и листая твиттер, он увидел опубликованный его коллегами по IGI твит о поиске добровольцев для будущей диагностической лаборатории. “Им важен был опыт в выделении РНК и проведении ПЦР, а эти техники я применяю постоянно, – говорит он. – На следующий день я получил от Дженнифер письмо, в котором она предложила мне стать вторым руководителем технического направления, и я сразу согласился”[503].

Лаборатория

IGI повезло, что на первом этаже здания находилось помещение площадью 230 квадратных метров, превращенное в лабораторию редактирования генома. Команда Даудны принялась переносить туда новые машины и коробки с реагентами, чтобы сделать из нее лабораторию для диагностики коронавируса. Обычно организация лаборатории занимает целые месяцы, но в этот раз хватило и нескольких дней[504].

Исследователи клянчили, заимствовали и реквизировали материалы у других лабораторий кампуса. Однажды, собираясь приступить к эксперименту, они поняли, что им недостает планшетов для одного из ПЦР-аппаратов. Линь Шао и другие ученые прошли по всем лабораториям в здании IGI, а затем и еще в двух зданиях по соседству, и только тогда сумели найти необходимое. “Кампус был по большей части закрыт, и потому нам казалось, что мы ведем настоящую охоту за припасами, – говорит Линь Шао. – Каждый день все менялось очень быстро: рано утром мы сталкивались с новой проблемой, начинали волноваться, но к вечеру находили выход из положения”.

Лаборатория потратила около 550 тысяч долларов на закупку оборудования и материалов[505]. Одним из главных было устройство для автоматизации выделения РНК из взятых у пациентов проб. В аппарате Hamilton STARlet автоматические пипетки набирают понемногу материала из каждой пробы и помещают жидкость на планшеты размером с айфон, имеющие по 96 маленьких углублений. Планшеты перемещаются в специальную камеру аппарата, где к каждой пробе добавляют реагенты для выделения РНК. Перемещения материала из каждой пробы отслеживаются при помощи штрихкодов, чтобы обеспечить конфиденциальность процедуры. Университетским исследователям это было в новинку. “Обычно ученым, которые, как мы, работают в лабораториях, кажется, что их труды оказывают лишь косвенное воздействие на жизнь, и притом не сразу, – отмечает Линь Шао. – Но здесь воздействие прямое и незамедлительное”[506].

Дедушка Хэмилтон работал инженером в NASA и готовил к запуску одну из миссий в рамках программы “Аполлон”. Однажды кто-то из команды Хэмилтон прислал в Slack фрагмент из фильма “Аполлон-13”, где инженеры пытаются понять, как “засунуть граненый штырь в круглую дырку”, чтобы спасти астронавтов. “Каждый день мы сталкиваемся с трудностями, но решаем проблемы по мере их возникновения, ведь мы знаем, что время не ждет, – говорит Хэмилтон. – Этот опыт заставил меня задуматься, не в таких ли условиях в 1960-х годах работал в NASA мой дедушка”. Сравнение было весьма подходящим.

Даудне пришлось выяснить, к какой юридической ответственности могут привлечь университет за проведение анализов для сторонних пациентов. Обычно решение подобных задач растягивалось у юристов на недели, поэтому Даудна позвонила президенту объединения Калифорнийских университетов Джанет Наполитано, которая в прошлом занимала пост министра внутренней безопасности США. За двенадцать часов Наполитано санкционировала проект и согласовала все бюрократические нюансы. Урнов отмечает, что в подобных случаях было очень полезно привлекать к решению вопросов Даудну, которая выступала в качестве тяжелой артиллерии. “Я даже в шутку прозвал ее Крейсером «Даудна»”, – говорит он.

Государство по-прежнему не могло наладить диагностику, а ждать результатов анализов в частных лабораториях приходилось неделю, и спрос на тестирование в Беркли был велик. Начальник городского департамента здравоохранения Лиза Эрнандес попросила Урнова предоставить пять тысяч тестовых наборов, часть из которых предполагалось использовать для взятия анализов у малообеспеченных и бездомных людей. Начальник пожарной охраны Дэвид Брэнниген сказал Урнову, что тридцать пожарных сидят на карантине, потому что никак не могут получить результаты анализов. Даудна и Урнов пообещали, что примут их всех.

“Спасибо, IGI”

Первым делом сотрудникам новой лаборатории нужно было удостовериться, что разработанные ими тесты показывают верный результат. Даудна внимательно следила за ходом испытаний, поскольку со студенческих лет была экспертом по расшифровке данных, содержащих РНК. Получая результаты, ученые выводили их на экран в зум и наблюдали, как Даудна внимательно вглядывается в перевернутые синие треугольники, зеленые треугольники и квадратики, обозначающие различные элементы данных. Порой она просто смотрела на них не шевелясь, и остальные не смели вздохнуть. “Да, здесь все в порядке”, – сказала она как-то в ходе очередного сеанса и навела курсор на одну область в результатах теста на выявление РНК. Затем она изменилась в лице, указала на другую область и пробормотала: “Нет, нет, нет”.

Федор Урнов отражается в стекле, фотографируя записку

Наконец в начале апреля она взглянула на свежие данные, собранные Линем Шао, и признала их “превосходными”. Тесты были готовы к использованию.

В восемь утра в понедельник, 6 апреля, к дверям IGI подъехал фургон пожарной охраны. Офицер Дори Тью привезла ученым ящик с пробами. Надев белые перчатки и синюю маску, Урнов принял у нее пенопластовый холодильник, за передачей которого наблюдал его коллега Дирк Хоккемейер. Исследователи пообещали, что пожарные получат результаты анализов на следующее утро.

Пока велись последние приготовления к пуску лаборатории, Урнов сходил купить обед своим родителям, живущим неподалеку. Вернувшись в здание IGI, он обнаружил на большой стеклянной двери листок бумаги, на котором было написано: “Спасибо, IGI! Искренне благодарные жители Беркли и всего мира”.

Глава 51. Mammoth и Sherlock

CRISPR как средство обнаружения

На совещании 13 марта, которое Даудна организовала для обсуждения ситуации с коронавирусом, она решила, что прежде всего необходимо создать высокоскоростную диагностическую ПЦР-лабораторию. Но в ходе обсуждения Федор Урнов предложил также рассмотреть новаторскую идею: использовать CRISPR для выявления РНК коронавируса, подобно тому как бактерии обнаруживают атакующие их вирусы с помощью своих CRISPR-систем.

– На эту тему только что вышла статья, – отметил один из участников встречи.

Урнов сразу перебил собеседника, поскольку статья была ему прекрасно знакома.

– Да, ее написала Дженис Чен, которая раньше работала в лаборатории Даудны.

На самом деле почти одновременно вышли две схожие статьи. Одну подготовили бывшие сотрудники лаборатории Даудны, основавшие компанию для использования CRISPR в качестве средства обнаружения. Другую, что неудивительно, написал Фэн Чжан из Института Брода. И снова два этих мира вступили в противостояние. На этот раз, однако, они стремились не запатентовать методы редактирования человеческого генома, а помочь спасти человечество от новой коронавирусной инфекции. Теперь они делились своими открытиями бесплатно.

Cas12 и Mammoth

В 2017 году аспиранты Дженис Чен и Лукас Харрингтон работали в лаборатории Даудны, где изучали недавно открытые CRISPR-ассоциированные ферменты. В частности, объектом их исследования был один из них, Cas12a, который обладал особым свойством. Его, как и Cas9, можно было направлять таким образом, чтобы он находил и разрезал нужную последовательность ДНК. Но этим дело не ограничивалось. Сделав двухцепочечный разрез ДНК-мишени, он принимался без разбора резать все однонитевые ДНК в непосредственной близости от себя. “Мы стали замечать, что он ведет себя весьма странно”, – говорит Харрингтон[507].

Однажды за завтраком муж Даудны Джейми Кейт предположил, что описанное свойство можно использовать для создания диагностического инструмента. Такая же идея пришла в голову Чен и Харрингтону. Они совместили систему CRISPR-Cas12 с молекулой-репортером – флуоресцентным сигналом, связанным с фрагментом ДНК. Когда система CRISPR-Cas12 обнаруживала ДНК-мишень, она также разрезала молекулы-репортеры, которые в результате давали светящийся сигнал. С помощью такого диагностического инструмента можно было определить, присутствует ли в организме пациента конкретный вирус, или бактерия, или рак. Чен и Харрингтон назвали его DNA endonuclease targeted CRISPR trans reporter (“ДНК-нацеленная эндонуклеаза CRISPR-трансрепортер”), чтобы создать на основе этой неуклюжей фразы аббревиатуру DETECTR, напоминающую CRISPR.

Когда в ноябре 2017 года Чен, Харрингтон и Даудна отправили статью с описанием своей работы в журнал Science, редакторы попросили, чтобы они уделили больше внимания тому, как сделать на основе этого открытия диагностический тест. Теперь даже традиционные научные журналы проявляли интерес к переносу достижений фундаментальной науки в прикладную сферу. “Если в журнале просят о таком, – говорит Харрингтон, – начинаешь работать с особым усердием”. В рождественские каникулы 2017 года они с Чен в сотрудничестве с ученым из Калифорнийского университета в Сан-Франциско показали, как их инструмент CRISPR-Cas12 может обнаруживать вирус папилломы человека (ВПЧ), передающийся половым путем. “Мы ездили туда-сюда на «убере», таская с собой гигантскую лабораторную установку, чтобы анализировать пробы разных пациентов”, – вспоминает Харрингтон.

Дженис Чен и Лукас Харрингтон

Даудна попросила редакторов Science рассмотреть статью в приоритетном порядке. Ее снова отправили в журнал в январе 2018 года, дополнив данными о выявлении ВПЧ с помощью DETECTR. Работу приняли к публикации и разместили онлайн в феврале.

С тех пор как Уотсон и Крик завершили свою знаменитую статью о ДНК словами: “От нас не укрылось, что представленные пары позволяют предположить, как работает механизм копирования генетического материала”, – ученые взяли в обыкновение заканчивать журнальные статьи сдержанным, но важным замечанием о дальнейшем развитии науки. Чен, Харрингтон и Даудна завершили свою работу, сказав, что система CRISPR-Cas12 “предлагает новую стратегию для повышения скорости, чувствительности и специфичности обнаружения нуклеиновых кислот при проведении диагностики у постели больного”. Иными словами, ее можно использовать для создания простого теста для быстрого выявления вирусных инфекций в больнице и дома[508].

Хотя Харрингтон и Чен еще не получили докторскую степень, Даудна посоветовала им основать компанию. Теперь она твердо верила, что фундаментальные исследования необходимо совмещать с прикладными, перенося открытия из лабораторий к пациентам. “Многие другие технологии, открытые нами, были на всякий случай куплены крупными компаниями, которые не стали их развивать, – говорит Харрингтон. – И потому мы решили основать собственную фирму”. Компания Mammoth Biosciences официально начала работу в апреле 2018 года, и Даудна возглавила ее научно-консультативный совет.

Cas13 и SHERLOCK

Как бывало весьма часто, Даудна с командой соперничала со своим конкурентом с другого конца страны, Фэном Чжаном из Института Брода. Работая с пионером CRISPR Евгением Куниным из Национальных институтов здоровья и применяя техники вычислительной биологии, Чжан рассортировал геномы тысяч микробов. В октябре 2015 года исследователи сообщили об открытии множества новых CRISPR-ассоциированных ферментов. В дополнение к уже известным ферментам Cas9 и Cas12, нацеленным на ДНК, Чжан и Кунин нашли класс ферментов, нацеленных на РНК[509]. Их назвали Cas13.

Cas13 обладал таким же странным свойством, как и Cas12: обнаруживая цель, он срывался с цепи и разрезал не только свою РНК-мишень, но и все остальные РНК в непосредственной близости.

Сначала Чжан решил, что это ошибка. “Мы думали, что Cas13 будет расщеплять РНК точно так же, как Cas9 расщепляет ДНК, – говорит он. – Но всякий раз, когда мы проводили реакцию с Cas13, РНК разрезалась во многих местах”. Чжан спросил у сотрудников своей лаборатории, уверены ли они, что правильно очищают фермент и не подвергают его контаминации. Они тщательно все проверили и удалили все возможные источники контаминации, но беспорядочное разрезание РНК не прекратилось. Чжан предположил, что такой метод появился в ходе эволюции, чтобы у клетки была возможность совершить самоубийство, если атакующий вирус заразит ее слишком сильно, и таким образом не позволить вирусу распространяться с такой скоростью[510].

Далее лаборатория Даудны изучила, как именно работает Cas13. В статье, опубликованной в октябре 2016 года, Даудна с соавторами, в число которых вошли ее муж Джейми Кейт и студентка Александра Ист-Селетски, проводившая часть важнейших экспериментов по применению CRISPR в клетках человека в 2012 году, объяснили, какие функции выполняет Cas13, и отметили его способность без разбора разрезать тысячи других находящихся поблизости РНК после того, как он достигнет цели. Такое поведение позволяет использовать Cas13 в комбинации с флуоресцентными репортерами (как ранее делалось с Cas12) в качестве средства обнаружения определенных последовательностей РНК, например РНК коронавируса[511].

Фэн Чжан и Патрик Хсю

Чжан и его коллеги из Института Брода смогли создать такое средство обнаружения в апреле 2017 года и назвали его specific high sensitivity enzymatic reporter unlocking (“специфичное высокочувствительное ферментативное репортерное разблокирование”), или SHERLOCK. Лед тронулся! Они показали, что SHERLOCK может выявлять определенные штаммы вирусов Зика и лихорадки денге[512]. За следующий год они разработали его версию, в которой совместили Cas13 и Cas12, чтобы обнаруживать несколько целей в ходе одной реакции. Далее они упростили систему и сделали так, что результат показывался на тест-полосках, как результат теста на беременность[513].

Чжан решил основать диагностическую компанию, чтобы коммерциализировать SHERLOCK, как поступили Чен и Харрингтон, учредившие Mammoth. В число ее сооснователей вошли двое аспирантов, которые значились ведущими авторами многих написанных в его лаборатории статей по CRISPR-Cas13, – Омар Абудайе и Джонатан Гутенберг. Гутенберг вспоминает, что, узнав о склонности Cas13 беспорядочно разрезать РНК, они едва не отказались от публикации работы. Это свойство казалось бесполезной причудой природы. Но когда Чжан нашел способ использовать эту причуду для создания технологии обнаружения вирусов, Гутенберг понял, что открытия фундаментальной науки порой находят неожиданное применение в реальном мире. “Знаете, природа хранит целое множество удивительных тайн”, – говорит он[514].

Привлечь средства и запустить Sherlock Biosciences получилось не сразу, поскольку Чжан и аспиранты не желали работать исключительно ради выгоды. Они хотели сделать технологии доступными в развивающемся мире. В итоге компания была организована таким образом, чтобы получать прибыль с инноваций, но практиковать некоммерческий подход в тех регионах, где в этом была бо́льшая необходимость.

В отличие от конкуренции Даудны и Чжана за патенты, соперничество диагностических компаний не было особенно ожесточенным. Обе стороны понимали, что технологии способны принести огромную пользу. При каждой следующей эпидемии Mammoth и Sherlock могли быстро перепрограммировать свои диагностические инструменты, делая мишенью новый вирус, и производить тест-наборы. Так, в 2019 году команда Института Брода отправила нескольких специалистов с SHERLOCK в Нигерию, чтобы помочь с проведением диагностики при вспышке лихорадки Ласса, вызываемой вирусом из семейства эболы[515].

В то время применение CRISPR в качестве диагностического инструмента казалось благородным, хотя и не особенно интересным делом. О нем говорили не так часто, как об использовании CRISPR для лечения болезней и редактирования генома человека. Но в начале 2020 года мир неожиданно изменился. Умение без промедления обнаруживать атакующий вирус оказалось чрезвычайно важно. И делать это быстрее и дешевле, чем с помощью традиционных ПЦР-тестов, требующих множества перемешиваний и температурных циклов, позволяло применение РНК-направляемых ферментов, запрограммированных на выявление генетического материала вируса, то есть адаптированной системы CRISPR, которую миллионы лет использовали бактерии.

Глава 52. Тесты на коронавирус

Фэн Чжан

В начале января 2020 года Фэну Чжану начали приходить письма о коронавирусе, написанные на китайском языке. Часть из них присылали знакомые ему китайские ученые, но нашлось и одно неожиданное – от атташе по науке из китайского консульства в Нью-Йорке. “Вы американец и не живете в Китае, – говорилось в нем, – но речь идет о серьезной проблеме, стоящей перед всем человечеством”. Далее цитировалась старинная китайская поговорка: “Когда где-то беда, помощь приходит со всех сторон”. “Мы надеемся, что вы подумаете и скажете, чем можете помочь”, – писал атташе[516].

Чжан почти ничего не знал о новой коронавирусной инфекции и лишь читал о ситуации в Ухане в статье The New York Times, но письма “подсказывали, что положение серьезное”, говорит он. Особенно важной была переписка с китайским консульством. “Обычно я ничего от них не получаю”, – поясняет Чжан, который иммигрировал с родителями в Айову, когда ему было одиннадцать лет.

Я спросил его, не считают ли китайские чиновники, что он китайский ученый. “Похоже, так и есть, – ответил он, немного помедлив. – Они, наверное, считают китайцами всех выходцев из Китая. Но это не имеет значения, поскольку мир сегодня очень взаимосвязан, особенно в пандемию”.

Чжан решил перенастроить средство обнаружения SHERLOCK таким образом, чтобы оно могло обнаруживать новую коронавирусную инфекцию. К несчастью, в его лаборатории не было никого, кто мог бы провести необходимые эксперименты. В результате он занялся этим сам и привлек к работе двух своих бывших аспирантов Омара Абудайе и Джонатана Гутенберга. Они к тому времени уже открыли собственную лабораторию в Институте Макговерна при MIT, расположенном в квартале от Института Брода, и согласились снова поработать вместе с ним.

Фэн Чжан (вверху слева), Омар Абудайе (вверху справа) и Джонатан Гутенберг (по центру справа) на зум-встрече по обнаружению COVID

Сначала у Чжана не было доступа к пробам коронавирусной инфекции, взятым у людей, поэтому он синтезировал ее. Применяя метод SHERLOCK, Чжан с командой разработал диагностический тест, который предполагает всего три шага и может проводиться за час без использования сложного оборудования. Нужно было лишь небольшое устройство, чтобы поддерживать постоянную температуру, пока генетический материал из проб амплифицируется в ходе химического процесса, который был проще, чем ПЦР. Результаты проявлялись на бумажной тест-полоске.

Четырнадцатого февраля, задолго до того, как бо́льшая часть США обратила внимание на новую коронавирусную инфекцию, лаборатория Чжана разместила в интернете технический документ с описанием теста и предложила всем лабораториям свободно использовать его или адаптировать процесс. “Сегодня мы делимся протоколом исследования диагностики #coronavirus COVID-19 на базе SHERLOCK и надеемся, что это поможет людям, которые борются с его вспышкой, – твитнул Чжан. – Мы будем обновлять информацию по мере получения новых данных”[517].

Основанная им компания Sherlock Biosciences быстро приступила к преобразованию метода в коммерческий диагностический инструмент, подходящий для применения в больницах и поликлиниках. Директор компании Рахул Дханда сказал своей команде, что хочет, чтобы компания сосредоточилась на COVID, и исследователи вернулись к своим рабочим станциям и принялись за дело. “Это был буквально разворот: ученые развернулись на своих стульях, а компания развернулась к новой цели”, – говорит Дханда. К концу 2020 года компания уже сотрудничала с производственными партнерами, налаживая выпуск маленьких аппаратов, с помощью которых результаты можно было получать менее чем за час[518].

Чен и Харрингтон

Примерно тогда, когда Чжан приступил к разработке своего теста на коронавирус, Дженис Чен позвонил ученый из научно-консультативного совета компании Mammoth Biosciences, которую она основала вместе с Даудной и Лукасом Харрингтоном. “Может, разработать на базе CRISPR новый диагностический тест для обнаружения вируса SARS-CoV-2?” – спросил он. Чен ответила, что попытаться стоит. В результате они с Харрингтоном оказались втянутыми в очередное противостояние кругов Даудны и Чжана, которые работали в разных концах страны[519].

Через две недели команда Mammoth смогла перенастроить свой инструмент DETECTR на базе CRISPR таким образом, чтобы он обнаруживал SARS-CoV-2. Одно из преимуществ совместной работы с Калифорнийским университетом в Сан-Франциско, имевшим собственную больницу, состояло в том, что испытания можно было проводить на пробах, взятых у 36 настоящих пациентов, болеющих COVID, в то время как Институту Брода сначала приходилось довольствоваться синтетическими вирусами.

Тест Mammoth опирался на CRISPR-ассоциированный фермент Cas12, который Чен и Харрингтон изучали в лаборатории Даудны. Он нацелен на ДНК, поэтому может показаться менее подходящим, чем входящий в SHERLOCK Cas13, нацеленный на РНК, генетический материал коронавируса. Но в рамках обоих методов РНК коронавируса необходимо преобразовать в ДНК для амплификации. В тесте SHERLOCK его затем приходится транскрибировать обратно в РНК, чтобы его можно было обнаружить, и таким образом к процессу добавляется еще один маленький шаг.

Чен и Харрингтон поспешили выложить в интернет технический документ с описанием теста Mammoth. Во многом он напоминал процесс SHERLOCK. Нужны были только термостат, реагенты и бумажные тест-полоски для результатов. Как и Чжан, члены команды Mammoth решили открыть свободный доступ к своей разработке.

Четырнадцатого февраля, собираясь опубликовать свой технический документ, Чен и Харрингтон увидели сообщение, пришедшее в Slack. Кто-то прислал ссылку на только что опубликованный Чжаном твит, в котором тот сообщал о размещении онлайн технического документа об использовании протокола SHERLOCK для обнаружения коронавируса. “Мы подумали: «Вот черт»”, – говорит Чен, вспоминая ту пятницу. Но через несколько минут они поняли, что выгодно выложить документы одновременно. Они добавили к своей статье постскриптум: “Пока мы работали над этим техническим документом, был опубликован другой протокол обнаружения SARS-CoV-2 с помощью диагностического инструмента на базе CRISPR (SHERLOCK, в. 20200214)”. Они также дополнили работу полезной таблицей со сравнительной схемой работы этих методов[520].

Чжан проявил благосклонность, что было довольно просто, ведь он опередил команду Mammoth всего на один день. “Обратите внимание на документ, предоставленный Mammoth, – твитнул он и дал ссылку на публикацию. – Хорошо, что ученые работают вместе и открыто делятся своими находками. #coronavirus”.

В этом твите нашла отражение новая благоприятная тенденция в мире CRISPR. Ожесточенная борьба за патенты и премии привела к замалчиванию исследований и основанию конкурирующих CRISPR-компаний. Но теперь Даудна, Чжан и их коллеги понимали, что победить коронавирус нужно срочно, и потому готовы были работать открыто и делиться результатами своего труда. Конкуренция по-прежнему играла важную и полезную роль: круги Даудны и Чжана, как и прежде, соперничали, стремясь быстрее публиковать статьи и разрабатывать новые тесты на COVID. “Я скажу как есть, – говорит Даудна. – Конкуренция, несомненно, сохраняется. Благодаря этому люди чувствуют насущную необходимость двигаться вперед, потому что в ином случае первыми к финишу придут другие”. Но все же коронавирус несколько смягчил соперничество, поскольку патенты теперь не обладали первостепенной важностью. “В этой ужасной ситуации есть невероятный плюс: опустив вопросы об интеллектуальной собственности, все просто стараются найти решения, – говорит Чен. – Люди сосредоточены на том, чтобы создать работающие инструменты, и не думают о коммерческой стороне дела”.

Домашние тесты

Тесты на базе CRISPR, разработанные Mammoth и Sherlock, дешевле и быстрее привычных ПЦР-тестов. Они также обладают преимуществом тестов на антитела, например теста Abbott Labs, одобренного в августе чумного года. Тесты на базе CRISPR выявляют вирусную РНК сразу после заражения. Но тесты на антитела, которые выявляют наличие белков, существующих на поверхности вируса, достигают максимальной точности лишь после того, как пациент становится заразным для окружающих.

Конечной целью разработки всех этих методов было создание теста на коронавирус на базе CRISPR, который напоминал бы домашний тест на беременность и был бы дешевым, одноразовым, быстрым и простым, чтобы его можно было купить в соседней аптеке и применить, уединившись в собственной ванной.

Харрингтон и Чен из Mammoth представили свой прототип такого теста в мае 2020 года и объявили, что заключили партнерство с базирующейся в Лондоне транснациональной фармацевтической компанией GlaxoSmithKline (производителем солпадеина и терафлю), чтобы наладить его производство. Тест должен был за двадцать минут давать точный результат без применения специального оборудования.

Лаборатория Чжана в тот же месяц нашла способ упростить систему обнаружения SHERLOCK, заменив двухступенчатую реакцию одноступенчатой. Из оборудования при этом нужна была лишь одна емкость, чтобы поддерживать в системе температуру 60°C. Чжан назвал новый метод STOP (SHERLOCK testing in one pot, “диагностика с помощью SHERLOCK в одном резервуаре”)[521]. “Давайте покажу, как это будет выглядеть, – с мальчишеским задором сказал Чжан, листая в зуме слайды и изображения. – Просто помещаете назальную пробу или пробу слюны в этот картридж, вставляете его в устройство, вскрываете один пузырек, чтобы вылить раствор, который выделит вирусную РНК, а затем вскрываете другой пузырек, откуда в амплификационную камеру поступают сублимированные CRISPR для проведения реакции”.

Чжан назвал свое устройство STOP-COVID. Впрочем, эту платформу легко адаптировать для обнаружения любого вируса. “Поэтому мы и выбрали название STOP, к которому можно добавлять название любой цели, – поясняет Чжан. – Мы можем создать STOP-грипп, STOP-ВИЧ и даже задать одной платформе много целей для обнаружения. Устройству все равно какой вирус искать”[522].

Разработанный Mammoth инструмент тоже можно без труда перепрограммировать на обнаружение любого нового вируса. “Прелесть CRISPR в том, что, имея платформу, достаточно просто перестроить химию, чтобы обеспечить обнаружение другого вируса, – говорит Чен. – Ее можно использовать при следующей пандемии и при диагностике любого вируса. Кроме того, с ее помощью можно противостоять бактериям и чему угодно, что имеет генетическую последовательность, даже раку”[523].

Биология приходит домой

Разработка наборов для проведения анализов на дому может не только повлиять на борьбу с COVID, но и привести биологию домой, как персональные компьютеры в 1970-х годах привели в повседневную жизнь и сознание людей цифровые продукты и услуги, а также дали им представление о микросхемах и программном коде.

Персональные компьютеры, а затем смартфоны стали платформами, на которых сменяющие друг друга поколения инноваторов могут создавать прекрасные продукты. Кроме того, они помогли превратить цифровую революцию в нечто личное, и это подтолкнуло людей хотя бы немного разобраться в технологиях.

Когда Чжан был маленьким, его родители подчеркивали, что он должен использовать компьютер как инструмент для разработки проектов. Когда его внимание переключилось с микросхем на микробов, он задумался, почему биология не проникла в будни людей столь же глубоко, как компьютеры. Не существовало ни простых биологических устройств, ни платформ, на которых новаторы могли бы строить новые вещи и которые обычные люди могли бы использовать у себя дома. “Проводя эксперименты по молекулярной биологии, я думал: «Это очень здорово и очень основательно, но почему же это влияет на жизнь людей так же, как компьютерные программы?»”

Он задавался тем же вопросом в аспирантуре. “Как думаете, как мы можем привести молекулярную биологию на кухню или к людям домой?” – спрашивал он у однокурсников. Разрабатывая на базе CRISPR домашние тесты для обнаружения вирусов, он понял, что, возможно, нашел ответ. Наборы для проведения анализов на дому могли стать платформой, операционной системой, конструктивным стандартом, позволяющим нам впустить чудеса молекулярной биологии в повседневную жизнь.

Возможно, наступит день, когда разработчики и предприниматели смогут использовать домашние тест-наборы в качестве платформ для создания различных биомедицинских приложений, помогающих обнаружить вирусы, диагностировать заболевания, исследовать микрофлору, а также проводить онкологические обследования, анализы пищевой ценности и генетические анализы. “Мы можем позволить людям прямо у себя дома проверять, не больны ли они гриппом и даже обычной простудой, – говорит Чжан. – Если у ребенка заболит горло, они смогут определить, не ангина ли это”. И еще, пожалуй, это поможет нам немного лучше понять, как работает молекулярная биология. Внутренняя кухня молекул для большинства людей, вероятно, останется тайной, как и специфика работы микросхем, но все мы хотя бы сможем чуть глубже прочувствовать, насколько красивы и эффективны обе системы.

Дарья Данцева, Джосайя Зайнер и Дэвид Айши вводят себе собственную вакцину

Глава 53. Вакцины

Моя прививка

“Смотрите мне в глаза”, – велела врач, глядя на меня из-за пластикового защитного щитка. Ее глаза были пронзительно голубыми, почти такими же, как и ее маска. И все же я вскоре повернулся к врачу слева, который вводил длинную иглу глубоко в мышцы моего плеча. “Нет! – услышал я от первого врача. – Смотрите на меня!”

Затем она объяснила, в чем дело. Поскольку я принимал участие в двойном слепом клиническом исследовании экспериментальной противокоронавирусной вакцины[524], врачам нужно было удостовериться, что я не имею представления о том, какой получаю препарат – настоящую вакцину или плацебо из физраствора. Мог бы я понять это, если бы просто взглянул на шприц? “Вероятно, нет, – ответила она, – но лучше не рисковать”.

Начался август 2020 года, и меня привлекли к участию в клиническом исследовании вакцины от коронавируса, разрабатываемой Pfizer в партнерстве с немецкой компанией BioNTech. Это была вакцина нового типа, который не использовался никогда прежде. В ней, в отличие от традиционных вакцин, содержались не деактивированные компоненты вируса-мишени, а фрагменты его РНК.

