Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов (элементы)

Глава 11

Начало проекта “Геном”

В тот вечер после доклада я вернулся в свою комнатушку в общежитии, бросился на кровать и невидящим взглядом уставился в потолок. Да, я сделал неплохую карьеру, некоторые даже назовут ее выдающейся. Да, у меня прекрасная, прочная должность с солидной финансовой поддержкой, увлекательные проекты, меня приглашают читать лекции со всего мира. Что же я так себя подставил? Зачем во всеуслышание пообещал прочитать геном неандертальца? Да, если получится, это станет моим величайшим достижением. А если нет? Позор, публичный позор, конец карьере без вариантов. В докладе я живописал скорый успех, но сам-то знал, сколько чудовищных трудностей лежит между обещанием и реальным результатом. Нам понадобятся по крайней мере три вещи: большое количество аппаратов 454 для секвенирования, очень много денег и хорошие образцы костной ткани неандертальцев. Ничего этого у меня не было, но, кроме меня, никто об этом не догадывался. Но я-то знал! И поэтому лежал на кровати, смотрел в потолок, а в голове неотступно крутились тревожные мысли: что делать, как делать, нужно, чтобы все получилось…

Перво-наперво следовало получить доступ к аппаратам секвенирования в 454 Life Sciences. Очевидно, я должен поехать в Брэнфорд, в Коннектикут, к Джонатану Ротбергу. От Колд-Спринг-Харбор это не очень далеко. На следующее утро я собрал за завтраком всех основных участников неандертальской работы, все они как раз были на конференции: Эд Грин, Эдриан Бриггс и Йоханнес Краузе. Мы загрузились во взятую напрокат машину и направились в Брэнфорд. А надо сказать, что у меня есть прискорбная манера брать на себя слишком много и считать, что я все успею, и в результате я везде опаздываю: и на собрания, и на самолеты, и вообще не укладываюсь в расписание. Теперешняя поездка не была исключением. Мы неслись по дороге к Порт-Джефферсону на севере Лонг-Айленда и точно знали, что опоздаем на паром в Бриджпорт. Но… успели! Пристроились самыми последними, но успели! (Задняя часть нашей машины даже немножечко свисала над водой, пока паром пыхтел через пролив.) И я думал: как символично – удача буквально балансирует на нашей стороне, раз нам так повезло с паромом.

После этого мы несколько раз бывали в 454 Life Sciences, но тогда приехали впервые. Вживую Джонатан Ротберг производил такое же впечатление, как и по телефону: напористый, с массой авантюрных научных идей. И тут же, как будто для равновесия, присутствовал датчанин Майкл Эгхольм, приземленно-практичный и каждое дело доводивший до конца. За время нашей совместной деятельности оба они заслужили мое глубочайшее уважение. Вместе они составляли потрясающую пару: Джонатан давал общее направление и напор, а Майкл претворял дело в жизнь. В тот день мы обсуждали главное – что потребуется, чтобы прочитать неандертальский геном. Мы собирались применить технику шотган, или, по-другому, метод дробовика: ее ввел в обиход Крейг Вентер в своей компании Celera, когда работал над прочтением человеческого генома. Этот подход заключался в том, что сначала секвенируют фрагменты ДНК вразбивку, случайным образом, а потом с помощью компьютерных программ составляют из них длинные цепочки, ориентируясь на наложение одинаковых кусочков, то есть раскладывают кусочки внахлест. Главная трудность такой техники – распознать нуклеотидные повторы; в геноме человека и обезьяны такие повторы составляют примерно половину всего объема. Большинство повторов имеют длину сотни или даже тысячи нуклеотидов, многие повторы встречаются в геноме в сотнях или тысячах копий. Поэтому при использовании метода дробовика нужно ориентироваться не только на короткие, а скорее на длинные фрагменты, захватывающие “мостики” между повторами. Тогда повтор можно заякорить с двух сторон штучными (неповторяющимися) фрагментами и, таким образом, получить представление, между чем и чем этот повтор протягивается. Но наша древняя ДНК уже сама разбилась на короткие фрагменты. Так что мы собирались построить неандертальский геном, приняв в качестве матрицы эталонный человеческий геном (эталонный – то есть первый составленный геном человека). Понятно, что таким способом определяется набор фрагментов, представленных одной копией в геноме, повторы же мы и не надеялись выстроить. Но по-моему, жертва эта не слишком серьезная: штучные или уникальные последовательности составляют самую интересную часть генома, ту, которая содержит значительную долю генов с известными функциями.

