Расшифрованная жизнь. Мой геном, моя жизнь - Крейг Вентер

Сейчас на Западе диабет у взрослых, как результат ожирения, приобретает размеры эпидемии. Основные причины – увеличение талии и снижение физической активности, однако не менее важна и генетика. Может ли мой геном сказать что-то о моем собственном риске заболеть диабетом? Анализ показывает, что мне есть о чем беспокоиться. Два гена – ENPP1 и CAPN10, – вызывают предрасположенность к диабету, и у меня, оказывается, есть вариант гена CAPN10, обозначаемый K121Q и вызывающий юношеский диабет II типа и сердечные приступы. В случае гена CAPN10 у меня нет варианта, определяемого однонуклеотидными ошибками (SNP), которые, по исследованиям на популяциях мексиканцев и финнов, связывают с диабетом II типа. Но мы очень далеки от полного понимания роли генетики, и ученым еще только предстоит определить, как вроде противоречивые действия этих двух генов влияют на риск заболеть диабетом II типа. Но и гены – это далеко не все. Малоподвижный образ жизни и избыточный вес играют огромную роль в развитии диабета. К счастью, я пока не пал жертвой болезни, которая приводит к серьезным осложнениям – слепоте, импотенции, ампутации ног.

Руководство НИЗ уже объявило о своих планах финансировать центры секвенирования генома человека, и я позаботился, чтобы TIGR подал заявку на участие. Зная о нескрываемой антипатии ко мне со стороны некоторых ученых из геномного сообщества, я указал в качестве главного исследователя Марка Адамса. Я был рад, когда TIGR и Марк получили грант на проведение испытаний, но, как я уже тогда стал понимать, он носил чисто символический характер, несмотря на положительные рецензии и наше успешное секвенирование геномов нескольких биологических видов. Фрэнсис Коллинз намеревался финансировать только «завсегдатаев», а именно Вашингтонский университет, Массачусетский технологический институт (MIT) и Бейлорский медицинский колледж – все остальное было делом политики, пиара и показухи.

В декабре 1997 года на встрече ведущих ученых в Бетезде проблемы Коллинза прояснились. Сторонник пуризма в геномике Мейнард Олсон из Вашингтонского университета подсчитал, что если все делать «как следует», то секвенирование одной пары оснований может стоить 20 долларов. Аргументы и контраргументы насчет истинной стоимости расшифровки последовательностей вызвали множество язвительных дискуссий. Возникли опасения, что результаты подсчетов, подтверждающие возможность секвенирования «за дешево», сократят суммы, выделяемые конгрессом.

Хотя меня на этом совещании не было, я слышал подобные рекламные заявления и явное приукрашивание действительности еще за год до этого, на Бермудах, на первом «международном стратегическом совещании клуба лжецов» – как я люблю его называть{115}.

Я следил за продвижением исследований по программе Марка, и сразу понял, что методика секвенирования, осуществляемая Институтом генома НИЗ, замедляет, осложняет и делает его дороже. Попытки закрыть все мельчайшие разрывы последовательности, состоящие из бессмысленных повторов, в десятки раз увеличивали стоимость процесса, поскольку такие повторы составляют около трети генома. После завершения пилотных исследований нескольким центрам планировалось дать больше денег для расширения объема работ. Мы с Марком ясно дали понять, что намереваемся значительно интенсифицировать процесс секвенирования и стать одним из ведущих центров в этой области. Тем не менее при каждом обсуждении наших идей с руководителями Института генома НИЗ, в частности с Джейн Петерсон и Фрэнсисом Коллинзом, мы наталкивались на весьма прохладное отношение.

А примерно через месяц после моей краткой встречи с Тони Уайтом мне снова позвонил Стив Ломбарди и заговорщическим тоном сообщил, что PerkinElmer рассматривает возможность вложения в секвенирование генома человека 300 миллионов долларов, и поинтересовался, что я об этом думаю. А я думал, что если бы у них были серьезные намерения, они бы не подослали обсуждать со мной этот вопрос продавца приборов и реагентов. Тут больше подходил Майк Ханкапиллер, а не коммерческий директор.

В конце года я был приглашен (наряду с еще двумя тысячами персон) на традиционный рождественский прием «Ренессанс», устраиваемый президентом Клинтоном. Когда мы с Клэр уже стояли в очереди на досмотр сотрудниками службы безопасности, нас вдруг отозвали в сторону и спросили, связывались ли с нами ранее по поводу распределения мест за ужином. К нашему удивлению и радости, оказалось, что мы сидим рядом с Клинтонами. Я получил большое удовольствие от общения с ними и обнаружил, что они очень интересуются нашей работой. Первая леди с большим вниманием слушала все, что я рассказывал о геноме.

