ДНК. История генетической революции - Джеймс Д. Уотсон

Пол Берг был приглашен в Стэнфорд в 1959 году на должность младшего профессора; переход произошел в рамках программы научного обмена, которая также привела в Стэнфорд еще более знаменитого Артура Корнберга из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Действительно, связь между Бергом и Корнбергом прослеживается вплоть до того, что родились они оба в нью-йоркском районе Бруклин и там ходили в один и тот же естественнонаучный клуб для старшеклассников, которым руководила мисс Софи Вольфе. Берг вспоминал: «она умела сделать науку интересной, она помогала нам делиться идеями». На самом деле, это была скорее ее недооценка: из научного клуба мисс Вольфе при старшей школе им. Авраама Линкольна вышло трое нобелевских лауреатов: Артур Корнберг (1959), Пол Берг (1980) и кристаллограф Джером Карле (1985) – и все они отмечали, насколько существенное влияние на них оказала мисс Вольфе.

В то время как Коэн и Бойер, а вслед за ними и другие ученые уточняли детали, связанные с копированием и вставкой молекул ДНК, Берг планировал смелый эксперимент. Он решил проверить, можно ли использовать вирус SV40 с внедренным в него фрагментом чужеродной ДНК для доставки чужого гена в клетку животного. В качестве источника ДНК, не принадлежащей SV40, он воспользовался уже имевшимся под рукой бактериальным вирусом – бактериофагом. Требовалось выяснить, сможет ли молекулярная структура, состоящая из ДНК SV40 и бактериофага, успешно внедриться в животную клетку. Если же она внедрится, на что и надеялся Берг, появится возможность того, что такую систему со временем можно будет использовать для встраивания полезных генов в человеческие клетки.

Летом 1971 года в лаборатории Колд-Спринг-Харбор аспирант Берга выступил с презентацией планируемого эксперимента. Один из ученых, присутствовавших в аудитории, настолько встревожился, что сразу же позвонил Бергу. Он спросил: «А что, если этот механизм сработает прямо наоборот?» Иными словами, что, если вирус SV40 не станет принимать вирусную ДНК и затем встраивать ее в животную клетку, а сам попадет «под власть» ДНК бактериофага, в результате чего ДНК SV40 может внедриться, скажем, в ДНК бактериальной клетки E. coli? Такой сценарий не казался нереалистичным; в конце концов, именно на него и «запрограммированы» многие бактериофаги: они внедряют собственную ДНК в бактериальные клетки. Поскольку E. coli повсеместно распространена, а ее жизненный цикл тесно связан с жизнедеятельностью человека (ведь это один из основных микроорганизмов кишечной микробиоты человека), то благие намерения эксперимента Берга могли породить целые колонии опасных бактерий E. coli, несущих потенциально канцерогенный обезьяний вирус SV40. Берг прислушался к скептическим замечаниям коллеги, но не согласился с ними; он решил отложить эксперименты до тех пор, пока не будет подробно изучена потенциальная канцерогенность SV40 для человека.

Обеспокоенность по поводу смертельной угрозы, связанной с рекомбинантными технологиями, распространялась вслед за новостями об успешных опытах Бойера и Коэна. На научной конференции, посвященной нуклеиновым кислотам, состоявшейся в Нью-Гемпшире в 1973 году, большинством голосов была принята петиция к Национальной академии наук, в которой требовалось незамедлительно проанализировать угрозы, связанные с этой технологией. Через год комитет, назначенный Национальной академией и возглавляемый Полом Бергом, изложил свои выводы в письме, направленном в журнал Science. Я лично подписал это письмо, подписали его и многие другие, в том числе Коэн и Бойер, наиболее активно занимавшиеся соответствующими исследованиями. В этом документе, который позже стал известен под названием «Письмо о моратории», мы призывали «ученых всего мира» добровольно приостановить все исследования рекомбинантной ДНК «до более полной оценки потенциальных угроз, которые могут быть связаны с такими рекомбинантными молекулами ДНК, или до тех пор, пока не будут разработаны адекватные методы для предотвращения их распространения». В письме была важная оговорка о том, что «наши опасения базируются на суждениях о потенциальном, а не доказанном риске, поскольку экспериментальных данных об опасности рекомбинантных молекул ДНК пока недостаточно».