Еще нам предстояло решить, какую часть генома мы возьмем в оборот. До приезда в 454 я держал в голове цифру в 3 миллиарда неандертальских нуклеотидов. Эта цифра диктовалась, во-первых, тем, что я считал в принципе достижимой целью, и, во-вторых, примерным размером человеческого генома. Из-за фрагментации древней ДНК мы вынуждены будем иметь дело с такой ситуацией, когда множество кусочков прочитаются только один раз, другие прочитаются дважды, некоторые трижды и т. д. А какие-то участки генома не попадут в наш список совсем, просто потому, что не окажутся ни в одном из прочитанных фрагментов. Согласно статистике, около двух третей всех нуклеотидов должно хотя бы один раз найтись в наших прочтениях, а одна треть так и не объявится. Генетики называют это “однократной глубиной покрытия”, так как каждый нуклеотид имеет вероятность высветиться один раз. Я считал, что с однократной глубиной покрытия прочтение в нашем случае вполне достижимо и вдобавок даст неплохую прикидку неандертальского генома. И еще важно помнить, что этот геном станет определенным этапом исследований. Пусть потом другие секвенируют неандертальские кости, появятся прочтения новых геномов, их можно будет наложить на наш, увеличивая глубину покрытия еще и еще, пока неандертальский геном не предстанет в полном объеме, почти полном, пусть и без повторов.

Конечно, задача, которую я поставил перед нашей группой, была несколько расплывчатой, да и смотрелась жалковато на фоне других современных геномов, которые читались с двадцатикратной глубиной покрытия. Но с другой стороны, до чего же это была монументальная задача! В самых лучших из наших образцов мы выявляли примерно 4 процента неандертальской ДНК. Я рассчитывал найти еще такие образцы, а может, нам попадутся и получше, с чуточку большей долей сохранившейся ДНК. Если взять среднее для них в 4 процента, то для составления генома в 3 миллиарда нуклеотидов потребуется прочитать порядка 75 миллиардов нуклеотидов. Так как наши фрагменты очень коротенькие, всего по 40–60 нуклеотидов, для прочтения такого объема новым секвенаторам потребуется примерно от 3000 до 4000 перезагрузок. Получается, что компании 454 придется отставить в сторону все остальные задачи и заниматься только неандертальцами в течение нескольких месяцев – и если все это будет оплачиваться по обычным расценкам, то о таких суммах я даже не решался заикнуться.

Об этом мы – Эдриан, Эд, Йоханнес и я – тоже говорили с Джонатаном. Наши неандертальцы определенно интересовали не только самого Джонатана, но и всю команду 454. И не только из-за огромного научного потенциала и уникальной возможности узнать побольше о человеческой эволюции, но и с чисто прагматической целью: обеспечить технологиям 454 еще более широкое признание. Я с готовностью согласился, чтобы работники компании выступали как полноправные научные партнеры и соавторы будущих публикаций. Только все это вовсе не означало, что технологии 454 достанутся нам бесплатно. В результате мы договорились о цене: пять миллионов долларов. Я не понимал, пять миллионов – это хорошо или плохо в нашей ситуации. С одной стороны, я рассчитывал на меньшую сумму, но с другой – сумма была не запредельной. Мы попросили время на размышление.