Как вы уже знаете, РНК – это нить, которая тянется сквозь всю карьеру Даудны и эту книгу. В 1990-х годах, пока другие ученые занимались ДНК, Джек Шостак, научный руководитель Даудны из Гарварда, посоветовал ей обратить внимание на менее известную, но более трудолюбивую сестру ДНК, которая отвечает за формирование белков, выступает в качестве направляющей для ферментов, обладает способностью к самовоспроизводству и, вероятно, является основой всей жизни на земле. “Я не перестаю восхищаться тем, что РНК умеет столь многое, – призналась Даудна, когда я рассказал, что участвую в клиническом исследовании РНК-вакцины. – Это генетический материал коронавируса, и он может весьма любопытным образом стать основой для вакцин и лекарственных препаратов”[525].

Традиционные вакцины

Вакцины работают, стимулируя иммунную систему человека. В организм пациента вводится субстанция, напоминающая опасный вирус (или любой другой патоген[526]). Эта субстанция может представлять собой деактивированный вирус, безопасный фрагмент вируса или генетические инструкции для создания этого фрагмента. Задача заключается в том, чтобы подстегнуть иммунную систему человека. Если все получается как надо, организм вырабатывает антитела, которые впоследствии защищают его от инфекции при атаке настоящего вируса, порой даже на протяжении многих лет.

Первые прививки в 1790-х годах предложил английский врач Эдвард Дженнер, заметивший, что многие доярки обладают иммунитетом к оспе. Как выяснилось, они заражались коровьей оспой, которая не опасна для человека. Дженнер предположил, что коровья оспа дала дояркам иммунитет к натуральной. Он взял немного гноя из пузырька, появившегося из-за коровьей оспы, поцарапал руку восьмилетнему сыну своего садовника, втер гной в царапины, а затем (в те годы дискуссии о биоэтике еще не начались) привил мальчику натуральную оспу. Тот не заболел.

Существует целый ряд способов стимулировать работу человеческой иммунной системы с помощью вакцин. Один традиционный подход состоит в том, чтобы ввести в организм ослабленный и безопасный (аттенуированный) вариант вируса. Такие вакцины становятся прекрасными учителями для иммунной системы, поскольку содержащийся в них вариант весьма похож на натуральный. Организм реагирует, вырабатывая антитела для борьбы с вирусом, и иммунитет к нему может сохраняться всю жизнь. В 1950-х годах Альберт Сейбин применил этот подход для создания оральной вакцины от полиомиелита, и теперь мы пользуемся им для борьбы с корью, свинкой, краснухой и ветрянкой. На разработку и подготовку таких вакцин уходит много времени (вирусы приходится инкубировать в куриных яйцах), но некоторые компании в 2020 году взяли этот метод на вооружение в качестве долгосрочного варианта для борьбы с коронавирусом.

Пока Сейбин пытался создать ослабленный вирус полиомиелита для вакцинации, Джонас Солк добился успеха, сделав ставку на несколько более безопасный подход: он решил использовать деактивированный вирус. Вакцина такого типа тоже может научить иммунную систему человека бороться с живым вирусом. Пекинская компания Sinovac применила этот подход для разработки одной из первых противокоронавирусных вакцин.

Другой традиционный подход заключается в том, чтобы ввести в организм фрагмент вируса, например один из белков с его оболочки. Иммунная система запомнит его и позволит организму сформировать быстрый и надежный ответ на случай столкновения с настоящим вирусом. Например, так работает вакцина против вируса гепатита B. Вакцины, использующие лишь фрагмент вируса, безопаснее в использовании и проще в производстве, но обычно они не так хорошо справляются с выработкой долгосрочного иммунитета. Взявшись за создание вакцин в 2020 году, многие компании сделали ставку на этот подход и стали искать способы вводить в клетки человека белок, который формирует шипы на поверхности коронавируса.

Генные вакцины

Скорее всего, печальный 2020 год запомнится как время, когда на смену традиционным стали приходить генные вакцины. Вместо того чтобы вводить в организм человека ослабленный вариант или часть опасного вируса, вакцины нового типа доставляют в клетки человека ген или фрагмент генетического кода, который содержит инструкции для самостоятельного производства компонентов вируса. Цель состоит в том, чтобы эти компоненты стимулировали работу иммунной системы пациента.

Для этого можно взять безвредный вирус и внедрить в него ген, который будет производить необходимый компонент. Как мы все теперь знаем, вирусы мастерски умеют проникать в клетки человека. Именно поэтому безвредные вирусы можно использовать в качестве курьеров, или векторов, для транспортировки материала в клетки пациентов.

Такой подход позволил разработать одну из первых экспериментальных вакцин, созданную в весьма удачно названном Институте Дженнера при Оксфордском университете. Генетически перестроив безвредный вирус – аденовирус, вызывающий простуду у шимпанзе, – ученые добавили в него ген для создания белка-шипа коронавируса. В подобных вакцинах, разработанных в 2020 году другими компаниями, использовался аденовирус человека. Так, в вакцине Johnson & Johnson аденовирус человека доставлял в организм ген, кодирующий инструкции для создания фрагмента белка-шипа. Но оксфордская команда выбрала аденовирус шимпанзе, поскольку пациенты, перенесшие простудные заболевания, могли обладать иммунитетом к аденовирусу человека.

Как оксфордская вакцина, так и вакцина Johnson & Johnson делали ставку на то, что отредактированный аденовирус проникнет в клетки человека и инициирует производство большого количества белков-шипов. Это, в свою очередь, подтолкнет иммунную систему человека к выработке антител, и тогда она окажется подготовлена к тому, чтобы быстро реагировать при атаке настоящего коронавируса.

Ведущим исследователем в Оксфорде была Сара Гилберт[527]. В 1998 году, когда у нее раньше срока родилась тройня, ее муж взял на работе отпуск, чтобы позволить ей вернуться в лабораторию. В 2014 году Гилберт участвовала в разработке вакцины от ближневосточного респираторного синдрома (БВРС), в которой использовался отредактированный аденовирус шимпанзе, куда был добавлен ген белка-шипа. Тогда эпидемия сошла на нет, прежде чем ее вакцину ввели в оборот, но это дало Гилберт фору при появлении нового коронавируса. Она знала, что аденовирус шимпанзе прекрасно справлялся с доставкой в организм человека гена для создания белка-шипа БВРС. Когда в январе 2020 года китайцы выложили в интернет генетическую последовательность нового коронавируса, она сразу принялась вставлять в аденовирус шимпанзе ген его белка-шипа, изо дня в день поднимаясь в четыре утра.

К тому времени ее тройняшкам исполнился двадцать один год, и все они изучали биохимию. Они вызвались первыми получить вакцину и проверить, появятся ли у них антитела. (Они появились.) Испытания на обезьянах, проведенные в марте в центре по изучению приматов в Монтане, также дали многообещающие результаты.

На первых порах финансирование предоставлял Фонд Билла и Мелинды Гейтс. Билл Гейтс также настоял, чтобы оксфордская команда вступила в партнерство с крупной компанией, которая возьмет на себя производство и распространение вакцины, если она окажется действенной. В результате Оксфорд выбрал в партнеры британско-шведскую фармацевтическую компанию AstraZeneca.

ДНК-вакцины

Существует и другой способ доставить генетический материал в клетку человека и подтолкнуть ее к производству компонентов вируса, способных стимулировать иммунную систему. Вместо того чтобы вставлять ген компонента в вирус, можно просто доставить в клетки человека генетический код компонента в виде ДНК или РНК. Так клетки превратятся в установки по производству вакцины.

Начнем с ДНК-вакцин. Хотя до пандемии COVID не была одобрена ни одна ДНК-вакцина, идея казалась перспективной. В 2020 году ученые из Innovo Pharmaceuticals и нескольких других компаний создали маленькое кольцо ДНК, кодирующее фрагменты белка-шипа коронавируса. Предполагалось, что если оно сможет проникнуть в ядро клетки, то ДНК примется с большой эффективностью производить множество нитей матричной РНК, под контролем которых будут создаваться компоненты белка-шипа, стимулирующие иммунную систему организма. Синтезировать ДНК недорого, и для этого не нужно работать с живыми вирусами и инкубировать их в куриных яйцах.

Большую сложность, однако, представляет доставка ДНК-вакцин в клетки человека. Как добиться, чтобы небольшое кольцо синтезированной ДНК проникло сначала в саму клетку, а затем – в ее ядро? Если ввести пациенту в руку большую дозу вакцины, часть ДНК попадет в клетки, но это не слишком эффективно.

Некоторые разработчики ДНК-вакцин, включая Inovio, пытались обеспечить доставку с помощью метода электропорации, при котором место инъекции подвергается воздействию электрического тока, в результате чего поры в клеточных мембранах открываются и ДНК получает возможность проникнуть внутрь. В аппарате для электропорации множество крошечных игл, смотреть на которые страшновато. Неудивительно, что такая техника не завоевала популярности, особенно у пациентов.

Одна из команд, сформированных Даудной в первые дни коронавирусного кризиса в марте 2020 года, сосредоточилась на решении проблем, связанных с доставкой ДНК-вакцин в клетки человека. Эту группу возглавили бывший студент Даудны Росс Уилсон, который теперь руководит собственной лабораторией, расположенной чуть дальше по коридору от лаборатории Даудны в Беркли, и Алекс Мэрсон из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. На одной из регулярных встреч с Даудной в зуме Уилсон показал фотографию прибора для электропорации, разработанного Inovio. “Они стреляют пациенту в мышцу из такого пистолета, – сказал он. – За десять лет в прибор внесли лишь одно видимое изменение – теперь иголки скрыты под пластиковым колпачком, чтобы пациенту было не так страшно”.

Мэрсон и Уилсон придумали способ доставлять ДНК-вакцину в клетки с помощью CRISPR-Cas9. Они совместили белок Cas9, направляющую РНК и сигнал ядерной локализации, который помогает комплексу проникать в ядро. В результате появился “шаттл” для доставки ДНК-вакцин в клетки. Оказавшись внутри, ДНК дает клеткам инструкции для производства белков-шипов коронавируса и тем самым подстегивает иммунную систему организма к противодействию реальному вирусу[528]. Это блестящая идея, которая могла бы найти применение в разных методиках лечения, но реализовать ее оказалось непросто. В начале 2021 года Уилсон и Мэрсон по-прежнему пытались доказать ее эффективность.

РНК-вакцины

И это снова приводит нас к нашей любимой молекуле, биохимической звезде этой книги – РНК.

Вакцина, которая испытывалась в моем клиническом исследовании, задействует самую базовую функцию, выполняемую РНК в центральной догме биологии, – ее работу в качестве матричной РНК (мРНК), которая переносит генетические инструкции от ДНК, хранящейся в клеточном ядре, в производственную зону клетки, где мРНК указывает, какой белок производить. В случае с противокоронавирусной вакциной мРНК приносит в клетку инструкции для создания фрагмента белка-шипа с поверхности коронавируса[529].

РНК-вакцины доставляют свои грузы в крошечных жировых капсулах, называемых липидными наночастицами, которые с помощью длинного шприца вводятся в мышцы плеча. Моя мышца после инъекции болела несколько дней.

РНК-вакцина имеет некоторые преимущества перед ДНК-вакциной. Главное, что РНК не нужно проникать в ядро клетки, где базируется ДНК. РНК работает во внешней зоне клетки, цитоплазме, где конструируются белки. Именно поэтому РНК-вакцине нужно просто доставить свой груз в эту внешнюю зону.

В 2020 году РНК-вакцины от COVID произвели две молодые инновационные фармацевтические компании: Moderna из Кембриджа (штат Массачусетс) и немецкая BioNTech, которая заключила партнерство с американской Pfizer. Я участвовал в клиническом исследовании вакцины BioNTech/Pfizer.

Компания BioNTech была основана в 2008 году супругами-учеными Угуром Шахином и Озлем Тюреджи. Они специализировались на противораковой иммунотерапии, которая стимулирует иммунную систему пациентов для борьбы с раковыми клетками. Вскоре компания также стала лидером в разработке препаратов, использующих мРНК в качестве противовирусных вакцин. В январе 2020 года, когда Шахин прочитал в медицинском журнале статью о новой коронавирусной инфекции в Китае, он отправил правлению BioNTech письмо, в котором отметил, что не стоит полагать, будто этот вирус придет и уйдет без проблем, как БВРС и ТОРС. “На этот раз все иначе”, – написал он[530].

BioNTech запустила проект Lightspeed, чтобы разработать вакцину на базе РНК-последовательностей, которые заставляют клетки человека производить варианты белка-шипа коронавируса. Когда появился перспективный вариант, Шахин позвонил Кэтрин Дженсен, руководившей исследованием и разработкой вакцин в Pfizer. Компании с 2018 года сотрудничали в сфере разработки противогриппозных вакцин с применением технологии мРНК, и Шахин спросил у Дженсен, не хочет ли Pfizer заключить подобное партнерство для разработки вакцины от COVID. Дженсен сказала, что собиралась позвонить ему с таким же предложением. Договор подписали в марте[531].

К тому времени подобную РНК-вакцину уже готовила Moderna, компания гораздо более скромных размеров, где работало всего 800 человек. Ее генеральный директор и сооснователь Нубар Афеян, родившийся в Бейруте армянин, который иммигрировал в США, в 2005 году заинтересовался возможностью вставлять мРНК в клетки человека, чтобы запускать производство необходимого белка. Он нанял несколько молодых выпускников гарвардской лаборатории Джека Шостака, который был научным руководителем Дженнифер Даудны, когда она училась в аспирантуре, и привлек ее внимание к чудесам РНК. Главным образом компания применяла мРНК для разработки персонализированных препаратов для лечения рака, но также экспериментировала с использованием этой техники для создания противовирусных вакцин.

В январе 2020 года, сидя в кембриджском ресторане на дне рождения одной из своих дочерей, Афеян получил срочное сообщение от исполнительного директора его компании в Швейцарии Стефана Банселя. Он вышел на мороз, чтобы перезвонить ему. Бансель сказал, что хочет запустить проект по применению мРНК для создания вакцины против новой коронавирусной инфекции. В тот момент в разработке у Moderna было двадцать препаратов, однако ни один из них еще не получил одобрения и даже не дошел до финальной стадии клинических испытаний. Афеян позволил Банселю приступить к работе, не дожидаясь разрешения всего совета директоров. Не имея ресурсов Pfizer, Moderna получала финансирование от правительства США. Энтони Фаучи, правительственный эксперт по инфекционным заболеваниям, поддержал идею. “Дерзайте, – сказал он. – О деньгах не беспокойтесь”. Всего за два дня Moderna создала нужные последовательности РНК для производства белка-шипа, а через 38 дней отправила первый ящик с ампулами в Национальные институты здоровья, чтобы запустить первую стадию испытаний. Афеян хранит фотографию этого ящика в своем телефоне.

Как и при создании препаратов на базе CRISPR, при разработке вакцины возникает сложность с ее доставкой в клетку. Moderna десять лет совершенствовала липидные наночастицы, крошечные синтетические капсулы, способные доставлять молекулы в клетки человека. Это дало компании преимущество над BioNTech/Pfizer: ее частицы были стабильнее и не должны были храниться при экстремально низких температурах. Moderna также использовала эту технологию для доставки CRISPR в клетки человека[532].

Наш биохакер вступает в игру

В этот момент на сцену снова вышел Джосайя Зайнер, гаражный ученый, который однажды ввел себе CRISPR. Он готов был в очередной раз примерить на себя роль проказника Пака. Пока остальные с нетерпением ждали результатов клинических испытаний генных вакцин, начавшихся летом 2020 года, Зайнер включил режим мудрого дурака и привлек к сотрудничеству пару единомышленников-биохакеров. Он планировал произвести и затем ввести себе одну из многих экспериментальных антикоронавирусных вакцин, которые находились в разработке. Зайнер хотел проверить две вещи: (а) выживет ли он и (б) появятся ли у него антитела для защиты от COVID. “Можете считать это рискованной выходкой, но в реальности люди просто берут в свои руки чертов контроль над наукой и двигают ее гораздо быстрее”, – сказал он мне[533].

В частности, он решил произвести и протестировать экспериментальную вакцину, которую гарвардские ученые описали в статье, опубликованной в мае в журнале Science. Испытания этой вакцины на людях только начались[534]. Эта ДНК-вакцина содержала генетический код шипа коронавируса. В статье подробно объяснялось, как ее изготовить. Имея рецепт, Зайнер заказал ингредиенты и взялся за дело.

Работая в своей гаражной лаборатории в Окленде, расположенной всего в одиннадцати километрах южнее лаборатории Даудны в Беркли, Зайнер запустил на YouTube стриминговый канал, который назвал Project McAfee в честь антивирусной компьютерной программы, и таким образом дал людям возможность наблюдать за ним и проводить эксперименты на себе. “Биохакеры могут стать летчиками-испытателями современности, делая несколько безумные вещи, не делать которые нельзя”, – заявил он.

У него было два вторых пилота. Длинноволосый собачник Дэвид Айши из глубинки Миссисипи применял CRISPR для редактирования генома далматинцев и мастифов, чтобы сделать их более здоровыми и сильными, а также провел один неординарный эксперимент, в результате которого собаки начали светиться в темноте. Он позвонил Зайнеру в скайп из стоящего у него во дворе деревянного сарая, набитого лабораторным оборудованием. Когда Зайнер сказал, что им предстоит транслировать свои эксперименты на протяжении двух месяцев, Айши глотнул энергетика Monster и добавил в своей расслабленной южной манере: “Или пока за нами не придут из органов”. В звонке также участвовала Дарья Данцева, студентка из украинского города Днепр, которая организовала первую в своей стране биохакерскую лабораторию. “Украина практически не регламентирует биохакинг, – говорит она. – Я считаю, что такие знания не только для элит, а для всех нас. Поэтому мы этим и занимаемся”.

Эксперименты, которые Зайнер проводил летом 2020 года, были не просто яркими выходками, как в тот раз, когда он ввел CRISPR себе в руку на конференции в Сан-Франциско. “Мы могли бы просто вколоть себе это дерьмо, – сказал он о ДНК-вакцине, описанной гарвардскими учеными, – но вряд ли это пошло бы кому-то на пользу. Мы хотим сделать гораздо больше”. В результате он и его партнеры с огромным тщанием неделя за неделей вели трансляцию и учили людей создавать код белков-шипов коронавируса. Таким образом они могли привлечь к испытанию вакцины десятки, а может, даже сотни людей и собрать полезные данные о ее эффективности. “Если это под силу таким бедолагам, как мы, сотни людей могут делать то же самое и быстрее двигать науку вперед, – говорит Зайнер. – Мы хотим, чтобы у всех была возможность произвести эту ДНК-вакцину и проверить, спровоцирует ли она выработку антител в клетках человека”.

Я спросил, почему он считает, что ДНК-вакцина сработает при простой инъекции без применения электропорации и других техник, хотя, по мнению некоторых исследователей, только они и позволяют гарантировать доставку ДНК в ядро клеток человека. “Мы хотели как можно точнее следовать инструкциям из гарвардской статьи, а там не применялись никакие специальные техники вроде электропорации, – ответил Зайнер. – ДНК легко производить, поэтому, если какой-то метод доставки повышает эффективность вдвое, можно добиться того же результата, просто вдвое увеличив количество вводимой ДНК”.

В воскресенье, 9 августа, три биохакера подключились к видеотрансляции, установив связь между Калифорнией, Миссисипи и Украиной, и ввели себе в руку вакцины, над которыми корпели два месяца. “Мы втроем попытались подтолкнуть развитие науки, показав, на что способны люди при работе в домашних условиях, – пояснил Зайнер в начале трансляции. – И теперь час настал! Мы готовы!” Затем Зайнер, одетый в красную баскетбольную майку с именем Майкла Джордана, ввел себе в руку длинную иглу, и Данцева и Айши последовали его примеру. Он немного успокоил аудиторию: “Всем тем, кто подключился, чтобы увидеть, как мы умрем, я говорю: этого не случится”.

Он оказался прав. Они не умерли. Просто поморщились от боли. В итоге были даже получены свидетельства, что вакцина, возможно, сработала. Поскольку в эксперименте Зайнера не применялся никакой специальный метод для доставки ДНК в ядро клеток человека, результаты оказались не совсем понятными и убедительными. Но в сентябре Зайнер провел анализ своей крови, транслируя происходящее в интернете, чтобы кто угодно мог наблюдать за процессом, и по некоторым признакам установил, что в его организме появились нейтрализующие антитела для противостояния коронавирусу. Он заявил об “умеренном успехе”, но отметил, что результаты биологических экспериментов часто бывают малопонятными. После этого он стал больше ценить тщательно выверенные клинические испытания.

Некоторые ученые, с которыми я беседовал, были потрясены поступком Зайнера. Но мне нравится его подход. Если он и оплошал, считай, читатель, что ты спал, и погрешности тогда мы исправим без труда[535]: гражданское участие идет на пользу науке. Программирование генома никогда не станет столь популярным и демократичным, как программирование компьютеров, но биология не должна оставаться закрытым миром, доступным лишь для посвященных. Когда Зайнер любезно прислал мне дозу самодельной вакцины, я решил, что не стану вводить ее в свой организм. Но я восхищаюсь и им, и двумя его соратниками, которые все же пошли на риск. Благодаря этому мне захотелось принять участие в испытаниях вакцин, только в официальных[536].

Мое клиническое исследование

Я стал частью гражданской науки, когда вызвался добровольцем для участия в клиническом исследовании мРНК-вакцины Pfizer/BioNTech. Как я отметил в начале этой главы, исследование проводилось двойным слепым методом, а следовательно, ни я, ни ученые не знали, кто получает вакцину, а кто – плацебо.

Когда я оформлял документы в больнице Охснера в Новом Орлеане, мне сказали, что исследование может продолжаться до двух лет. У меня сразу возникло несколько вопросов. Я спросил у координатора, что случится, если вакцина к тому времени уже будет одобрена? Она ответила, что в таком случае меня “расслепят”, то есть сообщат мне, не получил ли я плацебо, и если так, то введут мне настоящую вакцину.

Что случится, если в ходе нашего исследования одобрение получат другие вакцины? В таком случае я смогу отказаться от участия в любой момент и после этого получить одобренную вакцину. Далее я задал более сложный вопрос: расслепят ли меня, если я выйду из исследования? Координатор задумалась. Она позвала своего начальника, и тот тоже задумался. В конце концов мне сказали: “Это еще не решено”[537].

Я обратился в самую высокую инстанцию и адресовал вопросы Фрэнсису Коллинзу из Национальных институтов здоровья, который контролировал проведение исследований вакцин. (У писателей свои преимущества.) “Вы задали вопрос, по которому сейчас ведутся серьезные дебаты среди членов рабочей группы по вакцинам”, – ответил он. Всего несколько дней назад отдел биоэтики, работающий в штаб-квартире Национальных институтов здоровья в Бетесде (штат Мэриленд), подготовил “консультативный доклад” на эту тему[538]. Еще не успев ознакомиться с пятистраничным докладом, я обрадовался, что в Национальных институтах здоровья есть подразделение, называемое отделом биоэтики.

Доклад оказался содержательным. В нем описывался ряд сценариев, для каждого из которых научная ценность продолжения слепого исследования оценивалась с учетом необходимости заботиться о здоровье участников. Рекомендация на случай одобрения исследуемой вакцины FDA была такой: “Обязательно проинформировать участников, чтобы они могли решить, получать ли им вакцину”.

Изучив все документы, я решил, что хватит задавать вопросы, и присоединился к исследованию. Так я мог внести свой скромный вклад в науку и из первых рук узнать о действии РНК-вакцин. Некоторые люди чрезвычайно скептичны в отношении вакцин и клинических исследований. Я скорее слишком доверчив.

Победа РНК

В декабре 2020 года, когда во многих регионах мира началась новая волна COVID, в США получили одобрение две первые РНК-вакцины, которые сформировали авангард в биотехнологической битве нашей войны с пандемией. На помощь нам пришла отважная маленькая молекула РНК, которая позволила жизни зародиться на нашей планете, а затем стала досаждать нам в форме коронавирусов. Дженнифер Даудна и ее коллеги задействовали РНК, чтобы создать инструмент для редактирования нашего генома, а затем и метод обнаружения коронавирусов. Теперь ученые нашли способ использовать самую базовую биологическую функцию РНК, чтобы превратить наши клетки в заводы по производству белка-шипа, который стимулирует наш иммунитет к коронавирусу.

Взгляните на нимб из букв – GCACGUAGUGU… – на обложке этой книги. Это последовательность РНК, создающая фрагмент белка-шипа, который связывается с клетками человека, и эти буквы стали частью кода, использованного в новых вакцинах. Никогда прежде ни одну РНК-вакцину не допускали к применению. Но через год после обнаружения новой коронавирусной инфекции и Pfizer/BioNTech, и Moderna разработали новые генные вакцины, испытали их в крупных клинических исследованиях с участием таких людей, как я, и продемонстрировали, что их эффективность составляет более девяноста процентов. Когда директору Pfizer Альберту Бурле сообщили о результатах исследований в ходе конференц-звонка, удивился даже он. “Повторите, пожалуйста, – попросил он. – Девятнадцать или девяносто?”[539]

На протяжении всей истории человечества нас преследовали вирусные и бактериальные эпидемии. Самой ранней из известных нам стала вавилонская эпидемия гриппа, которая произошла около 1200 года до н. э. Афинская чума в 429 году до н. э. убила почти сто тысяч человек, Антонинова чума во II веке унесла десять миллионов жизней, Юстинианова чума в VI веке – пятьдесят миллионов, а Черная смерть в XIV веке уничтожила почти двести миллионов человек, или около половины населения Европы.

Пандемия COVID-19, число жертв которой в 2020 году достигло 1,5 миллиона, не станет последней. Но теперь у нас есть новая технология РНК-вакцин, благодаря которой мы, скорее всего, сможем гораздо быстрее и значительно эффективнее защищаться от большинства вирусов будущего. “Для вирусов наступил черный день, – сказал директор компании Moderna Афеян о том воскресенье в ноябре 2020 года, когда он получил первые данные о результатах клинических исследований. – Неожиданно в эволюционном балансе между человеческими технологиями и вирусами произошел сдвиг. Возможно, у нас больше не случится ни одной пандемии”.

Изобретение без труда поддающихся перепрограммированию РНК-вакцин стало молниеносным триумфом оригинальности мышления человека, но в основе него лежали целые десятилетия подпитываемых жаждой знаний исследований одного из самых базовых аспектов жизни на земле: как гены, закодированные ДНК, транскрибируются в фрагменты РНК, которые сообщают клеткам, какие белки собирать. Подобным образом и технология редактирования генома на базе CRISPR появилась в результате изучения того, как бактерии используют фрагменты РНК, чтобы направлять ферменты к опасным вирусам, которые необходимо разрезать. Великие изобретения рождаются из открытий фундаментальной науки. Этим и прекрасна природа.

Глава 54. Препараты CRISPR

Разработка вакцин – как традиционных, так и задействующих РНК – в конце концов поможет победить пандемию коронавируса. Но вакцины не идеальное решение. Они делают ставку на стимуляцию иммунной системы человека, а это всегда сопряжено с риском. (Большинство смертей от COVID-19 наступило вследствие воспаления органов из-за нежелательной реакции иммунной системы[540].) Как неоднократно убеждались производители вакцин, контролировать многослойную иммунную систему человека очень сложно. В ней таятся загадки. Она не содержит простых переключателей и работает путем взаимодействия сложных молекул, отладить которое непросто[541].

Применение антител, выделенных из плазмы крови выздоравливающих пациентов или искусственно синтезированных в лаборатории, также помогло бороться с COVID. Но подобные методы не идеальны в качестве долгосрочных решений для противодействия каждой следующей волне вируса. Собирать плазму у выздоравливающих доноров в больших количествах проблематично, а синтез моноклональных антител трудоемок.

Надежным решением в борьбе с вирусами станет способ, найденный бактериями, использующими CRISPR, чтобы направлять работающий по принципу ножниц фермент, который разрезает генетический материал вируса, не задействуя при этом иммунную систему пациента. И снова круги Даудны и Чжана вступили в соперничество, стремясь как можно скорее адаптировать CRISPR к решению этой неотложной задачи.

Кэмерон Мирвольд и CARVER

Кэмерон Мирвольд балансирует между мирами компьютерного и генетического программирования, и это неудивительно, учитывая его происхождение и воспитание. Он очень похож на своего отца Натана Мирвольда, настоящего гения, который долгое время был техническим директором Microsoft: у него такой же веселый взгляд, такое же круглое лицо с пухлыми, как у хомяка, щеками, такой же искристый смех и такая же неуемная любознательность. Люди моего поколения восхищались блестящими идеями его отца, проявлявшего себя не только в цифровых технологиях, но также во множестве других сфер, от науки о продуктах питания до расчета движения астероидов и оценки скорости, с которой динозавры могли бить хвостом. Кэмерон, как и отец, хорош в компьютерном программировании, однако, как и многие представители его поколения, проявляет большее внимание к генетическому программированию и чудесам биологии.

Натан и Кэмерон Мирвольд

Он изучал молекулярную и вычислительную биологию в Принстоне, а затем получил докторскую степень, окончив гарвардскую программу по системной, синтетической и количественной биологии, в рамках которой биология объединяется с информатикой. Ему нравилось, что в интеллектуальном отношении эта сфера представляет огромную сложность, но при этом у него возникали опасения, что труды по наноинженерии организмов настолько прогрессивны, что вряд ли могут принести существенную практическую пользу в обозримом будущем[542].

Именно поэтому, получив докторскую степень, он взял отпуск, чтобы пройти по Колорадской тропе. “Я отчаянно пытался понять, куда пойти в научной сфере”, – говорит он. На одном из отрезков пути он встретил парня, который завалил его серьезными вопросами о науке. “В ходе этого разговора, – вспоминает Мирвольд, – мне стало ясно, что я люблю заниматься вопросами, непосредственно связанными со здоровьем людей”.

В результате он решил устроиться постдоком в лабораторию гарвардского биолога Пардис Сабети, которая с помощью компьютерных алгоритмов анализирует эволюцию болезней. Она родилась в Тегеране и еще девочкой вместе с семьей бежала в Америку во время Иранской революции. Работая в Институте Брода, она тесно сотрудничает с Фэном Чжаном. “Я рассудил, что работа в лаборатории Пардис вместе с Фэном Чжаном станет отличной возможностью поучаствовать в борьбе с вирусами”, – говорит Мирвольд. Таким образом он вошел в бостонский круг Чжана и стал одним из участников CRISPR-войн с кругом Дженнифер Даудны из Беркли.

