Брайан Сайкс - Расшифрованный код Ледового человека - От кого мы произошли, или Семь дочерей Евы

А в общем началась эта история, по крайней мере, для меня, в Институте медицинской генетики в Оксфорде, где я работаю в должности профессора генетики. Институт — это часть Оксфордского университета, хотя расположен отдельно, да и по своему складу не слишком близок таинственному затворническому миру университетских колледжей. Сотрудники института — врачи и ученые, в своем труде применяют современные технологии генетики и молекулярной биологии для медицинских исследований. Среди них есть: иммунологи, занятые поиском вакцины против СПИДа; онкологи, которые воздействуют на опухоли и пытаются «убивать» их, прекращая доступ крови к опухолевым клеткам; гематологи, изучающие природу генетически наследуемой анемии, заболевания, из-за которого ежегодно становятся инвалидами и даже погибают миллионы людей в развивающихся странах; микробиологи, старающиеся проникнуть в тайны менингита, и много других специалистов. Работать в этом замечательном месте почетно и невероятно интересно. Я занимаюсь в нем проблемой наследственных заболеваний костей, в частности ужасного недуга osteogenesis imperfecta (несовершенный остеогенез) — наследственного заболевания, обусловленного нарушением синтеза коллагена в костной ткани. В тяжелых случаях болезнь приводит к трагическим последствиям в самом начале жизни: кости новорожденного настолько хрупки, что он не может сделать первый вдох — все ребра ломаются, ребенок задыхается и гибнет. Изучая причины возникновения этой страшной болезни, мы добрались до совсем, казалось бы, незначительных изменений в структуре генов, ответственных за формирование коллагена. Коллаген — очень важный белок, который в большом количестве содержится в костях, укрепляя их примерно настолько, насколько каркас из стальных прутьев укрепляет железобетонные конструкции. Логично было предположить, что отклонения в гене, отвечающем за коллаген, могут приводить к ломкости костей. Нам было необходимо подробнейшим образом изучить, как видоизменяется структура коллагена и его генов не только у больных, но и у здоровых — у возможно большего количества самых разных людей. Именно во время этого исследования я и познакомился в 1986 году с Робертом Хеджесом.

Роберт руководит лабораторией радиоуглеродного анализа археологического материала в Оксфорде. Он горит желанием извлекать побольше информации из тех костей, что проходят через его лабораторию, применяя для этого наряду с радиоуглеродным методом все мыслимые средства. Этот основной белок костей (коллаген) существует не только при жизни, он сохраняется в костях и после смерти. Поэтому нет ничего удивительного, что коллаген широко исследуется в изучении костей. Вот Роберт и подумал, не может ли какая-то генетическая информация содержаться в этих сохранившихся до наших дней фрагментах древнего белка. Мы решили провести совместное исследование, чтобы это проверить. Коллаген — белок, а значит, как и все белки, он построен из базовых элементов, которые называются аминокислотами. Как мы с вами увидим в следующей главе, последовательность аминокислот в коллагене — да и в других белках — диктуется последовательностью ДНК и генов. Мы задумали расшифровать последовательность ДНК древних генов коллагена не прямо, а косвенным путем, определяя порядок аминокислот в фрагментах белка, сохранившегося в старых костях, имевшихся в лаборатории Роберта. Несколько раз мы давали объявления, приглашая сотрудников для участия в этом проекте, но охотников не находилось. Мы и не ожидали потока заявлений на должность научного сотрудника по генетике, а полное отсутствие интереса к этой должности объяснили необычностью идеи. Мало, очень мало молодых ученых, которые бы хотели в самом начале пути удаляться от общепринятого направления исследований и пускаться в сомнительные предприятия. То, что никто не откликнулся на призыв поработать с нами, означало, что начало работы придется отложить на год. Разочарование, что и говорить; однако оказалось, что отсрочка была к лучшему потому, что мы, еще не успев начать работу, узнали о новом открытии. Американский ученый из Калифорнии по имени Кэри Маллис изобрел способ амплифицирования, то есть многократного приумножения самых мизерных количеств ДНК (в идеальном случае достаточно даже единственной молекулы) в лабораторной пробирке.

В один прекрасный, теплый вечер в 1983 году Маллис вел машину вдоль океана по Сто первой автостраде. Как он вспоминал впоследствии, ночь была напоена влагой и ароматом цветущих каштанов, он рулил и рассказывал подружке, сидевшей рядом, о работе, которую выполнял для местной биотехнологической фирмы. Маллис работал в области генной инженерии, а следовательно, ему приходилось заниматься воспроизведением ДНК в пробирках. Этот процесс протекал мучительно медленно, потому что молекулы приходилось копировать по одной. ДНК напоминает длинный кусок веревки, и копирование идет с одного конца до другого, затем все опять начинается сначала, и получается еще одна копия. Об этом громко и увлеченно рассказывал Маллис, и тут его внезапно осенило: а если вместо того, чтобы начинать копирование с одного конца, начать сразу с обоих концов — это дало бы устойчивую цепную реакцию. В этом случае можно делать не по одной копии за раз с оригинала, а копии с копий, удваивая число в каждом цикле. Теперь вместо двух копий после двух циклов и, соответственно, трех копий после трех циклов, появлялась возможность удваивать количество копий с каждым циклом, получая две, четыре, восемь, шестнадцать, тридцать две, шестьдесят четыре копии за шесть циклов вместо одной, двух, трех, четырех, пяти и шести. После двадцати циклов, таким образом, можно было получить не двадцать молекул, а миллион. Это было истинное прозрение ученого, подобное «Эврике» Архимеда. Он повернулся к подружке, чтобы разделить с ней радость открытия,— девушка сладко спала.