После переговоров Джонатан угостил нас бутербродами и лимонадом из соседнего магазина и предложил показать свой дом, пока мы не уехали обратно в Колд-Спринг-Харбор. Мы согласились. Съели бутерброды и последовали за ним на машине в его поместье. Я сам вырос в скромном достатке. Моя мать, бежавшая из Эстонии от советской оккупации в конце Второй мировой войны, передала мне чрезвычайно прагматичный взгляд на вещи. Так что роскошью меня не впечатлить. Но визит в поместье Джонатана остался в памяти, хотя самого дома мы так и не видели, а только прошлись по его угодьям на полуострове в проливе Лонг-Айленд. На берегу Джонатан выстроил точную копию Стоунхенджа, только из норвежского гранита, который тяжелее песчаника оригинала. И еще Джонатан немного модифицировал Стоунхендж, то есть сориентировал его так, чтобы солнце светило между камнями в дни рождения членов его семьи. Мы стояли и смотрели на огромные каменные глыбы, и Джонатан сказал: “Теперь вы, наверное, считаете меня сумасшедшим”. Я, конечно, сказал, что нет, и это “нет” не было простой вежливостью. Я действительно не считал его сумасшедшим. Его завораживала история, он мыслил масштабно и стремился обращать мечты в реальность. Его Стоунхендж я воспринял как еще один добрый знак – к удаче.

На следующий день, прибыв обратно в Колд-Спринг-Харбор, я совсем не мог сосредоточиться. Пять миллионов – это огромные деньги, в десять раз больше, чем самый большой немецкий грант. Общество Макса Планка снабжает директоров институтов весьма щедро, чтобы они занимались собственно исследованиями и не тратили время на выбивание грантов, но все равно весь годовой бюджет моего отдела был намного меньше пяти миллионов. Мне очень не хотелось отдавать проект в какой-нибудь центр по геномным исследованиям просто из-за нехватки собственных денег. Тут на ум мне пришло имя Герберта Йекле, который в 1989- м убедил меня переехать в Германию – а сам он, будучи специалистом по биологии развития и генетике, занимал тогда профессорскую должность в Мюнхене. Позже он перебрался в Геттинген, в Институт биофизической химии, также под эгидой Общества Макса Планка, – и опять же сыграл важную, хотя и неофициальную роль в моем переезде из Мюнхена в Лейпциг, когда организовывался Институт эволюционной антропологии. И если уж говорить прямо, то в критические моменты моей научной жизни Герберт всегда был рядом, с поддержкой и советом. А теперь он стал вице-президентом секции биомедицины в Обществе Макса Планка. К счастью, управляют обществом ученые-исследователи, такие как Герберт, а не администраторы и политиканы. В то утро я решил позвонить Герберту прямо из Колд-Спринг-Харбор.

Думаю, он сразу понял, что я звоню по срочному и важному делу – ведь перезванивались мы в общем редко. Я объяснил ситуацию, описал, как предположительно можно прочитать геном неандертальца, и выложил наши расчеты по стоимости проекта. И задал вопрос: как в Европе можно поднять такую сумму? Он пообещал подумать и перезвонить через несколько дней. Я улетел в Лейпциг, разрываясь между отчаянием и надеждой. Может, мы найдем богатого спонсора, но где они берутся, спонсоры?

Через два дня Герберт, верный своему слову, позвонил. Общество Макса Планка, сказал он мне, недавно учредило Президентский инновационный фонд для поддержки уникальных исследовательских проектов. Он обсудил наш проект с президентом общества, и общество в принципе согласно выделить требуемую сумму и выплатить ее в течение трех лет. Они даже уже отложили эти деньги и будут дожидаться письменной заявки, которая, естественно, должна быть рассмотрена экспертами в нашей области. Я просто ошалел, даже не помню, поблагодарил ли я его. Деньги! Когда они есть, мир волшебно меняется! Я мчался в лабораторию, и новость клокотала у меня в груди, я выпалил ее первому, кто попался мне на пути. Не останавливаясь, я настрочил заявку, описав результаты и объяснив, почему мы так уверены, что сможем отсеквенировать неандертальский геном за три года – если найдутся достаточные ресурсы.

