ДНК. История генетической революции
Шрифт:
Отчего же разгорелся весь сыр-бор? Гарвардские ученые проголосовали за то, чтобы возвести прямо в кампусе карантинный объект, где можно было бы работать с рекомбинантной ДНК в строгом соответствии с регламентом Национальных институтов здравоохранения. Однако Велуччи, предвидя такое развитие событий, заручился поддержкой левой партийной группировки, члены которой, ополчившиеся на исследования ДНК, работали в Гарварде и Массачусетском технологическом институте, и всего за несколько месяцев сумел запретить в Кембридже любые исследования, связанные с рекомбинантной ДНК. В результате наступил короткий, но негативно отразившийся на науке период локальной утечки мозгов: ученые из Гарварда и Кембриджа потянулись в менее политизированную среду. Тем временем Велуччи привыкал к новообретенной славе бдительного защитника
В сегодняшнем номере Boston Herald American (издательская корпорация «Хёрст») есть два репортажа, вызывающих у меня серьезное беспокойство. В Дувре, штат Массачусетс, заметили «странное существо с оранжевыми глазами», а в Холлисе, штат Нью-Гемпшир, мужчина и двое его сыновей повстречали «волосатую девятифутовую тварь».
Слушания в Кембридже, штат Массачусетс. В результате этого процесса в городе были полностью запрещены исследования рекомбинантной ДНК
Я с уважением обращаюсь в вашу авторитетную организацию с просьбой расследовать эти факты. Надеюсь, вы сможете проверить, могут ли эти «странные существа» (если, конечно, они существуют) быть каким-то образом связаны с экспериментами в сфере рекомбинантной ДНК, предпринимаемыми в Новой Англии.
К счастью, несмотря на активное обсуждение в обществе, государственные законы по ограничению исследования рекомбинантной ДНК так и не были приняты. Сенатор от штата Массачусетс Тед Кеннеди вступил в эту дискуссию на самом раннем этапе и организовал слушание по этому вопросу в Сенате всего через месяц после Асиломарской конференции. В 1976 году он обратился к президенту Форду, заявив, что федеральное правительство должно взять под контроль как промышленные, так и академические исследования ДНК. В марте 1977 года я давал объяснения в Законодательном собрании штата Калифорния. На заседании присутствовал губернатор Джерри Браун, и мне удалось пояснить ему лично, что было бы ошибочно принимать к рассмотрению законопроекты против таких исследований за исключением того случая, если ученых в Стэнфорде поразит какая-нибудь неизвестная болезнь. Если люди, непосредственно работающие с рекомбинантной ДНК, останутся совершенно здоровы, то специалистам по законотворчеству лучше сосредоточиться на более реальных общественных опасностях, таких, например, как езда по городу на велосипеде.
По мере того как проводились все новые и новые эксперименты (либо по регламенту Национальных институтов здравоохранения, либо в соответствии с правилами, принятыми в других государствах), становилось все очевиднее, что при экспериментах с рекомбинантной ДНК не возникает никаких франкенштейнов (а уж тем более – полно вам, мистер Велуччи! – «странных существ с оранжевыми глазами»). Уже в 1978 году я смог написать следующее: «Если сравнить ДНК со всеми прочими феноменами, названия которых начинаются на букву d, то она в самом деле совершенно безопасна. Гораздо уместнее поостеречься кинжалов, динамита, собак, дильдрина, диоксина или пьяных водителей (daggers, dynamite, dogs, dieldrin, dioxin, drunken drivers), нежели изображать схемы, достойные Руба Голдберга [7] , измышляя, как наша лабораторная ДНК может привести к вымиранию человечества».
7
Машина Руба Голдберга – это карикатурное устройство, решающее простую задачу карикатурно сложным способом,Примеч. пер.
