Сиддхартха Мукерджи

Ген

Очень личная история

Издание подготовлено в партнерстве с Фондом некоммерческих инициатив «Траектория» (при финансовой поддержке Н. В. Каторжнова)

Художественное оформление и макет Андрея Бондаренко

© 2016, Siddhartha Mukherjee

All rights reserved

© Joan Mirо́, Bleu I, 1961 © Successiо́ Mirо́ / УПРАВИС, 2023

© К. Сайфулина, О. Волкова (посл. глава части II, эпилог, благодарности, словарь терминов, хронология, примечания), перевод на русский язык, 2023

© А. Бондаренко, художественное оформление, макет, 2023

© ООО «Издательство Аст», 2023

Издательство CORPUS®

* * *

Фонд «Траектория» создан в 2015 году.

Программы фонда направлены на стимулирование интереса к науке и научным исследованиям, реализацию образовательных программ, повышение интеллектуального уровня и творческого потенциала молодежи, повышение конкурентоспособности отечественных науки и образования, популяризацию науки и культуры, продвижение идей сохранения культурного наследия.

Фонд организует образовательные и научно-популярные мероприятия по всей России, способствует созданию успешных практик взаимодействия внутри образовательного и научного сообщества.

В рамках издательского проекта Фонд «Траектория» поддерживает издание лучших образцов российской и зарубежной научно-популярной литературы.

www.traektoriafdn.ru

Посвящается Приябале Мукерджи (1906–1985), понимавшей, с какими рисками мы столкнемся,

и Кэрри Бак (1906–1983), испытавшей их действие на себе

Верное установление законов наследственности, возможно, изменит мировосприятие человека и степень его власти над природой сильнее, чем любые другие прогнозируемые достижения в естествознании.

Уильям Бэтсон[1]

Человеческие существа в конечном счете лишь переносчики – транзитные пункты – для генов. Они просто используют нас, поколение за поколением, как очередных лошадей. Для генов не существует ни зла, ни добра, они вообще об этом не думают. Будем мы счастливы или несчастны – им наплевать. Мы для них всего лишь средство. Их заботит лишь то, насколько мы эффективны.

Харуки Мураками, «1Q84»[2]

Пролог

Семьи

В вас не погибла, я вижу,

порода родителей ваших.

Менелай, «Одиссея»[3], [4]

Тебя испортят папа с мамой,

Хоть не со зла, но тем не менее

Тебя наполнят злом и драмой,

Посеют страхи и сомнения.

Филип Ларкин,

«Эпитафия будет такой» (This Be The Verse)[5], [6]

Зимой 2012 года я направился из Дели в Калькутту навестить двоюродного брата Мони. В качестве гида и компаньона меня сопровождал отец, но всю дорогу он был угрюм и задумчив, погружен в собственные терзания, о которых я мог только смутно догадываться. Мой отец – младший из пяти братьев, а Мони – первый его племянник, сын самого старшего брата. В 2004 году, в возрасте 40 лет, Мони попал в учреждение для душевнобольных (в «дурдом», как говорил мой отец) с диагнозом «шизофрения». Там его усердно пичкают лекарствами – купают в море антипсихотиков и седативов – и весь день не оставляют без присмотра, моют его и кормят.

Мой отец так и не примирился с диагнозом Мони. Годами он в одиночку вел кампанию против наблюдавших его племянника психиатров, пытаясь убедить их в том, что диагноз безобразно ошибочен или что разрушенная психика Мони волшебным образом восстановится сама. Отец посещал это заведение в Калькутте дважды. Один раз он приехал без предупреждения, надеясь, что так сможет увидеть другого, настоящего Мони, взаперти тайно ведущего нормальную жизнь.