В конце заявки я, как полагается, приложил финансовый план. И тут меня одолело смущение: мне в голову не пришла одна важная деталь. Оговаривая с Гербертом сумму пять миллионов, я подразумевал доллары, а Герберт ведь наверняка договаривался о евро. Кажется, он даже сказал, что общество отложило на проект “пять миллионов евро”, но я в тот момент так растерялся, что не осознал разницу. И получается, что у меня в руках окажется шесть миллионов долларов. Что же делать? Я, конечно, могу незаметно раздуть бюджет на 20 процентов, но это как-то недостойно, и вдобавок кто-то может это заметить, когда мы будем подписывать контракт с 454 Life Sciences. Я позвонил Герберту и, смущаясь, объяснил затруднение. Он расхохотался. И спросил, не предвижу ли я дополнительных трат здесь, в Лейпциге, кроме тех, что мы заплатим по контракту 454. Да, конечно, предвижу. Нам нужно будет выделить ДНК из большого числа древних остатков, чтобы найти самые лучшие, и провести тестовое секвенирование каждого. Это значит, нам придется раскошелиться на аппараты 454 для секвенирования, иначе не провести анализы всех образцов на месте, плюс реагенты для экспериментов. Учитывая валютную разницу, с такими деньгами проект можно смело запускать. Я снова взбодрился и включил в финансовый план все работы, которые нам предстояло провести в Лейпциге.

А тем временем Эдди Рубин составил бактериальную библиотеку из всего неандертальского экстракта, который мы ему в свое время послали. Джим Нунан, молодой специалист из группы Эдди, секвенировал каждую каплю. Полученный ими продукт насчитывал немного более 65 тысяч пар нуклеотидов. В Брэнфорде было использовано примерно 7 процентов вытяжки, которую мы отправили, и получено около миллиона пар нуклеотидов. Как и предсказывал Эдриан, методики прямого секвенирования оказались в двести раз эффективнее по количеству прочитанных нуклеотидных цепочек. Эдди, несмотря на это, настаивал, что его метод лучше, и требовал, чтобы мы продолжали посылать ему экстракты. Так мы пришли к фундаментальным разногласиям. Совесть не позволяла мне отсылать ценные вытяжки в Беркли, ведь я знал, что мы можем извлечь намного больше информации из тех же вытяжек другим способом в Брэнфорде. С тяжелым сердцем и терзаемый дурными предчувствиями, я все откладывал окончательное решение, надеясь, что Эдди сам осознает низкую эффективность бактериального клонирования – нужно только представить результаты работы по двум методикам в письменном виде, в готовой статье.

Однако на тот момент уже невозможно было представить, что мы опубликуем одну общую статью. Мы не могли писать вместе, потому что методы у нас были совершенно разные, результаты значительно отличались по количеству полученной информации – и, конечно, из-за принципиальных разногласий по применению метода бактериальных библиотек. Мы остановились на варианте двух статей. Одну напишет Эдди, и мы выступим как соавторы, а другую напишем мы, Майкл Эгхольм, Джонатан Ротберг и другие из 454. В своей статье Эдди написал: “Низкая глубина покрытия по библиотеке NE1 происходит по причине низкого качества самой библиотеки, а не является общей тенденцией при работе с древней ДНК”. По сути, он говорил, что если мы составим больше библиотек, то результаты улучшатся. Но, уже зная, что библиотеки по пещерным медведям дали столь же скромный выход, я не согласился с выводами. Тем не менее мы удержали отношения в рамках приличий. В июне Эдди представил статью к публикации в Science, и в августе ее приняли. Из-за того что нам пришлось анализировать гораздо больше информации, мы подали свою статью в Nature только в июле. Эдди благородно задержал публикацию статьи по клонированию, пока шло рецензирование и рассмотрение совместной с 454 работы. Поэтому обе статьи вышли одновременно.