Позже в том же году в Вашингтоне, округ Колумбия, Надзорный комитет Национальных институтов здравоохранения по работе с рекомбинантной ДНК принял гораздо менее жесткий регламент, разрешавший развивать основной массив исследований, связанных с рекомбинантной ДНК, в частности изучать ДНК вирусных онкогенов. В 1979 году Джозеф Калифано,
На практике Асиломарская конференция обернулась удручающе бессмысленным пятилетием, в течение которого тормозились важные исследования, а карьера многих молодых ученых оказалась загублена.
К концу 1970-х годов те проблемы, что были подняты в исходных экспериментах Коэна и Бойера, постепенно решились сами собой. Нам пришлось совершить досадный крюк, но биологи-молекулярщики как минимум продемонстрировали, что готовы нести социальную ответственность за результаты своих экспериментов.
Нельзя сказать, что во второй половине 1970-х годов молекулярная биология оказалась полностью сокрушена противостоянием с политикой; в эти годы были достигнуты некоторые важные успехи, и большинство полученных результатов базировалось на по-прежнему неоднозначной технологии молекулярного клонирования, изобретенной Коэном и Бойером. Важнейший прорыв в данном направлении был связан с открытием методов секвенирования ДНК. Для секвенирования нужно иметь множество образцов интересующего нас отрезка ДНК. Это было неосуществимо (если не считать образцов небольшой вирусной ДНК) до тех пор, пока небыли разработаны технологии молекулярного клонирования. Как мы уже убедились, клонирование, в сущности, заключается в следующем: вставляем интересующий нас фрагмент ДНК в плазмиду, а потом саму плазмиду внедряем в бактерию. Далее мы позволяем бактерии делиться и размножаться и в результате получаем множество копий искомого фрагмента ДНК. Затем этот фрагмент выделяется из бактерий – все, материал для секвенирования готов.
Две технологии секвенирования были разработаны одновременно. Автором одной из них был Уолли Гилберт из Кембриджа, штат Массачусетс (Гарвардский университет), автором другой – Фред Сенгер из британского Кембриджа. Уолли Гилберт заинтересовался секвенированием ДНК после того, как смог выделить репрессорный белок из регуляторной системы гена -галактозидазы у бактерии E. coli. Как мы уже знаем, он продемонстрировал, что при встраивании нужного гена в хромосомную ДНК хозяина нужно позаботиться о том, чтобы сайт интеграции не находился внутри гена, кодирующего важную клеточную функцию. Кроме того, для обеспечения эффективной экспрессии его помещают под контроль регулируемого промотора.
Для интеграции в нужный сайт вводимый ген должен содержать нуклеотидную последовательность длиной не менее 50 нуклеотидов, сходную с таковой в хромосомной ДНК, в пределах которых и должен произойти физический обмен (рекомбинация) между двумя молекулами ДНК. Далее он решил выяснить, какова последовательность оснований на этом отрезке ДНК. Найти такой способ ему посчастливилось благодаря встрече с блестящим советским химиком Андреем Дарьевичем Мирзабековым. При помощи мощных химических реактивов Уолли Гилберту удалось разделить цепочки ДНК именно на нужных участках, специфичных к конкретным основаниям.
Уолли Гилберт оканчивал школу в Вашингтоне, округ Колумбия, и даже сбегал с уроков, чтобы почитать книги по физике в библиотеке Конгресса. На тот момент он боролся за приз в конкурсе по поиску молодых талантов под эгидой компании Вестингауз [8] – это был настоящий Святой Грааль для всех одаренных старшеклассников. Как и следовало ожидать, он получил эту премию в 1949 году. (Много лет спустя, в 1980 году, получив приглашение в Стокгольм, в Шведскую академию наук, Гилберт лишний раз улучшил статистику, согласно которой премия Вестингауза – одна из наиболее серьезных заявок на получение Нобелевской премии в будущем.)
8
В 1998 году, когда на смену старому экономическому порядку пришел новый, проект Вестингауза был переименован в Intel Science Talent Search. С 2015 года конкурс спонсирует компания Regeneron.