В каждой научной сфере есть свой Илон Маск или Стив Джобс. Авантюрист такого же масштаба есть и в американской генетике. Склонность к риску и амбиции Джона Крейга Вентера, так зовут нашего героя, подарили биологии новые открытия и технологии. Именно с его именем связаны яркие научные успехи и скандалы. На примере таких личностей становится понятным, что порой не терпение и труд, а дух соперничества и организаторские способности могут привести к прорыву.
Крейг Вентер, 1946 года рождения, является профессором Нью-Йоркского университета, имеет две докторских степени — по физиологии и фармакологии, автор книг "Расшифрованная жизнь" и "Жизнь на скорости света". С 1972 года изучал адреналиновые рецепторы. В 1984 перешел в Национальный институт здоровья (НИЗ), где исследовал гены, связанные с адреналином. Молекулярная биология так захватила Вентера, что в 1986 он полностью переключился на геномику. А в 1990 его лаборатория в НИЗ стала самым крупным центром по расшифровке ДНК в мире.
Еще в 1985 году среди ученых микробиологов появилась идея совместными усилиями расшифровать геном человека. Это был очень амбициозный проект. В то время считалось, что человек имеет 100 000 - 300 000 генов, а чтение 1 гена занимало несколько месяцев. Технологии 80-х позволяли разбирать только коротенькие геномы вирусов. Так британский ученый Фредерик Сенгер еще в 1978 году расшифровал 11 генов вируса phi X174.
В 1990 году руководство НИЗ добилось от Конгресса США финансирования проекта по расшифровке генома человека. Бюджет мероприятия составил 3 млрд. долларов. На прочтение ДНК отводилось 15 лет. В совместной работе приняло участие 1000 ученых из разных стран. Руководителем проекта должен был стать Крейг Вентер, но этого не случилось из-за скандала, причиной которого стал он сам.
В 1991 Крейг Вентер первым начал применять скоростной метод чтения наследственной информации. Ученый исследовал не ДНК в ядрах клетках, а комплементарную или кДНК. Гены для создания белков используют РНК. А из этой РНК можно синтезировать клон ДНК, идентичный ядерной. Использование клона в отличие от исходной ДНК позволяет получить для исследования не весь код ДНК, а только ту его часть, которая кодирует конкретные наследственные признаки. А это 2% от всего кода. Кстати, предназначение остальных 98% до сих пор не раскрыто.
Убедившись в эффективности метода на практике, Крейг Вентер заявил, что сможет расшифровать геном человека за 3 года вместо 15 и для этого потребуется в 40 раз меньше средств. Это естественно вызвало защитную реакцию среди руководства НИЗ, которые добивались 3 млрд. долл. у Конгресса. Метод Вентера сравнили с покорением горных вершин, когда альпиниста доставляют практически к самой вершине на вертолете. В свою очередь, Крейг парировал, что с помощью открытых им генов фармацевтические компании успеют спасти миллионы жизней. Ведь важна скорость, а не благородность доктора, направляющегося к больному. В 1992 ученый получил 70 млн. долларов от фармкомпании HealthCare Ventures на создание Института геномных исследований и покинул НИЗ.
Ключевым для Крейга Вентера становится знакомство в 1993 с Хэмилтоном Смитом, обладателем Нобелевской премии 1978 года за открытие рестриктазы. Этим ферментом бактерии защищают свой геном от взламывания вирусами. Рестриктаза разрезает чужой генетический код, оставляя уникальные концы на краях вырезанных участков. Открытие привело не только к созданию генной инженерии, но и позволило в разы ускорить расшифровку ДНК. С помощью этого фермента генетический код дробится на части, читается с помощью ученого или автомата (секвенатора), а потом собирается обратно как пазлы в мозаике. Так называемый метод дробовика позволил ускорить процесс расшифровки во столько раз, сколько участвует в работе ученых или автоматов.
В 1995 году Крейг Вентер и Хэм Смит первыми в мире секвенировали бактерии. Ими стали гемофильная палочка Haemophilus influenzae и микоплазма Mycoplasma genitalium. Оба организма обладали до 1 000 генов каждый. После освещения в прессе данных открытий в Институт геномных исследований рекой потекли заказы от Министерства энергетики и НИЗ. Инвестор не успевал обрабатывать информацию о прочитанных генах и требовал на несколько лет отложить их публикацию. В свою очередь Вентер хотел славы и финансирования расшифровки генома человека. Это привело к разрыву отношений с HealthCare Ventures.
В 1998 году Крейг Вентер нашел 300 млн.долларов от PerkinElmer для финансирования расшифровки генома человека. Взамен инвестор получал время для коммерческого использования расшифрованных генов человека. Для этого проекта Крейг Вентер совместно с PerkinElmer основали компанию Celera (от латинского слова ускорять). Большая часть бюджета ушла на приобретение 200 секвенаторов ДНК - в 10 раз больше, чем имелось TIGR. Для обработки 6 миллиардов пар оснований нуклеотидов Compaq разработала для Celera компьютер, которая считала 1-м в мире по производительности среди невоенной сферы.
8 сентября 1999 года Celera приступила к расшифровке генома человека. Это случилось спустя 10 лет после запуска аналогичного межнационального проекта. В качестве донорской Celera использовала ДНК Крейга Вентера, Хэма Смита и 3 женщин, афроамериканки, китаянки и латиноамериканки. На тот момент ученые проекта "Геном человека" под руководством Фрэнсиса Коллинза планировали закончить расшифровку кода в 2003 году. Однако понимая, что Celera опубликует свои результаты уже в 2000 году, руководство НИЗ решило объявить о завершении работы в 2000 году, предъявив научному миру черной вариант своей работы. Выступив в этой гонке арбитром, президент США Билл Клинтон устроил 26 июня 2000 пресс-конференцию в Белом Доме и объявил миру, что Celera и государственный проект Геном человека завершили расшифровку генома человека.
Результаты работы Celera были опубликованы в американском журнале Science. 16 февраля 2001 года вышла статья на 47 страницах со складной картой генома шириной 1,5 метра. Среди авторов перечислены 283 ученых, работавших над проектом в Celera. Тогда мир впервые узнал, что у человека порядка 25 000 генов. А геном человека идентичен коду млекопитающих на 90%. При этом разница между людьми различных рас составляет всего лишь 0,1%. Спустя некоторое время британский Nature опубликовал результаты проекта Геном человека. При этом их исследования окончательно завершились лишь в 2004 году.
Следует отметить, что для Крейга Вентера это был не конец карьеры, а ее началом. В 2003 году они синтезировали вирус phi X174, в 2008 - микоплазму Mycoplasma genitalium. Но синтезированная жизнь - это большая тема для отдельной статьи о Крейге Вентере. Читайте в следующих выпусках!
