Ричард Престон - Война с вирусом Эбола [Как геномические исследования помогают сдержать распространение эпидемии]

Средневековые монахи, вручную копируя тексты, совершали ошибки. Поскольку при копировании генома Эбола тоже происходят ошибки, каждый геном в этом отношении подобен скопированному вручную тексту. Имея несколько таких геномов, можно установить различия между ними. Таким образом, вирус существует как многообразие разных, одновременно существующих форм. Геном вируса Эбола не есть что-то единое, но совокупность несколько различающихся геномов. Вирус представлен многочисленной популяцией частиц, различающихся между собой, и каждая из них конкурирует с другими за возможность попасть в клетку и размножиться. Геном всей популяции вируса изменяется в ответ на изменения в окружающей среде. Изучая геномы нескольких вирусов одного вида одновременно, ученые надеются представить себе генофонд всей его популяции, как жизненной формы, существующей в четырех измерениях, — большие «тексты» кода постепенно сменяются в пространстве и времени. Для изучения геномов ученым нужна кровь, зараженная вирусом.

Группы работников здравоохранения, двигаясь из Кенема в разных направлениях, обнаружили еще двенадцать женщин, больных лихорадкой Эбола, причем выяснилось, что все они побывали на похоронах вышеупомянутого знахаря. Женщин госпитализировали в Кенема, поместив в палату для больных лихорадкой Ласса. Высокопоставленные чиновники Министерства здравоохранения были очень заинтересованы в расшифровке генома Эбола, поэтому Хан и Сабети, работая в тесном контакте с ними, применили необычный метод отбора проб — сыворотку получали не от больных, а использовали остатки клинических анализов. Такие «отходы» представляют собой небезопасный материал, обычно их сжигают в специальном приспособлении при больнице.

— Мы делали все возможное, чтобы, собирая пробы, не оставлять следов, — сказала Сабети. Кроме того, пробы крови отбирались у тридцати пяти людей, которые, как подозревали, имели контакт с больными лихорадкой Эбола.

В результате набралось большое количество проб сыворотки крови от сорока девяти людей, каждая в отдельной микропробирке размером с заточенный грифель карандаша. В каждой — капелька сыворотки золотистого цвета объемом не больше лимонного зернышка. Эти капельки перемешали с большим объемом стерилизующей жидкости, убивающей вирус Эбола. Августин Гоба, начальник больничной лаборатории, упаковал пробирки с сывороткой в пенопластовую коробку со льдом и отправил срочной почтой в Гарвард.

Через четыре дня, 4 июня, посылку доставили в лабораторию Сабети. Здесь исследователь, по имени Стивен Гаер, облачился в защитный костюм и отнес коробку в крошечное герметически-изолированное помещение, чтобы ее там открыть. Обработанные вышеуказанным образом пробы, как считается, не представляют опасности, но Гаер, высокий, молчаливый человек, любящий во всем точность, не хотел рисковать понапрасну. У него поварской талант, в 2008 году ему даже предлагали принять участие в телевизионном конкурсе «Лучший шеф-повар», но он отказался и вместо этого поехал в Демократическую республику Конго обустраивать лабораторию и изучать распространяемое грызунами заболевание африканских приматов, близкое к оспе, которое сопровождается сыпью. На левом предплечье Гаер носит татуировку, сделанную по собственному эскизу. На ней в стилизованной форме изображено строение вируса этого заболевания. Изображение напоминает гнездо, сплетенное из полумесяцев. Итак, оказавшись в герметически-замкнутой лаборатории Гарвардского университета, Гаер вдруг спохватился, что забыл взять с собой нож. Он выудил из кармана ключи от машины, вскрыл одним из них коробку и достал из нее микропробирки, которые были все еще холодные, хотя лед растаял. На вид все они казались невредимыми. Цвет содержимого указывал, что сыворотка крови была простерилизована. В каждой пробирке находился приблизительно миллиард мертвых вирусов Эбола.

Первая задача Гаера состояла в том, чтобы выделить из сыворотки генетический материал вируса. Для этого сначала все пробы проверили на наличие вирусов Эбола. Из сорока девяти людей, у которых брали анализы крови, четырнадцать были больны лихорадкой Эбола. Можно было определить на глаз: в тех пробах, где вирус повредил форменные элементы крови, сыворотка темнее, в ней взвешены мертвые красные кровяные тельца. Гаер работал допоздна, отцентрифугировал пробирки и добавил в них реактивы. В результате получилось четырнадцать прозрачных капелек водного раствора, каждая в своей пробирке. В каждой капле находилось огромное количество разделенных на части прядей РНК — отдельных фрагментов генетического кода вирусов Эбола, которые прежде переносились кровью четырнадцати людей, живших в городе Кенема или где-то неподалеку. В пробирках находилось много разных геномов, поскольку вирусы в процессе размножения мутировали.

На следующее утро Гаер поехал на машине в Массачусетский технологический институт, взяв с собой пробирки с РНК вируса Эбола. Там в лаборатории Института Броуда, вместе с коллегой по имени Сеара Винники и еще двумя другими исследовательскими группами, он подготовил РНК к расшифровке. Работа заняла четверо суток, на протяжении которых Гаер и Сеара почти не спали. В результате все четырнадцать образцов были собраны в одну кристально-прозрачную каплю водного раствора, содержавшую примерно шесть квинтильонов [6] 10 в 18-й степени. обрывков ДНК, каждый из которых был зеркальным отражением «своего» фрагмента РНК из проб сыворотки. Большая часть таких обрывков представляла собой фрагменты человеческого генетического кода, но среди них присутствовало примерно двести миллиардов обрывков кода вируса Эбола. Кроме того, в капле в количестве многих миллиардов присутствовали также фрагменты геномов бактерий и других вирусов, то есть всего того, что могло оказаться в крови людей, у которых брали пробы. Такая капля получила название библиотеки.

Каждый фрагмент ДНК в капле водного раствора был помечен уникальным кодом — короткой последовательностью из восьми букв ДНК. Такая метка позволяла определить, от кого именно из четырнадцати человек, кровь которых анализировалась, он получен.

— Каждый из фрагментов, помеченных таким кодом, можно рассматривать как своего рода книгу, — сказал Гаер. — Книгу с обложкой и стандартным международным номером [7] 10-значный номер, присваиваемый книге перед публикацией, обозначает страну, место издания, издателя и т. п. . Она коротка, так что читатель легко усвоит ее содержание. Конкретную книгу можно найти по ее стандартному международному номеру, вот почему эта капелька называется библиотекой. Книги в ДНК-библиотеке переплетены так, что всю ее можно загрузить в прибор-секвенсор — аппарат, позволяющий определить последовательность аминокислот и других мономеров в биополимере (ДНК или РНК). Прибор прочтет все эти книги.