Уолтер Айзексон – Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества (страница 34)

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.