Джеймс Уотсон - ДНК. История генетической революции

Сложные взаимодействия генов и окружающей среды наиболее очевидны в онкологии. Как будет рассказано в главе 14, рак по сути своей – генетическое расстройство, возникающее из-за мутаций в нескольких генах и в итоге приводящее к возникновению злокачественных клеток. Есть два варианта возникновения раковых мутаций. Некоторые передаются по наследству. Всем известна фраза «это у них семейное», и если некоторые социальные признаки, характеризуемые таким образом, например католицизм, не всегда передаются по наследству, некоторые виды рака неизбежно наследуются. Множество раковых мутаций возникает и в ходе нормальной жизнедеятельности. ДНК может быть повреждена из-за ошибок в работе ферментов, отвечающих за репликацию или починку генетической молекулы, либо вследствие побочных эффектов при нормальных химических реакциях в клетке. Многие виды рака возникают из-за наших же глупых пристрастий к канцерогенам: например, нам нравится жариться под ультрафиолетом или выкурить сигарету. Смысл в том, что ДНК легко повреждается, но именно мы в силах свести эти поломки к минимуму, осознанно организуя свою личную и социальную жизнь.

В 1974 году Мэри-Клэр Кинг (прославившаяся изучением родства между человеком и шимпанзе и работой с «Лас Абуэлас») перебралась в Калифорнийский университет в городе Беркли, где целиком посвятила себя поискам гипотетического гена, вызывающего рак груди. На тот момент до разработки метода, использующего полиморфизм длин рестрикционных фрагментов, оставалось еще шесть лет, но Кинг взялась собирать информацию о семьях, у членов которых в раннем возрасте развивался рак груди (и яичников). Она рассудила, что эти заболевания вполне могут иметь наследственную природу. Скептики были убеждены, что рак груди слишком сильно зависит от факторов окружающей среды и генетический анализ в данном случае бесполезен. Непоколебимая Мэри-Клэр Кинг продолжала уточнять свой набор данных и к 1988 году, проанализировав более 1500 семей, собрала доказательства в пользу того, что ген предрасположенности к раку груди действительно существует.

Завершив анализ сцепления более сотни маркеров ДНК, Кинг поразила все медицинское сообщество, когда в 1990 году объявила, что нашла в 17-й хромосоме участок полиморфизма длин рестрикционных фрагментов, ассоциированный с раком груди в подгруппе, состоящей из 23 семей ее выборки. На эти 23 семьи суммарно пришлось 146 случаев рака груди. Прислушавшись к предположению одного из своих аспирантов, Мэри-Клэр Кинг совершила открытие: в тех семьях, где рак груди начинал развиваться в сравнительно юном возрасте, вероятность наследования гена предрасположенности к этому виду рака была выше. Таким образом, выяснено, что ген расположен в хромосоме на участке 17q21 и при его мутации риск заболеть раком груди у женщины сильно возрастает. После публикации статьи Кинг в журнале Science в 1990 году началась гонка – кто первым выделит сам этот ген, названный BRCA1 (ген кодирует рак груди первого типа [18] Кинг любит говорить, что аббревиатура BRCA также расшифровывается «Беркли, штат Калифорния». ), а также развернулись не завершившиеся до сих пор споры о коммерческом использовании генов.

Выделение гена BRCA1 неизбежно обещало быть событием планетарного масштаба. Мэри-Клэр Кинг стала работать вместе с Френсисом Коллинзом, незадолго до этого идентифицировавшим ген муковисцидоза. В сентябре 1992 года представительница одной большой семьи со множеством случаев рака груди, назову ее Анна, рассказала Барбаре Уэбер, сотруднице Коллинза, что ей назначена профилактическая мастэктомия, хотя у нее не было никаких признаков рака. Не в силах больше выносить неопределенность, Анна решилась на такой радикальный превентивный шаг. Однако Барбара Уэбер сделала ей анализ сцепления ДНК и пришла к выводу, что Анна не унаследовала патологического гена BRCA1 : она рисковала заболеть раком груди не больше, чем любая другая женщина, не имеющая такого семейного анамнеза. Но этот вывод был сделан в контексте ведущегося исследовательского проекта, причем было заранее оговорено, что такие предварительные данные не будут использованы для клинической диагностики.

Однако Уэбер и Коллинз решили, что просьба Анны перевешивает такую регламентацию. Они сообщили женщине, что та почти не рискует, и она с огромным облегчением отказалась от операции. Неудивительно, что исследователи чувствовали себя обязанными оказать такую же услугу и другим членам ее семьи, если те их об этом попросят. Одна из женщин этой семьи, которая, как оказалось, тоже практически не рисковала, уже перенесла профилактическую двустороннюю мастэктомию пятью годами ранее. Она отнеслась к долгожданному диагнозу философски: рассудила, что благодаря операции смогла пять лет прожить спокойно. Сегодня доказано, что профилактическая мастэктомия действительно снижает смертность от рака среди женщин, входящих в группу риска; аналогично при удалении яичников в возрасте до сорока лет снижается вероятность как рака яичников, так и рака груди. Генетический анализ может помочь женщине принимать решения, которые для нее в буквальном смысле являются вопросом жизни и смерти.

Кинг и Коллинз столкнулись с жесткой конкуренцией в погоне за геном BRCA1 . Марк Школьник из штата Юта, генетик, участвовавший в прорывных исследованиях сцеплений, совместно с Уолли Гилбертом основал компанию Myriad Genetics (Уолли Гилберт еще не растерял предпринимательского духа даже после непростых времен, пережитых в компании Biogen ). Бизнес-план Myriad был таков: воспользоваться массивом данных о родословной мормонов и на основе этой информации картировать и изолировать ген BRCA1. Myriad Genetics одержала победу в четырехлетней гонке, опередив конкурентов на считаные недели и опубликовав в журнале Science статью об эпохальном открытии гена рака груди BRCA1 . Во главе команды поисковиков из Myriad стоял молодой биолог-молекулярщик Александер (Саша) Кам, внук великого Лайнуса Полинга. Это был сокрушительный удар для Мэри-Клэр Кинг, но она и не думала отступать, продолжая дополнять длинный список мутаций BRCA1 , зафиксированных в тех семьях, которые она изучала. В 1997 году была одобрена патентная заявка Myriad Genetics на этот ген, и компания воспользовалась этим, чтобы стать монополистом в области анализов на BRCA1 . Не менее интенсивная гонка развернулась при поисках второго гена рака груди BRCA2 , локализованного в 13-й хромосоме. На этот раз группа ученых из Института онкологических исследований в Великобритании заявила, что обогнала Myriad Genetics , но патент на данную последовательность успели подать обе группы.