Шрифт:
.Затем орнитолог Уотсон и физик Крик установили пространственную структуру ДНК. А теперь вот археолог по образованию Паабо стал молекулярным биологом, чтобы попытаться увидеть древнейший генетический материал.
Практически одновременно с данными по древнеегипетской мумии были опубликованы результаты работы Р.Хигучи из Калифорнии, который сумел "вытащить" ДНК из шкуры вымершей африканской квагги 140-летней давности (квагга считается гибридом между зеброй и лошадью). Это были огромные достижения, которые можно было сравнить только с изобретением ДНК-отпечатков для определения родства между людьми или идентификации преступника. Что это такое?
Представьте себе две книги, скажем, "Войну и мир" и "Повести Белкина". А теперь вообразите, что их варварски порвали постранично и даже порезали по строчкам. Как бы вы ни перемешивали страницы обеих книг и их строчки, достаточно одного взгляда, чтобы понять, где Толстой, а где Пушкин. Стиль писателя, его словарь, построение фразы и многие другие признаки позволяют даже не слишком опытным читателям отличить прозу Толстого от прозы Пушкина, а их обоих от Достоевского или Томаса Харди.
Нечто подобное предложил проводить на молекулярном уровне Алек Джефрис из университета английского города Лестера. Он нашел в геноме человека маркеры, которые стабильны у прямых потомков родительской пары. С помощью так называемого электрофореза - переноса образцов ДНК в электрическом поле - маркеры "разгоняются" в виде полосок, последовательность которых легко анализировать. Эти картинки еще сравнивают с полосчатыми компьютерными шифрами, которые мы видим на иностранных упаковках (компьютер тоже сравнивает'- идентифицирует - шифры товаров, указывая кассовому аппарату, какую цену пробивать).
С помощью ДНК-отпечатков стало возможно устанавливать родство людей, степень этого родства - чем оно дальше, тем большее несовпадение полосок будет наблюдаться, а также личность преступника. Но все это хорошо, когда в вашем распоряжении достаточное количество ДНК, а как быть, если ДНК очень мало? Над этой проблемой долгое время бился Кэри Муллис* из калифорнийской биотехнологической фирмы "Сетус" в городке Эмеривилл.
Журнал "Тайм" назвал Муллиса в августе 1991 году последним лудильщиком, вкладывая в это слово тот смысл, что он "паяет" швы между самыми разными науками. Он консультирует биотехнологические фирмы и постоянно говорит о том, что одного вируса СПИДа явно было бы недостаточно, чтобы вызвать глобальную эпидемию этого заболевания. Свое необычное открытие Муллис сделал апрельской ночью в машине, когда они с женой ехали по горной дороге в секвойных лесах Северной Калифорнии.
Муллис поступил в "Сетус" - название фирмы переводится как "Кит" - в 1979 году. Его как химика взяли в исследовательский отдел для синтеза олигонуклеотидов, то есть коротких цепочек ДНК. Однако к 1983 году эту задачу взяли на себя автоматические синтезаторы электронной эры.
"У меня появилось время подумать", - говорит Муллис.
Он хотел найти метод - простой и надежный - идентификации буквы генетического кода, или нуклеотида в известном положении цепи ДНК. Задача сходна с той, которую мы каждый раз решаем, проверяя себя, какую букву писать, например, после "т" и после "л"
в слове "интеллигенция".
Подобная проверка легко осуществима, поскольку у нас всегда под рукой словари и справочники по этимологии и орфографии слов. А как быть с ДНК, когда мы заведомо не знаем, какая буква генетического кода должна стоять на том или ином месте? Вот над этой-то проблемой и бился мозг Муллиса, когда он крутил руль своей машины.
В своих размышлениях Муллис отталкивался от двух известных открытий.
В 1955 году А.Корнберг из Станфордского университета неподалеку от СанФранциско выделил ДНК-полимеразу, которая начинает синтез ДНК, имея в своем распоряжении "затравку", которая по-английски называется праймер (праймерами в Англии и Америке называют также буквари и начальные строчки широко известных произведений, например "Я помню чудное мгновенье...").
Второе открытие было связано с именем дважды Нобелевского лауреата англичанина Ф.Сэнджера, который первую награду получил за прочтение последовательности аминокислот в инсулине, а вторую - за создание метода расшифровки последовательности нуклеотидов ДНК. Как он это делал?
Он "подсовывал" ДНК-полимеразе измененный нуклеотид, который она не может "переварить", в результате чего синтез ДНК останавливался. Зная, какой нуклеотид он дал ферменту, Сэнджер таким образом узнавал противоположный комплементарный. Например, если он давал измененный А, то напротив, в другой цепи ДНК, которая служила матрицей для синтеза, стоял тимин "т", если "ц" - то Г и т.д.
Разработка не из легких, но именно так были прочитаны первые гены, а с этого и началась биотехнология наших дней.
Потом это все автоматизировали, и сегодня электронные автоматы сами читают по 10 тысяч букв в сутки. Кстати, измененными нуклеотидами теперь довольно успешно сдерживают развитие СПИДа у инфицированных людей.
И вот со всем этим багажом в голове Муллис едет в свой загородный дом в округе Мендосино, что на берегу Тихого океана. "Руки заняты, а голова свободна", - вспоминал он потом.