Воодушевленные и заинтригованные, Вайнберг и Ши провели более смелый эксперимент. До сих пор они использовали для получения донорской ДНК раковые клетки мышей, теперь же, сменив тактику и объект, перешли на раковые клетки человека. “Раз уж мы собирались так кропотливо вылавливать настоящий онкоген, – вспоминал Вайнберг, – то подумали, что точно так же могли бы найти его и сразу в человеческом раке”. В Онкологическом институте Даны и Фарбера Ши раздобыл линию раковых клеток, полученную от пациента Эрла Дженсена, заядлого курильщика, умершего от рака мочевого пузыря. ДНК из этих клеток порезали и ввели в культуру нормальных клеток человека. Ши засел за микроскоп, обшаривая чашку за чашкой в поисках очагов деления.
Эксперимент снова удался: в слое обычных клеток появились отчетливо различимые активные очаги. Вайнберг начал подгонять Ши, чтобы тот как можно быстрее отыскал конкретный ген, превращающий нормальную клетку в раковую. Лаборатория Вайнберга теперь в жуткой спешке пыталась выделить и определить первый родной онкоген человека.
Скоро Вайнберг осознал, что в этой гонке у него есть соперники. На другом конце города, в Институте Фарбера, бывший студент Темина Джефф Купер тоже показал, что ДНК раковой клетки способна индуцировать опухолевую трансформацию нормальной. То же самое обнаружил и Майкл Виглер из нь10-йоркской лаборатории в Колд-Спринг-Харбор. Были у Вайнберга, Купера и Биглера и другие конкуренты. Мариано Барбасид, например, испанский исследователь из НИО, тоже обнаружил трансформирующий фрагмент ДНК, только из другой линии раковых клеток. К концу зимы 1981 года все четыре лаборатории уже штурмовали финиш, а в начале весны получили свои долгожданные гены.
В 1982 году Вайнберг, Барбасид и Виглер независимо опубликовали свои результаты[861]. Сравнив их, они обнаружили совершенно фантастическое совпадение: все три лаборатории выделили фрагмент ДНК с одним и тем же геном – ms[862]. Как и src, он содержался во всех нормальных клетках.
Однако, как и в случае src, в нормальных клетках ген ras функционально отличался от своего двойника, работающего в раковых клетках. В норме он кодировал строго регулируемый белок, который включался и выключался по соответствующим сигналам. Раковые же клетки несли мутантную форму ras, как и предсказывали Вармус с Бишопом. Такой ген кодировал сущего берсерка – гиперактивный белок, выключить который было невозможно. Он подавал клетке непрерывный сигнал делиться. Это был тот самый, долгожданный “родной” онкоген во плоти, извлеченный из раковой клетки. “Когда мы клонируем[863] ген рака, – писал Вайнберг, – мир будет у наших ног”[864] Он не сомневался, что за этим немедленно последуют новые прорывы в познании канцерогенеза и новые терапевтические разработки. “Это была прекрасная несбыточная мечта”, – вспоминал потом Вайнберг.
В 1983 году, через несколько месяцев после того, как в лаборатории Вайнберга выделили мутантный ген ras, Рэй Эриксон приехал в Вашингтон получить престижную премию компании General Motors за исследования активности и функций src[865]. Вместе с ним в тот вечер награждали и “Тома” Фрая за успехи в лечении лейкемии.
Вечер удался на славу: изысканный ужин при свечах, речи и тосты. За устланными скатертями столами собрались ученые, врачи и политики, включая бывших ласкеритов[866]. Разговоры вертелись в основном вокруг открытия онкогенов и прогресса в лечебной химиотерапии. Но две эти темы звучали словно бы в двух непересекающихся, замкнутых вселенных – так же, как на хьюстонском конгрессе 10 лет назад. Казалось, премию за достижения в химиотерапии и премию за определение функции важнейшего онкогена относили к двум совершенно разным, не связанным друг с другом активностям. “Не припомню, чтобы клиницисты проявили хоть какой-то энтузиазм по поводу обращения к биологам, чтобы соединить два полюса знаний о раке”, – рассказывал Эриксон[868]. Две половинки рака, причина и лечение, попировали вместе да и умчались в ночь на разных такси.
Открытие ras решило одну из проблем, стоявших перед онкогенетиками: из раковой клетки удалось выделить мутантный протоонкоген. Однако возник новый вызов. Теория двух ударов Кнудсона выдвинула рискованное предсказание, что клетки ретинобластомы содержат по две инактивированные копии гена RB. Вайнберг, Виглер и Барбасид доказали правоту Вармуса и Бишопа. Следовало доказать еще и правоту Кнудсона, выделив легендарный ген-супрессор и показав, что при ретинобластоме обе его копии неисправны.