В тот уикенд программа мероприятия включала в основном короткие доклады с последующим обсуждением. Во время одного такого выступления снова всплыл 300-миллионный проект PerkinElmer. На этот раз о нем заговорил со мной недавно назначенный исполнительным вице-президентом компании по развитию бизнеса Марк Роджерс. Марк рассказал, что Тони Уайт ищет возможность превратить PerkinElmer в более динамичную и перспективную компанию. Они хотят заняться секвенированием генома человека, используя новое, конструируемое ими сейчас устройство. Возможно ли сделать это с помощью моего метода? Вместо ответа я задал ему целый ряд вопросов, поскольку их план выглядел довольно расплывчатым. Он добавил, что они формируют научно-консультативный совет высокого уровня и готовы платить мне 50 тысяч долларов за консультации. Это было необычное предложение, поскольку ABI (подразделение PerkinElmer) славилась своей скупостью. Я сказал, что если планы у них серьезные, то он может отправить мне письмо с изложением условий консультаций.

Вернувшись в Мэриленд, я снова занялся подготовкой к отправке гранта в НИЗ и позвонил Ломбарди узнать, как скоро я мог бы протестировать новые секвенаторы ABI, чтобы включить их в мою заявку. Стив опять напомнил мне о проекте на 300 миллионов долларов. Я попросил его подробнее рассказать о новой технологии, объяснив, что лишь после этого смогу дать ответ. Несколько дней спустя Майк Ханкапиллер пригласил меня ознакомиться с их новым устройством, пока только прототипом. Он добавил, что они всерьез собираются обсудить со мной возможности секвенирования всего генома методом дробовика, но просили не говорить об этом ни с кем, кроме самых близких коллег, таких как Марк Адамс.

Я решил вылететь к ним вместе с Марком и решить все на месте. До сих пор мы с Марком так и не смогли выбрать стратегию взаимоотношений с НИЗ. Марк хотел дать им то, что они просили: секвенировать генетическую карту на основе BAC. Но поскольку я собирался предложить НИЗ кое-что получше, это новое устройство ABI могло стать как раз тем, что мне было нужно. Кажется, я ничего не сказал Марку о плане на 300 миллионов долларов, поскольку сам не очень-то верил в его реальность. Тем не менее я кое-что прикинул и рассчитал, какой производительности должно быть новое устройство, чтобы всего один центр смог справится с секвенированием всего генома.

В феврале 1998 года мы с Марком прибыли в Фостер-Сити. Комплекс Applied Biosystems представлял собой ряд одно– и двухэтажных зданий складского типа, расположенных непосредственно перед мостом Сан-Матео, в конце прилегающей к бухте Сан-Франциско дороги. Нас проводили в конференц-зал с дешевыми серыми и фиолетовыми пластиковыми столами и стульями. (Серый и фиолетовый – цвета компании ABI.) Лекционные доски говорили о том, что помещение использовалось для мозговых штурмов, а не для торговых презентаций. Наконец, в группе специалистов замаячила высокая фигура Майка Ханкапиллера, и он заговорил о предстоящих задачах компании.

В то время модели секвенаторов ABI Prism 377 доминировали на рынке этих приборов. Хотя они и именовались «автоматизированными», назвать их образцом автоматизации было нельзя. Каждую пару секвенаторов обслуживали, как правило, три человека, и время на это обслуживание следовало бы сократить с ежедневных 12 часов до 12 минут. К тому же применяемые химические реагенты были весьма дорогостоящими, и расходы на них необходимо было сократить в 10–100 раз. Короче говоря, трудности, которые нам предстояло преодолеть, выглядели устрашающими, если не сказать непреодолимыми.

Это впечатление лишь усилилось, когда мы начали ознакомительный осмотр. Мы увидели прототип не самого устройства, а прототипы его компонентов, каждый из которых тестировался отдельно. Первым был капиллярный блок с набором волосовидных волокон, с помощью которых предполагалось разделять молекулы ДНК по размеру. Капиллярами собирались заменить гели для секвенирования. Нам показали предварительные результаты работы капиллярного блока, который работал вполне успешно. Это было весьма обнадеживающе. В соседней комнате сотрудники разрабатывали автоматическое устройство для загрузки образцов ДНК, чтобы лаборантам не делать это вручную для каждого геля. Мы заглянули и в лабораторию, где синтезировались и проходили испытания новые реагенты. А в другом здании команда программистов разрабатывала новое программное обеспечение для управления всеми устройствами и обработки их данных. Все это произвело на нас большое впечатление.