Читать книгу "Расшифрованная жизнь. Мой геном, моя жизнь - Крейг Вентер"

Чтобы разобраться в предложениях конкурирующих изготовителей, я решил провести эксперимент. Компьютерам фирмы Sun, которые мы использовали при секвенировании в TIGR, требовалось несколько дней для сборки простого (по сравнению с геномом человека) генома Haemophilus. По экстраполяции можно было предположить, что на сборку 3 миллиардов пар оснований генома человека этим компьютерам потребовались бы годы. Что в этом случае смогут предложить компании, желающие продать нам свое более совершенное компьютерное оборудование?

На эксперимент согласились пойти только Compaq и IBM. Первый прогон программы на процессере «Альфа» Compaq занял от нескольких дней до 19 часов, и наконец, на это ушло 9 часов. Лучший результат, который удалось показать IBM, был 36 часов.

Через несколько дней я подписал контракт с Compaq. Лучшим специалистом там по системам предполагаемого нами масштаба был Маршалл Петерсон, находившийся в то время в Швеции и работавший в компании Ericsson. Петерсон отслужил три срока пилотом вертолета во Вьетнаме, был несколько раз сбит, за что и получил прозвище «Бешеный пес». Он сразу мне понравился, и я тут же предложил ему работу. Он согласился. Железо суперкомпьютера было уже готово, но самое важное – это программное обеспечение, которое будет на нем установлено. Грейнджер Саттон, создавший единственный на тот момент ассемблер полного генома, знал, что, хотя теоретически это было возможно, использовавшийся в TIGR ассемблер все же нельзя без изменений использовать для секвенирования генома человека. Следующей серьезной задачей стало создание команды для написания новой версии программы.

Поскольку мы начинали с нуля, Грейнджер решил обратиться к единственному человеку, который мог нам помочь, – Юджину Майерсу, внешне слегка напоминавшему Ричарда Гира. В мае 1997 года вместе с генетиком Джеймсом Вебером он опубликовал статью, в которой описал, как собрать полный геном человека с помощью метода дробовика. Статья была встречена хорошо знакомой нам критикой со стороны участников федерального проекта «Геном человека». Именно поэтому, но даже в большей степени из-за его алгоритмов, я восхищался Джином и ранее уже пытался переманить его к себе из Аризонского университета, но безуспешно. На этот раз я рассчитывал на больший успех – благодаря престижности нашего проекта. Грейнджер рассказал, что после объявления о начале работ в Celera Джин звонил ему и интересовался, нет ли какой-нибудь возможности «поиграть» вместе с нами. А вскоре я уже обсуждал с Джином, как собрать геном человека. Я сказал, что читал его статью и мне понравилась его методика, но добавил, что если он хочет, чтобы мы ее опробовали, он должен стать членом команды. Мы почти договорились, и я согласился положить ему зарплату, равную его университетской, если он приступит к работе в течение недели. Честно говоря, я понимал, что это было слишком мало за ту работу, которой ему предстояло заниматься. На следующее утро он тоже это сообразил, и в результате к вечеру мы сошлись на утроенном размере его вознаграждения. На следующий день он снова позвонил: друзья и коллеги твердили ему что-то о праве сотрудников приобретать акции компании по льготной цене, так называемых «опционах на акции»; он поинтересовался, что это за акции и сможет ли он этим правом воспользоваться. Да, ответил я, хотя цена акций еще не определена.

Приступив к работе, Джин вскоре оценил масштаб наших исследований: чтобы обеспечить охват генома человека длиной в 3 миллиарда нуклеотидных пар, понадобится программное обеспечение, способное обрабатывать по 30 миллионов фрагментов. Это будет всем головоломкам головоломка, и чтобы разработать необходимую программу для ее сборки, мы вскоре собрали первоклассную команду. Ее возглавляли два самых лучших математика и компьютерных специалиста Джин Майерс и Грейнджер Саттон, а еще была Энн Делатес Мейз, готовая превратить их «математику» в необходимое программное обеспечение. Оставалось только найти площадку для секвенирования генома.

В начале мы хотели разместить двести заказанных нами новых секвенаторов на территории TIGR, но вскоре, поняв, что производственные мощности TIGR не справятся с этой задачей, начали поиск другого помещения. В то время я и представить себе не мог, что не пройдет и года, как мы будем занимать два здания, каждое из которых по площади впятеро больше планировавшегося помещения в TIGR. Мы нашли их примерно в миле от института TIGR и договорились об аренде одного из них, с возможностью впоследствии рассмотреть аренду и второго. Руководство PerkinElmer прислало нам в помощь Роберта Томсона, готового поделиться своим многолетним опытом строительства и обустройства помещений для компании. Для него не было ничего невозможного, ему все было по плечу. На эпохальном общем собрании, ознаменовавшем начало работ по запуску предприятия, он заявил: «Когда-нибудь я расскажу своим внукам, что я в этом участвовал».

Мы стартовали с полной перепланировки помещения, но вскоре стало ясно, что в очередной раз недооценили наши потребности, и для компьютерного центра нужна как минимум еще и часть второго здания. Мне всегда нравилось строить новое, у нас было много незабываемых моментов. Когда мы обратились в местную энергетическую компанию PEPCO, выяснилось, что у них недостаточно мощностей и потребуется установить новый трансформатор и новую линию электропередачи для нормальной работы наших компьютеров и секвенаторов.

Мы начали размещение аппаратуры на четвертом этаже здания, где планировалось выращивать бактерии для производства человеческих клонов и установить робототехнику для получения ДНК, а также сотни амплификаторов ДНК по методу ПЦР, чтобы подготовить ДНК для секвенирующих устройств. На четвертом этаже была смонтирована небольшая лаборатория секвенирования – чтобы начать работу не дожидаясь, пока на третьем этаже обустроят основную лабораторию. В подвале мы оборудовали еще две временных лаборатории.

К августу 1998 года все постепенно начало налаживаться. В подвале мы открыли кафе. Во временных лабораториях испытывали новых роботов. У нас появились конференц-залы, и так как у меня теперь не было времени для парусного спорта, я дал этим залам морские имена. Марк Адамс сформировал команду, готовую разрабатывать новые протоколы и устанавливать стандартные операционные процедуры (СОП), сложные и подробные документы для обеспечения контроля качества и согласованности всех процессов в лаборатории, – эти кажущиеся скучными вопросы на самом деле имеют решающее значение.

Ученые, занимавшиеся секвенированием генома в федеральной программе, полагали, что работа по расшифровке любого генома слишком трудоемка для одной-единственной лаборатории. Выше уже говорилось, что над секвенированием генома дрожжей, всего в три раза превышающего размер Haemophilus influenzae, около тысячи «монахов» корпели в лабораториях всего мира почти десять лет. Недостаток этой методики заключался в том, что в нескольких центрах действительно выполнялась качественная работа, однако в остальных все было иначе. Первую секвенированную последовательность дрожжевой хромосомы перед публикацией пришлось переделать, подтверждая тем самым ошибочность административного решения, согласно которому в каждой лаборатории делались попытки секвенировать генетический код на свой манер, с разной степенью успеха. При такой системе, в ущерб качеству секвенирования, основное внимание уделялось количественным показателям – именно они были важнее всего.