Учась в аспирантуре Гарварда, Мирвольд подружился со студентами Джонатаном Гутенбергом и Омаром Абудайе, которые работали с Чжаном над CRISPR-Cas13. Всякий раз, заглядывая в лабораторию Чжана, чтобы поработать на секвенаторе, он обменивался с ними новыми идеями. “Тогда я понял, что эти парни – особенные, – говорит Мирвольд. – Мы нашли способы использовать Cas13 для обнаружения разных последовательностей РНК, и мне показалось, что это открыло нам классные возможности”.

Когда Мирвольд предложил Сабети начать сотрудничество с лабораторией Чжана, она обрадовалась, поскольку между их исследовательскими группами установилось прекрасное взаимопонимание. В результате сформировалась по-американски многообразная команда мечты: Гутенберг, Абудайе, Чжан, Мирвольд, Сабети.

Они вместе работали над вышедшей в 2017 году статьей Чжана с описанием системы SHERLOCK для обнаружения РНК-содержащих вирусов[543]. На следующий год в другой статье они показали, как дополнительно упростить процесс SHERLOCK[544]. Эта работа вышла в том же номере журнала Science, что и статья лаборатории Даудны с описанием инструмента для обнаружения вирусов, разработанного Чен и Харрингтоном.

Кроме применения CRISPR-Cas13 для выявления вирусов, Мирвольд заинтересовался преобразованием системы в терапевтический препарат, способный избавляться от вирусов. “Существуют сотни вирусов, которые могут заражать людей, но лекарства есть только для нескольких, – говорит он. – Отчасти это объясняется тем, что вирусы сильно отличаются друг от друга. Что, если создать систему, которую можно будет запрограммировать на противодействие разным вирусам?”[545]

Генетическим материалом большинства вирусов, опасных для человека, включая коронавирус, является РНК. “Это именно тот тип вирусов, для которого хочется иметь CRISPR-ассоциированный фермент, нацеленный на РНК, такой как Cas13”, – говорит он. В результате он нашел способ использовать CRISPR-Cas13, чтобы система служила людям так же, как бактериям: находила опасный вирус и разрезала его. Не отступая от традиции, сложившейся в мире CRISPR, он назвал перспективную технику Cas13-assisted restriction of viral expression and readout (“ограничение размножения и передачи информации у вирусов с помощью Cas13”) и предложил использовать аббревиатуру CARVER.

В декабре 2016 года, вскоре после того, как он занял место постдока в лаборатории Сабети, Мирвольд отправил Сабети письмо с отчетом о первых экспериментах, в которых он применил CARVER для уничтожения вируса, вызывающего симптомы менингита или энцефалита. Его данные показывали, что количество вируса при использовании описанной техники значительно снижалось[546].

Сабети получила грант DARPA на изучение системы CARVER как способа уничтожения вирусов в организме человека[547]. Мирвольд и другие сотрудники ее лаборатории провели компьютерный анализ более 350 геномов РНК-содержащих вирусов, представляющих опасность для человека, и выявили так называемые консервативные последовательности, то есть последовательности, которые одинаковы у многих вирусов. Эти последовательности не изменились в ходе эволюции и потому вряд ли мутируют и исчезнут в ближайшем будущем. Команда Мирвольда синтезировала целый арсенал направляющих РНК, нацеленных на эти последовательности. После этого Мирвольд проверил способность Cas13 останавливать три вируса, включая один тип, вызывающий тяжелый грипп. В клеточных культурах в лаборатории система CARVER тоже смогла существенно снизить количество вирусов[548].

Их статья была опубликована онлайн в октябре 2019 года. “Наши результаты показывают, что Cas13 можно нацеливать на широкий спектр однонитевых РНК-содержащих вирусов, – написали они. – Программируемая антивирусная технология позволит организовать быструю разработку антивирусных средств, которые будут уничтожать известные и недавно выявленные патогены”[549].

Через несколько недель после выхода статьи о CARVER в Китае зарегистрировали первые случаи заражения COVID-19. “Это был один из тех моментов, когда понимаешь, что твоя работа может оказаться гораздо важнее, чем ты думал”, – говорит Мирвольд. Он создал на своем компьютере новую папку, которую назвал nCov, или “новый коронавирус”, поскольку официального названия у вируса еще не было.

К концу января они с коллегами уже изучили последовательность генома коронавируса и приступили к разработке на базе CRISPR тестов для его обнаружения. В результате весной 2020 года вышла целая масса статей по совершенствованию созданных на базе CRISPR технологий обнаружения вирусов. Среди них была система CARMEN, разработанная для выявления сразу 169 вирусов[550], а также процесс, объединяющий средство обнаружения SHERLOCK с методом выделения РНК под названием HUDSON в одноступенчатую технику обнаружения вирусов, которую назвали SHINE[551]. Институт Брода не только мастерски работал с CRISPR, но и мастерски придумывал аббревиатуры.

Мирвольд решил, что лучше будет тратить время на разработку средств обнаружения вирусов, чем на создание препаратов вроде CARVER для уничтожения вирусов. В начале 2021 года он занял должность в Принстоне и начал переводить туда свою лабораторию. “Думаю, в долгосрочной перспективе нам нужны препараты, – говорит он, – но я решил, что диагностику мы точно сможем обеспечить быстро”.

В кругу Дженнифер Даудны на Западном побережье, однако, была исследовательская группа, которая занималась разработкой противокоронавирусного препарата. Подобно системе CARVER, изобретенной Мирвольдом, он задействовал бы CRISPR для обнаружения и уничтожения вирусов.

Стэнли Ци и PAC – MAN

Стэнли Ци вырос в китайском городе Вэйфане, который сам называет небольшим. Этот город находится на побережье примерно в пятистах километрах от Пекина, и численность его населения превышает 2,6 миллиона человек, то есть он почти не уступает Чикаго, но “по китайским меркам считается маленьким”, поясняет Ци. Там множество заводов, однако нет университета мирового класса, и потому Ци поступил в Университет Цинхуа в Пекине, где изучал математику и физику. Затем он подал документы в Беркли, намереваясь и дальше заниматься физикой, но понял, что у него просыпается все больший интерес к биологии. “Казалось, ее легче применить, чтобы помочь миру, – говорит он, – поэтому, проучившись в Беркли два года, я переключился с физики на биоинженерию”[552].

Там он оказался в лаборатории Даудны, которая стала одним из двух его научных руководителей. Вместо того чтобы сосредоточиться на редактировании генома, он разработал новые способы использования CRISPR для воздействия на экспрессию генов. “Меня удивило, что она готова тратить время, чтобы обсуждать со мной науку, причем не на поверхностном, а на глубоком уровне, анализируя даже ключевые технические детали”, – говорит он. Его интерес к вирусам усилился в 2019 году, когда он (как и Мирвольд с Даудной) получил грант от DARPA для подготовки к борьбе с эпидемиями. “Сначала мы сосредоточились на поиске CRISPR-метода борьбы с гриппом”, – рассказывает Ци. Затем пришел коронавирус. В конце января 2020 года, прочитав статью о ситуации в Китае, Ци собрал свою команду и вместо гриппа занялся COVID.

Ци действовал примерно так же, как Мирвольд. Он хотел с помощью направляемого фермента найти и затем разрезать РНК атакующего вируса. Как и Чжан и Мирвольд, он решил использовать вариант Cas13. Ферменты Cas13a и Cas13b были открыты Чжаном в Институте Брода. Но еще один вариант Cas13 обнаружил блестящий биоинженер из круга Даудны Патрик Хсю, который успел поработать как с исследователями из Института Брода, так и с учеными из Беркли[553].

Стэнли Ци

Хсю родился на Тайване, окончил Беркли и получил докторскую степень в Гарварде, где работал в лаборатории Чжана, когда Чжан пытался раньше Даудны обеспечить работу CRISPR в клетках человека. После этого Хсю два года работал исследователем в Editas, созданной для коммерциализации CRISPR компании, в число основателей которой входил Чжан и из которой уволилась Даудна. Оттуда он отправился в Институт Солка в Южной Калифорнии, где открыл фермент, который назвали Cas13d. В 2019 году он занял должность доцента в Беркли и затем возглавил одну из исследовательских групп, когда Даудна присоединилась к борьбе с COVID-19.

Поскольку Cas13d, открытый Хсю, обладал маленьким размером и прекрасной способностью к наведению на цель, Ци счел его лучшим ферментом для противодействия коронавирусу в клетках легких человека. Ци сделал серьезную заявку на победу в конкурсе на лучшую аббревиатуру, назвав свою систему PAC – MAN, от prophylactic antiviral CRISPR in human cells (“профилактический антивирусный CRISPR в клетках человека”). Так же звали поедающего точки героя в популярной в прошлом видеоигре. “Я люблю видеоигры, – сказал Ци Стивену Леви из Wired. – Pac-Man ест печенье, пока за ним охотится привидение. Но когда у него на пути оказывается особенное печенье, питающее его энергией (в нашем случае это система CRISPR-Cas13), он вдруг становится очень сильным. Теперь он может съесть привидение и очистить поле боя”[554].

Ци с командой испытали PAC – MAN на синтезированных фрагментах коронавируса. В середине февраля его аспирант Тим Эббот провел эксперименты и показал, что в лабораторных условиях PAC – MAN снижает количество коронавируса на 90 %. “Мы продемонстрировали, что генетическое нацеливание на базе Cas13d позволяет эффективно находить и уничтожать РНК-последовательности фрагментов SARS-CoV-2, – написали Ци с соавторами. – PAC – MAN перспективен для борьбы не только с коронавирусами, включая тот, что вызывает COVID-19, но также с широким спектром других вирусов”[555].

Статья была опубликована онлайн 14 марта 2020 года, на следующий день после первого совещания Даудны с учеными из Области залива, которые решили принять участие в войне с коронавирусом. Ци прислал ей ссылку, и через час Даудна ответила и предложила ему присоединиться к группе и провести презентацию на втором еженедельном онлайн-совещании. “Я сказал, что мы нуждаемся в ресурсах для разработки идеи PAC – MAN – нам необходимо получить доступ к живому коронавирусу и разработать механизмы доставки, способные проникать в клетки легких пациентов, – вспоминает он. – Она оказала мне огромную поддержку”[556].

Доставка

В основе CARVER и PAC – MAN лежала блестящая идея, но справедливости ради стоит сказать, что бактерии развили ее более миллиарда лет назад. Расщепляющие РНК ферменты Cas13 могут уничтожать коронавирусы в клетках человека. Если обеспечить их работу, CARVER и PAC – MAN станут эффективнее, чем вакцина, вызывающая иммунный ответ. Нацеливаясь непосредственно на атакующий вирус, эти CRISPR-технологии не зависят от непредсказуемого иммунного ответа организма.

Трудность вызывала доставка: как добиться, чтобы они нашли нужные клетки в организме человека, а затем проникли сквозь клеточную мембрану? Это очень сложно, особенно если добраться нужно до клеток легких, и поэтому в 2021 году CARVER и PAC – MAN еще не были готовы к использованию.

На еженедельном совещании 22 марта Даудна представила Ци и показала слайд с описанием группы, которую он возглавит в их коронавирусной войне[557]. В его команду она определила исследователей из своей лаборатории, которые разрабатывали новые методы доставки, а затем помогла ему подготовить технический документ с обзором проекта для потенциальных спонсоров. “Мы используем вариант CRISPR, Cas13d, чтобы находить, разрезать и уничтожать РНК-последовательности вирусов, – написали они. – Наша работа предлагает новую стратегию, которая в будущем может применяться в качестве генной вакцины и препарата от COVID-19”[558].

Традиционно CRISPR и другие генные препараты доставляются в клетки с помощью безвредных вирусов: так, с этой ролью прекрасно справляются аденоассоциированные вирусы, которые не вызывают ни болезней, ни серьезного иммунного ответа. Такие “вирусные векторы” переносят в клетки генетический материал. Для доставки также применяются искусственно синтезированные вирусоподобные частицы, с которыми работают Дженнифер Хэмилтон и другие исследователи из лаборатории Даудны. Кроме того, применяется метод электропорации, при котором клеточную мембрану подвергают воздействию электрического поля, чтобы сделать более проницаемой. У каждого из этих методов свои недостатки. Малый размер вирусных векторов часто позволяет им доставлять лишь определенный тип CRISPR-белков и ограниченное количество направляющих РНК. Чтобы найти безопасный и эффективный механизм доставки, IGI нужно было оправдать свое название и заняться инновациями.

В напарники Ци для разработки механизмов доставки Даудна назначила Росса Уилсона, своего бывшего постдока. Уилсон, который теперь руководит собственной лабораторией, расположенной по соседству с лабораторией Даудны в Беркли, – специалист по новым способам доставки материала в клетки пациентов. Как отмечалось выше, он вместе с Алексом Мэрсоном разрабатывает систему доставки ДНК-вакцины[559].

Уилсон опасается, что доставлять PAC – MAN и CARVER в клетки будет нелегко. Тем не менее Ци надеется, что в ближайшие годы начнется применение этих CRISPR-препаратов. Перспективным кажется метод, в рамках которого комплекс CRISPR-Cas13 помещается в искусственно синтезированную молекулу, называемую липитоидом и сравнимую по размеру с вирусом. В партнерстве с отделом биологических наноструктур Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, крупным правительственным комплексом, стоящим на холме над университетским кампусом, Ци разрабатывает липитоиды, способные доставлять PAC – MAN в клетки легких[560].

По его словам, сработать может метод доставки PAC – MAN с помощью назального спрея или другого ингалятора. “У моего сына астма, – говорит Ци, – поэтому в детстве, играя в футбол, он превентивно пользовался ингалятором. Люди регулярно пользуются ими, чтобы подготовить легкие к столкновению с аллергенами и смягчить аллергическую реакцию”. Так же можно было бы поступать при эпидемии коронавируса: люди могли бы применять назальный спрей, чтобы защищаться от вируса с помощью PAC – MAN или другого профилактического препарата на основе CRISPR-Cas13.

Как только механизмы доставки будут разработаны, системы на базе CRISPR, такие как PAC – MAN и CARVER, смогут лечить и защищать людей, не активируя собственную иммунную систему организма, которая бывает непредсказуемой и ненадежной. Их также можно нацелить на важнейшие последовательности в генетическом коде вируса, чтобы даже после мутации вирус не смог без труда их обходить. Кроме того, их легко перепрограммировать при появлении новых вирусов.

Возможность перепрограммирования инструментов удачна и в более широком смысле. CRISPR-препараты создаются путем перепрограммирования системы, которую мы, люди, обнаружили в природе. “Это дает мне надежду, – говорит Мирвольд, – что при столкновении с другими серьезными трудностями в области медицины мы сможем отыскать в природе подобные технологии и пустить их в дело”. Это напоминание о том, как важно из жажды знаний исследовать то, что Леонардо да Винчи любил называть бесконечными чудесами природы. “Никогда не знаешь, – отмечает Мирвольд, – не окажет ли какая-нибудь неочевидная вещь, которую ты изучаешь, существенного влияния на здоровье людей”. Или, как говорит Даудна, “этим и прекрасна природа”.

Глава 55. Виртуальная конференция в Колд-Спринг-Харбор

CRISPR и COVID

Истории CRISPR и COVID переплелись на ежегодной конференции в лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, состоявшейся в августе 2020 года. Главной ее темой стало применение CRISPR для борьбы с коронавирусом, и презентации готовили Дженнифер Даудна и Фэн Чжан, а также другие борцы с COVID из этих соперничающих кругов. Вместо того чтобы собраться в прекрасном кампусе с видом на бухту в проливе Лонг-Айленд, участники подключились к трансляции с помощью Zoom и Slack и казались немного осоловелыми после многих месяцев взаимодействия с одними лицами, заключенными в прямоугольники на компьютерных экранах.

Эта конференция вплела в ткань нашего повествования еще одну нить. На ней отметили столетие со дня рождения Розалинд Франклин, прорывная работа которой по изучению структуры ДНК произвела большое впечатление на Даудну, когда она в детстве прочитала “Двойную спираль” и поверила, что женщины могут заниматься наукой. На обложку буклета с программой мероприятия поместили фотографию Франклин, смотрящей в микроскоп.

На открытии конференции с речью в честь Франклин выступил Федор Урнов, руководивший коронавирусной диагностической лабораторией, которую Даудна основала в Беркли. Я ожидал, что он будет как обычно драматичен, однако он говорил по существу и описал ее научную работу, включая исследования по локализации РНК в вирусе табачной мозаики. Единственный эффектный штрих он приберег на конец, когда показал опустевшую лабораторию Франклин, сфотографированную после ее смерти. “Лучше всего почтить ее, вспомнив, что сексизм, с которым она сталкивалась, существует и сегодня, – сказал он чуть дрогнувшим голосом. – Розалинд – крестная мать редактирования генома”.

Лаборатория в Колд-Спринг-Харбор

В начале своего выступления Даудна напомнила о естественной связи CRISPR и COVID. “CRISPR – это чудесный способ, предложенный эволюцией для решения проблемы вирусных инфекций, – сказала она. – В эту пандемию мы можем многому научиться у этой системы”. Далее Чжан рассказал, как усовершенствовал свою технологию STOP для простых в использовании портативных диагностических устройств. Когда он закончил, я отправил ему сообщение и спросил, когда такие устройства появятся в аэропортах и школах, и несколько секунд спустя он прислал мне фотографии последних опытных образцов, полученных на той неделе. “Мы стараемся, чтобы они стали доступны этой осенью”, – сказал он. Кэмерон Мирвольд, активно жестикулируя обеими руками, прямо как отец, объяснил, как запрограммировать его систему CARMEN на одновременное обнаружение нескольких вирусов. После этого бывшая студентка Даудны Дженис Чен провела презентацию платформы DETECTR, которую они с Лукасом Харрингтоном создали в Mammoth. Патрик Хсю рассказал, как у него и команды Даудны идет разработка более эффективных методов амплификации генетического материала для облегчения его обнаружения. Наконец, Стэнли Ци описал, как использовать его систему PAC – MAN не только для выявления, но и для уничтожения коронавирусов.

Меня пригласили провести круглый стол о COVID, и первым делом я спросил у Чжана и Даудны, считают ли они, что пандемия может повысить общественный интерес к биологии. Чжан ответил, что в будущем дешевые и простые в использовании наборы для домашней диагностики болезней демократизируют и децентрализуют медицину. Самыми важными следующими шагами станут инновации в “микрофлюидику”, которая предполагает введение крошечных объемов жидкости в устройство и последующую передачу информации на наши мобильные телефоны. Это позволит нам прямо дома проводить анализ своей слюны и крови на сотни медицинских показателей, следить за состоянием своего здоровья с помощью телефона и делиться данными с врачами и учеными. Даудна добавила, что пандемия ускорила сближение естественных наук с другими областями знаний. “Вовлечение людей, не работающих в научной сфере, в нашу работу поможет провести невероятно интересную биотехнологическую революцию”, – спрогнозировала она. Настал звездный час молекулярной биологии.

Ближе к концу круглого стола слово попросил один из слушателей, Кевин Бишоп из Национальных институтов здоровья[561]. Он спросил, почему в клинических испытаниях вакцин от COVID участвовало очень мало таких, как он, чернокожих добровольцев. Началась дискуссия о недоверии, которое чернокожие испытывают к медицинским исследованиям из-за жутких воспоминаний о таких испытаниях, как эксперименты в Таскиги, в ходе которых некоторым земледельцам, страдающим от сифилиса, давали плацебо, хотя они полагали, что получают настоящие лекарства. Некоторые участники конференции сомневались, важно ли расовое многообразие для исследования вакцины от COVID. (Консенсус: да, важно, из медицинских и моральных соображений.) Бишоп предложил привлечь к поиску добровольцев афроамериканские церкви и колледжи.

Я вдруг осознал, что проблема многообразия возникает не только в клинических исследованиях. Судя по списку присутствующих на конференции, биологией сегодня занимается довольно много женщин. Но афроамериканцев было очень мало как на конференции, так и на работе в разных лабораториях, которые я посещал. В этом отношении текущая революция в науках о жизни, к несчастью, напоминает цифровую. Если никто не попытается расширить ее охват и помочь чернокожим стать ее частью, биотехнологический переворот тоже оставит большинство из них за бортом.

CRISPR идет вперед

Сделанные на конференции презентации о применении CRISPR для борьбы с COVID были весьма интересны, но столь же интересны были и доклады об открытиях, развивавших методы редактирования генома с помощью CRISPR. Самые важные из них сделал один из ученых, которые вместе с Даудной участвовали в организации конференции, суперзвезда из Гарварда Дэвид Лю. Он сотрудничал и с Гарвардом, и с Беркли. Он окончил Гарвард, где был лучшим на своем курсе, получил докторскую степень в Беркли и вернулся преподавать в Гарвард, где стал коллегой Чжана в Институте Брода и вместе с ним основал компанию Beam Therapeutics. Обезоруживающе учтивый, доброжелательный и умный, он сохранил отношения как с Даудной, так и с Чжаном.

Еще в 2016 году Лю приступил к разработке техники “редактирования оснований”, с помощью которой можно менять геном по буквам, не разрезая нити. Она напоминает остро заточенный карандаш для внесения изменений в геном. На конференции в Колд-Спринг-Харбор в 2019 году он сообщил о создании нового метода “праймированного редактирования”, который позволяет использовать направляющую РНК для переноса длинной последовательности, вставляемой в нужный сегмент ДНК. Для этого достаточно слегка надрезать ДНК, вместо того чтобы осуществлять двухцепочечный разрез. Таким образом можно вставлять до восьмидесяти букв[562]. “Если CRISPR-Cas9 напоминает ножницы, а редакторы оснований напоминают карандаши, то праймированные редакторы можно сравнить с текстовыми процессорами”, – пояснил Лю[563].

Десятки докладов на конференции 2020 года делали молодые исследователи, которые нашли новые хитрые способы использовать техники редактирования оснований и праймированного редактирования. Сам Лю рассказал, что научился переносить инструменты редактирования оснований в энергопроизводящую зону клеток[564]. Кроме того, он выступил соавтором статьи, в которой описывалось интуитивно понятное веб-приложение для планирования экспериментов по праймированному редактированию[565]. COVID не замедлил революцию CRISPR.

Важность метода редактирования оснований подчеркивалась на обложке программы конференции. Прямо под фотографией Розалинд Франклин находилось красивое 3D-изображение редактора оснований, прикрепленного к фиолетовой направляющей РНК, и синей ДНК-мишени. Это изображение, полученное с применением техник структурной биологии и визуализации, предложенных Франклин, было месяцем ранее опубликовано лабораториями Даудны и Лю и подготовлено силами постдока Гэвина Нотта, научившего меня редактировать ДНК с помощью CRISPR[566].

Бар “Блэкфорд”

В столовой кампуса лаборатории в Колд-Спринг-Харбор находится обитая деревом гостиная, просторная, но при этом уютная. На стенах в этой гостиной, называемой баром “Блэкфорд”, висят старые фотографии, на розлив предлагается множество элей и лагеров, по телевизору показывают как научные лекции, так и бейсбольные матчи. С ее наружной террасы открывается вид на тихую бухту. Летними вечерами там обычно собираются участники конференций и исследователи из соседних лабораторий, а порой к ним присоединяются садовники и работники кампуса. На прошлых конференциях по CRISPR в этом баре непрестанно обсуждали грядущие открытия, любопытные идеи, открытые вакансии и всевозможные сплетни.

В 2020 году организаторы конференции попытались воссоздать его атмосферу в канале Slack и комнате Zoom, которую называли #виртуальный-бар. Они объяснили, что хотят “открыть возможность для судьбоносных знакомств, которая была бы в баре «Блэкфорд»”. Я решил посмотреть на это своими глазами. В первый вечер подключилось человек сорок. Каждый из них неловко представился, словно на коктейльной вечеринке. Затем модератор разделил нас на группы по шесть человек и отправил в отдельные комнаты в Zoom. Через двадцать минут время вышло, и нас в случайном порядке распределили в новые комнаты. Как ни странно, такой формат работал относительно неплохо, когда разговоры сводились к конкретным научным вопросам. Особенно интересными получились дискуссии на такие темы, как техники синтеза белков и создание в компании Synthego оборудования для автоматизированного редактирования клеток. Но никакой непринужденной болтовни, которая помогает сдобрить обычный разговор и поддержать эмоциональные связи, не получалось. Потому что не было ни бейсбольного матча, ни заката, которым можно вместе любоваться, сидя на террасе. Я ушел, посетив две комнаты.

Лаборатория в Колд-Спринг-Харбор была основана в 1890 году. Ее организаторы верили в магию личных встреч. Они привлекали интересных людей в чудесное место и давали им возможности для взаимодействия, включая разговоры в хорошем баре. Красота природы и радость нерегламентированного человеческого общения – мощная комбинация. Даже если люди не взаимодействуют друг с другом – например, как в тот раз, когда восхищенная молодая Дженнифер Даудна встретила стареющую легенду Барбару Макклинток на дорожке, идущей через кампус в Колд-Спринг-Харбор, – им идет на пользу атмосфера, заряженная творческой энергией.

Пандемия коронавируса изменила многое, и все больше конференций теперь будет проводиться виртуально. Это печально. Если COVID не убьет нас, это сделает Zoom. Как отмечал Стив Джобс, который построил штаб-квартиру для Pixar и спланировал новый кампус для Apple, идеи рождаются при судьбоносных встречах. Непосредственное взаимодействие особенно важно на начальном этапе обсуждения идей и формирования личных связей. Как учил Аристотель, человек – социальное животное, и его инстинкт к общению невозможно полностью удовлетворить онлайн.

Тем не менее в том, что коронавирус расширил диапазон нашей совместной работы и открыл нам новые возможности для обмена идеями, будут и плюсы. Ускорив наступление эпохи Zoom, пандемия раздвинет горизонты научного сотрудничества, которое станет еще более глобальным и краудсорсинговым. Прогулка по каменным мостовым Сан-Хуана стала катализатором сотрудничества Даудны и Шарпантье, но технологии Skype и Dropbox позволили им и двум их постдокам на протяжении шести месяцев работать вместе, находясь в трех странах, и расшифровывать CRISPR-Cas9. Поскольку люди уже привыкли видеть друг друга в прямоугольниках на компьютерном экране, командная работа станет более эффективной. Я надеюсь, что в конце концов найдется баланс и вознаграждением за наши эффективные виртуальные встречи станет шанс встречаться лично в таких местах, как кампус лаборатории в Колд-Спринг-Харбор.

Шарпантье – виртуально

По завершении научного доклада Даудны на конференции молодой исследователь задал ей личный вопрос: “Что в самом начале подтолкнуло вас заняться CRISPR-Cas9?” Даудна ответила не сразу, поскольку ученые нечасто задают подобные вопросы после технической презентации. “Все началось с чудесного сотрудничества с Эмманюэль Шарпантье, – сказала она. – Я навеки в долгу у нее за то, что мы сделали вместе”.

Ответ интересный, ведь за несколько дней до этого Даудна сказала мне, как ей горько, что их с Шарпантье пути разошлись как в личной жизни, так и в науке. Она пожаловалась, что по-прежнему чувствует холодность, исходящую от Шарпантье, и спросила, не заметил ли я каких-нибудь намеков на причины этого в наших разговорах. “В истории CRISPR меня больше всего печалит то, что Эмманюэль мне очень нравится, но наши отношения разладились”, – сказала она. В старших классах и колледже Даудна изучала французский и даже подумывала заняться французским вместо химии. “Я всегда представляла себя француженкой, и Эмманюэль в некотором роде напомнила мне об этом. В определенной степени я ее обожаю. Мне хотелось бы, чтобы мы и дальше оставались близки в профессиональной и личной сфере и могли бы вместе наслаждаться наукой и всем остальным, что давала нам дружба”.

Когда она сказала мне об этом, я предложил ей пригласить Шарпантье выступить на виртуальной конференции в Колд-Спринг-Харбор. Даудна ухватилась за эту возможность и через другого организатора, Марию Джасин, предложила Шарпантье выступить с речью в честь Розалинд Франклин или сделать доклад на любую другую тему. Я после этого связался с Шарпантье и посоветовал ей принять предложение.

Сначала она сомневалась, а затем ответила, что в этот период должна виртуально присутствовать на другой конференции. Джасин и Даудна сказали, что позволят ей выбрать день и время выступления, но Шарпантье отказалась. Почувствовав недоговоренность, я попробовал зайти с другой стороны: я предложил ей поговорить со мной и Даудной в Zoom на следующий день после конференции. Я сказал, что хочу включить их воспоминания в заключительную часть этой книги. К моему удивлению, она поддержала эту идею. Она даже написала Даудне, что с нетерпением ждет этого звонка.

В результате мы встретились онлайн в воскресенье после конференции. Я подготовил список вопросов. Но как только Даудна и Шарпантье подключились к звонку, они принялись говорить и обмениваться новостями, сначала немного скованно, как люди, которые давно не видели друг друга, но через несколько минут уже оживленнее. Даудна стала называть Шарпантье уменьшительным именем Маню, и вскоре они уже смеялись. Я отключил камеру, чтобы на экране остались только они, а сам просто слушал.

Даудна рассказала, каким высоким вырос ее сын Энди, дала Шарпантье взглянуть на полученную от Мартина Йинека фотографию его новорожденного ребенка и пошутила о состоявшейся в 2018 году церемонии вручения наград Американского онкологического общества, на которой Джо Байден сказал им с Шарпантье, что не собирается баллотироваться в президенты. Она поздравила Шарпантье с успехом, которого ее компания CRISPR Therapeutics добилась в Нэшвилле, где проходило клиническое исследование нового метода лечения серповидноклеточной анемии. “Мы опубликовали свою статью в 2012 году, а сейчас на дворе 2020-й и кого-то уже вылечили от болезни”, – сказала Даудна. Шарпантье кивнула и рассмеялась. “Нам можно порадоваться тому, как быстро все произошло”, – согласилась она.