А тем временем у нас начались приготовления: мы принялись за производство материала, из которого – мы надеялись на это – получится большое количество неандертальских ДНК. Для начала я организовал у нас в Лейпциге, в наших “чистых комнатах”, создание генетических библиотек для 454- секвенирования. Таким образом, драгоценнейшие вытяжки, в которые так легко занести инородную ДНК, могли вовсе не покидать стерильных помещений. Некоторое количество из фондовых денег было потрачено на покупку секвенатора-454, чтобы тестировать библиотеки. Затем мы с Майклом Эгхольмом разработали план. Мы будем готовить экстракты из костей, создавать библиотеки для 454 и тестировать их на нашем аппарате. Как только определим самые многообещающие библиотеки, будем отсылать их в Брэнфорд для массового секвенирования. Секвенирование будет проходить поэтапно, оплата производиться по результатам, то есть по получении определенного количества прочитанных последовательностей. Это я предложил такой вариант и очень удивился, что в 454 согласились, ведь все мы знали, что у нас в самой содержательной библиотеке находилось прежде только около 4 процентов неандертальской ДНК, а остальные 96 – это балластовые ДНК бактерий, плесени и всякие другие. А сколько найдется эндогенной ДНК в будущих образцах, мы и представить не могли. Если, например, вытяжка будет содержать один процент вместо четырех, то 454 придется секвенировать в четыре раза больше за те же деньги, так как контракт фиксировал количество именно неандертальской прочитанной ДНК, а не общее число установленных нуклеотидов (которое включало бы все балластовые фрагменты). Ни исследователи из 454, ни их юристы не обратили внимания на этот пункт при подготовке контракта. В каком-то смысле это не имело значения, так как в контракт включили специальное положение, позволяющее обеим сторонам прекратить сотрудничество в любой момент. Мы не имели права принуждать 454 продолжать секвенирование против их воли. Но, даже учитывая эту поправку, контракт в таком виде был для нас выгоднее, чем если бы 454 обязалась секвенировать определенное число “сырых” нуклеотидов независимо от их происхождения.

Я получал удовольствие от работы с 454. Наши команды прекрасно дополняли друг друга, люди легко ладили. И все-таки в одном мы отличались. 454 вынуждена была постоянно бороться за признание на рынке современных технологий секвенирования, а рынок этот очень быстро становился остроконкурентным. На тот момент сразу две большие компании заявили о намерении продавать высокопропускные аппараты для секвенирования. Компании 454 желательно было получить широкий общественный резонанс от работы с неандертальским геномом, и хорошо бы прямо сейчас, а не через два или три года, когда мы предполагали представить для публикации прочитанный геном. Как в свое время Майкл Эгхольм принял наши заботы близко к сердцу, теперь настала моя очередь серьезно отнестись к его приоритетам. Поэтому, когда контракт с 454 подписали, 20 июля 2006 года мы организовали пресс-конференцию у нас в институте в Лейпциге. Как раз незадолго до этого мы представили к публикации в Nature статью в соавторстве с 454. Майкл вместе с еще одним руководителем высшего звена прилетели из Америки. На конференцию мы пригласили и Ральфа Шмитца, куратора неандертальского “типового экземпляра” из музея в Бонне; в 1997 году именно Ральф снабдил нас музейным материалом для исследований. Он привез с собой на конференцию историческую кость неандертальца, из которой мы выделили первую митохондриальную нуклеотидную последовательность. В пресс-релизе специально подчеркивалось, что мы соединили все методы анализа древней ДНК, разработанные за много лет в нашей лаборатории, с новейшими высокопроизводительными технологиями, предоставленными нам компанией 454 Life Sciences, и в результате удалось начать секвенирование неандертальского генома. Мы специально отметили, что по удивительному стечению обстоятельств настоящее заявление делается точно день в день через 150 лет после того, как нашли первых неандертальцев в долине Неандерталь.

Пресс-конференция получилась потрясающая! Журналисты, пресса, трансляция по всему миру по интернету… Мы объявили, что беремся за два года прочитать 3 миллиарда нуклеотидов неандертальцев. С гордостью я оглядывался в прошлое: вот он я, двадцать лет назад в Упсале, тайком от руководителя затеваю непонятные опыты, опасаюсь, что он все узнает, – и вот он я теперь! Какой это был необыкновенный момент!

