Уолтер Айзексон – Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества (страница 72)

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

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.

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.