Постепенно беседа становилась все более личной. Шарпантье вспомнила начало их сотрудничества, когда они вместе пообедали на конференции в Пуэрто-Рико, прошлись по мощеным улицам и зашли в бар. Она отметила, что часто, встречая другого ученого, понимаешь, что не сможешь с ним работать. Но в их случае все было наоборот. “Я сразу поняла, что мы сработаемся”, – сказала она Даудне. Затем они принялись вспоминать, как полгода круглые сутки работали с помощью Skype и Dropbox, пытаясь разобраться в CRISPR-Cas9. Шарпантье признала, что переживала всякий раз, когда отправляла Даудне фрагменты статьи, которую они писали вместе. “Я думала, что тебе придется исправлять мои ошибки в английском”, – пояснила она. Даудна ответила: “У тебя прекрасный английский, и, насколько я помню, это тебе пришлось исправлять мои ошибки. Писать статью вместе было интересно, потому что мы мыслим по-разному”.

В конце концов они, казалось, наговорились, и тогда я включил камеру, чтобы задать вопрос. “За последние несколько лет вы отдалились друг от друга как в науке, так и в личной жизни, – сказал я. – Вы скучаете по своей дружбе?”

Шарпантье поспешила объяснить, что случилось. “Мы много путешествовали, чтобы посещать церемонии вручения наград и другие мероприятия, – сказала она. – Мы только и делали, что общались с людьми, и свободного времени совсем не оставалось. Отчасти проблема заключалась в том, что мы обе погрязли в делах”. Она с тоской вспомнила ту неделю, которую они провели в Беркли в июне 2012 года, когда заканчивали работу над статьей. “Есть даже фотография, где мы стоим у твоего института, там у меня еще такая забавная стрижка”, – сказала она, имея в виду тот снимок, которым открывается семнадцатая глава этой книги. Тогда они в последний раз получили возможность расслабиться вместе, добавила Шарпантье. “После этого началось безумие, потому что наша статья произвела фурор. У нас почти не осталось времени на себя”.

Услышав это, Даудна улыбнулась и рассказала еще больше. “Дружить мне было не менее приятно, чем заниматься наукой, – призналась она. – По-моему, ты очаровательна. С тех самых пор, когда я учила французский в школе, я представляла, как живу в Париже. И ты, Маню, стала для меня воплощением этой фантазии”.

Напоследок они обсудили возможность нового сотрудничества. Шарпантье сказала, что получила стипендию на проведение исследований в США. Пока COVID не внес свои коррективы, Даудна планировала провести весенний семестр 2021 года в творческом отпуске в Колумбийском университете. Они договорились скоординировать свои отпуска. “Может, весной 2022 года в Нью-Йорке?” – предложила Даудна. “Я буду очень рада встретиться с тобой, – ответила Шарпантье. – Мы сможем снова поработать вместе”.

Глава 56. Нобелевская премия

“Переписывание кода жизни”

Девятого октября 2020 года в 2:53 ночи крепко спавшую Даудну разбудила настойчивая вибрация телефона, который она перевела в беззвучный режим. Она была одна в гостиничном номере в Пало-Алто, куда приехала на небольшую конференцию по биологии старения, первое за семь месяцев с начала коронавирусного кризиса мероприятие, которое она посетила лично. Звонила репортер из журнала Nature.

– Простите, что звоню так рано, – сказала она, – но я хотела взять у вас комментарий о Нобелевской премии.

– Кто победил? – не без раздражения спросила Даудна.

– Вы что, не слышали?! – воскликнула репортер. – Вы и Эмманюэль Шарпантье!

Даудна посмотрела на телефон и увидела кучу пропущенных звонков – судя по всему, из Стокгольма. Она сделала паузу, чтобы осознать новость, и затем сказала:

– Я вам перезвоню[567].

Вручение Нобелевской премии по химии 2020 года Даудне и Шарпантье не стало совершенной неожиданностью, но признание пришло к ученым невероятно быстро. С момента открытия CRISPR прошло всего восемь лет. Накануне сэр Роджер Пенроуз стал одним из лауреатов Нобелевской премии по физике, получив награду за открытие, связанное с черными дырами, сделанное им более пятидесяти лет назад. Кроме того, казалось, что в этом году вручение премии по химии имеет историческое значение. Оно не просто стало признанием заслуг, но и возвестило о начале новой эры. “В этом году награда вручается за переписывание кода жизни, – объявил генеральный секретарь Шведской королевской академии наук, сообщая о решении жюри. – Эти генетические ножницы позволили наукам о жизни вступить в новую эпоху”.

Поздравления от Энди и Джейми на кухне сразу после объявления о присуждении Нобелевской премии

Стоит также отметить, что награду получили только два человека, а не три, как обычно. Учитывая незавершенный патентный спор о том, кто раньше открыл CRISPR в качестве инструмента редактирования генома, третьим лауреатом мог стать Фэн Чжан, но тогда за бортом остался бы Джордж Черч, который в тот же период опубликовал схожие результаты исследований. Было и много других достойных кандидатов, включая Франсиско Мохику, Родольфа Баррангу, Филиппа Хорвата, Эрика Сонтхаймера, Лучано Марраффини и Виргиниюса Шикшниса.

Исторически значимым было и присуждение премии двум женщинам. Казалось, призрак Розалинд Франклин в этот момент натянуто улыбнулся. Хотя она создала изображения, которые помогли Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику открыть структуру ДНК, она оказалась лишь второстепенным персонажем на ранних этапах истории и умерла до того, как им вручили Нобелевскую премию в 1962 году. Даже если бы она осталась жива, она вряд ли заменила бы Мориса Уилкинса в качестве третьего лауреата в тот год. До 2020 года Нобелевскую премию по химии получили 184 человека, но только пять из них, начиная с Марии Кюри в 1911 году, были женщинами.

Когда Даудна перезвонила на стокгольмский номер, который оставили ей в голосовой почте, она попала на автоответчик. Но через несколько минут звонок прошел, и Даудне сообщили новость официально. Она поговорила еще с несколькими людьми, включая Мартина Йинека и настойчивую журналистку из Nature, а затем бросила одежду в сумку, села в машину и отправилась обратно в Беркли. Ехать ей было час, и за это время она позвонила Джейми, который сказал, что университетский отдел коммуникаций уже собирается у них на террасе. Когда в половине пятого утра Даудна приехала домой, она написала соседям, чтобы извиниться за переполох и вспышки фотокамер.

Она нашла несколько минут, чтобы выпить кофе на кухне с Джейми и Энди и так отпраздновать получение премии. После этого она сказала несколько слов съемочной группе на террасе и уехала в Беркли на поспешно организованную виртуальную всемирную пресс-конференцию. По дороге она поговорила со своей коллегой Джиллиан Бэнфилд, которая в 2006 году ни с того ни с сего позвонила ей и предложила встретиться в кафе Free Speech Movement в кампусе, чтобы обсудить какие-то расположенные группами повторы, снова и снова встречавшиеся ей в ДНК бактерий. “Я очень рада, что мы стали коллегами и друзьями, – сказала она Бэнфилд. – Это очень здорово”.

Многие на пресс-конференции упоминали, что присуждение премии стало прорывом для женщин. “Я горжусь своим полом! – сказала Даудна с широкой улыбкой. – Это прекрасно, особенно для молодых женщин. Многим женщинам кажется, что их работа может не получить такого же признания, как работа мужчин, что бы они ни делали. Я хотела бы, чтобы ситуация изменилась, и это шаг в верном направлении”. Позже она вспомнила свои школьные годы. “Мне не раз говорили, что девочки не занимаются химией и не занимаются наукой. К счастью, я пропускала это мимо ушей”.

Параллельно Шарпантье проводила свою пресс-конференцию в Берлине, где день уже клонился к вечеру. Я связался с ней несколькими часами ранее, сразу после того, как ей позвонили из Стокгольма, и она была непривычно эмоциональна. “Мне говорили, что этот день, возможно, настанет, – сказала она, – и все же, когда мне позвонили, я расчувствовалась”. Она пояснила, что вспомнила, как в раннем детстве, шагая мимо Института Пастера в родном Париже, решила, что однажды станет ученым. Но к началу пресс-конференции она надежно скрыла свои чувства за улыбкой Моны Лизы. С бокалом белого вина в руке она вышла в фойе своего института, позволила сделать несколько своих фотографий возле бюста Макса Планка, в честь которого он назван, и затем стала непринужденно, но при этом серьезно отвечать на вопросы. Как и в Беркли, спрашивали в основном о том, что значит эта награда для женщин. “Сегодня мы с Дженнифер получили эту награду, и это может стать очень важным посланием для маленьких девочек, – сказала она. – Это может показать им, что женщинам тоже присуждают награды”.

В тот день их соперник Эрик Лэндер опубликовал твит, не выходя из своего Института Брода: “Огромные поздравления докторам Шарпантье и Даудне, получившим @NobelPrize за свой вклад в удивительную науку CRISPR! Радостно видеть, как раздвигаются бесконечные рубежи науки, что оказывает огромное влияние на пациентов”. На публике Даудна проявила благосклонность. “Я глубоко благодарна Эрику Лэндеру за признание, для меня честь читать его слова”, – сказала она. В частных беседах она гадала, не было ли использованное им слово “вклад” хитрым способом приуменьшить значимость их открытий, заслуживших Нобелевскую премию. Мне же показалась более важной его ремарка об “огромном влиянии на пациентов” в будущем. У меня появилась надежда, что Чжан и Черч, а возможно, и Дэвид Лю однажды получат Нобелевскую премию по медицине как дополнение к награде Даудны и Шарпантье по химии.

Даудна на своей пресс-конференции упомянула, что “машет через океан” Шарпантье. На самом деле, однако, ей очень хотелось с ней поговорить. Она несколько раз написала Шарпантье в течение дня и оставила три голосовых сообщения у нее на телефоне. “Прошу, позвони мне, – написала Даудна. – Я не отниму у тебя много времени. Я просто хочу поздравить тебя по телефону”. В конце концов Шарпантье ответила: “Я ужасно устала, но обещаю, что позвоню тебе завтра”. Только следующим утром они смогли связаться друг с другом и спокойно поболтать.

После пресс-конференции Даудна отправилась в свою лабораторию, чтобы выпить шампанского, а затем принять участие в зум-вечеринке, где бокалы за нее поднимали не меньше сотни друзей. К звонку подключились Марк Цукерберг и Присцилла Чан, фонд которых финансировал часть ее исследований, а также Джиллиан Бэнфилд и деканы и официальные лица из Беркли. Самый милый тост поднял гарвардский профессор Джек Шостак, получивший Нобелевскую премию по медицине в 2009 году (вместе с двумя женщинами). Он сидел с бокалом шампанского на заднем дворе своего внушительного кирпичного таунхауса в Бостоне. “Лучше, чем получить Нобелевскую премию, только одно, – сказал он, – это увидеть, как ее получает твой ученик”.

Они с Джейми приготовили на ужин картофельные тортильи, а затем Даудне по FaceTime позвонили две ее сестры. Они представили, как бы приняли эту новость их покойные родители. “Очень жаль, что их нет рядом, – сказала Даудна. – Мама расчувствовалась бы, а папа бы притворился, что лишен сантиментов. Он постарался бы разобраться в науке, а затем спросил бы меня, чем я собираюсь заняться дальше”.

Трансформации

Отдав должное CRISPR, системе борьбы с вирусами, обнаруженной в природе, в разгар эпидемии коронавируса, Нобелевский комитет напомнил нам, что фундаментальные исследования, движимые любопытством, порой находят весьма практическое применение. CRISPR и COVID ускоряют наступление эпохи наук о жизни. Молекулы становятся новыми микрочипами.

На пике коронавирусного кризиса Даудну попросили написать для журнала The Economist статью о вынужденных социальных трансформациях. “Как и многие другие аспекты жизни, теоретическая и прикладная наука сегодня меняются быстро и, возможно, навсегда, – написала она. – И это к лучшему”[568]. Она предположила, что в будущем общество станет лучше разбираться в биологии и научном методе. Выборные чиновники будут видеть больше смысла в финансировании фундаментальной науки. Изменится и многое в том, как ученые сотрудничают, соперничают и держат связь друг с другом.

До пандемии у университетских ученых возникли сложности с общением и совместной работой. В университетах появились большие юридические отделы, которые стараются застолбить за собой каждое новое открытие, каким бы скромным оно ни было, и следят, чтобы никто не делился информацией, чтобы не поставить под удар получение патента. “Они превратили взаимодействие ученых в обмен интеллектуальной собственностью, – говорит биолог из Беркли Майкл Эйзен. – Все, что я получаю от коллеги из другого института или отправляю ему, подпадает под действие сложного юридического соглашения, задача которого состоит не в том, чтобы двигать науку вперед, а в том, чтобы сохранять за университетом право получать прибыль с гипотетических изобретений, если они появятся, когда ученые станут заниматься тем, чем и должны, то есть делиться своей работой друг с другом”[569].

В стремлении победить COVID об этих правилах забыли. Вместо этого большинство университетских лабораторий с подачи Даудны и Чжана объявили, что их открытия будут доступны любому, кто борется с вирусом. Это позволило наладить более плодотворное сотрудничество исследователей и даже стран. Созданный Даудной консорциум лабораторий из Области залива не сложился бы так быстро, если бы ученым приходилось учитывать вопросы интеллектуальной собственности. Ученые по всему миру тоже участвовали в создании открытой базы данных коронавирусных последовательностей, в которой к августу 2020 года насчитывалось уже 36 тысяч единиц[570].

Необходимость как можно скорее победить COVID также ограничила посредническую роль таких рецензируемых научных журналов, как Science и Nature, для чтения которых нужно оплачивать дорогую подписку. Вместо того чтобы месяцами ждать, пока редакторы и рецензенты решат, публиковать ли статью, на пике коронавирусного кризиса ученые каждый день размещали более сотни работ на серверах препринта, таких как medRxiv и bioRxiv, – бесплатных, открытых и предполагающих лишь минимальное рецензирование. Это позволяло делиться информацией в реальном времени, свободно распространять данные и даже препарировать материалы в социальных сетях. Хотя делиться не прошедшими тщательную проверку данными исследований было опасно, быстрое и открытое распространение информации пошло на пользу делу: оно ускорило процесс развития каждого нового открытия и дало обычным людям возможность сразу следовать советам ученых. Публикация некоторых важных статей о коронавирусе на серверах препринта обеспечила их проверку экспертами со всего мира, которые готовы были делиться своей мудростью[571].

Джордж Черч говорит, что давно гадал, произойдет ли какое-то биологическое событие, способное привести науку в нашу повседневную жизнь. “COVID стал им, – отмечает он. – Время от времени падает метеорит, и вдруг млекопитающие оказываются у руля”[572]. Настанет день, когда дома у большинства из нас появятся средства обнаружения, которые позволят нам выявлять вирусы и проверяться на многие другие болезни. У нас также появится умная одежда с нанопорами и молекулярными транзисторами, которые будут следить за всеми нашими биологическими функциями и передавать информацию, подключаясь к сети, чтобы составлять глобальную биопогодную карту, в реальном времени показывающую распространение биологических угроз. Все это сделало биологию еще более интересной для изучения, и количество абитуриентов медицинских университетов в августе 2020 года увеличилось на семнадцать процентов.

Академическая среда тоже изменится, и не только в результате появления новых онлайн-курсов. Университеты перестанут быть оторванными от жизни и начнут заниматься проблемами реального мира, от эпидемий до изменения климата. Такие проекты будут кросс-дисциплинарными, они сломают академические барьеры и стены между лабораториями, которые традиционно существуют как независимые царства, свирепо оберегающие свою автономию. Борьба с коронавирусом требует взаимодействия представителей разных дисциплин. В этом отношении она напоминает разработку инструментов CRISPR, в которой участвуют охотники за микробами, генетики, специалисты по структурной биологии, биохимики и компьютерные энтузиасты. Она также напоминает работу в инновационных отраслях, где отдельные подразделения поддерживают друг друга в стремлении к общей цели. Характер научных угроз, с которыми мы сталкиваемся, ускорит это движение к проектному сотрудничеству отдельных лабораторий.

Один фундаментальный аспект науки останется неизменным. Она подразумевает совместную работу разных поколений, и так было всегда, со времен Дарвина и Менделя до эпохи Уотсона и Крика, Даудны и Шарпантье. “В конце концов остаются одни открытия, – говорит Шарпантье. – Мы лишь ненадолго появляемся на этой планете. Мы делаем свою работу, а потом уходим, и наше дело продолжают другие”[573].

Все ученые, о которых я написал в этой книге, утверждают, что главным образом ими движет не желание заработать и даже не желание прославиться. Их мотивирует возможность раскрыть тайны природы и применить свои знания, чтобы сделать мир лучше. Я верю им. И думаю, что, возможно, это станет одним из важнейших итогов пандемии: она напомнит ученым о том, что их дело благородно. Она также, вероятно, сможет привить эти ценности новому поколению студентов, которые теперь, выбирая карьерный путь, скорее решат заниматься научными исследованиями, ведь они увидели, насколько они интересны и важны.

Эпилог

Роял-стрит, Новый Орлеан, осень 2020 года

Великая пандемия на время ослабла, и Земля начинает исцеляться. Я сижу на своем балконе во Французском квартале и снова слышу музыку на улице и чувствую запах креветок, которые варятся в ресторане на углу.

Но я знаю, что вполне могут прийти новые волны вирусов – либо сегодняшнего коронавируса, либо новых вирусов будущего, и потому нам необходимы не только вакцины. Как и бактерии, мы нуждаемся в системе, которую несложно адаптировать для уничтожения каждого следующего вируса. Бактерии создали свою систему на базе CRISPR, и мы можем последовать их примеру. Кроме того, однажды CRISPR можно будет использовать для решения генетических проблем, борьбы с раком и совершенствования генома наших детей, а также применять для корректировки эволюции, чтобы мы могли направлять будущее развитие человечества.

Я начал это путешествие, полагая, что биотехнологическая революция станет следующим крупным переворотом в науке, ведь сфера биотехнологий полна поразительных чудес природы, исследовательской конкуренции, удивительных открытий, спасительных триумфов и таких творческих людей, как Дженнифер Даудна, Эмманюэль Шарпантье и Фэн Чжан. Чумной год показал мне, что я недооценивал значимость вопроса.

Несколько недель назад я нашел свой старый экземпляр “Двойной спирали” Джеймса Уотсона. Как и Даудна, я получил книгу в подарок от отца, когда учился в школе. Это первое издание в светло-красной обложке, и сегодня его, наверное, можно дорого продать на eBay, вот только на полях я оставил наивные пометки, например указав значения новых для меня слов, таких как “биохимия”.

Прочитав книгу, я, как и Даудна, захотел стать биохимиком. В отличие от нее, биохимиком я не стал. Если бы у меня был шанс прожить жизнь заново – внимание, студенты! – я бы уделял гораздо больше внимания наукам о жизни, особенно если бы вступал во взрослую жизнь в XXI веке. Люди моего поколения увлекались персональными компьютерами и интернетом. Мы следили, чтобы наши дети научились писать программный код. Теперь нам пришлось бы следить, чтобы они разобрались в коде жизни.

Для этого нам, детям постарше, необходимо взглянуть на переплетенную историю CRISPR и COVID и понять, насколько полезно человеку знать, как устроена жизнь. Хорошо, что есть люди, которые имеют твердое мнение об использовании ГМО при производстве продуктов, но было бы еще лучше, если бы среди них было больше тех, кто понимает, что такое генетически модифицированные организмы (и что открыли производители йогуртов). Хорошо иметь твердое мнение по вопросу о редактировании генома человека, но еще лучше знать, что такое ген.

Постигать чудеса жизни не просто полезно. Это дарит вдохновение и радость. Именно поэтому нам, людям, повезло обладать любознательностью.

Мне об этом напомнила маленькая ящерка, которая проползла по чугунной решетке моего балкона, перелезла на виноградную лозу и немного изменила цвет. Мне стало любопытно: что заставляет кожу менять цвет? И почему, черт возьми, после эпидемии коронавируса появилось столько ящериц? Мне пришлось сделать над собой усилие, чтобы не придумывать средневековые объяснения. Я быстро заглянул в интернет, надеясь удовлетворить свое любопытство, и этот поиск оказался очень интересным. Мне вспомнилась моя любимая ремарка Леонардо да Винчи, которую тот поместил на полях одной из своих пухлых записных книжек: “Опиши язык дятла”. Кто вообще может проснуться однажды утром и задуматься, как выглядит язык дятла? Отчаянно и шаловливо любопытный Леонардо, вот кто!

Любознательность – ключевая черта людей, которые меня восхищают, от Бенджамина Франклина и Альберта Эйнштейна до Стива Джобса и Леонардо да Винчи. Любопытство вело и Джеймса Уотсона с “фаговой группой”, изучавшей вирусы, атакующие бактерии, и испанского аспиранта Франсиско Мохику, заинтересовавшегося расположенными группами повторами ДНК, и Дженнифер Даудну, которая пыталась понять, почему сонная трава сворачивается, стоит только к ней прикоснуться. Возможно, этот инстинкт – любопытство, чистое любопытство – и спасет нас.

Год назад, посетив Беркли и разные конференции, я сидел на этом балконе и размышлял о редактировании генома. Тогда меня тревожило многообразие нашего вида.

Я вернулся домой как раз к похоронам любимой гранд-дамы Нового Орлеана Лиа Чейз, которая умерла в возрасте 96 лет, почти семьдесят из которых она заведовала рестораном в районе Треме. Она деревянной ложкой мешала соус ру для гамбо с креветками и колбасками (один стакан арахисового масла и восемь столовых ложек муки), пока он не приобретал цвет кофе с молоком и не получал способность связывать множество разных ингредиентов. Она была темнокожей креолкой, и ее ресторан тоже представлял многообразие культур Нового Орлеана – черной, белой и креольской.

В те выходные Французский квартал бурлил. Намечался велопробег голышом, организованный (как ни странно) для повышения безопасности дорожного движения. Проходили парады в память о мисс Лиа и фанк-музыканте Маке Ребеннэке, известном как Доктор Джон. Состоялся ежегодный гей-парад и связанные с ним уличные вечеринки. Одновременно с этим на Французском рынке был организован Креольский томатный фестиваль, в котором участвовали фермеры и повара, демонстрирующие множество сортов сочных местных томатов, не подвергшихся генетической модификации.

Я смотрел со своего балкона на многообразие проходящих мимо людей. Среди них были высокие и низкие, худые и толстые, гомосексуалы, гетеросексуалы и транссексуалы, светлокожие, темнокожие и цвета кофе с молоком. Я заметил группу в футболках Галлодетского университета за оживленной беседой на жестовом языке. CRISPR сулит нам, что настанет день, когда мы сможем выбирать, какими из этих характеристик мы хотим наделить своих детей и всех своих потомков. Тогда мы могли бы, например, выбрать, чтобы наши дети были высокими, мускулистыми, светловолосыми, голубоглазыми, не глухими и не… впрочем, здесь все зависит от ваших предпочтений.

Наблюдая природное многообразие, я размышлял, что такой потенциал CRISPR может быть и опасен. Природе потребовались миллионы лет, чтобы связать вместе три миллиарда спаренных оснований ДНК сложным и порой несовершенным способом, чтобы обеспечить нашему виду удивительное многообразие. Вправе ли мы думать, что мы можем свободно редактировать этот геном, чтобы избавляться от того, что кажется нам несовершенствами? Не лишимся ли мы нашего многообразия? Нашего смирения и способности сопереживать? Не утратим ли мы свои особенности, как томаты теряют аромат?

На карнавале Марди Гра в 2020 году участники парада Святой Анны маршировали мимо нашего балкона. Некоторые были одеты в костюм коронавируса – комбинезоны в форме бутылок пива Corona с капюшонами, которые придавали им сходство с вирусом-ракетой. Несколько недель спустя начался локдаун. Дорин Кетченс, всеми любимая кларнетистка, которая играет со своим ансамблем напротив маленького магазинчика на углу, дала последний на некоторое время концерт, хотя слушателей на тротуаре почти не было. На прощание она спела песню When the Saints Go Marching In и сделала акцент на куплете, где поется о временах, “когда солнце засияет вновь”.

Настроение теперь иное, чем в прошлом году, и мои представления о CRISPR тоже изменились. Как и наш вид, мои мысли меняются и приспосабливаются к меняющейся ситуации. Теперь я вижу, что CRISPR сулит больше выгод, чем опасностей. Если мы будем мудро использовать эту биотехнологию, она поможет нам бороться с вирусами, исправлять генетические дефекты и защищать наше тело и дух.

Все создания, большие и малые, прибегают к любым хитростям, чтобы выжить, и нам следует поступать точно так же. Это естественно. Бактерии придумали довольно интересный метод борьбы с вирусами, но для этого им потребовались триллионы жизненных циклов. Мы не можем ждать так долго. Нам нужно совместить свое любопытство и изобретательность, чтобы ускорить процесс.

Миллионы веков эволюция организмов шла “естественным путем”, и теперь у нас, людей, появилась возможность взломать код жизни и сконструировать собственное генетическое будущее. Или, если мы хотим сбить с толку тех, кто считает редактирование генома “неестественной” попыткой “поиграть в Бога”, можно сказать иначе: Природа и природный Бог в своей бесконечной мудрости создали вид, способный модифицировать собственный геном, и так случилось, что мы – представители этого вида.

Марди Гра, 2020 год

Как и любая другая эволюционная характеристика, эта новая способность может обеспечить виду процветание и даже позволить ему произвести последующие виды. А может, и нет. Возможно, она станет одной из тех эволюционных характеристик, которые, как порой случается, поставят выживание вида под угрозу. Эволюция превратна.

Именно поэтому лучше всего она работает медленно. Время от времени какой-нибудь мятежник или отщепенец – Хэ Цзянькуй, Джосайя Зайнер – подталкивает нас быстрее идти вперед. Но, поступая мудро, мы можем сделать паузу и решить, что лучше нам проявлять осторожность. Тогда дорожки будут не такими скользкими.

Направлять нас должны не только ученые, но и гуманисты. Но главное – нам нужны люди, которые прекрасно чувствуют себя в обоих мирах, такие как Дженнифер Даудна. Именно поэтому всем нам, пожалуй, полезно понять новую сферу, в которую мы собираемся войти и которая кажется нам загадочной, но полной надежд.

Не все решения необходимо принять сразу. Для начала нам стоит спросить, какой мир мы хотим оставить нашим детям. После этого мы сможем вместе нащупать свой путь, шаг за шагом и желательно плечом к плечу.

Благодарности

Я хочу поблагодарить Дженнифер Даудну за терпение. Она десятки раз встречалась со мной на интервью, отвечала на мои бесконечные телефонные звонки и электронные письма, давала мне возможность посещать ее лабораторию, открывала мне доступ на огромное количество встреч и даже разрешила мне читать ее каналы в Slack. Ее муж Джейми Кейт также был весьма терпелив и оказывал мне помощь.

Фэн Чжан проявил ко мне огромную благосклонность. Хотя эта книга посвящена его конкуренту, он всегда радушно встречал меня в своей лаборатории и давал мне интервью. Я проникся к нему искренней симпатией, которую испытываю также к его коллеге Эрику Лэндеру, тоже посвятившему мне немало времени. При подготовке этой книги мне было особенно приятно побывать в Берлине, где я общался с Эмманюэль Шарпантье, которая была charmante. Хотя я не уверен, что именно обозначают этим словом, все становится ясно при одном взгляде на нее, и мне остается надеяться, что я сумел передать это на страницах книги. Мне также доставило удовольствие общение с Джорджем Черчем – обаятельным джентльменом в обличье чудаковатого ученого.

Научными консультантами при подготовке книги выступили Кевин Доксзен из Института инновационной геномики и Спенсер Олески из Тулейнского университета. Их поправки и замечания были очень дельными. Свою лепту внесли также Макс Уэнделл, Бенджамин Бернштейн и Райан Браун из Тулейнского университета. Все они были чудо как хороши, поэтому, прошу вас, не вините никого из них за закравшиеся в текст ошибки.

Я также благодарен всем ученым и их поклонникам, которые уделяли мне время, сообщали ценные сведения, давали интервью и проверяли факты: Нубару Афеяну, Ричарду Акселю, Дэвиду Балтимору, Джиллиан Бэнфилд, Кори Баргману, Родольфу Баррангу, Джо Бонди-Деноми, Дане Кэрроллу, Дженис Чен, Фрэнсису Коллинзу, Кевину Дэвису, Мередит Десалазар, Филу Дормитцеру, Саре Даудне, Кевину Доксзену, Виктору Дзау, Элдоре Эллисон, Саре Гудвин, Маргарет Хэмбург, Дженнифер Хэмилтон, Лукасу Харрингтону, Рейчел Хорвиц, Кристин Хинан, Дону Хеммесу, Меган Хохштрассер, Патрику Хсю, Марии Джасин, Мартину Йинеку, Эллиоту Киршнеру, Гэвину Нотту, Эрику Лэндеру, Лэ Цуну, Ричарду Лифтону, Энрике Линю Шао, Дэвиду Лю, Лучано Марраффини, Алексу Мэрсону, Энди Мэю, Сильвену Муано, Франсиско Мохике, Кэмерону Мирвольду, Роджеру Новаку, Вэл Пакалюк, Дуаньцину Пэю, Мэтью Портеусу, Стэнли Ци, Антонио Регаладо, Мэтту Ридли, Дэйву Сэвиджу, Джейкобу Шеркову, Виргиниюсу Шикшнису, Эрику Сонтхаймеру, Сэму Стернбергу, Джеку Шостаку, Федору Урнову, Элизабет Уотсон, Джеймсу Уотсону, Джонатану Вайсману, Блейку Виденхефту, Россу Уилсону и Джосайе Зайнеру.

Как всегда, я глубоко признателен Аманде Урбан, которая уже сорок лет остается моим агентом. Она умудряется быть одновременно заботливой и честной в интеллектуальном плане и тем самым оказывает мне прекрасную поддержку. Мы с Присциллой Пейнтон вместе работали в журнале Time на заре своей карьеры и жили по соседству, когда наши дети были еще совсем маленькими. И вдруг она стала моим редактором. Все же удивительно устроен мир! Она великолепно справилась с работой, перестроив книгу и вычистив все до последней строчки.