Уже очень скоро я глубоко разочаровался в том, что моя подпись оказалась под «Письмом о моратории». Ведь было очевидно, что молекулярное клонирование сулит миру фантастические блага, а теперь, проделав такую массу работы и оказавшись на заре биологической революции, мы капитулировали. Момент был неоднозначный. Как написал Майкл Роджерс в своем репортаже на эту тему для журнала Rolling Stone, «очевидно, что молекулярные биологи достигли таких экспериментальных рубежей, которые сравнимы лишь с рубежами физики в последние годы перед созданием атомной бомбы». Мы проявили благоразумие или малодушие? Сейчас не могу сказать с уверенностью, но поначалу я склонялся ко второму ответу.

«Конгресс по поводу ящика Пандоры» – так Майкл Роджерс назвал состоявшееся в феврале 1975 года заседание 140 ученых со всего мира, собравшихся в Асиломарском конференц-центре в городе Пасифик Гроув, штат Калифорния. Повестка дня заключалась в том, чтобы раз и навсегда определить, чем для нас является рекомбинантная ДНК: уникальной возможностью или угрозой. Стоит ли объявить наш мораторий бессрочным или двигаться вперед, невзирая на потенциальные риски? Есть еще вариант – дождаться, пока будут разработаны те или иные защитные меры. Пол Берг, возглавлявший оргкомитет, также был номинальным руководителем конференции и должен был справиться с практически неразрешимой задачей: подготовить по итогам встречи общее заключение.

Присутствовавшие журналисты недоуменно чесали в затылке, пока ученые общались на своем «птичьем языке». Там присутствовали и юристы, напоминавшие, что на конференции нужно решить и правовые вопросы: например, если я руковожу лабораторией, где ведутся исследования рекомбинантной ДНК, то несу ли я ответственность за то, что мой работник при этом заболеет раком? Что касается ученых, они по природе и профессиональному складу равнодушно относились к тревожным прогнозам, не подкрепленным доказательствами; поэтому были обоснованные подозрения, что никакого единодушного решения на конференции найти не удастся. Возможно, Берг сомневался не меньше других; так или иначе, он сделал ставку на свободный обмен мнениями, а не на жесткое давление с трибуны. Состоявшиеся дебаты напоминали всеобщую перепалку, и регламент зачастую срывал какой-нибудь оратор, намеренный лишь подолгу и не по делу разглагольствовать о том, какая важная работа ведется в его лаборатории. Мнения чрезвычайно варьировались – от робких («продлить мораторий») до агрессивных («будь проклят этот мораторий, руки прочь от науки»). Я, определенно, тяготел ко второму лагерю. В тот момент мне казалось, что будет просто безответственно тормозить исследования, перестраховываясь от каких-то неизвестных и неоцененных опасностей. В мире были безнадежно больные люди, страдавшие раком и муковисцидозом, – по какому праву можно отобрать у них, возможно, единственную надежду?

Сидней Бреннер, в ту пору обосновавшийся в Кембридже (Великобритания), предъявил кое-какие реальные данные, которых на этой конференции было очень мало. Он собрал колонии штамма E. coli, известные под названием K-12. Это излюбленная «рабочая лошадка» бактериологов, активно используемая в исследованиях, связанных с молекулярным клонированием. Некоторые редкие штаммы E. coli могут вызывать вспышки пищевого отравления. Однако на самом деле абсолютное большинство штаммов E. coli не патологичны, и Бреннер полагал, что и K-12 не исключение. Интересовало его прежде всего не собственное самочувствие, а здоровье K-12: выживут ли эти штаммы вне лаборатории? Он добавлял взвесь бактерий в стакан с молоком (получалось довольно невкусно), после чего залпом его осушал. Далее он наблюдал, что получается на выходе из пищеварительного тракта: удалось ли каким-то клеткам К-12 колонизировать его кишечник? Результат был отрицательным, и это означало, что K-12, процветавшие в чашке Петри, оказывались нежизнеспособны в «естественном мире». Однако ряд ученых скептически относились к этому выводу: даже если бактерии K-12 сами по себе не выживали, это еще не означало, что они не успевали обмениваться плазмидами – или другой генетической информацией – с бактериями-симбионтами кишечника. Следовательно, «генно-инженерный» материал все равно мог проникать в популяцию кишечной микрофлоры. Бреннер отстаивал идею о том, что следует вывести такой штамм К-12, который однозначно будет неспособен выжить вне лаборатории. Этого можно было бы достичь при помощи таких генетических мутаций, которые позволяли бы штамму делиться, лишь если он будет обеспечен конкретными питательными веществами. Естественно, мы подобрали бы такие питательные вещества, которые просто негде взять в естественной среде: полный набор таких веществ должен быть составлен лишь в лаборатории. Модифицированный таким образом штамм К-12 стал бы «безопасной» бактерией, выживающей в контролируемых экспериментах, но обреченной в естественном мире.