Мальчик, который не переставал расти… и другие истории про гены и людей - Эдвин Кёрк

Ничего не скажешь — впечатляющий школьный проект!

Стёртевант продолжил свой долгий и славный путь в науке, приостановившись лишь для того, чтобы жениться на Фиби Кёртис Рид, лаборантке из того же «мушиного» отдела. У них родилось трое детей, которые, наверное, усвоили довольно необычные представления о том, на какие темы принято говорить за обедом.

С точки зрения тех, кто занимался генетическим картированием, большая часть XX в. — это эра каторжной работы. Разметка физических характеристик, наблюдаемых «на глазок», сменилась выявлением биохимических и других лабораторных маркеров — сначала у дрожжей, а потом и у человека. Лишь в 1987 г., 17 лет спустя после смерти Стёртеванта, была опубликована первая полная карта человеческого генома — 407 изменчивых участков ДНК на 23 хромосомах. Если проект «Геном человека» для генетиков сравним с полетом на Луну, то первые карты Стёртеванта для нас подобны полету братьев Райт.

Итак, к концу 1980-х гг. мы располагали приблизительной картой, вроде географической карты первопроходцев старых времен. Мы знали контуры наших 23 материков, и по ним были рассеяны известные вехи (те самые 407 генетических маркеров), но, не считая нескольких важных портов, то есть известных участков последовательности ДНК, связанных с генными заболеваниями, на наших картах было до смешного мало деталей.

Чтобы перейти от схематической разметки с помощью 407 маркеров к подробной карте, а затем к полной расшифровке генома, потребовались специальные методы. Одним из важнейших стал метод секвенирования по Сэнгеру.

Вы, конечно, слышали о Марии Склодовской-Кюри, получившей две Нобелевские премии — по физике и химии. Велика вероятность, что вы слышали о Лайнусе Полинге (лауреат Нобелевской премии по химии и Нобелевской премии мира). Вынужден признаться, что я никогда не слышал о Джоне Бардине, пока не взялся за эту главу. Мне стыдно, поскольку мы все, похоже, в неоплатном долгу перед ним за его труд, который принес ему две Нобелевские премии по физике. Бардин — один из изобретателей транзистора и разработчик теории сверхпроводимости. Ваш телефон работает только благодаря открытиям Бардина, как и компьютер, на котором я печатаю эти слова.

Но в том, что касается наших задач, Фред Сэнгер, несомненно, величайший из четверки дважды лауреатов этой премии. Сэнгер — английский химик — разработал метод определения последовательностей аминокислот, составляющих белок, за что получил свою первую Нобелевскую премию. Будучи квакером, он добился официального права не служить в армии по религиозным убеждениям во время Второй мировой войны — и это замечательно, ведь если бы Сэнгер погиб на той войне, это стало бы невосполнимой утратой для всего мира.

Белком, с которого Сэнгер начал исследования, стал инсулин — гормон, регулирующий уровень сахара в крови. Если его недостаточно или он плохо действует, развивается диабет. Инсулин успешно использовался для лечения диабета с начала 1920-х гг. и был одним из немногих белков, выделенных в чистой форме к началу 1950-х. То, как это произошло, — отдельный сюжет в истории медицины.

Журналистские репортажи об успехах медицины обычно примерно поровну состоят из восторженных сообщений о мелких усовершенствованиях, имевших место несколько лет назад, и об опытах на животных, которые, возможно, так и не выльются во что-либо пригодное для человека. Однажды мы с моим научным руководителем Ричардом Харви давали интервью центральному новостному телеканалу по поводу исследования, которое даже еще не провели. Мы получили грант от Национального института здравоохранения США, и наш отдел по связям с общественностью каким-то образом умудрился продать эту новость в качестве сенсации одному из телеканалов. Несколько лет спустя, когда исследование наконец было проведено и результаты опубликовали, о нас не упомянули даже районные газеты.

Однако в истории медицины есть и подлинные примеры чудес. Одно из них — изобретение пенициллина: смертельные, неизлечимые инфекционные заболевания внезапно стали излечимыми. И все же, если нужна история настоящего чудо-лекарства, инсулин — непревзойденный кандидат[18].

Диабет имеет два основных вкуса — нет, я не шучу. Diabetes mellitus, на сегодняшний день самый распространенный тип, получил свое название от латинского слова, означающего «подслащенный медом», потому что моча больных сладкая на вкус. Если вы для сравнения попробуете мочу больного diabetes insipidus, она окажется безвкусной: insipidus по-латыни и значит «безвкусный». Мочевой сомелье в вашем любимом ресторане точно бы не порекомендовал ее.

Diabetes mellitus, или сахарный диабет, в свою очередь делится на две обширные группы по эффективности лечения инсулином. Если вам не хватает инсулина, потому что поджелудочная железа перестала его производить, то вам требуется восполнить его дефицит, и это можно сделать путем инъекции. Здесь пойдет речь именно об этом типе. Напротив, если ваш организм прекрасно вырабатывает инсулин, но утратил нормальную восприимчивость к его действию, у вас инсулинонезависимый диабет, и это совсем другая проблема. Как вы можете догадаться, помимо этой общей классификации существует деление на всевозможные подтипы. Один редкий тип, поражающий новорожденных, еще будет вкратце упомянут в этой книге.

Главная задача инсулина в организме — подавать команду вашим клеткам, чтобы они всасывали и расходовали глюкозу из кровотока. Если инсулина нет, клетки «не видят» сахара — они не могут определить присутствие глюкозы и не могут ничего с ней сделать. Так как сахар не расходуется, он накапливается в крови и выводится с мочой, которая становится сладкой — а также уводит за собой воду, из-за этого вы много писаете, что вызывает обезвоживание. Тем временем ваш организм голодает, несмотря на обилие еды, потому что ваши клетки не могут использовать имеющуюся глюкозу.

К началу XX в. уже было известно, что, если удалить собаке поджелудочную железу, животное заболеет диабетом и умрет через пару недель. К несчастью, это касалось и людей — диабет, который обычно начинал развиваться в детстве, был смертным приговором. Больные могли протянуть несколько недель или месяцев, но в конце концов впадали в кому и умирали.

В этой истории несколько героев, и все они канадцы. Фредерик Бантинг был хирургом, которому пришла в голову идея, как извлечь из собачьей поджелудочной железы вытяжку, пригодную для лечения диабета. Это уже пытались делать раньше, но никому не удавалось получить эффективный препарат.

Помимо инсулина, поджелудочная железа производит пищеварительные ферменты, и Бантинг догадался, что, когда его предшественники измельчали ткани поджелудочной железы, пытаясь извлечь инсулин, эти ферменты смешивались с инсулином и разлагали его, так что извлекать было уже нечего. Его мысль состояла в том, чтобы перевязать протоки, по которым пищеварительные соки поступают от поджелудочной железы в кишечник, чтобы клетки поджелудочной железы, производящие ферменты, отмерли. Он надеялся, что после этого можно будет измельчить оставшуюся ткань, которая будет состоять в основном из клеток, производящих инсулин, без ферментов, что позволит получить чистый препарат искомого вещества. Он отправился в Университет Торонто, к ведущему специалисту по диабету Джону Маклеоду, который в конце концов поддался на уговоры и выделил Бантингу ресурсы, необходимые для того, чтобы опробовать идею, в том числе десять собак и одного ассистента, студента-медика по имени Чарльз Бест. Забавно, что и по сей день в медицинской иерархии студенты стоят ненамного выше подопытных животных.