Вскоре у Марраффини сложилось впечатление, что Чжан зашел в тупик и пробовал всевозможные белки Cas. “Он испытывал не только Cas9, но и все остальные системы CRISPR, включая Cas1, Cas2, Cas3 и Cas10, – говорит Марраффини. – Ничего не получалось. Он метался как белка в колесе”. В результате Марраффини, если полагаться на его собственную память, подтолкнул Чжана сосредоточиться на Cas9. “Я был совершенно уверен насчет Cas9. Я был экспертом в этой области. Я понимал, что с другими ферментами будет слишком сложно”.

После телефонного разговора Марраффини отправил Чжану список того, что необходимо было сделать. Первым пунктом в нем значился отказ от использования любых других ферментов, кроме Cas9[177]. Он также отправил по обычной почте распечатку всей обнаруженной в бактерии последовательности CRISPR, которая растянулась на несколько страниц (ATGGTAGAAAACACTAAATTA…). Рассказывая мне об этом, Марраффини встал из-за стола и распечатал последовательность и для меня. “Передав Фэну все эти данные, – сказал он, – я помог ему понять, что нужно использовать Cas9, и составил для него дорожную карту, на которую он и стал ориентироваться”.

Некоторое время они работали вместе, разделяя задачи. Чжан предлагал идеи, которые, как он надеялся, применимы для человеческих организмов. Затем Марраффини, который специализировался на микробах, испытывал их, чтобы проверить, работают ли они в бактериях, что было проще изучить экспериментально. В частности, очень важно было добавить в систему сигнал ядерной локализации (NLS), без которого невозможно было поместить CRISPR-Cas9 в ядро клетки человека. Чжан разрабатывал способы добавлять разные сигналы ядерной локализации к Cas9, а затем Марраффини испытывал их, чтобы выяснить, работают ли они в бактериях. “Если при добавлении NLS система перестает работать в бактериях, сразу становится ясно, что в человеческом организме она работать тоже не будет”, – поясняет он.

Марраффини полагал, что в случае успеха их с Чжаном плодотворное сотрудничество, основанное на взаимном уважении, позволит им выступить соавторами итоговой статьи и вместе зарегистрировать ряд потенциально прибыльных патентов. Некоторое время дело действительно обстояло именно так.

Результаты работы, проведенной Чжаном и Марраффини в начале 2012 года, были опубликованы лишь через год, в начале 2013-го. Позже из-за этого перед членами жюри всевозможных премий, патентными экспертами и хроникерами, описывающими “Великую гонку CRISPR”, встал вопрос на многие миллионы долларов: что именно Чжан знал и сделал до того, как в июне 2012 года Даудна и Шарпантье опубликовали в интернете свою статью о CRISPR-Cas9, написанную для журнала Science?

Одним из тех, кто впоследствии восстанавливал ход событий, стал Эрик Лэндер, наставник Чжана в Институте Брода. В неоднозначной статье “Герои CRISPR”, о которой речь пойдет чуть позже, Лэндер расхваливал Чжана. “К середине 2012 года, – писал он, – [Чжан] сконструировал надежную трехкомпонентную систему, состоящую из Cas9, взятого из S. pyogenes или S. thermophilus, tracгРНК и массива CRISPR. Выбрав шестнадцать мишеней в геномах человека и мыши, он продемонстрировал, что гены можно весьма эффективно и точно подвергать мутациям”[178].

Лэндер ничем не подкрепил свое утверждение, а Чжану еще только предстояло опубликовать доказательства, что он сумел экспериментальным путем определить, какую именно роль играет каждый из компонентов системы CRISPR-Cas9. “Мы никуда не спешили, – говорит Чжан. – Я не понимал, что у нас есть конкуренты”.

Но в июне того года в интернете была опубликована статья Даудны и Шарпантье. Чжан прочитал ее, получив регулярную рассылку журнала Science, и это подтолкнуло его к действию. “Тогда я осознал, что нужно быстрее завершать работу и публиковать результаты, – говорит он. – Я подумал: «Не хочется, чтобы нас обошли по части редактирования генома». Я задался целью показать, что [систему] можно использовать для редактирования генома в клетках человека”.

Чжан немного ощетинился, когда я спросил его, отталкивался ли он от открытий Даудны и Шарпантье. Он утверждает, что более года пытался превратить CRISPR в инструмент для редактирования генома. “Я не могу сказать, что перехватил у них эстафету”, – говорит он. Он работал в живых клетках мышей и человека, а не только в пробирке. “В их статье не говорилось о редактировании генома. Там описывался биохимический эксперимент в пробирке”[179].

Называя достижение Даудны и Шарпантье “биохимическим экспериментом в пробирке”, Чжан выражает свое пренебрежение к нему. “Демонстрацию того, что система CRISPR-Cas9 разрезает ДНК в пробирке, нельзя считать прорывом в сфере редактирования генома, – отмечает он. – При редактировании необходимо точно знать, происходит ли разрез в клетках. Я всегда работал прямо в клетках. Не in vitro. Дело в том, что среда в клетках отличается от биохимической среды”.

Даудна приводит контраргумент, утверждая, что некоторые важнейшие прорывы в биологии произошли при изучении отдельных молекулярных компонентов в пробирке. “Фэн использовал систему Cas9 целиком, со всеми входящими в нее генами и массивом CRISPR, и осуществлял экспрессию в клетках, – поясняет она. – Они не занимались биохимией, поэтому не знали точно, из каких компонентов состоит система. До выхода нашей статьи они не понимали, какие из компонентов играют ключевую роль”.

Они оба правы. Клеточная биология и биохимия дополняют друг друга. Это утверждение оправдало себя при совершении многих важных открытий в генетике, в частности при исследовании CRISPR, и необходимость совмещения двух подходов легла в основу сотрудничества Шарпантье и Даудны.