Наука – это сфера совместной работы. Совместными усилиями создается и книга. Я рад, что в Simon & Schuster у меня есть возможность работать с прекрасной командой под руководством неукротимого и проницательного Джонатана Кэрпа, который, кажется, читал эту книгу не раз, но все равно не переставал предлагать правки. В команду входят Стивен Бедфорд, Дана Кэниди, Джонатан Эванс, Мари Флорио, Кимберли Гольдштейн, Джудит Хувер, Рут Ли-Муи, Хана Парк, Джулия Проссер, Ричард Рорер, Элайза Ринго и Джеки Сиоу. Хелен Мэндерс и Пеппа Миньоне из Curtis Brown чудесно работают с зарубежными издательствами. Я также хочу поблагодарить своего ассистента Линдси Биллапс за ум, мудрость и чуткость. Изо дня в день она оказывала мне неоценимую помощь.

Самое большое спасибо я, как всегда, говорю своей жене Кэти, которая помогала мне с подбором материала, внимательно читала черновики, давала мудрые советы и не давала мне потерять голову (или хотя бы пыталась). Наша дочь Бетси тоже читала рукопись и делала полезные замечания. Кэти и Бетси – столпы моей жизни.

Работу над этой книгой начала Элис Мэйхью, которая была редактором всех моих прошлых книг. Когда мы только начали обсуждение темы, меня поразило, как хорошо Элис разбирается в науке. Она неустанно повторяла, что я должен сделать эту книгу открытием. В 1979 году она отредактировала классику жанра, “Восьмой день творения” Хораса Фриленда Джадсона, и сорок лет спустя, казалось, помнила ее наизусть. В рождественские каникулы 2019 года она прочитала первую половину этой книги и обрушила на меня поток довольных комментариев и советов. Однако ей было не суждено увидеть ее законченной. Не увидела книгу и Кэролайн Рейди, директор Simon & Schuster, чудесная женщина, которая всегда была для меня наставником и примером. Мне доставляло огромное удовольствие вызывать улыбку на лицах Элис и Кэролайн. Если бы вам повезло увидеть их улыбки, вы точно поняли бы меня. Надеюсь, они улыбнулись бы, прочитав эту книгу. Я посвятил ее их памяти.

Сведения об иллюстрациях

Передний и задний форзацы: Carlos Chavarria/Redux

iv: Brittany Hosea-Small/UC Berkeley

xi (слева и справа:) David Jacobs

12 Jeff Gilbert/Alamy

20 Из архива Дженнифер Даудны

22 Из архива Дженнифер Даудны

24 Leah Wyzykowski

31 (слева направо:) George Richmond/Wikimedia/Public Domain; Wikimedia/Public Domain

34 A. Barrington Brown/Science Photo Library

43 (слева направо:) Universal History Archive/Universal Images Group/Getty Images; из архива Аны Хелен и Linus Pauling Papers, Oregon State University Libraries

45 Historic Images/Alamy

48 Из архива Дженнифер Даудны

54 Natl Human Genome Research Institute

60 Jim Harrison

70 YouTube

80 Из архива Дженнифер Даудны

86 Из архива BBVA Foundation; из архива Лучано Марраффини

94 The Royal Society/CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

98 Mark Young

104 (сверху вниз:) Marc Hall/NC State courtesy of Rodolphe Barrangou; Franklin Institute/YouTube

111 Из архива Лучано Марраффини

112 Из архива Genetech

120 Roy Kaltschmidt/Lawrence Berkeley National Laboratory

128 Из архива Caribou Biosciences

136 Hallbauer & Fioretti/Wikimedia Commons

144 Berkeley Lab

148 MRS Bulletin

152 Miguel Riopa/AFP via Getty Images

156 Edgaras Kurauskas/Vilniaus universitetas

161 (слева направо:) Heribert Corn/из архива Кшиштофа Хылински; Michael Tomes/из архива Мартина Йинека

164 Andriano_CZ/iStock by Getty Images

170 (слева направо:) Justin Knight/McGovern Institute; Seth Kroll/Wyss Institute at Harvard University; Thermal PR

172 Justin Knight/McGovern Institute

180 Seth Kroll/Wyss Institute at Harvard University

182 Wikimedia Commons

200 Anastasiia Sapon/The New York Times/Redux

208 Из архива Мартина Йинека

216 Из архива Роджера Новака

226 BBVA Foundation

234 Casey Atkins, из архива Broad Institute

240 Из архива Sterne, Kessler, Goldstein & Fox P. L. L. C.

254 Amanda Stults, RN, Sarah Cannon Research Institute/The Children’s Hos

264 Из архива The Odin

268 Susan Merrell/UCSF

276 (сверху вниз:) National Academy of Sciences, courtesy of Cold Spring Harbor Laboratory; Peter Breining/San Francisco Chronicle via Getty Images

298 Pam Risdom

308 Courtesy He Jiankui

318 ABC News/YouTube

326 (сверху вниз:) Kin Cheung/AP/Shutterstock

335 Из архива UCDC

348 Tom & Dee Ann McCarthy/Getty Images

354 Wonder Collaborative

382 Isaac Lawrence/AFP/Getty Images

388 Nabor Godoy

400 Lewis Miller

410 PBS

412 Из архива Дженнифер Даудны

416 Irene Yi/UC Berekely

424 Fyodor Urnov

432 Из архива Innovative Genomics Institute

439 Mammoth Biosciences

441 Justin Knight/McGovern Institute

444 Omar Abudayyeh

448 Из архива Кэмерона Мирвольда

481 Paul Sakuma

476 Wikimedia Commons

480 Cold Spring Harbor Laboratory Archives

486 Brittany Hosea-Small/UC Berkeley E103

497 Gordon Russell

Примечания

1

Интервью автора с Дженнифер Даудной. Конкурс проводился под эгидой национальной программы First Robotics, основанной неукротимым изобретателем сегвея Дином Кейменом.

2

Интервью, аудио- и видеозаписи, заметки и слайды, предоставленные Дженнифер Даудной, Меган Хохштрассер и Федором Урновым; Walter Isaacson. Ivory Power // Air Mail, 11 апреля 2020 г.

3

Здесь имеется в виду перекличка с английским словом crisp, у которого среди прочего есть значение “резкий”, “решительный” (об ответе, нраве). – Здесь и далее, если не указано иное, прим. перев.

4

См. главу 12, в которой рассказывается о производителях йогуртов и подробнее описывается поэтапный процесс проведения теоретических исследований и внедрения технологических инноваций.

5

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Сарой Даудной. При подготовке этого раздела использовались и другие источники: The Life Scientific // BBC Radio. 17 сентября 2017 г.; Andrew Pollack. Jennifer Doudna, a Pioneer Who Helped Simplify Genome Editing // New York Times, 11 мая 2015 г; Claudia Dreifus. The Joy of the Discovery: An Interview with Jennifer Doudna // New York Review of Books. 24 января 2019 г.; интервью с Дженнифер Даудной // Национальная академия наук. 11 ноября 2004 г. Jennifer Doudna. Why Genome Editing Will Change Our Lives // Financial Times. 14 марта 2018 г.; Laura Kiessling. A Conversation with Jennifer Doudna // ACS Chemical Biology Journal. 16 февраля 2018 г.; Melissa Marino. Biography of Jennifer A. Doudna // PNAS. 7 декабря 2004 г.

6

Dreifus. “The Joy of the Discovery.”

7

Интервью автора с Лизой Туигг-Смит и Дженнифер Даудной.

8

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Джеймсом Уотсоном.

9

Jennifer Doudna. “How COVID-19 Is Spurring Science to Accelerate” // The Economist, 5 июня 2020 г.

10

При подготовке раздела об истории генетики и ДНК использовались работы Siddhartha Mukherjee. The Gene (Scribner, 2016); Horace Freeland Judson. The Eighth Day of Creation (Touchstone, 1979); Alfred Sturtevant. A History of Genetics (Cold Spring Harbor, 2001); Elof Axel Carlson. Mendel’s Legacy (Cold Spring Harbor, 2004).

11

Janet Browne. Charles Darwin. Vol. 1 (Knopf, 1995) and vol. 2 (Knopf, 2002); Charles Darwin. The Journey of the Beagle. Originally published 1839; Charles Darwin. On the Origin of Species. Originally published 1859. Электронные копии книг, писем, заметок и дневников Дарвина можно найти на сайте Darwin Online: darwin-online.org.uk.

12

Здесь и далее сочинения Дарвина цитируются по изданию: Ч. Дарвин. Сочинения / Пер. С. Л. Соболя под ред. акад. В. Н. Сукачева. М.: Изд-во АН СССР, 1959.

13

Isaac Asimov. “How Do People Get New Ideas”. 1959, reprinted in MIT Technology Review, 20 октября 2014 г.; Steven Johnson. Where Good Ideas Come From (Riverhead, 2010), 81; Charles Darwin. Autobiography, describing events of October 1838. Darwin Online, darwin-online.org.uk.

14

Помимо работ Мукерджи, Джадсона и Стертеванта, при подготовке раздела о Менделе использовалась книга Robin Marantz Henig. The Monk in the Garden (Houghton Mifflin Harcourt, 2000).

15

Erwin Chargaff. “Preface to a Grammar of Biology” // Science, 14 мая 1971 г.

16

При подготовке этого раздела я опирался на множество своих интервью с Джеймсом Уотсоном, проведенных в разные годы, и его книгу “Двойная спираль”, впервые опубликованную в издательстве Atheneum в 1968 году. Я также обращался к книге The Annotated and Illustrated Double Helix, compiled by Alexander Gann and Jan Witkowski (Simon & Schuster, 2012), в которую вошли письма с описанием модели ДНК и другие дополнительные материалы. Кроме того, при подготовке этого раздела использовались работы James Watson. Avoid Boring People (Oxford, 2007); Brenda Maddox. Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA (HarperCollins, 2002); Judson. The Eighth Day; Mukherjee. The Gene; Sturtevant. A History of Genetics.

17

Джадсон утверждает, что Уотсона не приняли в Гарвард. Сам Уотсон сказал мне, а также написал в книге “Избегайте занудства”, что он поступил в университет, однако не получил ни стипендии, ни финансирования.

18

Самым молодым нобелевским лауреатом стала Малала Юсуфзай из Пакистана, которая получила Премию мира. Она была ранена боевиками движения “Талибан” и стала борцом за право девочек на образование.

19

Здесь и далее “Двойная спираль” цитируется в переводе М. Брухнова и А. Иорданского.

20

Mukherjee. The Gene. p. 147.

21

Rosalind Franklin. “The DNA Riddle: King’s College, London, 1951–1953” // Rosalind Franklin Papers, NIH National Library of Medicine, https://profiles.nlm.nih.gov/spotlight/kr/feature/dna; Nicholas Wade, “Was She or Wasn’t She?” // The Scientist, Apr. 2003; Judson. The Eighth Day. Р. 99; Maddox. Rosalind Franklin. P. 163; Mukherjee. The Gene. P. 149.

22

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

23

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

24

Интервью автора с Доном Хеммесом, проведенное по электронной почте.

25

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Дженнифер А. Даудной, а также работы Samuel H. Sternberg. A Crack in Creation (Houghton Mifflin, 2017). P. 58; Kiessling. “A Conversation with Jennifer Doudna”; Pollack. “Jennifer Doudna”.

26

Если не указано иное, все слова Дженнифер Даудны, цитируемые в этом разделе, взяты из моих интервью с ней.

27

Sharon Panasenko. “Methylation of Macromolecules during Development in Myxococcus xanthus” // Journal of Bacteriology, ноябрь 1985 г. (подано в июле 1985 г.).

28

Министерство энергетики начало работу по секвенированию генома человека в 1986 году. Государственное финансирование проекта “Геном человека” было заложено в бюджет 1988 года при президенте Рейгане. В 1990 году Министерство энергетики и Национальные институты здоровья подписали меморандум о взаимопонимании, чтобы придать проекту “Геном человека” официальный статус.

29

Daniel Okrent. The Guarded Gate (Scribner, 2019).

30

“Decoding Watson” (“Декодирование Уотсона”), режиссер и продюсер Марк Маннуччи // American Masters, PBS, 2 января 2019 г.

31

Интервью и встречи автора с Джеймсом Уотсоном, Элизабет Уотсон и Руфусом Уотсоном; Algis Valiunas. “The Evangelist of Molecular Biology” // The New Atlantis, Summer 2017; James Watson. A Passion for DNA (Oxford, 2003); Philip Sherwell. “DNA Father James Watson’s ‘Holy Grail’ Request” // The Telegraph, 10 мая 2009 г.; Nicholas Wade. “Genome of DNA Discoverer Is Deciphered” // New York Times, 1 июня 2007 г.

32

Интервью автора с Джорджем Черчем, Эриком Лэндером и Джеймсом Уотсоном.

33

Frederic Golden and Michael D. Lemonick. “The Race Is Over”; James Watson. “The Double Helix Revisited” // Time, 3 июля 2000 г.; беседы автора с Альбертом Гором, Крейгом Вентером, Джеймсом Уотсоном, Джорджем Черчем и Фрэнсисом Коллинзом.

34

Заметки автора с церемонии в Белом доме; Nicholas Wade. “Genetic Code of Human Life Is Cracked by Scientists” // New York Times, 27 июня 2000 г.

35

Mukherjee. The Gene. P. 250.

36

Jennifer Doudna. “Hammering Out the Shape of a Ribozyme” // Structure, 15 декабря 1994 г.

37

Jennifer Doudna and Thomas Cech. “The Chemical Repertoire of Natural Ribozymes” // Nature, 11 июля 2002 г.

38

Интервью автора с Джеком Шостаком и Дженнифер Даудной; Jennifer Doudna. “Towards the Design of an RNA Replicase”. PhD thesis, Harvard University, май 1989 г.

39

Интервью автора с Джеком Шостаком и Дженнифер Даудной.

40

Jeremy Murray and Jennifer Doudna. “Creative Catalysis” // Trends in Biochemical Sciences, декабрь 2001 г.; Tom Cech. “The RNA Worlds in Context” // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, июль 2012 г.; Francis Crick. “The Origin of the Genetic Code” // Journal of Molecular Biology, 28 декабря 1968 г.; Carl Woese. The Genetic Code (Harper & Row, 1967). P. 186; Walter Gilbert. “The RNA World” // Nature, 20 февраля 1986 г.

41

Jack Szostak. “Enzymatic Activity of the Conserved Core of a Group I Self-Splicing Intron” // Nature, 3 июля 1986 г.

42

Интервью автора с Ричардом Лифтоном, Дженнифер Даудной и Джеком Шостаком; вручение Дженнифер Даудне премии Грингарда 2 октября 2018 г.; Jennifer Doudna and Jack Szostak. “RNA-Catalysed Synthesis of Complementary-Strand RNA” // Nature, 15 июня 1989 г.; J. Doudna, S. Couture, and J. Szostak. “A Multisubunit Ribozyme That Is a Catalyst of and Template for Complementary Strand RNA Synthesis” // Science, 29 марта 1991 г.; J. Doudna, N. Usman, and J. Szostak. “Ribozyme-Catalyzed Primer Extension by Trinucleotides” // Biochemistry, 2 марта 1993 г.

43

Jayaraj Rajagopal, Jennifer Doudna, and Jack Szostak. “Stereochemical Course of Catalysis by the Tetrahymena Ribozyme” // Science, 12 мая 1989 г.; Doudna and Szostak. “RNA-Catalysed Synthesis of Complementary-Strand RNA”; J. Doudna, B. P. Cormack, and J. Szostak. “RNA Structure, Not Sequence, Determines the 5’ Splice-Site Specificity of a Group I Intron” // PNAS, октябрь 1989 г.; J. Doudna and J. Szostak. “Miniribozymes, Small Derivatives of the sunY Intron, Are Catalytically Active” // Molecular and Cell Biology, декабрь 1989 г.

44

Интервью автора с Джеком Шостаком.

45

Интервью автора с Джеймсом Уотсоном; James Watson et al. “Evolution of Catalytic Function”. Cold Spring Harbor Symposium, vol. 52, 1987.

46

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Джеймсом Уотсоном; Jennifer Doudna… Jack Szostak, et al. “Genetic Dissection of an RNA Enzyme”. Cold Spring Harbor Symposium, 1987, p. 173.

47

Интервью автора с Джеком Шостаком и Дженнифер Даудной.

48

Pollack. “Jennifer Doudna”.

49

Интервью автора с Лизой Туигг-Смит.

50

Jamie Cate… Thomas Cech, Jennifer Doudna, et al. “Crystal Structure of a Group I Ribozyme Domain: Principles of RNA Packing” // Science, 20 сентября 1996 г. О первом значительном шаге в исследовании Боулдера см. в работе: Jennifer Doudna and Thomas Cech. “Self-Assembly of a Group I Intron Active Site from Its Component Tertiary Structural Domains” // RNA, март 1995 г.

51

NewsChannel 8 report, “High Tech Shower International”. YouTube, 29 мая 2018 г., https://www.youtube.com/watch?v=FxPFLbfrpNk&feature=share.

52

Cate et al. “Crystal Structure of a Group I Ribozyme Domain.”

53

Интервью автора с Джейми Кейтом и Дженнифер Даудной.

54

Andrew Fire… Craig Mello, et al. “Potent and Specific Genetic Interference by Double-Stranded RNA in Caenorhabditis elegans” // Nature, 19 февраля 1998 г.

55

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Мартином Йинеком и Россом Уилсоном; Ian MacRae, Kaihong Zhou… Jennifer Doudna, et al. “Structural Basis for Double-Stranded RNA Processing by Dicer” // Science, 13 января 2006 г.; Ian MacRae, Kaihong Zhou, and Jennifer Doudna. “Structural Determinants of RNA Recognition and Cleavage by Dicer” // Natural Structural and Molecular Biology, 1 октября 2007 г.; Ross Wilson and Jennifer Doudna. “Molecular Mechanisms of RNA Interference” // Annual Review of Biophysics, 2013; Martin Jinek and Jennifer Doudna. “A Three-Dimensional View of the Molecular Machinery of RNA Interference” // Nature, 22 января 2009 г.

56

Bryan Cullen. “Viruses and RNA Interference: Issues and Controversies” // Journal of Virology, ноябрь 2014 г.

57

Ross Wilson and Jennifer Doudna. “Molecular Mechanisms of RNA Interference” // Annual Review of Biophysics, май 2013 г.

58

Alesia Levanova and Minna Poranen. “RNA Interference as a Prospective Tool for the Control of Human Viral Infections” // Frontiers of Microbiology, 11 сентября 2018 г.; Ruth Williams. “Fighting Viruses with RNAi” // The Scientist, 10 октября 2013 г.; Yang Li… Shou-Wei Ding, et al. “RNA Interference Functions as an Antiviral Immunity Mechanism in Mammals” // Science, 11 октября 2013 г.; Pierre Maillard… Olivier Voinnet, et al. “Antiviral RNA Interference in Mammalian Cells” // Science, 11 октября 2013 г.

59

Перевод И. К. Брусиловского.

60

Yoshizumi Ishino… Atsuo Nakata, et al. “Nucleotide Sequence of the iap Gene, Responsible for Alkaline Phosphatase Isozyme Conversion in Escherichia coli” // Journal of Bacteriology, 22 августа 1987 г.; Yoshizumi Ishino et al. “History of CRISPR-Cas from Encounter with a Mysterious Repeated Sequence to Genome Editing Technology” // Journal of Bacteriology, 22 января 2018 г.; Carl Zimmer. “Breakthrough DNA Editor Born of Bacteria” // Quanta, 6 февраля 2015 г.

61

Интервью автора с Франсиско Мохикой. При подготовке этого раздела также использовались работы Kevin Davies. “Crazy about CRISPR: An Interview with Francisco Mojica” // CRISPR Journal, 1 февраля 2018 г.; Heidi Ledford. “Five Big Mysteries about CRISPR’s Origins” // Nature, 12 января 2017 г.; Clara Rodríguez Fernández, “Interview with Francis Mojica, the Spanish Scientist Who Discovered CRISPR” // Labiotech, 8 апреля 2019 г.; Veronique Greenwood. “The Unbearable Weirdness of CRISPR” // Nautilus, март 2017 г.; Francisco Mojica and Lluis Montoliu. “On the Origin of CRISPR-Cas Technology” // Trends in Microbiology, 8 июля 2016 г.; Kevin Davies. Editing Humanity (Simon & Schuster, 2020).

62

Francesco Mojica… Francisco Rodriguez-Valera, et al. “Long Stretches of Short Tandem Repeats Are Present in the Largest Replicons of the Archaea Haloferax mediterranei and Haloferax volcanii and Could Be Involved in Replicon Partitioning” // Journal of Molecular Microbiology, июль 1995 г.

63

Электронное письмо от Руда Янсена Франсиско Мохике, 21.11.2001.

64

Ruud Jansen… Leo Schouls, et al. “Identification of Genes That Are Associated with DNA Repeats in Prokaryotes” // Molecular Biology, 25 апреля 2002 г.

65

Интервью автора с Франсиско Мохикой.

66

Sanne Klompe and Samuel Sternberg. “Harnessing ‘a Billion Years of Experimentation’” // CRISPR Journal, 1 апреля 2018 г.; Eric Keen. “A Century of Phage Research” // Bioessays, январь 2015 г.; Graham Hatfull and Roger Hendrix. “Bacteriophages and Their Genomes” // Current Opinions in Virology, 1 октября 2011 г.

67

Rodríguez Fernández. “Interview with Francis Mojica”; Greenwood. “The Unbearable Weirdness of CRISPR”.

68

Интервью автора с Франсиско Мохикой; Rodríguez Fernández. “Interview with Francis Mojica”; Davies, “Crazy about CRISPR”.

69

Francisco Mojica… Elena Soria, et al. “Intervening Sequences of Regularly Spaced Prokaryotic Repeats Derive from Foreign Genetic Elements” // Journal of Molecular Evolution, февраль 2005 г. (получено 6 февраля 2004 г.; принято 1 октября 2004 г.).

70

Kira Makarova… Eugene Koonin, et al. “A Putative RNA-Interference-Based Immune System in Prokaryotes” // Biology Direct, 16 марта 2006 г.

71

Интервью автора с Джиллиан Бэнфилд и Дженнифер Даудной; Doudna and Sternberg. A Crack in Creation. P. 39; “Deep Surface Biospheres”. Banfield Lab page, Berkeley University website.

72

Совместное интервью автора с Джиллиан Бэнфилд и Дженнифер Даудной.

73

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

74

Интервью автора с Блейком Виденхефтом и Дженнифер Даудной.

75

Kathryn Calkins. “Finding Adventure: Blake Wiedenheft’s Path to Gene Editing” // National Institute of General Medical Sciences, 11 апреля 2016 г.

76

Emily Stifler Wolfe. “Insatiable Curiosity: Blake Wiedenheft Is at the Forefront of CRISPR Research” // Montana State University News, 6 июня 2017 г.

77

Blake Wiedenheft… Mark Young, and Trevor Douglas. “An Archaeal Antioxidant: Characterization of a Dps-Like Protein from Sulfolobus solfataricus” // PNAS, 26 июля 2005 г.

78

Интервью автора с Блейком Виденхефтом.

79

Интервью автора с Блейком Виденхефтом.

80

Интервью автора с Мартином Йинеком и Дженнифер Даудной.

81

Kevin Davies. “Interview with Martin Jínek” // CRISPR Journal, апрель 2020 г.

82

Интервью автора с Мартином Йинеком.

83

Jinek and Doudna. “A Three-Dimensional View of the Molecular Machinery of RNA Interference”; Martin Jinek, Scott Coyle, and Jennifer A. Doudna. “Coupled 5’ Nucleotide Recognition and Processivity in Xrn1-Mediated mRNA Decay” // Molecular Cell, 4 марта 2011 г.

84

Интервью автора с Блейком Виденхефтом, Мартином Йинеком, Рейчел Хорвиц и Дженнифер Даудной.

85

Интервью автора с Блейком Виденхефтом и Дженнифер Даудной; Blake Wiedenheft, Kaihong Zhou, Martin Jinek… Jennifer Doudna, et al. “Structural Basis for DNase Activity of a Conserved Protein Implicated in CRISPR-Mediated Genome Defense” // Structure, 10 июня 2009 г.

86

Jinek and Doudna. “A Three-Dimensional View of the Molecular Machinery of RNA Interference”.

87

Интервью автора с Мартином Йинеком, Блейком Виденхефтом и Дженнифер Даудной.

88

Wiedenheft et al. “Structural Basis for DNase Activity of a Conserved Protein”.

89

Vannevar Bush. “Science, the Endless Frontier” // Office of Scientific Research and Development, 25 июля 1945 г.

90

Matt Ridley. How Innovation Works (Harper Collins, 2020). P. 282.

91

Интервью автора с Родольфом Баррангу.

92

Rodolphe Barrangou and Philippe Horvath. “A Decade of Discovery: CRISPR Functions and Applications” // Nature Microbiology, 5 июня 2017 г.; Prashant Nair. “Interview with Rodolphe Barrangou” // PNAS, 11 июля 2017 г.; интервью автора с Родольфом Баррангу.

93

Интервью автора с Родольфом Баррангу.

94

Rodolphe Barrangou… Sylvain Moineau… Philippe Horvath, et al. “CRISPR Provides Acquired Resistance against Viruses in Prokaryotes” // Science, 23 марта 2007 г. (подано 29 ноября 2006 г.; принято 16 февраля 2007 г.).

95

Интервью автора с Сильвеном Муано, Джиллиан Бэнфилд и Родольфом Баррангу. Программы конференций 2008–2012 годов, предоставленные Бэнфилд.

96

Интервью автора с Лучано Марраффини.

97

Интервью автора с Эриком Сонтхаймером.

98

Интервью автора с Эриком Сонтхаймером и Лучано Марраффини; Luciano Marraffini and Erik Sontheimer. “CRISPR Interference Limits Horizontal Gene Transfer in Staphylococci by Targeting DNA” // Science, 19 декабря 2008 г.; Erik Sontheimer and Luciano Marraffini. “Target DNA Interference with crRNA”. U. S. Provisional Patent Application 61/009 317, 23 сентября 2008 г.; Erik Sontheimer, letter of intent, National Institutes of Health, 29 декабря 2008 г.

99

Doudna and Sternberg. A Crack in Creation. P. 62.

100

Здесь и далее цитируется книга Дженнифер Даудны “Трещина в мироздании” в переводе С. Ястребовой.

101

Интервью автора с Джиллиан Бэнфилд и Дженнифер Даудной.

102

Eugene Russo. “The Birth of Biotechnology” // Nature, 23 января 2003 г.; Mukherjee. The Gene. P. 230.

103

Rajendra Bera. “The Story of the Cohen-Boyer Patents” // Current Science, 25 марта 2009 г.; US Patent 4 237 224 “Process for Producing Biologically Functional Molecular Chimeras”. Stanley Cohen and Herbert Boyer, заявка подана 4 ноября 1974 г.; Mukherjee. The Gene. p. 237.

104

Mukherjee. The Gene. P. 238.

105

Frederic Golden. “Shaping Life in the Lab” // Time, 9 марта 1981 г.; Laura Fraser. “Cloning Insulin”. Genentech corporate history; San Francisco Examiner front page, 14 октября 1980 г.

106

Интервью автора с Рейчел Хорвиц.

107

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

108

Интервью автора с Рейчел Хорвиц, Блейком Виденхефтом и Дженнифер Даудной.

109

В то время его обычно называли Csy4. Впоследствии он получил новое название – Cas6f. – Прим. автора.

110

Интервью автора с Рейчел Хорвиц.

111

Rachel Haurwitz, Martin Jinek, Blake Wiedenheft, Kaihong Zhou, and Jennifer Doudna. “Sequence- and Structure-Specific RNA Processing by a CRISPR Endonuclease” // Science, 10 сентября 2010 г.

112

Samuel Sternberg… Ruben L. Gonzalez Jr., et al. “Translation Factors Direct Intrinsic Ribosome Dynamics during Translation Termination and Ribosome Recycling” // Nature Structural and Molecular Biology, 13 июля 2009 г.

113

Интервью автора с Сэмом Стернбергом.

114

Интервью автора с Сэмом Стернбергом и Дженнифер Даудной.

115

Интервью автора с Сэмом Стернбергом и Дженнифер Даудной; Sam Sternberg. “Mechanism and Engineering of CRISPR-Associated Endonucleases”. PhD thesis, University of California, Berkeley, 2014.

116

Samuel Sternberg… and Jennifer Doudna. “DNA Interrogation by the CRISPR RNA-Guided Endonuclease Cas9” // Nature, 29 января 2014 г.; Sy Redding, Sam Sternberg… Blake Wiedenheft, Jennifer Doudna, Eric Greene, et al. “Surveillance and Processing of Foreign DNA by the Escherichia coli CRISPR-Cas System” // Cell, 5 ноября 2015 г.

117

Blake Wiedenheft, Samuel H. Sternberg, and Jennifer A. Doudna. “RNA-Guided Genetic Silencing Systems in Bacteria and Archaea” // Nature, 14 февраля 2012 г.

118

Интервью автора с Сэмом Стернбергом.

119

Интервью автора с Россом Уилсоном и Мартином Йинеком.

120

Marc Lerchenmueller, Olav Sorenson, and Anupam Jena. “Gender Differences in How Scientists Present the Importance of Their Research” // BMJ, 19 декабря 2019 г.; Olga Khazan, “Carry Yourself with the Confidence of a Male Scientist” //Atlantic, 17 декабря 2019 г.

121

Интервью автора с Блейком Виденхефтом и Дженнифер Даудной; Blake Wiedenheft, Gabriel C. Lander, Kaihong Zhou, Matthijs M. Jore, Stan J. J. Brouns, John van der Oost, Jennifer A. Doudna, and Eva Nogales. “Structures of the RNA-Guided Surveillance Complex from a Bacterial Immune System” // Nature, 21 сентября 2011 г. (получено 7 мая 2011 г.; принято 27 июля 2011 г.).

122

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Рейчел Хорвиц.

123

Gary Pisano. “Can Science Be a Business?” // Harvard Business Review, октябрь 2006 г.; Saurabh Bhatia. “History, Scope and Development of Biotechnology” // IPO Science, май 2018 г.

