Когда Фэн Чжан начал проверять возможность применения одиночной направляющей РНК, он обнаружил, что вариант, описанный в статье Даудны и Шарпантье, опубликованной в июне 2012 года, плохо работает в клетках человека. Он создал более длинную вариацию одиночной направляющей РНК со шпилькой, и такая вариация оказалась более практичной[191].

Модификация Чжана показала, в чем разница между работой в пробирке, по примеру команды Даудны, и работой в клетках человека. “Вероятно, биохимические данные убедили Дженнифер, что РНК не нужен этот дополнительный фрагмент, – говорит он. – Она полагала, что короткой одиночной направляющей РНК, созданной Йинеком, достаточно, поскольку в пробирке все работало. Я же знал, что биохимия не всегда может спрогнозировать, что на самом деле будет происходить в живых клетках”.

Чжан внедрил в систему CRISPR-Cas9 и другие изменения и оптимизировал ее для работы в клетках человека. Порой бывает сложно провести крупную молекулу сквозь мембрану, окружающую ядро. Техника Чжана включала маркировку фермента Cas9 последовательностью ядерной локализации, которая дает белку доступ к ядру клетки, куда иначе невозможно проникнуть.

Кроме того, Чжан применил известную технику “оптимизации использования кодонов”, чтобы обеспечить работу системы CRISPR-Cas9 в клетках человека. Кодоны – это трехбуквенные фрагменты ДНК, передающие инструкции о последовательности аминокислот, из которых состоят белки. Одну аминокислоту могут кодировать разные кодоны, причем в разных организмах с задачей наиболее эффективно справляются разные вариации кодонов. При попытке перенести систему экспрессии генов из одного организма в другой, например от бактерии к человеку, оптимизация использования кодонов позволяет заменить последовательность кодонов на наиболее подходящую.

Пятого октября 2012 года Чжан отправил свою статью редакторам Science, которые приняли работу к публикации 12 декабря. В списке авторов значились имена Шуайляна Линя, того самого постдока, который заявил, что у Чжана почти не наблюдалось прогресса, пока не вышла статья Даудны и Шарпантье, и Лучано Марраффини, посоветовавшего Чжану сосредоточиться на Cas9, но оставшегося за бортом при подаче заявки на патент. В статье описывались проведенные эксперименты и полученные результаты, а завершалась она весьма эффектным и значимым предложением: “Способность осуществлять мультиплексное редактирование генома в клетках млекопитающих может найти широкое применение в фундаментальной науке, биотехнологической отрасли и медицине”[192].

Двадцать пять лет Джордж Черч занимался различными методами редактирования генома. Он учил Фэна Чжана и формально оставался научным руководителем его ведущего соавтора, Лэ Цуна. Однако до поздней осени 2012 года никто из них не сказал ему – во всяком случае, как считал он сам, – что более года они работают над превращением CRISPR в инструмент для редактирования генома человека.

Лишь в ноябре, когда Черч приехал в Институт Брода, чтобы выступить там с лекцией, он узнал, что Чжан отправил в Science статью о применении системы CRISPR-Cas9 в клетках человека. Черч был потрясен, ведь он и сам только что отправил в тот же журнал статью на ту же тему. Он рассердился и почувствовал, что его предали. В прошлом он публиковал статьи о редактировании генома вместе с Чжаном и не понимал, что бывший студент теперь считает его конкурентом, а не соратником. “Думаю, Фэн не проникся в полной мере культурой моей лаборатории, – отмечает Черч. – А может, он просто решил, что ставки слишком высоки, и потому ни о чем мне не сказал”. Хотя Лэ Цун перешел в Институт Брода, чтобы работать с Чжаном, он по-прежнему учился в Гарварде, где Черч оставался его научным руководителем. “Я расстроился, и мне показалось, что нарушены правила, ведь мой собственный студент занимался тем, что интересовало и меня, о чем он прекрасно знал, но все же решил мне об этом не сообщать”, – говорит Черч.

Когда Черч сообщил об этом руководителю магистерской программы Гарвардской медицинской школы, тот согласился, что протокол нарушен. Затем Эрик Лэндер обвинил Черча в запугивании Лэ Цуна. “Я не хотел раздувать это дело, – утверждает Черч. – Мне казалось, что я его не запугиваю, но Эрик считал иначе. Поэтому я пошел на попятный”[193].

Чтобы разобраться в ситуации, я беседовал попеременно с разными заинтересованными лицами и снова и снова убеждался, что память часто бывает ненадежным проводником по истории. Чжан настаивает, что вообще-то сообщил Черчу о своей работе над CRISPR в августе 2012 года, когда они вместе ехали в аэропорт Сан-Франциско с передовой конференции Science Foo Camp, которая проходила в кампусе Google в часе езды оттуда. Черч страдает от нарколепсии и признает, что вполне мог заснуть, пока Чжан говорил. Но даже если все было именно так, это, по мнению Черча, не оправдывает Чжана, поскольку тот все-таки не сумел поделиться с ним своими планами, ведь Чжан не мог не заметить, что Черч не отвечает на его слова.

