Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества - Уолтер Айзексон

природы: структурная биология. Вооруженные техниками визуализации, например рентгеновской кристаллографией, которую Розалинд Франклин применяла для поиска данных о структуре ДНК, специалисты по структурной биологии пытаются определить трехмерную форму молекул. В начале 1950-х годов Лайнус Полинг открыл спиральную структуру белков, а затем вышла статья Уотсона и Крика о двойной спиральной структуре ДНК.

Даудна поняла, что, если она действительно хочет разобраться, как некоторые молекулы РНК осуществляют самовоспроизводство, ей необходимо лучше изучить структурную биологию. “Чтобы понять, как такие РНК занимаются химией, – говорит она, – мне нужно было выяснить, как они выглядят”. В частности, ей необходимо было установить, каковы особенности трехмерной структуры самосплайсирующейся РНК. Она понимала, что ее работа в таком случае будет перекликаться с работой Франклин над ДНК, и эта параллель ей нравилась. “Она руководствовалась подобным вопросом о химической структуре молекулы, которая лежит в основе всей жизни, – говорит Даудна. – Она верила, что ее структура сможет о многом рассказать”[47].

Восходящая звезда в Йеле

Кроме того, Даудна подозревала, что изучение структуры рибозима откроет путь к созданию прорывных генетических технологий. Когда Томас Чек и Сидни Олтмен получали Нобелевскую премию, в речи на вручении премии прозвучал намек на это: “В будущем у нас, вероятно, появится возможность лечить некоторые генетические болезни. Такое применение «генетических ножниц» потребует более полного представления о молекулярных механизмах”. Генетические ножницы. Нобелевский комитет, несомненно, проявил прозорливость.

Новая задача предполагала, что настала пора покинуть лабораторию Джека Шостака, который признавал, что не силен ни в визуальном мышлении, ни в структурной биологии. В результате в 1991 году Даудна стала выбирать новое место работы. Впрочем, выбор был очевиден – работа со специалистом по структурной биологии, только что разделившим Нобелевскую премию за открытие каталитической РНК, которую изучали Даудна и Шостак, Томасом Чеком из Колорадского университета в Боулдере, применявшим рентгеновскую кристаллографию для исследования всех мельчайших деталей структуры РНК.

Томас Чек

Даудна уже была знакома с Чеком. Именно он шепнул: “Отличная работа” после ее взволнованного выступления на конференции в Колд-Спринг-Харбор летом 1987 года. Она снова встретилась с ним, когда в тот же год приехала в Колорадо. “Поскольку мы были своего рода дружественно настроенными соперниками и оба стремились лучше изучить самосплайсирующиеся интроны, я отправила ему письмо”, – вспоминает она.

Это было настоящее письмо, написанное на бумаге, потому что электронная почта была еще не в ходу. Она написала, что будет проездом в Боулдере, и спросила, можно ли посетить его лабораторию. К ее удивлению, он очень быстро вышел на связь и однажды позвонил ей в лабораторию Шостака. “Тебя к телефону! Это Том Чек”, – сказал ей коллега, который взял трубку. Все в лаборатории с интересом посмотрели на Даудну, но она лишь пожала плечами.

Они с Чеком встретились в Боулдере в субботу. Чек привел в лабораторию свою двухлетнюю дочь, которая сидела у него на коленях, пока он разговаривал с Даудной, совершенно очарованной его умом и отцовскими инстинктами. На этой встрече соперничество соседствовало с сотрудничеством, что характерно для научных исследований (и многих других предприятий). “Думаю, Том встретился со мной, потому что в лаборатории Шостака велись потенциально конкурентные исследования, но при этом были и возможности чему-то научиться друг у друга, – говорит Даудна. – А еще он, наверное, решил, что сможет немного разузнать о планах нашей лаборатории”.

Получив докторскую степень в 1989 году, она решила заняться постдокторской работой с Чеком. “Я поняла, что если я действительно хочу изучить структуру молекул РНК, то логично отправиться в лучшую лабораторию, специализирующуюся на биохимии РНК, – говорит она. – Кто может быть лучше Тома Чека? Именно в этой лаборатории открыли самосплайсирующиеся интроны”.

Том Гриффин

Была и еще одна причина, по которой Даудна решила после получения докторской степени отправиться в Боулдер. В январе 1988 года она вышла замуж за студента Гарвардской медицинской школы Тома Гриффина, который работал в соседней лаборатории. “Он видел во мне некоторые вещи, которых я сама в то время не видела, включая мои способности к науке, – говорит Даудна. – Он побуждал меня быть смелее, чем я была бы без него”.

Гриффин вырос в семье военного и любил Колорадо. “Мы обсуждали, куда можем отправиться по окончании учебы, и он очень, очень хотел переехать в Боулдер, – рассказывает Даудна. – Я поняла, что если мы поедем в Боулдер, то я смогу работать с Томом Чеком”. Они переехали летом 1991 года, и Гриффин устроился на работу в биотехнологический стартап.

Сначала они прекрасно ладили друг с другом. Даудна купила горный велосипед, и они вместе ездили на прогулки вдоль ручья Боулдер-Крик. Она также начала кататься на роликах и ходить на лыжах. Но главной ее страстью оставалась наука, а Гриффин не был столь сосредоточен на одном аспекте жизни. Наука для него была работой, и не более того, ведь у него не было планов стать исследователем. Он любил музыку и книги и вошел в число первых энтузиастов персональных компьютеров. Даудна уважала широкий диапазон его интересов, однако не разделяла их. “Я из тех, кто постоянно думает о науке, – говорит она. – Я всегда сосредоточена на том, что происходит в лаборатории, каким будет следующий эксперимент и какие более общие вопросы мне необходимо задать”.

Даудна полагает, что их различия “говорят не в [ее] пользу”, но я не уверен, что она действительно так считает, и так не считаю и я. Люди по-разному подходят к работе и увлекаются разными вещами. Она хотела вечерами и по выходным сидеть в лаборатории и проводить эксперименты. Не все должны быть такими. Но некоторым нужно.

Через несколько лет Даудна и Гриффин решили развестись и пойти каждый своим путем. “Я была одержима планированием экспериментов, – говорит она. – Он был не так увлечен. И это вбило между нами клин, с которым мы ничего не смогли поделать”.

Структура рибозима

Когда Даудна приехала в Колорадский университет и заняла позицию постдока, ее задачей было изучить интрон, который, как выяснил Чек, мог быть самосплайсирующимся фрагментом РНК, и показать все его атомы, связи и формы. Если бы у нее получилось открыть его трехмерную структуру, это помогло бы продемонстрировать, как особенности строения интрона сводят вместе нужные атомы, чтобы запускать химические реакции и давать фрагменту РНК возможность самовоспроизводиться.

Это было весьма рискованное предприятие, в рамках которого нужно было зайти в ту зону игрового поля, куда не забегал почти никто. В то время работы по кристаллографии РНК почти не велись, и люди в основном смотрели на Даудну как