Но мой отец, как и я, знал, что эти визиты были не только проявлением родственной любви. Мони – не единственный член папиной семьи с душевной болезнью. Из четырех папиных братьев два – не отец, а два дяди Мони – страдали разными психическими заболеваниями. Выходит, безумие живет в семье Мукерджи по меньшей мере два поколения, и, возможно, нежелание моего отца принять диагноз Мони отчасти связано с мрачной догадкой, что зерно болезни может быть зарыто, подобно токсичным отходам, в нем самом.

В 1946 году Раджеш, третий по старшинству брат моего отца, безвременно скончался в Калькутте. Ему было всего 22 года. История утверждает, что он слег с пневмонией после двух ночей физкультуры под зимним дождем – но на самом деле пневмония была лишь кульминацией другой болезни. Из пяти братьев на Раджеша возлагали больше всего надежд: он был самым сообразительным и гибким, самым обаятельным и деятельным. Мой отец и вся семья обожали и боготворили его.

Мой дедушка ушел десятью годами раньше, в 1936-м. Его убили из-за конфликта по поводу слюдяных шахт, оставив бабушку с пятью мальчишками на руках. Раджеш, хотя и не был самым старшим, без особых усилий взял на себя заботы отца. Ему тогда было 12, но с тем же успехом могло быть и 22: серьезность уже обуздывала его стремительный ум, а хрупкое юношеское самомнение закалялось во взрослую уверенность в себе.

Но летом 1946-го, по воспоминаниям моего отца, Раджеш начал вести себя странно, как будто в его мозгу что-то замкнуло. Самой яркой переменой в его личности стали запредельные колебания настроения. Хорошие новости теперь вызывали у него приступы неконтролируемого веселья, которые зачастую гасились только интенсивными физическими упражнениями, все больше напоминавшими акробатические трюки. Плохие же новости повергали его в глубокое отчаяние. Сами эмоции соответствовали контексту, ненормальной была их сила. К зиме того же года у синусоиды настроений Раджеша период уменьшился, а амплитуда возросла. Приливы энергии, которые переходили в раж или бред величия, случались все чаще, были все мощнее и неизменно сменялись стремительными отливами, погружавшими Раджеша в пучину печали. Он ударился в оккультизм: начал устраивать дома спиритические сеансы с дощечками для получения потусторонних посланий, отправлялся по ночам в крематорий медитировать в компании друзей. Я не знаю, употреблял ли он что-то; в сороковые годы притоны китайского квартала Калькутты были полны бирманского опиума и афганского гашиша – средств для успокоения воспаленных юношеских нервов. Но отец вспоминает Раджеша не спокойного, а непохожего на себя. Взлетая и падая на волнах своего настроения, он то дрожал от страха, то становился безрассудно смелым; одним утром был раздражен, другим – переполнен радостью. (Вот ведь интересное выражение – «пере-полнен радостью». В бытовом общении это что-то невинное, означающее лишь очень сильную радость. Но это выражение заключает в себе и предупреждение, обозначая некий предел, внешнюю границу адекватности. За «переполнением радостью», как мы увидим, не следует «пере-переполнения радостью» – дальше только безумие и мания.)

За неделю до начала пневмонии Раджеш узнал, что превосходно сдал экзамены в колледже, и, окрыленный, вскоре пропал почти на двое суток – скорее всего, отправился «тренироваться» в лагерь рестлеров. Вернулся он уже с лихорадкой и галлюцинациями.

Лишь годы спустя, уже в медицинском вузе, я понял, что Раджеш тогда пребывал в тисках острой маниакальной фазы. Его душевная болезнь являла собой почти энциклопедический случай маниакально-депрессивного, или биполярного, расстройства.

