Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

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.