Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества - Уолтер Айзексон
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Кроме того, Чжану только предстояло выяснить, какую роль играет в системе противная tracгРНК. Как мы помним, в статье Шарпантье 2011 года и работе Шикшниса 2012 года описывалось участие этой молекулы в создании направляющей РНК, или cгРНК, которая направляет фермент к тому месту ДНК, где нужно произвести разрез. Но в статье 2012 года Даудна и Шарпантье среди прочего указали, что tracгРНК играет и другую важную роль: она остается в системе, чтобы производить разрез ДНК-мишени. В заявке Чжана на грант отмечалось, что он этого пока не открыл; там говорилось только об “элементе tracгРНК, обеспечивающем обработку направляющих РНК”. На одной из иллюстраций было изображено, что в комплекс входит только cгРНК, без tracгРНК, а разрез совершает Cas9. Это может показаться мелочью. Но именно из-за таких маленьких открытий (или их отсутствия) ведутся битвы за признание заслуг[174].
Помощь Марраффини
Если бы все сложилось иначе, история о сотрудничестве Фэна Чжана и Лучано Марраффини могла бы стать не менее вдохновляющей, чем рассказ о взаимодействии Даудны и Шарпантье. Биография Чжана была замечательной и сама по себе: усердный и амбициозный китайский иммигрант, настоящий вундеркинд, который вырос в Айове и благодаря своей безграничной любознательности стал звездой в Стэнфорде, Гарварде и MIT. Но в сочетании с биографией Марраффини, аргентинского иммигранта, который в начале 2012 года сотрудничал с Чжаном, она стала бы еще прекраснее.
Марраффини с удовольствием занимался исследованием бактерий и, учась в аспирантуре Чикагского университета, заинтересовался недавно открытым феноменом CRISPR. Поскольку его жена работала переводчиком в судебной системе Чикаго, он хотел остаться в этом городе, а потому устроился на позицию постдока в лабораторию Эрика Сонтхаймера в Северо-Западном университете. Сонтхаймер в то время изучал РНК-интерференцию, которой в прошлом занималась и Даудна, но вскоре они с Марраффини поняли, что система CRISPR работает более впечатляющим образом. Именно так в 2008 году они и совершили важное открытие, установив, что система разрезает ДНК атакующих вирусов[175].
Марраффини познакомился с Даудной на следующий год, когда она приехала в Чикаго на конференцию. Он специально занял место рядом с ней. “Я очень хотел с ней познакомиться, ведь я знал, что ей удалось изучить структуру РНК, хотя это было чрезвычайно сложно, – говорит он. – Кристаллизация белков – дело ясное, но кристаллизовать РНК гораздо сложнее, и это произвело на меня впечатление”. Даудна только приступила к работе над CRISPR, и Марраффини спросил, можно ли устроиться к ней в лабораторию. Но вакансии для него не нашлось, поэтому в 2010 году он перешел в Университет Рокфеллера на Манхэттене и основал там лабораторию по изучению CRISPR в бактериях.
Лучано Марраффини
В самом начале 2012 года он получил письмо от Чжана, с которым не был знаком. “С Новым годом! – написал Чжан. – Меня зовут Фэн Чжан, я исследователь в MIT. Я с большим интересом прочел множество ваших статей о системе CRISPR и хочу узнать, готовы ли вы к сотрудничеству при разработке системы CRISPR для применения в клетках млекопитающих”[176].
Марраффини поискал имя Чжана в Google, поскольку тогда оно мало о чем говорило большинству исследователей CRISPR. Чжан прислал письмо около десяти вечера, и Марраффини ответил примерно через час. “Я очень заинтересован в сотрудничестве”, – написал он, а затем добавил, что работает на “минимальной” системе, то есть на системе, где оставлены лишь ключевые молекулы. Исследователи договорились созвониться на следующий день. Казалось, это начало прекрасной дружбы.
Вскоре у Марраффини сложилось впечатление, что Чжан зашел в тупик и пробовал всевозможные белки Cas. “Он испытывал не только Cas9, но и все остальные системы CRISPR, включая Cas1, Cas2, Cas3 и Cas10, – говорит Марраффини. – Ничего не получалось. Он метался как белка в колесе”. В результате Марраффини, если полагаться на его собственную память, подтолкнул Чжана сосредоточиться на Cas9. “Я был совершенно уверен насчет Cas9. Я был экспертом в этой области. Я понимал, что с другими ферментами будет слишком сложно”.
После телефонного разговора Марраффини отправил Чжану список того, что необходимо было сделать. Первым пунктом в нем значился отказ от использования любых других ферментов, кроме Cas9[177]. Он также отправил по обычной почте распечатку всей обнаруженной в бактерии последовательности CRISPR, которая растянулась на несколько страниц (ATGGTAGAAAACACTAAATTA…). Рассказывая мне об этом, Марраффини встал из-за стола и распечатал последовательность и для меня. “Передав Фэну все эти данные, – сказал он, – я помог ему понять, что нужно использовать Cas9, и составил для него дорожную карту, на которую он и стал ориентироваться”.
Некоторое время они работали вместе, разделяя задачи. Чжан предлагал идеи, которые, как он надеялся, применимы для человеческих организмов. Затем Марраффини, который специализировался на микробах, испытывал их, чтобы проверить, работают ли они в бактериях, что было проще изучить экспериментально. В частности, очень важно было добавить в систему сигнал ядерной локализации (NLS), без которого невозможно было поместить CRISPR-Cas9 в ядро клетки человека. Чжан разрабатывал способы добавлять разные сигналы ядерной локализации к Cas9, а затем Марраффини испытывал их, чтобы выяснить, работают ли они в бактериях. “Если при добавлении NLS система перестает работать в бактериях, сразу становится ясно, что в человеческом организме она работать тоже не будет”, – поясняет он.
Марраффини полагал, что в случае успеха их с Чжаном плодотворное сотрудничество, основанное на взаимном уважении, позволит им выступить соавторами итоговой статьи и вместе зарегистрировать ряд потенциально прибыльных патентов. Некоторое время дело действительно обстояло именно так.
Когда он это узнал?
Результаты работы, проведенной Чжаном и Марраффини в начале 2012 года, были опубликованы лишь через год, в начале 2013-го. Позже из-за этого перед членами жюри всевозможных премий, патентными экспертами и хроникерами, описывающими “Великую гонку CRISPR”, встал вопрос на многие миллионы долларов: что именно Чжан знал и сделал до того, как в июне 2012 года Даудна и Шарпантье опубликовали в интернете свою статью о CRISPR-Cas9, написанную для журнала Science?
Одним из тех, кто впоследствии восстанавливал ход событий, стал Эрик Лэндер, наставник Чжана в Институте Брода. В неоднозначной статье “Герои CRISPR”, о которой речь пойдет чуть позже, Лэндер расхваливал Чжана. “К середине 2012 года, – писал он, – [Чжан] сконструировал надежную трехкомпонентную систему, состоящую из Cas9, взятого из S. pyogenes или S.