А дальше пошли взлеты и падения. Неприятности начались месяц спустя после пресс-конференции. Еще не вышли обе статьи, наша и группы Эдди Рубина, а мы уже приступили к работе по методу 454. Попутно послали данные по 454 Джонатану Притчарду. Этот молодой и талантливый генетик из Чикагского университета вместе с Эдди принимал участие в обработке той небольшой части данных, которые дало бактериальное клонирование. И тут мы получаем электронное письмо от двух аспирантов Притчарда, Грэма Купа и Шридхара Кударавалли. А там написано, что их кое-что настораживает в результатах по 454. А именно повышенное количество отличий от человеческого эталонного генома в коротких фрагментах по сравнению с длинными. Наш Эд Грин быстренько все перепроверил. Действительно, все обстояло именно так, и аспиранты оказались правы. Плохо дело. Это могло означать, что длинные фрагменты не были неандертальскими, а являлись современными загрязнениями человеческой ДНК. Я написал Эдди, что мы обнаружили подозрительные детали в наших результатах по 454. И мы договорились обменяться данными – мы им пошлем свои, а они нам свои. И быстро получили ответ: Джим Нунан из группы Эдди подтвердил все эти отклонения в данных 454, повторив выводы чикагских аспирантов.

Нам нужно было срочно переписывать или вообще отзывать статью из Nature, а она уже была почти напечатана… Я послал Эдди сообщение, что мы как можно быстрее постараемся выяснить, в чем дело, чтобы не задерживать выход его статьи. Такое у меня уже было, когда я работал у Алана Уилсона: мы обнаружили ошибку в анализах, уже когда статья была принята к печати в Nature, и эта ошибка коренным образом меняла заключение работы. Пришлось забирать ее из журнала. Я боялся, что и теперь получится то же.

Мы все бросились в лихорадочный поиск. Конечно, первое, что по логике вещей приходит на ум, – это занесенные человеческие ДНК. Но напрямую оценить объемы загрязнений не так-то легко. Помимо того, списывать все на загрязнения было бы ошибкой. Мы ведь понимали, как мало знаем о реактивности коротких дефектных кусочков ДНК по сравнению с нормальными человеческими последовательностями. Так что могли сыграть роль и другие факторы. Какие? Соображать надо было очень быстро, ведь наша статья уже лежала в печати, а Эдди не терпелось увидеть свою собственную.

Эд заметил, что в данных по 454 в коротких неандертальских фрагментах содержится больше Г и Ц, чем в длинных. Так что короткие обогащены ГЦ, а длинные АТ нуклеотидами. Нуклеотиды Г и Ц мутируют чаще А и Т, и это в принципе может привести к разнице между короткими и длинными кусочками, если сравнивать их с человеческим эталоном. Гипотезу нужно проверить – и Эд выбрал по отдельности соответствующие неандертальским короткие и длинные фрагменты из человеческого эталона, а потом посмотрел, какова вообще вариабельность именно этих фрагментов в человеческом геноме. Из этого сравнения неандертальские фрагменты были исключены, но тем не менее результат сравнения получился весьма показательным. В человеческих геномах те самые короткие участки показали большую изменчивость по сравнению с длинными, опять же аналогами неандертальских длинных. Это означало, что ГЦ-обогащенные последовательности попросту чаще мутируют и таким образом объясняется большее число различий в коротких последовательностях. Для большей убедительности нужно было рассмотреть и другие варианты объяснений, например, как мы отыскивали место для найденных фрагментов на карте человеческого эталонного генома. Как справедливо подметил Эд, для длинного фрагмента правильное место подыскать проще, чем для короткого просто в силу большего количества информации. Поэтому короткие фрагменты с большей вероятностью могут оказаться вообще бактериальными, так или иначе сходными с человеческими участками. Вот и получится более высокая вариабельность коротких фрагментов. Такая возможность вообще лежала вне круга наших рассуждений про древние геномы. Ведь что у нас было? ДНК мамонтов с относительно длинными последовательностями. Я совершенно растерялся. Мы каждый день узнавали нечто неожиданное про короткие и длинные фрагменты и видели, насколько по-разному они проявляются в общей картине наших анализов. И вообще, что происходит по ходу наших экспериментов?.. И исключить загрязнения современной ДНК мы тоже не могли…

