Ген. Очень личная история полностью

Берг назвал гибрид рекомбинантной ДНК. Этот осмотрительно выбранный термин отсылал к естественному феномену рекомбинации – к образованию гибридных генов в ходе полового размножения. В природе генетическая информация нередко перемешивается между хромосомами для повышения разнообразия. Участок ДНК мужской хромосомы меняется местами с аналогичным участком женской, образуя «отцовско-материнский» генный гибрид – Морган назвал этот феномен кроссинговером, то есть пересечением. Берг, создавая свои гибриды с помощью тех же инструментов, которые в естественных условиях разрезают, соединяют и чинят гены, расширил принцип кроссинговера, вывел его за рамки размножения. Он получал такие же гибриды, но из генетического материала разных организмов, смешивая его в пробирке. Рекомбинация без репродукции: Берг пересек границу, за которой простирался новый биологический космос.

Рисунок взят из бумаг Пола Берга, посвященных рекомбинантной ДНК. Научившись объединять гены любых организмов, ученые смогут конструировать генетическую информацию по собственному желанию и откроют эру генотерапии и геномной инженерии человека.

* «ДНК из организма 2» – это плазмида (способная к репликации и поддержанию в клетке молекула ДНК, чаще кольцевая), которая содержит генетический материал из двух источников: область фага λ, обеспечивающую его и этой плазмиды репликацию, и полный галактозный оперон E. coli. Иными словами, это «ДНК из геномов 2 и 3», полученная заранее по тому же принципу, что показан на схеме.

Той зимой к команде Берга решила присоединиться аспирантка Джанет Мерц. Она не стеснялась высказывать собственное мнение, была упорной и «чертовски умной», как описывал ее Берг. Мерц представляла собой аномалию в мире биохимиков: она была одной из двух женщин, связавших свою жизнь со стэнфордской кафедрой биохимии за 10 лет ее существования. Как и Лоббан, Мерц пришла в Стэнфорд из МТИ, где обучалась инженерии и биологии. Ее заинтересовали эксперименты Джексона, и она увлеклась идеей создания химер из генов разных организмов.

Но что, если «вывернуть» экспериментальную цель Джексона? Он внедрял генетический материал бактерии в геном SV₄₀. А что, если Мерц сконструирует гибрид с генами SV₄₀ в геноме E. coli, то есть не вирус будет нести бактериальные гены, а наоборот?

Эта инверсия логики – или, скорее, инверсия объектов – давала значительные технологические преимущества. Как и во многих бактериях, в E. coli помимо хромосомы содержатся крошечные дополнительные молекулы ДНК, или плазмиды. Как и геном SV₄₀, плазмиды – кольцевые структуры, ДНК-ожерелья, которые «живут» и размножаются копированием внутри бактерии. По мере увеличения бактериальной биомассы умножается и количество плазмид. Мерц поняла, что если бы ей удалось поместить гены SV₄₀ в плазмиду E. coli, то можно было бы использовать бактерию как фабрику по наработке новых генных гибридов. Бактерия будет расти и делиться, и число плазмид с чужеродным геном многократно возрастет. Копии копий модифицированных молекул ДНК, нагруженных чужими генами, бактерия будет создавать сама. В конце концов образуются миллионы реплик фрагмента ДНК – клоны[615].

В июне 1971-го Мерц отправилась из Стэнфорда[616] в Колд-Спринг-Харбор, штат Нью-Йорк, на обучающие курсы, посвященные животным клеткам и вирусам. В рамках программы студенты должны были представить исследовательский проект, который они хотели бы осуществить в будущем. В своем выступлении Мерц рассказала о планах по созданию генетических химер SV₄₀ и E. coli и возможном их размножении в бактериальных клетках.

Презентации аспирантов на летних курсах обычно не вызывают большого ажиотажа. Однако к тому моменту, когда Мерц закончила демонстрацию своих слайдов, всем уже было понятно, что это не типичная студенческая болтовня. Сначала повисла тишина – а затем студенты и преподаватели обрушили на Мерц лавину вопросов: обдумывала ли она риски, связанные с получением подобных гибридов? что, если организмы, которых создадут Берг и Мерц, проникнут в человеческую популяцию? рассматривали ли они этические аспекты конструирования новых генетических сущностей?

Сразу же после студенческих выступлений один из преподавателей, вирусолог Роберт Поллак, поспешил позвонить Бергу. Поллак настаивал, что опасность, скрытая в «преодолении эволюционных барьеров, которые выстраивались между бактериями и людьми со времен их последнего общего предка», чересчур велика, чтобы вот так непринужденно, в рутинном режиме продолжать эксперименты.