124

Интервью автора с Рейчел Хорвиц и Дженнифер Даудной.

125

Bush. “Science, the Endless Frontier”.

126

“Sparking Economic Growth” // The Science Coalition, апрель 2017 г.

127

“Kit for Global RNP Profiling”. NIH award 1R43GM105087–01, for Rachel Haurwitz and Caribou Biosciences, 15 апреля 2013 г.

128

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Рейчел Хорвиц; Robert Sanders. “Gates Foundation Awards $ 100 000 Grants for Novel Global Health Research” // Berkeley News, 10 мая 2010 г.

129

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье. При подготовке этой главы также использовались работы Uta Deffke. “An Artist in Gene Editing” // Max Planck Research Magazine, январь 2016 г.; “Interview with Emmanuelle Charpentier” // FEMS Microbiology Letters, 1 февраля 2018 г.; Alison Abbott. “A CRISPR Vision” // Nature, 28 апреля 2016 г.; Kevin Davies. “Finding Her Niche: An Interview with Emmanuelle Charpentier” // CRISPR Journal, 21 февраля 2019 г.; Margaret Knox. “The Gene Genie” // Scientific American, декабрь 2014 г.; Jennifer Doudna. “Why Genome Editing Will Change Our Lives” // Financial Times, 24 марта 2018 г.; Martin Jinek, Krzysztof Chylinski, Ines Fonfara, Michael Hauer, Jennifer Doudna, and Emmanuelle Charpentier. “A Programmable Dual-RNA – Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity” // Science, 17 августа 2012 г.

130

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье.

131

Интервью автора с Роджером Новаком и Эмманюэль Шарпантье; Rodger Novak, Emmanuelle Charpentier, Johann S. Braun, and Elaine Tuomanen. “Signal Transduction by a Death Signal Peptide Uncovering the Mechanism of Bacterial Killing by Penicillin” // Molecular Cell, 1 января 2000 г.

132

Emmanuelle Charpentier… Pamela Cowin, et al. “Plakoglobin Suppresses Epithelial Proliferation and Hair Growth in Vivo” // Journal of Cell Biology, май 2000 г.; Monika Mangold… Rodger Novak, Richard Novick, Emmanuelle Charpentier, et al. “Synthesis of Group A Streptococcal Virulence Factors Is Controlled by a Regulatory RNA Molecule” // Molecular Biology, 3 августа 2004 г.; Davies. “Finding Her Niche”; Philip Hemme. “Fireside Chat with Rodger Novak” // Refresh Berlin, 24 мая 2016 г., Labiotech.eu.

133

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье.

134

Elitza Deltcheva, Krzysztof Chylinski… Emmanuelle Charpentier, et al. “CRISPR RNA Maturation by Trans-encoded Small RNA and Host Factor RNase III” // Nature, 31 марта 2011 г.

135

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье, Дженнифер Даудной и Эриком Зонтхаймером; Doudna and Sternberg. A Crack in Creation. P. 71–73.

136

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Мартином Йинеком. См. также: Kevin Davies, interview with Martin Jinek // CRISPR Journal, апрель 2020 г.

137

Интервью автора с Мартином Йинеком, Дженнифер Даудной и Эмманюэль Шарпантье.

138

Richard Asher. “An Interview with Krzysztof Chylinski” // Pioneers Zero21, октябрь 2018 г.

139

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Эмманюэль Шарпантье, Мартином Йинеком и Россом Уилсоном.

140

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Мартином Йинеком.

141

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Мартином Йинеком, Сэмом Стернбергом, Рейчел Хорвиц и Россом Уилсоном.

142

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Эмманюэль Шарпантье и Мартином Йинеком.

143

Jinek et al. “A Programmable Dual-RNA – Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity”.

144

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье.

145

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье, Дженнифер Даудной, Мартином Йинеком и Сэмом Стернбергом.

146

Интервью автора с Виргиниюсом Шикшнисом.

147

Giedrius Gasiunas, Rodolphe Barrangou, Philippe Horvath, and Virginijus Šikšnys. “Cas9 – crRNA Ribonucleoprotein Complex Mediates Specific DNA Cleavage for Adaptive Immunity in Bacteria” // PNAS, 25 сентября 2012 г. (получено 21 мая 2012 г.; одобрено 1 августа; опубликовано онлайн 4 сентября).

148

Интервью автора с Родольфом Баррангу.

149

Интервью автора с Эриком Лэндером.

150

Интервью автора с Эриком Лэндером и Дженнифер Даудной.

151

Интервью автора с Родольфом Баррангу.

152

Virginijus Šikšnys et al. “RNA-Directed Cleavage by the Cas9-crRNA Complex”. International patent application WO 2013/142578 Al, дата приоритета 20 марта 2012 г., заявка подана 20 марта 2013 г., опубликовано 26 сентября 2013 г.

153

Интервью автора с Виргиниюсом Шикшнисом, Дженнифер Даудной, Сэмом Стернбергом, Эмманюэль Шарпантье и Мартином Йинеком.

154

Интервью автора с Сэмом Стернбергом, Родольфом Баррангу, Эриком Зонтхаймером, Виргиниюсом Шикшнисом, Дженнифер Даудной, Мартином Йинеком и Эмманюэль Шарпантье.

155

Перевод М. Донского.

156

Srinivasan Chandrasegaran and Dana Carroll. “Origins of Programmable Nucleases for Genome Engineering” // Journal of Molecular Biology, 27 февраля 2016 г.

157

Интервью автора с Дженнифер Даудной; Doudna and Sternberg. A Crack in Creation. P. 242.

158

Ferric C. Fang and Arturo Casadevall. “Is Competition Ruining Science?” // American Society for Microbiology, апрель 2015 г.; Melissa Anderson… Brian Martinson, et al. “The Perverse Effects of Competition on Scientists’ Work and Relationships” // Science Engineering Ethics, декабрь 2007 г.; Matt Ridley, “Two Cheers for Scientific Backbiting” // Wall Street Journal, 29 июля 2012 г.

159

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье.

160

Интервью автора с Фэном Чжаном. При подготовке этого раздела также использованы следующие материалы: Eric Topol. Podcast interview with Feng Zhang // Medscape, 31 марта 2017 г.; Michael Specter. “The Gene Hackers” // New Yorker, 8 ноября 2015 г.; Sharon Begley. “Meet One of the World’s Most Groundbreaking Scientists” // Stat, 6 ноября 2015 г.

161

Galen Johnson. “Gifted and Talented Education Grades K — 12 Program Evaluation” // Des Moines Public Schools, сентябрь 1996 г.

162

Edward Boyden, Feng Zhang, Ernst Bamberg, Georg Nagel, and Karl Deisseroth. “Millisecond-Timescale, Genetically Targeted Optical Control of Neural Activity” // Nature Neuroscience, 14 августа 2005 г.; Alexander Aravanis, Li-Ping Wang, Feng Zhang… and Karl Deisseroth. “An Optical Neural Interface: In vivo Control of Rodent Motor Cortex with Integrated Fiberoptic and Optogenetic Technology” // Journal of Neural Engineering, сентябрь 2007 г.

163

Feng Zhang, Le Cong, Simona Lodato, Sriram Kosuri, George M. Church, and Paola Arlotta. “Efficient Construction of Sequence-Specific TAL Effectors for Modulating Mammalian Transcription” // Nature Biotechnology, 19 января 2011 г.

164

Этот раздел основан на интервью и встречах автора с Джорджем Черчем. При подготовке также использовались следующие работы: Ben Mezrich, Woolly (Atria, 2017); Anna Azvolinsky. “Curious George” // The Scientist, 1 октября 2016 г.; Sharon Begley. “George Church Has a Wild Idea to Upend Evolution” // Stat, 16 мая 2016 г.; Prashant Nair. “George Church” // PNAS, 24 июля 2012 г.; Jeneen Interlandi. “The Church of George Church” // Popular Science, 27 мая 2015 г.

165

Mezrich, Woolly, 43.

166

George Church Oral History. National Human Genome Research Institute, 26 июля 2017 г.

167

Nicholas Wade. “Regenerating a Mammoth for $ 10 Million” // New York Times, 19 ноября 2008 г.; Nicholas Wade. “The Wooly Mammoth’s Last Stand” // New York Times, 2 марта 2017 г.; Mezrich, Woolly.

168

Интервью автора с Джорджем Черчем и Дженнифер Даудной.

169

Josiane Garneau… Rodolphe Barrangou… Philippe Horvath, Alfonso H. Magadán, and Sylvain Moineau. “The CRISPR-Cas Bacterial Immune System Cleaves Bacteriophage and Plasmid DNA” // Nature, 3 ноября 2010 г.

170

Davies. Editing Humanity. P. 80; интервью автора с Лэ Цуном.

171

Интервью автора с Эриком Лэндером и Фэном Чжаном; Begley. “George Church Has a Wild Idea…”; Michael Specter. “The Gene Hackers” // New Yorker, 8 ноября 2015 г.; Davies. Editing Humanity. P. 82.

172

Feng Zhang. “Confidential Memorandum of Invention”. 13 февраля 2013 г.

173

David Altshuler, Chad Cowan, Feng Zhang, et al. Grant application 1R01DK097758–01, “Isogenic Human Pluripotent Stem Cell-Based Models of Human Disease Mutations” // National Institutes of Health, 12 января 2012 г.

174

Broad Opposition 3; UC reply 3.

175

Интервью автора с Лучано Марраффини и Эриком Зонтхаймером; Marraffini and Sontheimer. “CRISPR Interference Limits Horizontal Gene Transfer in Staphylococci by Targeting DNA”; Sontheimer and Marraffini. “Target DNA Interference with crRNA” // U. S. Provisional Patent Application; Kevin Davies. “Interview with Luciano Marraffini” // CRISPR Journal, февраль 2020 г.

176

Интервью автора с Лучано Марраффини и Фэном Чжаном; электронное письмо от Чжана Марраффини от 02.01.2012 (передано мне Марраффини).

177

Электронное письмо от Марраффини Чжану от 11.01.2012.

178

Eric Lander. “The Heroes of CRISPR” // Cell, 14 января 2016 г.

179

Интервью автора с Фэном Чжаном.

180

Feng Zhang. “Declaration in Connection with U. S. Patent Application Serial 14/0054 414” // USPTO, 30 января 2014 г.

181

Shuailiang Lin. “Summary of CRISPR Work during Oct. 2011 – June 2012”. Exhibit 14 to Neville Sanjana Declaration, 23 июля 2015 г., UC et al. Reply 3, exhibit 1614, in Broad v. UC, Patent Interference 106 048.

182

Электронное письмо от Шуайляна Линя Дженнифер Даудне от 28.02.2015.

183

Antonio Regalado. “In CRISPR Fight, Co-Inventor Says Broad Institute Misled Patent Office” // MIT Technology Review, 17 августа 2016 г.

184

Интервью автора с Даной Кэрроллом; Dana Carroll. “Declaration in Support of Suggestion of Interference”. University of California Exhibit 1476, Interference No. 106 048, 10 апреля 2015 г.

185

Carroll. “Declaration”; Berkeley et al. “List of Intended Motions”. Patent Interference No. 106 115, USPTO, 30 июля 2019 г.

186

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Фэном Чжаном; Broad et al. “Contingent Responsive Motion 6” and “Constructive Reduction to Practice by Embodiment 17”. USPTO, Patent Interference 106 048, 22 июня 2016 г.

187

Интервью автора с Фэном Чжаном и Лучано Марраффини. См. также: Davies. “Interview with Luciano Marraffini”.

188

Интервью автора с Мартином Йинеком и Дженнифер Даудной.

189

Melissa Pandika. “Jennifer Doudna, CRISPR Code Killer” // Ozy, 7 января 2014 г.

190

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Мартином Йинеком.

191

Интервью автора с Фэном Чжаном; Fei Ann Ran. “CRISPR-Cas9”. NABC Report 26, ed. Alan Eaglesham and Ralph Hardy, 8 октября 2014 г.

192

Le Cong, Fei Ann Ran, David Cox, Shuailiang Lin… Luciano Marraffini, and Feng Zhang. “Multiplex Genome Engineering Using CRISPR-Cas Systems” // Science, 15 февраля 2013 г. (получено 5 октября 2012 г.; принято 12 декабря; опубликовано онлайн 3 января 2013 г.).

193

Интервью автора с Джорджем Черчем, Эриком Лэндером и Фэном Чжаном.

194

Интервью автора с Лэ Цуном, проведенное по электронной почте.

195

Интервью автора с Джорджем Черчем.

196

Prashant Mali… George Church, et al. “RNA-Guided Human Genome Engineering via Cas9” // Science, 15 февраля 2013 г. (получено 26 октября 2012 г.; принято 12 декабря 2012 г.; опубликовано онлайн 3 января 2013 г.).

197

Pandika. “Jennifer Doudna, CRISPR Code Killer”.

198

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Мартином Йинеком.

199

Michael M. Cox, Jennifer Doudna, and Michael O’Donnell. Molecular Biology: Principles and Practice (W. H. Freeman, 2011). Первое издание стоит 195 долларов.

200

Это был Детлеф Вайгель из Института биологии развития Общества Макса Планка.

201

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье и Дженнифер Даудной.

202

Письмо с решением от Детлефа Вайгеля и ответ автора, написанный Дженнифер Даудной, eLife, 29 января 2013 г.

203

Martin Jinek, Alexandra East, Aaron Cheng, Steven Lin, Enbo Ma, and Jennifer Doudna. “RNA-Programmed Genome Editing in Human Cells” // eLife, 29 января 2013 г. (получено 15 декабря 2012 г.; принято 3 января 2013 г.).

204

Электронное письмо Джинсу Кима Дженнифер Даудне от 16.07.2012; Seung Woo Cho, Sojung Kim, Jong Min Kim, and Jin-Soo Kim. “Targeted Genome Engineering in Human Cells with the Cas9 RNA-Guided Endonuclease” // Nature Biotechnology, март 2013 г. (получено 20 ноября 2012 г.; принято 14 января 2013 г.; опубликовано онлайн 29 января 2013 г.).

205

Woong Y. Hwang… Keith Joung, et al. “Efficient Genome Editing in Zebrafish Using a CRISPR-Cas System” // Nature Biotechnology, 29 января 2013 г.

206

Интервью автора с Энди Мэем, Дженнифер Даудной и Рейчел Хорвиц.

207

Интервью с Джорджем Черчем “Can Neanderthals Be Brought Back from the Dead?” // Spiegel, 18 января 2013 г.; David Wagner. “How the Viral Neanderthal-Baby Story Turned Real Science into Junk Journalism” // The Atlantic, 22 января 2013 г.

208

Интервью автора с Роджером Новаком; Hemme. “Fireside Chat with Rodger Novak”; Jon Cohen. “Birth of CRISPR Inc.” // Science, 17 февраля 2017 г.; интервью автора с Эмманюэль Шарпантье.

209

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Джорджем Черчем и Эмманюэль Шарпантье.

210

Интервью автора с Роджером Новаком и Эмманюэль Шарпантье.

211

Интервью автора с Энди Мэем.

212

Hemme. “Fireside Chat with Rodger Novak”.

213

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

214

Editas Medicine. SEC 10-K filing 2016 and 2019; John Carroll. “Biotech Pioneer in ‘Gene Editing’ Launches with $ 43M in VC Cash” // FierceBiotech, 25 ноября 2013 г.

215

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Рейчел Хорвиц, Эриком Сонтхаймером и Лучано Марраффини.

216

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Эмманюэль Шарпантье и Мартином Йинеком; Martin Jinek… Samuel Sternberg… Kaihong Zhou… Emmanuelle Charpentier, Eva Nogales, Jennifer A. Doudna, et al. “Structures of Cas9 Endonucleases Reveal RNA-Mediated Conformational Activation” // Science, 14 марта 2014 г.

217

Jennifer Doudna and Emmanuelle Charpentier. “The New Frontier of Genome Engineering with CRISPR-Cas9” // Science, 28 ноября 2014 г.

218

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Эмманюэль Шарпантье.

219

Hemme. “Fireside Chat with Rodger Novak”; интервью автора с Роджером Новаком.

220

Интервью автора с Родольфом Баррангу.

221

Davies. Editing Humanity. Р. 96.

222

Интервью автора с Дженнифер Даудной; “CRISPR Timeline”. Broad Institute website, broadinstitute.org.

223

Интервью автора с Эриком Лэндером; церемония вручения “Премии за прорыв”. 19 марта 2015 г.

224

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Джорджем Черчем; церемония вручения премии Гайрднера. 27 октября 2016 г.

225

Интервью автора с Эриком Лэндером и Эмманюэль Шарпантье.

226

Lander. “The Heroes of CRISPR”.

227

Michael Eisen. “The Villain of CRISPR” // It Is Not Junk, 25 января 2016 г.

228

“Heroes of CRISPR”. eighty-four comments, PubPeer, https://pubpeer.com/publications/D400145518C0A557E9A79F7BB20294; Sharon Begley. “Controversial CRISPR History Set Off an Online Firestorm” // Stat, 19 января 2016 г.

229

Nathaniel Comfort. “A Whig History of CRISPR” // Genotopia, 18 января 2016 г.; @nccomfort. “I made a hashtag that became a thing! #Landergate”. Twitter, 27 января 2016 г.

230

Antonio Regalado. “A Scientist’s Contested History of CRISPR” // MIT Technology Review, 19 января 2016 г.

231

Ruth Reader. “These Women Helped Create CRISPR Gene Editing. So Why Are They Written Out of Its History?” // Mic, 22 января 2016 г.; Joanna Rothkopf. “How One Man Tried to Write Women Out of CRISPR, the Biggest Biotech Innovation in Decades” // Jezebel, 20 января 2016 г.

232

Stephen Hall. “The Embarrassing, Destructive Fight over Biotech’s Big Breakthrough” // Scientific American, 4 февраля 2016 г.

233

Tracy Vence. “‘Heroes of CRISPR’ Disputed” // The Scientist, 19 января 2016 г.

234

Интервью автора с Джеком Шостаком.

235

Eric Lander, электронное письмо сотрудникам Broad Institute, 28 января 2016 г.

236

Joel Achenbach. “Eric Lander Talks CRISPR and the Infamous Nobel ‘Rule of Three’” // Washington Post, 21 апреля 2016 г.

237

Diamond v. Chakrabarty. 447 U. S. 303, U. S. Supreme Court, 1980; Douglas Robinson and Nina Medlock. “Diamond v. Chakrabarty: A Retrospective on 25 Years of Biotech Patents” // Intellectual Property & Technology Law Journal, октябрь 2005 г.

238

Michael Eisen. “Patents Are Destroying the Soul of Academic Science”. it is NOT junk (blog), 20 февраля 2017 г. См. также: Alfred Engelberg. “Taxpayers Are Entitled to Reasonable Prices on Federally Funded Drug Discoveries” // Modern Healthcare, 18 июля 2018 г.

239

Интервью автора с Эльдорой Эллисон.

240

Martin Jinek, Jennifer Doudna, Emmanuelle Charpentier, and Krzysztof Chylinski. U. S. Patent Application 61/ 652 086, “Methods and Compositions, for RNA-Directed Site-Specific DNA Modification”. Заявка подана 25 мая 2012 г.; Jacob Sherkow. “Patent Protection for CRISPR” // Journal of Law and the Biosciences, 7 декабря 2017 г.

241

“CRISPR-Cas Systems and Methods for Altering Expressions of Gene Products”. Предварительная заявка № 61/ 736 527, поданная 12.12.2012 и приведшая к регистрации в 2014 г. патента U. S. Patent No. 8 697 359. В этой заявке, впоследствии скорректированной, в качестве изобретателей были в том числе указаны Лучано Марраффини, а также Фэн Чжан, Лэ Цун и Шуайлян Линь.

242

Основную заявку на патент и связанные с ней документы Чжана и Института Брода можно найти в архиве Ведомства по патентам и товарным знакам США: U. S. Provisional Patent Application No. 61/736 527. Документы Даудны, Шарпантье и Беркли: U. S. Provisional Patent Application No. 61/ 652 086. Вопросы патентования хорошо освещены в работах Джейкоба Шеркова из Нью-Йоркской юридической школы, включая “Law, History and Lessons in the CRISPR Patent Conflict” // Nature Biotechnology, март 2015 г.; “Patents in the Time of CRISPR” // Biochemist, июнь 2016 г.; “Inventive Steps: The CRISPR Patent Dispute and Scientific Progress”. EMBO Reports, 23 мая 2017 г.; “Patent Protection for CRISPR”.

243

Интервью автора с Джорджем Черчем, Дженнифер Даудной, Эриком Лэндером и Фэном Чжаном.

244

“CRISPR-Cas Systems and Methods for Altering Expressions of Gene Products”. Предварительная заявка № 61/ 736 527.

245

Интервью автора с Лучано Марраффини.

246

Интервью автора с Фэном Чжаном и Эриком Лэндером, “Heroes of CRISPR”.

247

Я называю заявки кратко. Говоря о заявке Даудны, я имею в виду заявки, которые она подала вместе с Шарпантье, Беркли и Венским университетом. Аналогичным образом, говоря о заявке Чжана, я имею в виду заявки, которые он подал с Институтом Брода, MIT и Гарвардом. – Прим. автора.

248

U. S. Patent No. 8 697 359.

249

Интервью автора с Энди Мэем и Дженнифер Даудной.

250

Предварительная заявка на получение патента U. S. 2012/ 61 652 086P и опубликованная заявка на получение патента U. S. 2014/ 0 068 797A1 of Doudna et al.; предварительная заявка на получение патента U. S. 2012/ 61 736 527P (12 декабря 2012 г.) и выданный патент US 8 697 359 B1 (15 апреля 2014 г.) of Zhang et al.

251

“Suggestion of Interference” and “Declaration of Dana Carroll, PhD, in Support of Suggestion of Interference”, in re Patent Application of Jennifer Doudna et al. serial no. 2013/ 842 859, U. S. Patent and Trademark Office, 10 и 13 апреля 2015 г.; Mark Summerfield. “CRISPR – Will This Be the Last Great US Patent Interference?” // Patentology, 11 июля 2015 г.; Jacob Sherkow. “The CRISPR Patent Interference Showdown Is On”. Stanford Law School blog, 29 декабря 2015 г.; Antonio Regalado. “CRISPR Patent Fight Now a Winner-Take-All Match” // MIT Technology Review, 15 апреля 2015 г.

252

Feng Zhang. “Declaration”. Дело Patent Application of Feng Zhang, Serial no. 2014/ 054 414, 30 января 2014 г., предоставлено автору в частном порядке.

253

Дело Dow Chemical Co., 837 F. 2d 469 473 (Fed. Cir. 1988).

254

Jacob Sherkow. “Inventive Steps: The CRISPR Patent Dispute and Scientific Progress” // EMBO Reports, 23 мая 2017 г.; Broad et al. contingent responsive motion 6 for benefit of Broad et al. Application 61/ 736 527. USPTO, 22 июня 2016 г.; University of California et al. Opposition motion 2. Patent Interference case 106 048, USPTO, 15 августа 2016 г. (Opposing Broad’s Allegations of No Interference-in-Fact).

255

Alessandra Potenza. “Who Owns CRISPR?” // The Verge, 6 декабря 2016 г.; Jacob Sherkow. “Biotech Trial of the Century Could Determine Who Owns CRISPR” // MIT Technology Review, 7 декабря 2016 г.; Sharon Begley. “CRISPR Court Hearing Puts University of California on the Defensive” // Stat, 6 декабря 2016 г.

256

Стенограмма устных выступлений на рассмотрении патентного спора 6 декабря 2016 г., Patent Interference Case 106 048. U. S. Patent and Trademark Office.

257

Jennifer Doudna interview. Catalyst, UC Berkeley College of Chemistry, 10 июля 2014 г.

258

Berkeley substantive motion 4. Patent Interference Case 106 048, 23 мая 2016 г. См. также: Broad substantive motions 2, 3, and 5.

259

Patent Trial Board Judgment and Decision on Motions. Patent Interference Case 106 048, 15 февраля 2017 г.

260

Judge Kimberly Moore. Decision. Patent Interference Case 106 048, United States Court of Appeals for the Federal Circuit, 10 сентября 2018 г.

261

Интервью автора с Эльдорой Эллисон.

262

Patent Interference No. 106 115. Patent Trial and Appeal Board, 24 июня 2019 г.

263

Устный комментарий. Patent Interference No. 106 115. Patent Trial and Appeal Board, 18 мая 2020 г.

264

“Methods and Compositions for RNA-Directed Target DNA Modification”. European Patent Office, patent EP2800811, выдан 7 апреля 2017 г.; Jef Akst. “UC Berkeley Receives CRISPR Patent in Europe” // The Scientist, 24 марта 2017 г.; Sherkow. “Inventive Steps”.

265

Интервью автора с Лучано Марраффини; “Engineering of Systems, Methods, and Optimized Guide Compositions for Sequence Manipulation”. European Patent Office, patent EP2771468; Kelly Servick. “Broad Institute Takes a Hit in European CRISPR Patent Struggle” // Science, 18 января 2018 г.; Rory O’Neill. “EPO Revokes Broad’s CRISPR Patent” // Life Sciences Intellectual Property Review, 16 января 2020 г.

266

Интервью автора с Энди Мэем.

267

Перевод С. Апта.

268

Rob Stein. “In a First, Doctors in U. S. Use CRISPR Tool to Treat Patient with Genetic Disorder” // Morning Edition, NPR, 29 июля 2019 г.; Rob Stein. “A Young Mississippi Woman’s Journey through a Pioneering Gene-Editing Experiment” // All Things Considered, NPR, 25 декабря 2019 г.

269

“CRISPR Therapeutics and Vertex Announce New Clinical Data” // CRISPR Therapeutics, 12 июня 2020 г.

270

Rob Stein. “A Year In, 1st Patient to Get Gene-Editing for Sickle Cell Disease Is Thriving” // Morning Edition, NPR, 23 июня 2020 г.

271

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье.

272

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

273

“Proposal for an IGI Sickle Cell Initiative”. Innovative Genomics Institute, февраль 2020 г.

274

Preetika Rana, Amy Dockser Marcus, and Wenxin Fan. “China, Unhampered by Rules, Races Ahead in Gene-Editing Trials” // Wall Street Journal, 21 января 2018 г.

275

David Cyranoski. “CRISPR Gene-Editing Tested in a Person for the First Time” // Nature, 15 ноября 2016 г.

276

Jennifer Hamilton and Jennifer Doudna. “Knocking Out Barriers to Engineered Cell Activity” // Science, 6 февраля 2020 г.; Edward Stadtmauer… Carl June, et al. “CRISPR-Engineered T Cells in Patients with Refractory Cancer” // Science, 6 февраля 2020 г.

277

“CRISPR Diagnostics in Cancer Treatments”. Mammoth Biosciences website, 11 июня 2019 г.

278

“Single Ascending Dose Study in Participants with LCA10”. ClinicalTrials.gov, 13 марта 2019 г., identifier: NCT03872479; Morgan Maeder… and Haiyan Jiang. “Development of a Gene-Editing Approach to Restore Vision Loss in Leber Congenital Amaurosis Type 10” // Nature, 21 января 2019 г.

279

Marilynn Marchione. “Doctors Try 1st CRISPR Editing in the Body for Blindness” // AP, 4 марта 2020 г.

280

Один ген на геном означает, что на один набор хромосом приходится один ген P53. Но в каждой клетке нашего тела два набора хромосом, один мы унаследовали от мамы, другой – от папы. В клетках слонов тоже два набора хромосом, но в каждом наборе по двадцать генов P53. – Прим. научного редактора.

281

Sharon Begley. “CRISPR Babies’ Lab Asked U. S. Scientist for Help to Disable Cholesterol Gene in Human Embryos” // Stat, 4 декабря 2018 г.; Anthony King. “A CRISPR Edit for Heart Disease” // Nature, 7 марта 2018 г.

282

Matthew Porteus. “A New Class of Medicines through DNA Editing” // New England Journal of Medicine, 7 марта 2019 г.; Sharon Begley. “CRISPR Trackr: Latest Advances”. Stat Plus.

283

Josiah Zayner. “DIY Human CRISPR Myostatin Knock-Out”. YouTube, 6 октября 2017 г.; Sarah Zhang. “Biohacker Regrets Injecting Himself with CRISPR on Live TV” // The Atlantic, 20 февраля 2018 г.; Stephanie Lee. “This Guy Says He’s the First Person to Attempt Editing His DNA with CRISPR” // BuzzFeed, 14 октября 2017 г.

284

Kate McLean and Mario Furloni. “Gut Hack” // New York Times op-doc, 11 апреля 2017 г.; Arielle Duhaime-Ross. “A Bitter Pill” // The Verge, 4 мая 2016 г.

285

“About us”. The Odin, https://www.the-odin.com/about-us/; интервью автора с Джосайей Зайнером.

286

Интервью автора с Джосайей Зайнером и Кевином Доксзеном.

287

Интервью автора с Джосайей Зайнером. См. также: Josiah Zayner. “CRISPR Babies Scientist He Jiankui Should Not Be Villainized” // Stat, 2 января 2020 г.

288

Heidi Ledford. “CRISPR, the Disruptor” // Nature, 3 июня 2015 г. Danilo Maddalo… and Andrea Ventura. “In vivo Engineering of Oncogenic Chromosomal Rearrangements with the CRISPR/Cas9 System” // Nature, 22 октября 2014 г.; Sidi Chen, Neville E. Sanjana… Feng Zhang, and Phillip A. Sharp. “Genome-wide CRISPR Screen in a Mouse Model of Tumor Growth and Metastasis” // Cell, 12 марта 2015 г.

289

James Clapper. “Threat Assessment of the U. S. Intelligence Community”. 9 февраля 2016 г.; Antonio Regalado. “The Search for the Kryptonite That Can Stop CRISPR” // MIT Technology Review, 2 мая 2019 г.; Robert Sanders. “Defense Department Pours $ 65 Million into Making CRISPR Safer” // Berkeley News, 19 июля 2017 г.

290

Defense Advanced Research Projects Agency. “Building the Safe Genes Toolkit”. 19 июля 2017 г.