Эта проблема была сопряжена с причудливым концептуальным вывертом. Гены – супрессоры опухолей дают о себе знать только своим бездействием. Когда мутирует протоонкоген, становясь онкогеном, он запускает клеточное размножение, словно бы дает ему зеленый свет. А вот ген-супрессор, мутировав, снимает блокировку с размножения. Основанный на трансфекции анализ Вайнберга и Ши сработал потому, что онкогены заставляют нормальные клетки бесконтрольно делиться и потому образовывать заметные ростовые очаги. Если же в клетку перенести чужой антионкоген, он не сможет создать “антиочаг”. “Как выловить гены, которые ведут себя точно призраки, влияя на клетки из-за темной завесы?” – писал Вайнберг[869].
В середине 1980-х онкогенетики начали различать за “темной завесой” ретинобластомы расплывчатые очертания. Анализируя хромосомы клеток этой опухоли излюбленным способом Джанет Роули, биологи показали, что ген RB “прописан” на 13-й хромосоме. Однако хромосома может содержать тысячи генов. Казалось совершенно немыслимым вычленить из этого громадного количества один конкретный ген, да еще тот, чья функция проявляется, только когда он неактивен. Огромные лаборатории, идеально оснащенные для охоты на раковые гены, – лаборатория Вебстера Кавени в Цинциннати, Бренды Галли в Торонто и Вайнберга в Бостоне – отчаянно пытались придумать стратегию выделения RB. Однако все их усилия заходили в тупик. “Мы знали, где RB обитает, – вспоминал Вайнберг, – но понятия не имели, что он собой представляет”[870].
По другую сторону реки Чарльз от лаборатории Вайнберга в охоту на RB включился еще и Тадеуш Дрыя, из офтальмологов перешедший в генетики. Лаборатория Дрыи располагалась на шестом этаже Массачусетской больницы глазных и ушных заболеваний – в “Глазу”, как прозвали это место студенты-медики. Больница славилась клиническими исследованиями глазных болезней, однако не считалась хорошим ресурсом по части лабораторных изысканий. Институт, где работал Вайнберг, славился новейшими технологиями, армией приборов, способных “читать” – секвенировать – тысячи образцов ДНК и мощными флуоресцентными микроскопами, с помощью которых можно заглянуть в самое сердце клетки. “Глаз” же, с гордостью выставляющий коллекцию очков и линз XIX века в лакированных деревянных витринах, отличался почти демонстративной анахроничностью.
Дрыя не был типичным генетиком. В середине 1980-х, пройдя клиническую практику по офтальмологии в глазной больнице, он перебрался на другой конец города в научную лабораторию детской больницы, чтобы изучать там генетику глазных заболеваний. Ему, офтальмологу, интересующемуся раком, выбрать объект не составило труда: конечно, ретинобластома. Но даже Дрыя, неисправимый оптимист, не решался взяться за поиски RB. “Бренда [Галли] и Веб [Кавини] – оба увязли в попытках [клонировать RB]. С ходом времени ничего не менялось, сплошные разочарования”[871].
Дрыя подошел к охоте за RB с несколькими ключевыми предположениями. Он знал, что нормальные клетки человека имеют по две копии каждой хромосомы (кроме половых) – по одной от каждого родителя, соответственно, в каждой нормальной клетке есть две копии гена RB в 13-й паре хромосом.
Если предположить, что теория двойного удара Кнудсона верна, то в каждой опухоли должны быть две независимые инактивирующие мутации гена RB, по одной на каждую хромосому. Мутации могут оказаться самыми разными. Это может быть точечное изменение в ДНК, меняющее активность гена, или же заметное в масштабах хромосомы событие вроде утраты как минимум куска гена – делеция. Поскольку для возникновения ретинобластомы RB должен быть полностью инактивирован, Дрыя рассудил, что второй вариант более вероятен. В конце концов, вырезать большой кусок гена – это самый быстрый и грубый способ парализовать его работу.
Дрыя предположил, что в большинстве ретинобластом две делеции в разных копиях RB будут затрагивать разные части гена. Поскольку мутации происходят случайным образом, получить два одинаковых изменения в обеих хромосомах – все равно что выбросить две шестерки при игре в кости с сотней граней. Скорее одна делеция ударит, например, по началу гена, а вторая – по концу (функциональные последствия здесь будут одинаковыми – инактивация RB). То есть в большинстве опухолей два удара должны быть несимметричными – затрагивать разные участки гомологичных хромосом.
Тем не менее даже на костях с сотней граней, если кидать их много раз подряд, иногда выпадает двойная шестерка. Дрыя понимал, что изредка могут попадаться опухоли с делециями в одной и той же части гена у обеих сестринских хромосом. В таком случае выпавшего отрезка в клетке не будет совсем, ни в каком виде. Если найти метод выявления недостающей части 13-й хромосомы в клетках ретинобластомы, сразу найдется и RB. Дрыя остановился на простейшей стратегии: чтобы поймать ген с утраченной функцией, он будет искать утрату в структуре.