Естественно, мы обсуждали возможность привноса чужеродной ДНК. Ее уровень, насколько мы могли судить по мтДНК, посланным и Эдди, и в 454, на самом деле был совсем невысок. Занести постороннюю ДНК в вытяжки можно было только вне стен нашей лаборатории; и в статье в Nature мы особо это обговорили. Я при этом чувствовал, что единственным надежным источником информации о загрязнениях может служить только мтДНК, потому что про нее-то мы точно знали, где загрязнение, а где нет. Все остальное слишком шатко: то ли действительно сыграла роль изменчивость в ГЦ-позициях, то ли путаница с бактериальными аналогами, то ли еще что-то неизвестное. Я решил, что нужно снова взглянуть на мтДНК, которые нам прислала 454.

В 2004 году мы отсеквенировали часть мтДНК из неандертальской кости Vi-80, той самой, что дала образцы и для 454, и для Эдди. Хорошо бы эту часть сравнить с результатами, пришедшими из 454. Наверняка среди них найдутся участки, по которым наш неандерталец отличается от современных людей. И тогда можно будет вычленить фрагменты наверняка неандертальские и подсчитать их долю, а отсюда примерно прикинуть возможный уровень загрязнений в конечном продукте 454. Но, к величайшему огорчению, для таких расчетов нам не хватало данных, как выяснил Эд. В отчетах, присланных 454, содержалась всего 41 последовательность мтДНК, и из них ни одна не совпадала с теми, которые мы определили сами – и для этого конкретного неандертальца, и для других. Мы перепроверили все данные из Беркли, но ни одного кусочка мтДНК в тех скудных наборах не нашлось.

Но выход, к счастью, существовал. Мы наготовили много материала для секвенирования, поэтому можно попытаться запустить процесс еще раз и найти новые кусочки ДНК. Возможно, тогда по этим новым фрагментам мы сумеем оценить уровень загрязнений. Я связался с 454 и убедил их повторить секвенирование как можно быстрее. Они в рекордные сроки провели 6 циклов секвенирования, и, едва к нам попали результаты, Эд немедленно углядел нужные шесть кусочков, шесть наших старых знакомых из вариабельной части мтДНК, с которыми мы уже имели дело в 2004- м. Все шесть в точности соответствовали неандертальским характеристикам и не были похожи на современные человеческие! Так что в наших экстрактах было минимум загрязнений, и вот оно тому доказательство. И что интересно, эти фрагменты были сравнительно длинными, около 80 или больше нуклеотидов, хотя их древность сомнений не вызывала. Значит, и среди длинных кусочков вполне допустимы настоящие древние ДНК. Так что причиной разницы в коротких и длинных фрагментах были, по всей видимости, не загрязнения, а что-то иное. Эд был так счастлив, что в имейле с описанием результатов в конце написал: “Прямо готов расцеловать всех!”

И статью в Nature решено было оставить. Эдди и Джиму Нунану послали длинную разъяснительную записку. Ее подготовила наша коллега Сьюзан Птак, специалист по популяционной генетике. Она писала, что, на наш взгляд, разница между короткими и длинными цепочками могла появиться в силу множества разных причин, как известных, так и неизвестных, поэтому вычленить из них фактор загрязнения не представляется возможным; также объяснила, почему мы больше доверяем прямым данным по мтДНК в вопросе о загрязнениях. Там было так: “И хотя имеются косвенные свидетельства наличия загрязнений, но теперь мы получили прямую оценку уровня загрязнений в конечном продукте, и опять-таки этот уровень оказался весьма низок”. На эту записку мы не получили никакого ответа. К тому времени наши отношения стали довольно натянутыми, так что ответное молчание нас не удивило.