291

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

292

Интервью автора с Джо Бонди-Деноми; Joe Bondy-Denomy, April Pawluk… Alan R. Davidson, et al. “Bacteriophage Genes That Inactivate the CRISPR/Cas Bacterial Immune System” // Nature, 17 января 2013 г.; Elie Dolgin. “Kill Switch for CRISPR Could Make Gene Editing Safer” // Nature, 15 января 2020 г.

293

Jiyung Shin… Joseph Bondy-Denomy, and Jennifer Doudna. “Disabling Cas9 by an Anti-CRISPR DNA Mimic” // Science Advances, 12 июля 2017 г.

294

Nicole D. Marino… and Joseph Bondy-Denomy. “Anti-CRISPR Protein Applications: Natural Brakes for CRISPR-Cas Technologies” // Nature Methods, 16 марта 2020 г.

295

Интервью автора с Федором Урновым; Emily Mullin. “The Defense Department Plans to Build Radiation-Proof CRISPR Soldiers” // One Zero, 27 сентября 2019 г.

296

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Гэвином Ноттом.

297

Интервью автора с Джосайей Зайнером.

298

Перевод О. Сороки, В. Бабкова.

299

Robert Sinsheimer. “The Prospect of Designed Genetic Change” // Engineering and Science, Caltech, апрель 1969 г.

300

Bentley Glass. Presidential Address to the AAAS. 28 декабря 1970 г. // Science, 8 января 1971 г.

301

John Fletcher. The Ethics of Genetic Control: Ending Reproductive Roulette. Doubleday, 1974, p. 158.

302

Paul Ramsey. Fabricated Man. Yale, 1970, p. 138.

303

Ted Howard and Jeremy Rifkin. Who Should Play God? Delacorte, 1977, p. 14; Dick Thompson. “The Most Hated Man in Science” // Time, 4 декабря 1989 г.

304

Shane Crotty. Ahead of the Curve. University of California, 2003, p. 93; Mukherjee. The Gene. p. 225.

305

Paul Berg et al. “Potential Biohazards of Recombinant DNA Molecules” // Science, 26 июля 1974 г.

306

Интервью автора с Дэвидом Балтимором; Michael Rogers. “The Pandora’s Box Conference” // Rolling Stone, 19 июня 1975 г.; Michael Rogers. Biohazard. Random House, 1977; Crotty. Ahead of the Curve. P. 104–108; Mukherjee. The Gene. p. 226–230; Donald S. Fredrickson. “Asilomar and Recombinant DNA: The End of the Beginning” // Biomedical Politics. National Academies Press, 1991; Richard Hindmarsh and Herbert Gottweis. “Recombinant Regulation: The Asilomar Legacy 30 Years On” // Science as Culture, Fall 2005; Daniel Gregorowius, Nikola Biller-Andorno, and Anna Deplazes-Zemp. “The Role of Scientific Self-Regulation for the Control of Genome Editing in the Human Germline” // EMBO Reports, 20 февраля 2017 г.; Jim Kozubek. Modern Prometheus. Cambridge, 2016, p. 124.

307

Интервью автора с Джеймсом Уотсоном и Дэвидом Балтимором.

308

Paul Berg et al. “Summary Statement of the Asilomar Conference on Recombinant DNA Molecules” // PNAS, июнь 1975 г.

309

Paul Berg. “Asilomar and Recombinant DNA” // The Scientist, 18 марта 2002 г.

310

Hindmarsh and Gottweis. “Recombinant Regulation”. P. 301.

311

Claire Randall, Rabbi Bernard Mandelbaum, and Bishop Thomas Kelly. “Message from Three General Secretaries to President Jimmy Carter”. 20 июня 1980 г.

312

Morris Abram et al. Splicing Life. President’s Commission for the Study of Ethical Problems in Medicine and Biomedical and Behavioral Research, 16 ноября 1982 г.

313

Alan Handyside et al. “Birth of a Normal Girl after in vitro Fertilization and Preimplantation Diagnostic Testing for Cystic Fibrosis” // New England Journal of Medicine, сентябрь 1992 г.

314

Я использую слово “эмбрион” в широком смысле. Одноклеточный организм, который образуется из оплодотворенной яйцеклетки, называется зиготой. В результате деления зигота становится скоплением клеток, которое может прикрепиться к стенке матки; такое скопление называется бластоцистой. Примерно четыре недели спустя, после формирования амниотического мешка, она становится эмбрионом. Через одиннадцать недель после зачатия эмбрион обычно начинают называть плодом. – Прим. автора.

315

Roger Ebert. Gattaca review. 24 октября 1997 г., rogerebert.com.

316

Gregory Stock and John Campbell. Engineering the Human Germline. Oxford, 2000, p. 73–95; интервью автора с Джеймсом Уотсоном; Gina Kolata. “Scientists Brace for Changes in Path of Human Evolution” // New York Times, 21 марта 1998 г.

317

Steve Connor. “Nobel Scientist Happy to ‘Play God’ with DNA” // The Independent, 17 мая 2000 г.

318

Lee Silver. Remaking Eden. Avon, 1997, p. 4.

319

Lee Silver. “Reprogenetics: Third Millennium Speculation” // EMBO Reports, 15 ноября 2000 г.

320

Gregory Stock. Redesigning Humans: Our Inevitable Genetic Future. Houghton Mifflin, 2002, p. 170.

321

Council of Europe. “Oviedo Convention and Its Protocols”. 4 апреля 1997 г.

322

Sheryl Gay Stolberg. “The Biotech Death of Jesse Gelsinger” // New York Times, 28 ноября 1999 г.

323

Meir Rinde. “The Death of Jesse Gelsinger” // Science History Institute, 4 июня 2019 г.

324

Harvey Flaumenhaft. “The Career of Leon Kass” // Journal of Contemporary Health Law & Policy, 2004; “Leon Kass”. Conversations with Bill Kristol, декабрь 2015 г., https://conversationswithbillkristol.org/video/leon-kass/.

325

Leon Kass. “What Price the Perfect Baby?” // Science, 9 июля 1971 г.; Leon Kass. “Review of Fabricated Man by Paul Ramsey” // Theology Today, 1 апреля 1971 г.; Leon Kass. “Making Babies: the New Biology and the Old Morality” // Public Interest, Winter 1972.

326

Michael Sandel. “The Case against Perfection” // The Atlantic, апрель 2004 г.; Michael Sandel. The Case Against Perfection. Harvard, 2007.

327

Francis Fukuyama. Our Posthuman Future. Farrar, Straus and Giroux, 2000, p. 10.

328

Leon Kass et al. Beyond Therapy: Biotechnology and the Pursuit of Happiness. Report of the President’s Council on Bioethics, октябрь 2003 г.

329

Doudna and Sternberg. A Crack in Creation. P. 198; Michael Specter. “Humans 2.0” // New Yorker, 16 ноября 2015 г.; интервью автора с Дженнифер Даудной.

330

Интервью автора с Сэмом Стернбергом и Лорен Бухман.

331

Интервью автора с Джорджем Черчем и Лорен Бухман.

332

Doudna and Sternberg. A Crack in Creation. Р. 199–220; интервью автора с Дженнифер Даудной и Сэмом Стернбергом.

333

Интервью автора с Дэвидом Балтимором, Дженнифер Даудной, Сэмом Стернбергом и Даной Кэрроллом.

334

David Baltimore, et al. “A Prudent Path Forward for Genomic Engineering and Germline Gene Modification” // Science, 3 апреля 2015 г. (опубликовано онлайн 19 марта).

335

Nicholas Wade. “Scientists Seek Ban on Method of Editing the Human Genome” // New York Times, 19 марта 2015 г.

336

См., например: Edward Lanphier, Fyodor Urnov, et al. “Don’t Edit the Human Germ Line” // Nature, 12 марта 2015 г.

337

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Сэмом Стернбергом; Doudna and Sternberg. A Crack in Creation, p. 214ff.

338

Puping Liang… Junjiu Huang, et al. “CRISPR-Cas9-Mediated Gene Editing in Human Tripronuclear Zygotes” // Protein & Cell, май 2015 г. (опубликовано онлайн 18 апреля).

339

Rob Stein. “Critics Lash Out at Chinese Scientists Who Edited DNA in Human Embryos” // Morning Edition, NPR, 23 апреля 2015 г.

340

Интервью автора с Тин У, Джорджем Черчем и Дженнифер Даудной; Johnny Kung. “Increasing Policymaker’s Interest in Genetics”. pgEd briefing paper, 1 декабря 2015 г.

341

Jennifer Doudna. “Embryo Editing Needs Scrutiny” // Nature, 3 декабря 2015 г.

342

George Church. “Encourage the Innovators” // Nature, 3 декабря 2015 г.

343

Steven Pinker. “A Moral Imperative for Bioethics” // Boston Globe, 1 августа 2015 г.; Paul Knoepfler. Steven Pinker interview // The Niche, 10 августа 2015 г.

344

Интервью автора с Дженнифер Даудной, Дэвидом Балтимором и Джорджем Черчем; International Summit on Human Gene Editing, 1–3 декабря 2015 г. (National Academies Press, 2015); Jef Akst. “Let’s Talk Human Engineering” // The Scientist, 3 декабря 2015 г.

345

R. Alto Charo, Richard Hynes, et al. “Human Genome Editing: Scientific, Medical, and Ethical Considerations”. Report of the National Academies of Sciences, Engineering, Medicine, 2017.

346

Françoise Baylis. Altered Inheritance: CRISPR and the Ethics of Human Genome Editing (Harvard, 2019); Jocelyn Kaiser. “U. S. Panel Gives Yellow Light to Human Embryo Editing” // Science, 14 февраля 2017 г.; Kelsey Montgomery. “Behind the Scenes of the National Academy of Sciences’ Report on Human Genome Editing” // Medical Press, 27 февраля 2017 г.

347

“Genome Editing and Human Reproduction”. Nuffield Council on Bioethics, июль 2018 г.; Ian Sample. “Genetically Modified Babies Given Go Ahead by UK Ethics Body” // Guardian, 17 июля 2018 г.; Clive Cookson. “Human Gene Editing Morally Permissible, Says Ethics Study” // Financial Times, 17 июля 2018 г.; Donna Dickenson and Marcy Darnovsky. “Did a Permissive Scientific Culture Encourage the ‘CRISPR Babies’ Experiment?” // Nature Biotechnology, 15 марта 2019 г.

348

Consolidated Appropriations Act of 2016. Public Law 114–113, Section 749, 18 декабря 2015 г.; Francis Collins. “Statement on NIH Funding of Research Using Gene-Editing Technologies in Human Embryos”. 28 апреля 2015 г.; John Holdren. “A Note on Genome Editing”. 26 мая 2015 г.

349

“Putin said scientists could create Universal Soldier-style supermen”. YouTube, 24 октября 2017 г., youtube.com/watch?v=9v3TNGmbArs; “Russia’s Parliament Seeks to Create Gene-Edited Babies”. EU Observer, 3 сентября 2019 г.; Christina Daumann. “‘New Type of Society’” // Asgardia, 4 сентября 2019 г.

350

Achim Rosemann, Li Jiang, and Xinqing Zhang. “The Regulatory and Legal Situation of Human Embryo, Gamete and Germ Line Gene Editing Research and Clinical Applications in the People’s Republic of China”. Nuffield Council on Bioethics, май 2017 г.; Jing-ru Li, et. al. “Experiments That Led to the First Gene-Edited Babies” // Journal of Zhejiang University Science B, январь 2019 г.

351

При подготовке этого раздела использованы следующие материалы: Xi Xin and Xu Yue. “The Life Track of He Jiankui” // Jiemian News, 27 ноября 2018 г.; Jon Cohen. “The Untold Story of the ‘Circle of Trust’ behind the World’s First Gene-Edited Babies” // Science, 1 августа 2019 г.; Sharon Begley and Andrew Joseph. “The CRISPR Shocker” // Stat, 17 декабря 2018 г.; Zach Coleman. “The Businesses behind the Doctor Who Manipulated Baby DNA” // Nikkei Asian Review, 27 ноября 2018 г.; Zoe Low. “China’s Gene Editing Frankenstein” // South China Morning Post, 27 ноября 2018 г.; Yangyang Cheng. “Brave New World with Chinese Characteristics” // Bulletin of the Atomic Scientists, 13 января 2019 г.; He Jiankui. “Draft Ethical Principles”. YouTube, 25 ноября 2018 г., youtube.com/watch?v=MyNHpMoPkIg; Antonio Regalado. “Chinese Scientists Are Creating CRISPR Babies” // MIT Technology Review, 25 ноября 2018 г.; Marilynn Marchione. “Chinese Researcher Claims First Gene-Edited Babies” // AP, 26 ноября 2018 г.; Christina Larson. “Gene-Editing Chinese Scientist Kept Much of His Work Secret” // AP, 27 ноября 2018 г.; Davies. Editing Humanity.

352

Jiankui He and Michael W. Deem. “Heterogeneous Diversity of Spacers within CRISPR” // Physical Review Letters, 14 сентября 2010 г.

353

Mike Williams. “He’s on a Hot Streak” // Rice News, 17 ноября 2010 г.

354

Cohen. “The Untold Story”; Coleman. “The Businesses behind the Doctor”.

355

Davies. Editing Humanity. P. 209.

356

Yuan Yuan. “The Talent Magnet” // Beijing Review, 31 мая 2018 г.

357

Luyang Zhao… Jiankui He, et al. “Resequencing the Escherichia coli Genome by GenoCare Single Molecule”. bioRxiv, опубликовано онлайн 13 июля 2017 г.

358

Teng Jing Xuan. “CCTV’s Glowing 2017 Coverage of Gene-Editing Pariah He Jiankui”. Caixan Global, 30 ноября 2018 г.; Rob Schmitz. “Gene-Editing Scientist’s Actions Are a Product of Modern China” // All Things Considered, NPR, 5 февраля 2019 г.

359

“Welcome to the Jiankui He Lab”. http://sustc-genome.org.cn/people.html (сайт более не работает); Regalado. “Chinese Scientists Are Creating CRISPR Babies”.

360

He Jiankui. “CRISPR Gene Editing Meeting”. blog post (на китайском языке), 24 августа 2016 г., http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=514529&do=blog&id=998292.

361

Cohen. “The Untold Story”; Begley and Joseph. “The CRISPR Shocker”; интервью автора с Дженнифер Даудной; Jennifer Doudna and William Hurlbut. “The Challenge and Opportunity of Gene Editing”. Templeton Foundation grant 217,398.

362

Davies. Editing Humanity. p. 221; George Church. “Future, Human, Nature: Reading, Writing, Revolution”. Innovative Genomics Institute, 26 января 2017 г., innovativegenomics.org/multimedia-library/george-church-lecture/.

363

He Jiankui. “The Safety of Gene-Editing of Human Embryos to Be Resolved”. blog post (на китайском языке), 19 февраля 2017 г., blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=514529&do=blog&id=1034671.

364

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

365

He Jiankui. “Evaluating the Safety of Germline Genome Editing in Human, Monkey, and Mouse Embryos”. Cold Spring Harbor Lab Symposium, 29 июля 2017 г., youtube.com/watch?v=llxNRGMxyCc&t=3s; Regalado. “Chinese Scientists Are Creating CRISPR Babies”.

366

Medical Ethics Approval Application Form. HarMoniCare Shenzhen Women’s and Children’s Hospital, 7 марта 2017 г., theregreview.org/wp-content/uploads/2019/05/He-Jiankui-Documents-3.pdf; Cohen. “The Untold Story”; Kathy Young, Marilynn Marchione, Emily Wang, et al. “First Gene-Edited Babies Reported in China”. YouTube, 25 ноября 2018 г., https://www.youtube.com/watch?v=C9V3mqswbv0; Gerry Shih and Carolyn Johnson. “Chinese Genomics Scientist Defends His Gene-Editing Research” // Washington Post, 28 ноября 2018 г.

367

Jiankui He. “Informed Consent, Version: Female 3.0”. Март 2017 г., theregreview.org/wp-content/uploads/2019/05/He-Jiankui-Documents-3.pdf; Cohen. “The Untold Story”; Marilynn Marchione. “Chinese Researcher Claims First Gene-Edited Babies” // AP, 26 ноября 2018 г.; Larson. “Gene-Editing Chinese Scientist Kept Much of His Work Secret”.

368

Kiran Musunuru. The Crispr Generation (BookBaby, 2019).

369

Begley and Joseph. “The CRISPR Shocker”. См. также Pam Belluck. “How to Stop Rogue Gene-Editing of Human Embryos?” // New York Times, 23 января 2019 г.; Preetika Rana. “How a Chinese Scientist Broke the Rules to Create the First Gene-Edited Babies” // Wall Street Journal, 10 мая 2019 г.

370

Интервью автора с Мэтью Портеусом.

371

Cohen. “The Untold Story”; Begley and Joseph. “The CRISPR Shocker”; Marilyn Marchione and Christina Larson. “Could Anyone Have Stopped Gene-Edited Babies Experiment?” // AP, 2 декабря 2018 г.

372

Pam Belluck. “Gene-Edited Babies: What a Chinese Scientist Told an American Mentor” // New York Times, 14 апреля 2019 г.; “Statement on Fact-Finding Review related to Dr. Jiankui He” // Stanford News, 16 апреля 2019 г. Беллук первой опубликовала электронную переписку Хэ и Куэйка.

373

He Jiankui, question-and-answer session, the Second International Summit on Human Genome Editing, Hong Kong, 28 ноября 2018 г.; Cohen. “The Untold Story”; Marchione and Larson. “Could Anyone Have Stopped Gene-Edited Babies Experiment?”; Marchione. “Chinese Researcher Claims First Gene-Edited Babies”; Jane Qiu. “American Scientist Played More Active Role in ‘CRISPR Babies’ Project Than Previously Known” // Stat, 31 января 2019 г.; Todd Ackerman. “Lawyers Say Rice Professor Not Involved in Controversial Gene-Edited Babies Research” // Houston Chronicle, 13 декабря 2018 г.; закрытая веб-страница: Rice University. Faculty. https://profiles.rice.edu/faculty/michael-deem; см. поиск по имени “Майкл Дим” на сайте Университета Райса: https://search.rice.edu/?q=michael+deem&tab=Search.

374

Cohen. “The Untold Story”.

375

He Jiankui, Ryan Ferrell, Chen Yuanlin, Qin Jinzhou, and Chen Yangran. “Draft Ethical Principles for Therapeutic Assisted Reproductive Technologies” // CRISPR Journal; опубликовано 26.11.2019, но впоследствии отозвано и удалено с сайта. См. также: Henry Greeley. “CRISPR’d Babies” // Journal of Law and the Biosciences, 13 августа 2019 г.

376

Allen Buchanan. Better Than Human. Oxford, 2011. P. 40, 101.

377

He Jiankui. “Draft Ethical Principles for Therapeutic Assisted Reproductive Technologies”.

378

He Jiankui. “Designer Baby Is an Epithet” and “Why We Chose HIV and CCR5 First”. The He Lab, YouTube, 25 ноября 2018 г.

379

He Jiankui. “HIV Immune Gene CCR5 Gene Editing in Human Embryos”. Chinese Clinical Trial Registry, ChiCTR1800019378, 8 ноября 2018 г.

380

Jinzhou Qin… Michael W. Deem, Jiankui He, et al. “Birth of Twins after Genome Editing for HIV Resistance”, отправлено в Nature в ноябре 2019 г. (не опубликовано; я получил копию от американского ученого, которому статью прислал Хэ Цзянькуй); Qiu. “American Scientist Played More Active Role in ‘CRISPR Babies’ Project Than Previously Known”.

381

Greely. “CRISPR’d Babies”; Musunuru. The Crispr Generation; интервью автора с Даной Кэрроллом.

382

Regalado. “Chinese Scientists Are Creating CRISPR Babies”.

383

Marchione. “Chinese Researcher Claims First Gene-Edited Babies”; Larson. “Gene-Editing Chinese Scientist Kept Much of His Work Secret”.

384

He Jiankui. “About Lulu and Nana”. YouTube, 25 ноября 2018 г.

385

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

386

Интервью автора с Дэвидом Балтимором.

387

Cohen. “The Untold Story”.

388

Интервью автора с Виктором Дзау, Дэвидом Балтимором и Дженнифер Даудной.

389

Интервью автора с Дуаньцином Пэем.

390

Интервью автора с Дженнифер Даудной; Robin Lovell-Badge. “CRISPR Babies” // Development, 6 февраля 2019 г.

391

Сохраненная в кэше статья в китайской газете People’s Daily, 26 ноября 2018 г., ithome.com/html/discovery/396899.htm.

392

Интервью автора с Дуаньцином Пэем и Дженнифер Даудной.

393

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Виктором Дзау.

394

Second International Summit on Genome Editing, University of Hong Kong, 27–29 ноября 2018 г.

395

He Jiankui session, the Second International Summit on Human Genome Editing, Hong Kong, 28 ноября 2018 г.

396

Davies. Editing Humanity. P. 235.

397

Интервью автора с Дэвидом Балтимором.

398

Интервью автора с Мэтью Портеусом.

399

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

400

Интервью автора с Дуаньцином Пэем.

401

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Дэвидом Балтимором.

402

Интервью автора с Мэтью Портеусом и Дэвидом Балтимором.

403

Mary Louise Kelly. “Harvard Medical School Dean Weighs In on Ethics of Gene Editing” // All Things Considered, NPR, 29 ноября 2018 г. См. также: Baylis. Altered Inheritance. P. 140; George Daley, Robin Lovell-Badge, and Julie Steffann. “After the Storm – A Responsible Path for Genome Editing” and R. Alta Charo, “Rogues and Regulation of Germline Editing” // New England Journal of Medicine, 7 марта 2019 г.; David Cyranoski and Heidi Ledford. “How the Genome-Edited Babies Revelation Will Affect Research” // Nature, 27 ноября 2018 г.

404

David Baltimore, et al. “Statement by the Organizing Committee of the Second International Summit on Human Genome Editing”. 29 ноября 2018 г.

405

Интервью автора с Джосайей Зайнером.

406

Перевод Д. Горяниной.

407

Zayner. “CRISPR Babies Scientist He Jiankui Should Not Be Villainized”.

408

Интервью автора с Джосайей Зайнером.

409

Интервью автора с Дженнифер Даудной и ужин с ней и Эндрю Даудной Кейтом.

410

Интервью автора с Дженнифер Даудной и Биллом Кэссиди.

411

Интервью автора с Маргарет Хэмбург и Виктором Дзау; Walter Isaacson. “Should the Rich Be Allowed to Buy the Best Genes?” // Air Mail, 27 июля 2019 г.

412

Belluck. “How to Stop Rogue Gene-Editing of Human Embryos?”.

413

Eric S. Lander, et. al. “Adopt a Moratorium on Heritable Genome Editing” // Nature, 13 марта 2019 г.

414

Ian Sample. “Scientists Call for Global Moratorium on Gene Editing of Embryos” // Guardian, 13 марта 2019 г.; Joel Achenbach. “NIH and Top Scientists Call for Moratorium on Gene-Edited Babies” // Washington Post, 13 марта 2019 г.; Jon Cohen. “New Call to Ban Gene-Edited Babies Divides Biologists” // Science, 13 марта 2019 г.; Francis Collins. “NIH Supports International Moratorium on Clinical Application of Germline Editing” // National Institutes of Health statement, 13 марта 2019 г.

415

Интервью автора с Маргарет Хэмбург. См. также: Sara Reardon. “World Health Organization Panel Weighs In on CRISPR-Babies Debate” // Nature, 19 марта 2019 г.

416

Интервью автора с Дженнифер Даудной. Конструктивную критику аргумента Даудны см. в книге: Baylis, Altered Inheritance. Р. 163–166.

417

Kay Davies, Richard Lifton, et al. “Heritable Human Genome Editing”. International Commission on the Clinical Use of Human Germline Genome Editing, 3 сентября 2020 г.

418

“He Jiankui Jailed for Illegal Human Embryo Gene-Editing” // Xinhua news agency, 30 декабря 2019 г.

419

Philip Wen and Amy Dockser Marcus. “Chinese Scientist Who Gene-Edited Babies Is Sent to Prison” // Wall Street Journal, 30 декабря 2019 г.

420

Эта глава опирается на множество сочинений об этике генной инженерии, включая работы Франсуазы Бейлис, Майкла Сэндела, Леона Касса, Фрэнсиса Фукуямы, Натаниэля Комфорта, Джейсона Скотта Роберта, Эрика Коэна, Билла Маккиббена, Марси Дарновски, Эрика Пэренса, Джозефины Джонстон, Розмари Гарленд-Томсон, Роберта Спэрроу, Рональда Дворкина, Юргена Хабермаса, Майкла Хаускеллера, Джонатана Кловера, Грегори Стока, Джона Харриса, Максвелла Мелмана, Гая Кахане, Джейми Метцля, Аллена Бьюкенена, Джулиана Савулеску, Ли Сильвера, Ника Бустрёма, Джона Харриса, Рональда Грина, Николаса Агара, Артура Каплана и Хэнка Грили. Я также использовал работы Центра Гастингса, Центра генетики и общества, оксфордского Центра практической этики Уэхиро и Нуффилдского совета по биоэтике.

421

Sandel. The Case against Perfection; Robert Sparrow. “Genetically Engineering Humans” // Pharmaceutical Journal, 24 сентября 2015 г.; Jamie Metzl. Hacking Darwin (Sourcebooks, 2019); Julian Savulescu, Ruud ter Meulen, and Guy Kahane. Enhancing Human Capacities (Wiley, 2011).

422

Gert de Graaf, Frank Buckley, and Brian Skotko. “Estimates of the Live Births, Natural Losses, and Elective Terminations with Down Syndrome in the United States” // American Journal of Medical Genetics, апрель 2015 г.

423

Steve Boggan, Glenda Cooper, and Charles Arthur. “Nobel Winner Backs Abortion ‘for Any Reason’” // The Independent, 17 февраля 1997 г.

424

Matt Ridley. Genome (Harper Collins, 2000), chapter 4: великолепное описание болезни Гентингтона и работы Нэнси Векслер по его исследованию.

425

Baylis. Altered Inheritance. Р. 30; Tina Rulli. “The Ethics of Procreation and Adoption” // Philosophy Compass, 6 июня 2012 г.

426

Adam Bolt, director, and Elliot Kirschner, executive producer. Human Nature. Documentary, The Wonder Collaborative, 2019.

427

Я задавал вопросы Дэвиду Санчесу и получал от него ответы через продюсера фильма “Природа человека” Мередит Десалазар.

428

Rosemarie Garland-Thomson. “Welcoming the Unexpected”. In Erik Parens and Josephine Johnston. Human Flourishing in an Age of Gene Editing (Oxford, 2019); Rosemarie Garland-Thomson. “Human Biodiversity Conservation” // American Journal of Bioethics, январь 2015 г. См. также Ethan Weiss. “Should ‘Broken’ Genes Be Fixed?” // Stat, 21 февраля 2020 г.

429

Jory Fleming. How to Be Human (Simon & Schuster, 2021).

430

Liza Mundy. “A World of Their Own” // Washington Post, 31 марта 2002 г.; Sandel. The Case against Perfection; Marion Andrea Schmidt. Eradicating Deafness? (Manchester University Press, 2020).

431

Craig Pickering and John Kiely. “ACTN#: More Than Just a Gene for Speed” // Frontiers in Physiology, 18 декабря 2017 г.; David Epstein. The Sports Gene (Current, 2013); Haran Sivapalan. “Genetics of Marathon Runners” // Fitness Genes, 26 сентября 2018 г.

432

Закон “Об американцах-инвалидах” определяет инвалидность как “физическую или психическую патологию, которая существенно ограничивает один или более из важных аспектов жизнедеятельности человека”.

433

Fred Hirsch. Social Limits to Growth (Routledge, 1977); Glenn Cohen. “What (If Anything) Is Wrong with Human Enhancement? What (If Anything) Is Right with It?” // Tulsa Law Review, 21 апреля 2014 г.

434

Nancy Andreasen. “The Relationship between Creativity and Mood Disorders” // Dialogues in Clinical Psychology, июнь 2018 г.; Neel Burton. “Hide and Seek: Bipolar Disorder and Creativity” // Psychology Today, 19 марта 2012 г.; Nathaniel Comfort. “Better Babies” // Aeon, 17 ноября 2015 г.

435

Robert Nozick. Anarchy, State, and Utopia (Basic Books, 1974).

436

См. Erik Parens and Josephine Johnston, eds. Human Flourishing in an Age of Gene Editing (Oxford, 2019).

437

Jinping Liu… Yan Wu, et al. “The Role of NMDA Receptors in Alzheimer’s Disease” // Frontiers in Neuroscience, 8 февраля 2019 г.

438

National Academy of Sciences. “How Does Human Gene Editing Work?” 2019, https://thesciencebehindit.org/how-does-human-gene-editing-work/, страница удалена; Marilynn Marchione. “Group Pulls Video That Stirred Talk of Designer Babies” // AP, 2 октября 2019 г.

439

Twitter thread, @FrancoiseBaylis, @pknoepfler, @UrnovFyodor, @theNASAcademies, and others, 1 октября 2019 г.

440

John Rawls. A Theory of Justice (Harvard, 1971). Р. 266, 92.

441

Nozick. Anarchy, State and Utopia. p. 315n.

442

Перевод Б. Пинскера.

443

Colin Gavaghan. Defending the Genetic Supermarket (Routledge-Cavendish, 2007); Peter Singer. “Shopping at the Genetic Supermarket” // John Rasko, ed. The Ethics of Inheritable Genetic Modification (Cambridge, 2006); Chris Gyngell and Thomas Douglas. “Stocking the Genetic Supermarket” // Bioethics, май 2015 г.

444

Fukuyama. Our Posthuman Future, chapter 1; George Orwell. 1984 (Harcourt, 1949); Aldous Huxley. Brave New World (Harper, 1932).

445

Aldous Huxley. Brave New World Revisited (Harper, 1958). Р. 120.

446

Перевод Е. Д. Сыромятниковой, И. В. Головачевой.

447

Aldous Huxley. Island (Harper, 1962), p. 232; Derek So. “The Use and Misuse of Brave New World in the CRISPR Debate” // CRISPR Journal, октябрь 2019 г.