Однажды за ужином я попросил Лэндера изложить свою точку зрения на спор. Он утверждает, что нарколепсия Черча – “нонсенс”, и обвиняет Черча в том, что тот приступил к работе над CRISPR только после того, как Чжан сообщил ему о своих исследованиях. Когда я спросил об этом Черча, мне показалось, что черты его бесстрастного лица под густой бородой несколько напряглись. “Это абсурд, – ответил он. – Если бы мои студенты сказали, что хотят сделать себе имя на этом, я бы отошел в сторону. Мне и без того было чем заняться”.

Столкновение так огорчило кроткого и вежливого Лэ Цуна, что впоследствии он отказался от работы с тем, что связано с CRISPR. Когда я нашел его в Медицинской школе Стэнфордского университета, где он занимается исследованиями в области иммунологии и нейробиологии, он только что вернулся после медового месяца. Он считает, что не сделал ничего предосудительного, утаив от Черча подробности своей работы в лаборатории Чжана. “Это были две самостоятельные исследовательские лаборатории в двух институтах, – говорит он. – За распространение информации и материалов отвечали ведущие исследователи [Чжан и Черч]. Так нас учили на занятиях по ответственному проведению исследований, когда мы только поступили в аспирантуру”[194].

Когда я пересказал ему версию Цуна, Черч усмехнулся. Он преподает в Гарварде курс по этике и согласен, что поведение Чжана и Цуна не нарушало этические нормы. “Все было в рамках норм, которые действуют в науке”. Однако их действия шли вразрез с нормами, которые он старался поддерживать в собственной лаборатории. Все было бы немного иначе, отмечает он, если бы Чжан и Цун остались с ним, а не перебрались в Институт Брода. “Если бы они остались в моей лаборатории, где проповедуется открытость, я бы добился, чтобы они гораздо плотнее сотрудничали с Дженнифер, и тогда никаких патентных войн не случилось бы”.

Черч склонен к мирному решению проблем. Чжан тоже избегает конфликтов. Его обезоруживающая улыбка служит ему отличным щитом, который оберегает его от ненужных столкновений. “Когда родился один из наших внуков, Фэн прислал нам цветной игральный коврик с азбукой, – говорит Черч. – Он также каждый год приглашает меня на свои семинары. Жизнь для всех нас продолжается”. Чжан разделяет его чувства. “Мы обнимаемся при встрече”[195].

В конце концов Черч и Чжан практически одновременно продемонстрировали, как создавать CRISPR-Cas9 для применения в клетках человека. Черч отправил свою статью в журнал Science 26 октября, через три недели после того, как представил свою работу Чжан. После внесения изменений в соответствии с замечаниями редколлегии обе статьи были приняты к публикации в один день, 12 декабря, и одновременно опубликованы онлайн 3 января 2013 года.

Как и Чжан, Черч создал кодон-оптимизированную вариацию Cas9 с сигналом ядерной локализации. Опираясь на статью Даудны и Шарпантье, вышедшую в июне 2012 года (и уделяя ей больше внимания, чем Чжан), Черч также синтезировал одиночную направляющую РНК. Его вариация оказалась длиннее, чем созданная Чжаном, и работала еще лучше. Кроме того, Черч представил шаблоны для гомологичной репарации ДНК после двухцепочечного разреза, совершаемого CRISPR-Cas9.

Хотя их статьи несколько различаются, оба ученых пришли к одному и тому же историческому выводу. “Наши результаты дают инструмент для редактирования генома, направляемый РНК”, – говорилось в работе Черча[196].

Редактор Science удивился и насторожился, получив две статьи на одну тему от исследователей, которые считались коллегами и соратниками. Может, его пытались обмануть? “Редактору показалось, что мы хотим сорвать двойной куш, написав две статьи, когда достаточно было и одной, – вспоминает Черч. – Он попросил меня прислать письмо, в котором я подтвердил, что мы писали статьи независимо друг от друга”.

Мартин Йинек

Глава 27. Финишный рывок Даудны

В ноябре 2012 года Даудна и ее команда усердно работали, чтобы закрепить результаты своих экспериментов и раньше других опубликовать данные о применении системы CRISPR-Cas9 в организме человека. Даудна не знала, что Черч недавно отправил статью в Science, и почти ничего не слышала о Фэне Чжане, который также представил свое исследование редакторам. Затем ей позвонил коллега. “Надеюсь, ты сейчас сидишь, – сказал звонивший. – CRISPR превращается в конфетку в руках Джорджа Черча”[197].