Дмитрий Складнев - Что может биотехнология?

Дальнейшее развитие клонально-селекционная теория получила в работах датского иммунолога Н. Ерне. Проверкой одной из гипотез Ерне как раз и поручил заняться Г. Келлеру и С. Мильштейну, в результате чего удалось слить антителосинтезирующую клетку с опухолевой. Поскольку соединение чего-то разного называется гибридом, а к названию всех опухолей прибавляют окончание «-ома», то такие «сложные» клетки стали называть гибридомами.

Гибридомы уникальны в двух отношениях: они бессмертны как и все опухолевые клетки, но в то же время они производят антитела только одного «клона». И поскольку «один» по гречески «монос», то новые высокой специфичности антитела стали называть «моноклональными антителами» (МАТ).

Ничто сегодня не может сравниться по чувствительности с МАТ. МАТ распознают не только отдельные молекулы, например, белков, но даже замены отдельных аминокислот в белках. Именно с помощью МАТ удалось доказать, что в раковом белке происходит моноаминокислотная замена, приводящая к таким катастрофическим для клетки и организма последствиям.

Поначалу, к сожалению, англичане, вернее их чиновники от науки, не поняли, какой подарок им преподнесла судьба в виде открытия Келлера и Мильштейна. Движимые исследовательским интересом и отчаявшись что-либо добиться от чинуш, ученые передали гибридомы американцам. И только тогда, когда Келлеру, Мильштейну и Ерне в 1984 г. присудили Нобелевскую премию по медицине, в высших эшелонах власти на Уайтхолле появились некоторые признаки движения. Вернее, признаки появились несколько раньше, но было уже поздно: американцы все к тому времени успели запатентовать и разрекламировать. Например, случай с 21-летней Ш. Гаспер, которой пересадили почку и которая успешно — с пересаженной почкой! — родила девочку. И все это благодаря работе МАТ против иммунных клеток, ответственных в нашем организме за отторжение пересаженных органов и тканей. МАТ их реакцию подавили. Пришлось и англичанам подавить свою гордость и согласиться на строительство в Шотландии американского завода по производству моноклональных антител.

Сейчас уже не перечесть всех биотехнологических продуктов, которые появились на американском рынке. Это инсулин и интерферон, интерлейкины и опухоленекротизирующий фактор, с помощью которых пытаются лечить рак, активатор тканевого-плазминогена, хорошо помогающий при инфарктах. Достаточно сказать, что в настоящее время картировано более шестисот генов, то есть точно определено их положение в хромосомах. Это все впечатляющие успехи, рассказ о которых занял бы очень много места, тем более что каждый успех достигался в поисках, очень похожих на детективные истории.

Успешное выделение и «прочтение». генов, получение биотехнологическим способом кодируемых им белков, картирование генов привело в конечном итоге к рождению одного из грандиознейших проектов конца X в. «Геном человека»! Для этой цели была создана специальная Организация по расшифровке человеческого генома, английская аббревиатура названия которой пишется и звучит как имя знаменитого французского писателя — ГЮГО.

Планы по разработке проекта впервые появились в 1986 г., когда в калифорнийском городе Санта-Фе в марте прошла первая конференция, посвященная этому вопросу. Конференция проводилась под эгидой Министерства энергетики США. Его отдел по исследованиям окружающей среды желает иметь точную оценку влияния радиации на геном человека. Кроме того — так уж исторически сложилось, — вся генетическая информация хранится в больших компьютерах министерской лаборатории в Лос-Аламосе, где делали в свое время первую атомную бомбу, а сейчас ведутся работы по СОИ и созданию рентгеновского лазера. Без больших же компьютеров в чтении генома человека не обойтись, поскольку информация в этой области накапливается лавинообразно.

Достаточно сказать, что на конец 1989 г. «прочитано» более 30 миллионов нуклеотидов, или «букв» генетических текстов. Расшифрована также последовательность примерно полутысячи генов, кодирующих конкретные белки, некоторые из которых уже производятся биотехнологически и продаются в аптеках. 30 миллионов, конечно, очень мало по сравнению с тремя миллиардами букв, содержащихся в нашем полном «тексте». Вообразить себе подобное число просто невозможно, поэтому необходим какой-то простой и понятный пример.

На странице тома Большой Советской Энциклопедии умещается 10 тыс. знаков. Каждый том объемом в семьсот страниц несет, таким образом, около 10 миллионов знаков. Следовательно, три миллиарда — это триста энциклопедических томов! Трудно вообразить себе трехсоттомную энциклопедию?

ДНК содержатся в 46 хромосомах человека. Молекулу ДНК необходимо «распутать», вытянуть в прямую линию, длина которой достигнет полутора-двух метров, и «прочитать». Каждый год ученые прочитывают около миллиона букв. Это, конечно же, очень мало. Если мы и дальше будем двигаться с такой же скоростью, то осуществление проекта может занять не менее тысячи лет! Вот почему Министерство энергетики США предложило свою помощь в виде ресурсов и мощных компьютеров

Предполагаемая стоимость проекта оценивалась в миллиард долларов, необходимых для оплаты материальных затрат, человеческого труда и машинного времени. На начальном этапе осуществления проекта необходимо было разработать качественно новые и более быстрые методы «чтения» последовательностей ДНК и создание компьютеров-автоматов для этой работы. К тому времени было объявлено о создании первого «секвенатора», который в автоматическом режиме прочитывает десять тысяч «букв» в день (последовательность букв ДНК называется по-английски «секвенция», отсюда и название секвенатора).

Кроме того, необходимо было разработать методы быстрого нахождения прочитанных последовательностей и сравнения их с уже известными. Задача не из легких, ее можно сравнить с быстрым нахождением поэтической строчки, пришедшей вам на память, в большой книге стихов, когда вы не знаете из какого она стихотворения и на какой странице оно напечатано. Но это хорошо, если вы знаете у какого поэта искать строку: «Я помню чудное мгновенье». Ну а как найти, например, кому принадлежит такая строка: «Вначале было только слово, потом в него вселился бес».

Вот тут-то и нужен компьютер, который быстро пропустит в своей памяти все написанное поэтами всех времен и народов и в конечном итоге выдаст вам ответ: «Это строчка из безымянного стихотворения московской поэтессы Н. Кондаковой», опубликованного в сборнике ее стихов, который вышел в свет в Москве в 198. г. в издательстве таком-то.

Министерство энергетики выделило первые одиннадцать миллионов долларов на осуществление проекта. Один из первых руководителей проекта, Де Лири заметил по этому поводу, что «это решение придало проекту мощный стимул, импульс, после чего проект начнет двигаться сам собой».