Вся эта история была чудовищно изматывающей. По иронии судьбы правы оказались и мы, и Эдди. Будущее показало, что в результатах 454 действительно имелись загрязнения, но при этом косвенное определение загрязнений путем сравнения длинных и коротких фрагментов ДНК не срабатывает.

Две статьи вышли в Nature и Science 16 и 17 ноября. Пресса, естественно, подняла ажиотаж, но я уже привык к медиашумихе. И вообще, мне было не до того. Я был занят. Я же обещал отсеквенировать 3 миллиарда нуклеотидов неандертальцев за два года. И в статье, в конце, так и было прописано. И перечислено, что для этого потребуется: 20 граммов кости и 6 тысяч запусков аппаратуры 454. И еще мы написали, что задача сама по себе устрашающая, но если принять во внимание прогресс в техническом оснащении секвенирования, то “нетрудно предвидеть” десятикратное ускорение в работе. Что подразумевалось под прогрессом? Снижение потерь материала при загрузке машин и кое-какие грядущие усовершенствования в самих секвенаторах, о которых по секрету сообщил мне Майкл.

Так что дела наши выглядели неплохо, но все же оставалась главная трудность – где добыть хорошие неандертальские кости. По правде говоря, у нас даже близко не было двадцати граммов костного материала, сравнимого по качеству с Vi-80, а на ее анализах мы уже опубликовали две статьи. И у нас осталось не больше полуграмма. Я оптимистично утешал себя мыслью, что Vi-80 попалась нам одной из первых и в ней уже сразу было 4 процента неандертальской ДНК, наверняка будут и другие кости, может, и не хуже этой. И даже, может, лучше. Эту проблему нужно было решать как можно скорее. Но прежде придется сделать одно очень неприятное дело – положить конец сотрудничеству с Эдди Рубином.

Поставить точку в научном сотрудничестве всегда непросто, а если коллега становится другом, то еще труднее. В Беркли я останавливался у Эдди в семье, мы вместе ездили по холмистой дороге на велосипедах от его дома до лаборатории, мы вместе сбегали с колд-спринг-харборских конференций в Нью-Йорк и ехали в театр. Мне всегда очень нравилось его общество. И я долго обдумывал письмо Эдди, написал несколько черновиков. Постарался объяснить, насколько отличается мое представление об эффективности бактериального клонирования от его взгляда и что наше взаимодействие, в особенности по этому вопросу, перестало быть продуктивным. И что, как мне видится, он со своей группой пытается заниматься тем же, что и мы, вместо того чтобы решать взаимодополняющие задачи. Однажды в телефонном разговоре, например, нам было предложено послать не только вытяжки ДНК, но и реактивы PTB, которые мы как раз синтезировали. И для чего? Для того чтобы наши вытяжки обрабатывать нашими же реактивами. Понятно, что ни я, ни моя группа в восторг от этого предложения не пришли. Я надеялся, что изложил причины прекращения сотрудничества в как можно менее болезненной и оскорбительной форме, но все же письмо отсылал в трепетном волнении. Эдди ответил. Он написал, что понял мою точку зрения, но все же верит в будущие возможности и практическую ценность бактериального клонирования. Он принял мое послание с достоинством, и я вздохнул с облегчением, но теперь, со всей очевидностью, мы стали соперниками, а не сотрудниками.

Этот факт сделался явным, как только я занялся охотой за неандертальскими костями. Как я понял, Эдди тоже пытался добыть образцы, и обращался он, в общем, к тем самым людям, с которыми мы вместе работали столько лет. Кроме того, обнаружилось, что уже в июле журнал Wired опубликовал статью о “неандертальских” поисках Эдди. И заметка эта заканчивалась цитатой Эдди: “Хотелось бы достать еще костных образцов. Поеду, пожалуй, в Россию, возьму чемоданы с евро, и прямиком к парням в малиновых пиджаках. Чего бы это ни стоило”.

 

Показать оглавление

Комментариев: 0

Оставить комментарий