448

Перевод С. Шик.

449

Nathaniel Comfort. “Can We Cure Genetic Diseases without Slipping into Eugenics?” // The Nation, 3 августа 2015 г.; Nathaniel Comfort. The Science of Human Perfection (Yale, 2012); Mark Frankel. “Inheritable Genetic Modification and a Brave New World” // Hastings Center Report, 6 марта 2012 г.; Arthur Caplan. “What Should the Rules Be?” // Time, 14 января 2001 г.; Françoise Baylis and Jason Scott Robert. “The Inevitability of Genetic Enhancement Technologies” // Bioethics, февраль 2004 г.; Daniel Kevles. “If You Could Design Your Baby’s Genes, Would You?” // Politico, 9 декабря 2015 г.; Lee M. Silver. “How Reprogenetics Will Transform the American Family” // Hofstra Law Review. Fall 1999; Jürgen Habermas. The Future of Human Nature (Polity, 2003).

450

Интервью автора с Джорджем Черчем и подобная цитата в статье: Rachel Cocker. “We Should Not Fear ‘Editing’ Embryos to Enhance Human Intelligence” // The Telegraph, 16 марта 2019 г.; Lee Silver. Remaking Eden (Morrow, 1997); John Harris. Enhancing Evolution (Princeton, 2011); Ronald Green. Babies by Design (Yale, 2008).

451

Julian Savulescu. “Procreative Beneficence: Why We Should Select the Best Children” // Bioethics, ноябрь 2001 г.

452

Antonio Regalado. “The World’s First Gattaca Baby Tests Are Finally Here” // MIT Technology Review, 8 ноября 2019 г.; Genomic Prediction company website, “Frequently Asked Questions”, проверено 6 июля 2020 г.; Hannah Devlin. “IVF Couples Could Be Able to Choose the ‘Smartest’ Embryo” // Guardian, 24 мая 2019 г.; Nathan Treff… and Laurent Tellier. “Preimplantation Genetic Testing for Polygenic Disease Relative Risk Reduction” // Genes, 12 июня 2020 г.; Louis Lello… and Stephen Hsu. “Genomic Prediction of 16 Complex Disease Risks” // Nature, 25 октября 2019 г. В ноябре 2019 года в Nature опубликовали поправку, сообщающую о конфликте интересов, в которой было сказано, что некоторые авторы не упомянули о своих связях с компанией Genomic Prediction.

453

В дополнение к материалам, перечисленным выше, см. работы: Laura Hercher. “Designer Babies Aren’t Futuristic. They’re Already Here” // MIT Technology Review, 22 октября 2018 г.; Ilya Somin. “In Defense of Designer Babies” // Reason, 11 ноября 2018 г.

454

Francis Fukuyama. “Gene Regime” // Foreign Policy, март 2002 г.

455

Francis Collins in Patrick Skerrett. “Experts Debate: Are We Playing with Fire When We Edit Human Genes?” // Stat, 17 ноября 2016 г.

456

Russell Powell and Allen Buchanan. “Breaking Evolution’s Chains” // Journal of Medical Philosophy, февраль 2011 г.; Allen Buchanan. Better Than Human (Oxford, 2011); Charles Darwin to J. D. Hooker, 13 июля 1856 г.

457

Sandel. The Case against Perfection; Leon Kass. “Ageless Bodies, Happy Souls” // The New Atlantis, январь 2003 г.; Michael Hauskeller. “Human Enhancement and the Giftedness of Life” // Philosophical Papers, 26 февраля 2011 г.

458

Интервью автора с Дженнифер Даудной; Doudna and Sternberg. A Crack in Creation. P. 222–240; Hannah Devlin. “Jennifer Doudna: ‘I Have to Be True to Who I Am as a Scientist’” // The Observer, 2 июля 2017 г.

459

Перевод Д. Горяниной.

460

Sanne Klompe… Samuel Sternberg, et al. “Transposon-Encoded CRISPR-Cas Systems Direct RNA-Guided DNA Integration” // Nature, 11 июля 2019 г. (получено 15 марта 2019 г.; принято 4 июня; опубликовано онлайн 12 июня); Jonathan Strecker… Eugene Koonin, Feng Zhang, et al. “RNA-Guided DNA Insertion with CRISPR-Associated Transposases” // Science, 5 июля 2019 г. (получено 4 мая 2019 г.; принято 29 мая; опубликовано онлайн 6 июня).

461

Интервью автора с Сэмом Стернбергом, Мартином Йинеком, Дженнифер Даудной и Джо Бонди-Деноми.

462

Интервью автора с Фэном Чжаном.

463

Интервью автора с Гэвином Ноттом.

464

“Alt-R CRISPR-Cas9 System: Delivery of Ribonucleoprotein Complexes into HEK-293 Cells Using the Amaxa Nucleofector System”. IDTDNA.com; “CRISPR Gene-Editing Tools”. GeneCopoeia.com.

465

Интервью автора с Дженнифер Хэмилтон.

466

Интервью автора с Джеймсом Уотсоном и Дженнифер Даудной; “The CRISPR-Cas Revolution”. Cold Spring Harbor Laboratory meeting, 24–27 сентября 2015 г.

467

David Dugan, producer, DNA, documentary, Windfall Films for WNET/PBS and BBC4, 2003; Shaoni Bhattacharya. “Stupidity Should Be Cured, Says DNA Discoverer” // The New Scientist, 28 февраля 2003 г. См. также: Tom Abate. “Nobel Winner’s Theories Raise Uproar in Berkeley” // San Francisco Chronicle, 13 ноября 2000 г.

468

Michael Sandel. “The Case against Perfection” // The Atlantic, апрель 2004 г.

469

Charlotte Hunt-Grubbe. “The Elementary DNA of Dr. Watson” // Sunday Times (London), 14 октября 2007 г.; интервью автора с Джеймсом Уотсоном.

470

Интервью автора с Джеймсом Уотсоном; Roxanne Khamsi. “James Watson Retires amidst Race Controversy” // The New Scientist, 25 октября 2007 г.

471

Интервью автора с Эриком Лэндером; Sharon Begley. “As Twitter Explodes, Eric Lander Apologizes for Toasting James Watson” // Stat, 14 мая 2018 г.

472

Интервью автора с Джеймсом Уотсоном.

473

“Decoding Watson”.

474

Amy Harmon. “James Watson Had a Chance to Salvage His Reputation on Race. He Made Things Worse” // New York Times, 1 января 2019 г.

475

Harmon. “James Watson Had a Chance to Salvage His Reputation on Race”.

476

“Decoding Watson”; Harmon. “James Watson Had a Chance to Salvage His Reputation on Race”; интервью автора с Джеймсом Уотсоном.

477

James Watson. “An Appreciation of Linus Pauling” // Time magazine seventy-fifth anniversary dinner, 3 марта 1998 г.

478

Интервью автора с Джеймсом Уотсоном. Я использовал некоторые из этих цитат, а также другие фрагменты в своей статье “Should the Rich Be Allowed to Buy the Best Genes?”.

479

“Decoding Watson”.

480

Встречи автора с Джеймсом Уотсоном, Руфусом Уотсоном и Элизабет Уотсон.

481

Malcolm Ritter. “Lab Revokes Honors for Controversial DNA Scientist Watson” // AP, 11 января 2019 г.

482

Визит автора к Джеймсу Уотсону и Дженнифер Даудне. Сборник статей с конференции составила Меган Хохштрассер, которая работает в лаборатории Даудны.

483

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

484

Перевод Н. Жарковой.

485

Robert Sanders. “New DNA-Editing Technology Spawns Bold UC Initiative” // Berkeley News, 18 марта 2014 г.; “About Us”. Innovative Genomics Institute website, https://innovativegenomics.org/about-us/. Он был перезапущен в январе 2017 г. как Институт инновационной геномики.

486

Интервью автора с Дэйвом Сэвиджем; Benjamin Oakes… Jennifer Doudna, David Savage, et al. “CRISPR-Cas9 Circular Permutants as Programmable Scaffolds for Genome Modification” // Cell, 10 января 2019 г.

487

Интервью автора с Дэйвом Сэвиджем, Гэвином Ноттом и Дженнифер Даудной.

488

Да, мир полон весьма полезных и необходимых вирусов, но о них следует написать в другой книге. – Прим. автора.

489

Jonathan Corum and Carl Zimmer. “Bad News Wrapped in Protein: Inside the Coronavirus Genome” // New York Times, 3 апреля 2020 г.; GenBank, National Institutes of Health, SARS-CoV-2 Sequences, обновлено 14 апреля 2020 г.

490

Alexander Walls… David Veesler, et al. “Structure, Function, and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein” // Cell, 9 марта 2020 г.; Qihui Wang… and Jianxun Qi. “Structural and Functional Basis of SARS-CoV-2 Entry by Using Human ACE2” // Cell, 14 мая 2020 г.; Francis Collins. “Antibody Points to Possible Weak Spot on Novel Coronavirus” // NIH, 14 апреля 2020 г.; Bonnie Berkowitz, Aaron Steckelberg, and John Muyskens. “What the Structure of the Coronavirus Can Tell Us” // Washington Post, 23 марта 2020 г.

491

Интервью автора с Меган Хохштрассер, Дженнифер Даудной, Дэйвом Сэвиджем и Федором Урновым.

492

Shawn Boburg, Robert O’Harrow Jr., Neena Satija, and Amy Goldstein. “Inside the Coronavirus Testing Failure” // Washington Post, 3 апреля 2020 г.; Robert Baird. “What Went Wrong with Coronavirus Testing in the U. S.” // New Yorker, 16 марта 2020 г.; Michael Shear, Abby Goodnough, Sheila Kaplan, Sheri Fink, Katie Thomas, and Noah Weiland. “The Lost Month: How a Failure to Test Blinded the U. S. to COVID-19” // New York Times, 28 марта 2020 г.

493

Kary Mullis. “The Unusual Origin of the Polymerase Chain Reaction” // Scientific American, апрель 1990 г.

494

Boburg et al. “Inside the Coronavirus Testing Failure”; David Willman. “Contamination at CDC Lab Delayed Rollout of Coronavirus Tests” // Washington Post, 18 апреля 2020 г.

495

JoNel Aleccia. “How Intrepid Lab Sleuths Ramped Up Tests as Coronavirus Closed In” // Kaiser Health News, 16 марта 2020 г.

496

Julia Ioffe. “The Infuriating Story of How the Government Stalled Coronavirus Testing” // GQ, 16 марта 2020 г.; Boburg et al. “Inside the Coronavirus Testing Failure”. Письмо Гренингера другу – великолепная реконструкция, созданная The Washington Post.

497

Boburg et al. “Inside the Coronavirus Testing Failure”; Patrick Boyle. “Coronavirus Testing: How Academic Medical Labs Are Stepping Up to Fill a Void” // AAMC, 12 марта 2020 г.

498

Интервью автора с Эриком Лэндером; Leah Eisenstadt. “How Broad Institute Converted a Clinical Processing Lab into a Large-Scale COVID-19 Testing Facility in a Matter of Days” // Broad Communications, 27 марта 2020 г.

499

Встреча группы IGI COVID-19 Rapid Response Research, 13 марта 2020 г. Мне позволили присутствовать на встречах команды быстрого реагирования и ее рабочих групп; большая часть этих встреч проходила в зуме и сопровождалась дискуссиями в каналах Slack.

500

Интервью автора с Федором Урновым. Дмитрий Урнов стал профессором Университета Адельфи в Нью-Йорке. Он прекрасный наездник и однажды сопровождал в морском плавании трех лошадей, которых Никита Хрущев хотел подарить американскому промышленнику Сайрусу Итону. Вместе с женой Юлией Палиевской он написал книгу A Kindred Writer: Dickens in Russia. Они также изучают творчество Уильяма Фолкнера.

501

Перевод Н. Григорьевой и В. Грушецкого.

502

Интервью автора с Дженнифер Хэмилтон; Jennifer Hamilton. “Building a COVID-19 Pop-Up Testing Lab” // CRISPR Journal, июнь 2020 г.

503

Интервью автора с Энрике Линем Шиао.

504

Интервью автора с Федором Урновым, Дженнифер Даудной, Дженнифер Хэмилтон и Энрике Линем Шиао; Hope Henderson. “IGI Launches Major Automated COVID-19 Diagnostic Testing Initiative” // IGI News, 30 марта 2020 г.; Megan Molteni and Gregory Barber. “How a Crispr Lab Became a Pop-Up COVID Testing Center” // Wired, 2 апреля 2020 г.

505

Innovative Genomics Institute SARS-CoV-2 Testing Consortium, Dirk Hockemeyer, Fyodor Urnov, and Jennifer A. Doudna. “Blueprint for a Pop-up SARS-CoV-2 Testing Lab” // medRxiv, 12 апреля 2020 г.

506

Интервью автора с Федором Урновым, Дженнифер Хэмилтон и Энрике Линем Шао.

507

Интервью автора с Лукасом Харрингтоном и Дженис Чен.

508

Janice Chen… Lucas B. Harrington… Jennifer A. Doudna, et al. “CRISPR-Cas12a Target Binding Unleashes Indiscriminate Single-Stranded DNase Activity” // Science, 27 апреля 2018 г. (получено 29 ноября 2017 г.; принято 5 февраля 2018 г.; опубликовано онлайн 15 февраля); John Carroll. “CRISPR Legend Jennifer Doudna Helps Some Recent College Grads Launch a Diagnostics Up-start” // Endpoints, 26 апреля 2018 г.

509

Sergey Shmakov, Omar Abudayyeh, Kira S. Makarova… Konstantin Severinov, Feng Zhang, and Eugene V. Koonin. “Discovery and Functional Characterization of Diverse Class 2 CRISPR-Cas Systems” // Molecular Cell, 5 ноября 2015 г. (опубликовано онлайн 22 октября 2015 г.); Omar Abudayyeh, Jonathan Gootenberg… Eric Lander, Eugene Koonin, and Feng Zhang. “C2c2 Is a Single-Component Programmable RNA-Guided RNATargeting CRISPR Effector” // Science, 5 августа 2016 г. (опубликовано онлайн 2 июня 2016 г.).

510

Интервью автора с Фэном Чжаном.

511

Alexandra East-Seletsky… Jamie Cate, Robert Tjian, and Jennifer Doudna. “Two Distinct RNase Activities of CRISPR-C2c2 Enable Guide-RNA Processing and RNA Detection” // Nature, 13 октября 2016 г. CRISPR-C2c2 был переименован в CRISPER-Cas13a.

512

Jonathan Gootenberg, Omar Abudayyeh… Cameron Myhrvold… Eugene Koonin… Feng Zhang et al. “Nucleic Acid Detection with CRISPR-Cas13a /C2c2” // Science, 28 апреля 2017 г.

513

Jonathan Gootenberg, Omar Abudayyeh… Feng Zhang, et al. “Multiplexed and Portable Nucleic Acid Detection Platform with Cas13, Cas12a, and Csm6” // Science, 27 апреля 2018 г. См. также: Abudayyeh et al. “C2c2 Is a Single Component Programmable RNA-Guided RNA-Targeting CRISPR Effector”.

514

Интервью автора с Фэном Чжаном; Carey Goldberg. “CRISPR Comes to COVID” // WBUR, 10 июля 2020 г.

515

Emily Mullin. “CRISPR Could Be the Future of Disease Diagnosis” // OneZero, 25 июля 2019 г.; Emily Mullin. “CRISPR Pioneer Jennifer Doudna on the Future of Disease Detection” // OneZero, 30 июля 2019 г.; Daniel Chertow. “Next-Generation Diagnostics with CRISPR” // Science, 27 апреля 2018 г.; Ann Gronowski. “Who or What Is SHERLOCK?” // EJIFCC, ноябрь 2018 г.

516

Интервью автора с Фэном Чжаном.

517

Feng Zhang, Omar Abudayyeh, and Jonathan Gootenberg. “A Protocol for Detection of COVID-19 Using CRISPR Diagnostics”. Сайт Института Брода, опубликовано 14 февраля 2020 г.; Carl Zimmer. “With Crispr, a Possible Quick Test for the Coronavirus” // New York Times, 5 мая 2020 г.

518

Goldberg. “CRISPR Comes to COVID”; “Sherlock Biosciences and Binx Health Announce Global Partnership to Develop First CRISPR-Based Point-of-Care Test for COVID-19” // PR Newswire, 1 июля 2020 г.

519

Интервью автора с Дженис Чен и Лукасом Харрингтоном; Jim Daley. “CRISPR Gene Editing May Help Scale Up Coronavirus Testing” // Scientific American, 23 апреля 2020 г.; John Cumbers. “With Its Coronavirus Rapid Paper Test Strip, This CRISPR Startup Wants to Help Halt a Pandemic” // Forbes, 14 марта 2020 г.; Lauren Martz. “CRISPR-Based Diagnostics Are Poised to Make an Early Debut amid COVID-19 Outbreak” // Biocentury, 28 февраля 2020 г.

520

James Broughton… Charles Chiu, Janice Chen, et al. “A Protocol for Rapid Detection of the 2019 Novel Coronavirus SARS-CoV-2 Using CRISPR Diagnostics: SARS-CoV-2 DETECTR”. Сайт Mammoth Biosciences, опубликовано 15 февраля 2020 г. Полный текст статьи Mammoth с данными о пациентах и другими подробностями: James Broughton… Janice Chen, and Charles Chiu. “CRISPR-Cas12-Based Detection of SARS-CoV-2” // Nature Biotechnology, 16 апреля 2020 г. (получено 5 марта 2020 г.). См. также: Eelke Brandsma… and Emile van den Akker. “Rapid, Sensitive and Specific SARS Coronavirus-2 Detection: A Multi-center Comparison between Standard qRT-PCR and CRISPR Based DETECTR” // medRxiv, 27 июля 2020 г.

521

Julia Joung… Jonathan S. Gootenberg, Omar O. Abudayyeh, and Feng Zhang. “Point-of-Care Testing for COVID-19 Using SHERLOCK Diagnostics” // medRxiv, 5 мая 2020 г.

522

Интервью автора с Фэном Чжаном.

523

Интервью автора с Дженис Чен.

524

Ochsner Health System, проводимое компаниями Pfizer Inc. и BioNTech SE исследование II–III фазы экспериментальной вакцины BNT162b2 против SARS-CoV-2, начато в июле 2020 г.

525

Интервью автора с Дженнифер Даудной.

526

Патогеном, в просторечии микробом, называют любой микроорганизм, вызывающий болезнь или инфекцию. В число самых распространенных патогенов входят вирусы, бактерии, грибки и простейшие. – Прим. автора.

527

Simantini Dey. “Meet Sarah Gilbert” // News18, 21 июля 2020 г.; Stephanie Baker. “Covid Vaccine Front-Runner Is Months Ahead of Her Competition” // Bloomberg Business-Week, 14 июля 2020 г.; Clive Cookson. “Sarah Gilbert, the Researcher Leading the Race to a Covid-19 Vaccine” // Financial Times, 24 июля 2020 г.

528

Интервью автора с Россом Уилсоном и Алексом Мэрсоном; IGI white paper seeking funding for DNA vaccine delivery systems. Март 2020 г.; доклад Росса Уилсона на встрече команды быстрого реагирования IGI, 11 июня 2020 г.

529

“A Trial Investigating the Safety and Effects of Four BNT162 Vaccines against COVID-2019 in Healthy Adults”. ClinicalTrials.gov, май 2020 г., идентификатор: NCT04380701; “BNT162 SARS-CoV-2 Vaccine” // Precision Vaccinations, 14 августа 2020 г.; Mark J. Mulligan… Uğur Şahin, Kathrin Jansen, et. al. “Phase 1/2 Study of COVID-19 RNA Vaccine BNT162b1 in Adults” // Nature, 12 августа 2020 г.

530

Joe Miller. “The Immunologist Racing to Find a Vaccine” // Financial Times, 20 марта 2020 г.

531

Интервью автора с Филом Дормитцером; Matthew Herper. “In the Race for a COVID-19 Vaccine, Pfizer Turns to a Scientist with a History of Defying Skeptics” // Stat, 24 августа 2020 г.

532

Интервью автора с Нубаром Афеяном и Кристин Хинан.

533

Интервью и переписка автора с Джосайей Зайнером; Kristen Brown. “One Biohacker’s Improbable Bid to Make a DIY Covid-19 Vaccine” // Bloomberg Business Week, 25 июня 2020 г.; видеоролики Джосайи Зайнера, www.youtube.com/josiahzayner.

534

Jingyou Yu… and Dan H. Barouch. “DNA Vaccine Protection against SARS-CoV-2 in Rhesus Macaques” // Science, 20 мая 2020 г.

535

Видоизмененная строка из “Сна в летнюю ночь” У. Шекспира, перевод М. Лозинского.

536

Интервью автора с Джосайей Зайнером; Kristen Brown. “Home-Made Vaccine Appeared to Work, but Questions Remain” // Bloomberg BusinessWeek, 10 октября 2020 г.

537

Ochsner Health System, клиническое исследование созданной компаниями Pfizer и BioNTech вакцины BNT162b2 под руководством Хулии Гарсия-Диас, директора по клиническим исследованиям инфекционных болезней, и Леонардо Сеоане, заведующего исследовательской частью.

538

Интервью автора с Фрэнсисом Коллинзом; “Bioethics Consultation Service Consultation Report”. Department of Bioethics, NIH Clinical Center, 31 июля 2020 г.

539

Sharon LaFraniere, Katie Thomas, Noah Weiland, David Gelles, Sheryl Gay Stolberg and Denise Grady. “Politics, Science and the Remarkable Race for a Coronavirus Vaccine” // New York Times, 21 ноября 2020 г.; интервью автора с Нубаром Афеяном, Монсефом Слауи, Филипом Дормитцером и Кристин Хинан.

540

David Dorward… and Christopher Lucas. “Tissue-Specific Tolerance in Fatal COVID-19” // medRxiv, 2 июля 2020 г.; Bicheng Zhag… and Jun Wan. “Clinical Characteristics of 82 Cases of Death from COVID-19” // Plos One, 9 июля 2020 г.

541

Ed Yong. “Immunology Is Where Intuition Goes to Die” // The Atlantic, 5 августа 2020 г.

542

Интервью автора с Кэмероном Мирвольдом.

543

Jonathan Gootenberg, Omar Abudayyeh… Cameron Myhrvold… Eugene Koonin… Pardis Sabeti… and Feng Zhang. “Nucleic Acid Detection with CRISPRCas13a/C2c2” // Science, 28 апреля 2017 г.

544

Cameron Myhrvold, Catherine Freije, Jonathan Gootenberg, Omar Abudayyeh… Feng Zhang, and Pardis Sabeti. “Field-Deployable Viral Diagnostics Using CRISPR-Cas13” // Science, 27 апреля 2018 г.

545

Интервью автора с Кэмероном Мирвольдом.

546

Кэмерон Мирвольд – Пардис Сабети, 22.12.2016.

547

Грант D18AC00006 Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA).

548

Susanna Hamilton. “CRISPR-Cas13 Developed as Combination Antiviral and Diagnostic System” // Broad Communications, 11 октября 2019 г.

549

Catherine Freije, Cameron Myhrvold… Omar Abudayyeh, Jonathan Gootenberg… Feng Zhang, and Pardis Sabeti. “Programmable Inhibition and Detection of RNA Viruses Using Cas13” // Molecular Cell, 5 декабря 2019 г. (получено 16 апреля 2019 г.; пересмотрено 18 июля 2019 г.; принято 6 сентября 2019 г.; опубликовано онлайн 10 октября 2019 г.); Tanya Lewis. “Scientists Program CRISPR to Fight Viruses in Human Cells” // Scientific American, 23 октября 2019 г.

550

Cheri Ackerman, Cameron Myhrvold… and Pardis C. Sabeti. “Massively Multiplexed Nucleic Acid Detection with Cas13m” // Nature, 29 апреля 2020 г. (получено 20 марта 2020 г.; принято 20 апреля 2020 г.).

551

Jon Arizti-Sanz, Catherine Freije… Pardis Sabeti, and Cameron Myhrvold. “Integrated Sample Inactivation, Amplification, and Cas13-Based Detection of SARSCoV-2” // bioRxiv, 28 мая 2020 г.

552

Интервью автора со Стэнли Ци.

553

Silvana Konermann… and Patrick Hsu. “Transcriptome Engineering with RNATargeting Type VI – D CRISPR Effectors” // Cell, 15 марта 2018 г.

554

Steven Levy. “Could CRISPR Be Humanity’s Next Virus Killer?” // Wired, 10 марта 2020 г.

555

Timothy Abbott… and Lei [Stanley] Qi. “Development of CRISPR as a Prophylactic Strategy to Combat Novel Coronavirus and Influenza” // bioRxiv, 14 марта 2020 г.

556

Интервью автора со Стэнли Ци.

557

Еженедельное совещание IGI в зуме, 22.03.2020; интервью автора со Стэнли Ци и Дженнифер Даудной.

558

Stanley Qi, Jennifer Doudna, and Ross Wilson. “A White Paper for the Development of Novel COVID-19 Prophylactic and Therapeutics Using CRISPR Technology”. Неопубликованное, апрель 2020 г.

559

Интервью автора с Россом Уилсоном; Ross Wilson. “Engineered CRISPR RNPs as Targeted Effectors for Genome Editing of Immune and Stem Cells In Vivo”. Неопубликованное, апрель 2020 г.

560

Theresa Duque. “Cellular Delivery System Could Be Missing Link in Battle against SARS-CoV-2” // Berkeley Lab News, 4 июня 2020 г.

561

Кевин Бишоп и другие разрешили мне процитировать их выступления на конференции.

562

Andrew Anzalone… David Liu, et al. “Search-and-Replace Genome Editing without Double-Strand Breaks or Donor DNA” // Nature, 5 декабря 2019 г. (получено 26 августа; принято 10 октября; опубликовано онлайн 21 октября).

563

Megan Molteni. “A New Crispr Technique Could Fix Almost All Genetic Diseases” // Wired, 21 октября 2019 г.; Sharon Begley. “New CRISPR Tool Has the Potential to Correct Almost All Disease-Causing DNA Glitches” // Stat, 21 октября 2019 г.; Sharon Begley. “You Had Questions for David Liu” // Stat, 6 ноября 2019 г.

564

Beverly Mok… David Liu, et al. “A Bacterial Cytidine Deaminase Toxin Enables CRISPR-Free Mitochondrial Base Editing” // Nature, 8 июля 2020 г.

565

Jonathan Hsu… David Liu, Keith Joung, Lucan Pinello, et al. “PrimeDesign Software for Rapid and Simplified Design of Prime Editing Guide RNAs” // bioRxiv, 4 мая 2020 г.

566

Audrone Lapinaite, Gavin Knott… David Liu, and Jennifer A. Doudna. “DNA Capture by a CRISPR-Cas9-Guided Adenine Base Editor” // Science, 31 июля 2020 г.

567

Интервью автора с Хайди Ледфорд, Дженнифер Даудной и Эмманюэль Шарпантье.

568

Jennifer Doudna. “How COVID-19 Is Spurring Science to Accelerate” // The Economist, 5 июня 2020 г. См. также: Jane Metcalfe. “COVID-19 Is Accelerating Human Transformation – Let’s Not Waste It” // Wired, 5 июля 2020 г.

569

Michael Eisen. “Patents Are Destroying the Soul of Academic Science”. it is NOT junk (блог), 20 февраля 2017 г.

570

“SARS-CoV-2 Sequence Read Archive Submissions”. National Center for Biotechnology Information, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sars-cov-2/, n. d.

571

Simine Vazire. “Peer-Reviewed Scientific Journals Don’t Really Do Their Job” // Wired, 25 июня 2020 г.

572

Интервью автора с Джорджем Черчем.

573

Интервью автора с Эмманюэль Шарпантье.

Content

Уолтер Айзексон
Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества

Введение. В атаку!

Часть первая. Происхождение жизни

Глава 1. Хило

Глава 2. Ген

Глава 3. ДНК

Глава 4. Обучение биохимика

Глава 5. “Геном человека”

Глава 6. РНК

Глава 7. Новые повороты

Глава 8. Беркли

Часть вторая. CRISPR

Глава 9. Сгруппированные повторы

Глава 10. Кафе Free Speech Movement

Глава 11. Начало игры

Глава 12. Производители йогуртов

Глава 13. Genentech

Глава 14. Лаборатория

Глава 15. Caribou

Глава 16. Эмманюэль Шарпантье

Глава 17. CRISPR-Cas9

Глава 18. Science, 2012

Глава 19. Дуэль презентаций

Часть третья. Редактирование генома

Глава 20. Инструмент для человека

Глава 21. Гонка

Глава 22. Фэн Чжан

Глава 23. Джордж Черч

Глава 24. Чжан берется за CRISPR

Глава 25. Даудна вступает в гонку

Глава 26. Фотофиниш

Глава 27. Финишный рывок Даудны

Глава 28. Основание компаний

Глава 29. Mon Amie

Глава 30. Герои CRISPR

Глава 31. Патенты

Часть четвертая. CRISPR в действии

Глава 32. Методы лечения

Глава 33. Биохакинг

Глава 34. DARPA и анти-CRISPR

Часть пятая. Наука и общество

Глава 35. Правила игры

Глава 36. Даудна берется за дело

Часть шестая. Дети CRISPR

Глава 37. Хэ Цзянькуй

Глава 38. Саммит в Гонконге

Глава 39. Принятие

Часть седьмая. Вопросы морали

Глава 40. Границы

Глава 41. Мысленные эксперименты

Глава 42. Кому решать?

Глава 43. Этический путь Даудны

Часть восьмая. Сводки с фронта

Глава 44. Квебек

Глава 45. Я учусь редактировать

Глава 46. И снова Уотсон

Глава 47. Визит Даудны

Часть девятая. Коронавирус

Глава 48. К оружию!

Глава 49. Диагностика

Глава 50. Лаборатория в Беркли

Глава 51. Mammoth и Sherlock

Глава 52. Тесты на коронавирус

Глава 53. Вакцины

Глава 54. Препараты CRISPR

Глава 55. Виртуальная конференция в Колд-Спринг-Харбор

Глава 56. Нобелевская премия

Эпилог

Благодарности

Сведения об иллюстрациях

Примечания