Джагу – четвертый по старшинству брат отца – переехал к нам в Дели в 1975 году, когда мне было пять. Его разум тоже трещал по швам. Высокий и худой, как жердь, с диковатым взглядом и копной длинных спутанных волос, он напоминал бенгальского Джима Моррисона. В отличие от Раджеша, чья болезнь вскрылась в 20-летнем возрасте, Джагу был проблемным с детства. Неуклюжий в общении, замыкающийся от всех, кроме моей бабушки, он не мог работать и даже жить самостоятельно. К 1975 году появились более серьезные когнитивные нарушения: видения, фантазмы, голоса в голове, которые говорили ему, что делать. Джагу десятками генерировал конспирологические теории: считал, например, что обосновавшийся возле нашего дома торговец бананами тайно фиксирует все его действия. Он часто разговаривал сам с собой, причем особенно любил декламировать выдуманные расписания поездов («Из Шимлы в Хаору на „Калка-почтовом“, в Хаоре пересадка на экспресс „Шри-Джаганнатха“ до Пури»). Он все еще был способен на яркие проявления теплых чувств: когда я дома случайно разбил ценнейшую венецианскую вазу, он спрятал меня в своей постели и сообщил маме, что у него припасена «куча денег», на которую можно купить «тысячу» таких ваз. Но этот эпизод был симптоматичен: даже его любовь ко мне оборачивалась разрастанием злокачественной ткани психоза и конфабуляций[7].

В отличие от Раджеша, Джагу успел получить официальный диагноз. В конце 1970-х в Дели врач осмотрел его и диагностировал шизофрению, но никаких лекарств не прописал. Джагу по-прежнему жил дома, теперь уже почти безвылазно сидя в комнате своей матери (как и во многих индийских семьях, бабушка жила вместе с нами). Бабушка и раньше много внимания уделяла Джагу, а когда он совсем перестал от нее отходить, взяла на себя роль его защитника от всех. С моим отцом она лет десять поддерживала хрупкое перемирие. Джагу жил под ее присмотром, ел в ее комнате и носил одежду, которую она ему шила. Ночью, когда Джагу был особенно беспокоен из-за натиска страхов и фантазий, бабушка укладывала его в кровать, как ребенка, и долго держала ладонь на его лбу. Когда в 1985 году она умерла, Джагу ушел из дома и отказывался возвращаться. До самой своей смерти в 1998-м он жил в одной из религиозных сект Дели.

И папа, и бабушка верили, что душевные болезни Джагу и Раджеша подстегнул – или даже вызвал – раздел Британской Индии[8], апокалиптический распад старого мира. Зная, что раздел затронул не только нации, но и умы, они считали, что политическая травма сублимировалась в психическую. Герой самого известного рассказа о разделе – «Тоба-Тек-Сингх» Саадата Хасана Манто – пациент психлечебницы, схваченный на пограничном, «ничьем» кусочке земли между Индией и Пакистаном, тоже балансировал на рубеже между здравомыслием и безумием. Как считала моя бабушка, именно беспорядки и переселение из Восточной Бенгалии[9] в Калькутту сдвинули что-то в психике Раджеша и Джагу, хотя и совсем по-разному.

Раджеш приехал в Калькутту в 1946-м. Город сходил с ума, как и он: натянутые нервы, истощенные запасы любви, переполненная чаша терпения. Тогда уже шел непрерывный поток мужчин и женщин из Восточной Бенгалии – тех, кто почувствовал надвигающиеся политические катаклизмы раньше соседей, – и заполнял малоэтажки и большие доходные дома близ вокзала Силда. Моя бабушка была частью этой людской массы: она сняла трехкомнатную квартиру в переулке Хаят-Хан совсем недалеко от вокзала. Квартира стоила 55 рупий в месяц – около доллара в современном эквиваленте, но для бабушкиной семьи это были колоссальные деньги. Окна комнатушек, нагроможденных друг на друга подобно дерущимся близнецам, выходили на помойку. Но все-таки окна у этой крохотной квартирки были, а еще из нее можно было выбираться на крышу, с которой мальчики могли смотреть на новый город и на новую, только рождающуюся, нацию. На улицах то и дело, из-за любой мелочи, вспыхивали беспорядки; в августе того года произошел особенно страшный конфликт между индусами и мусульманами (позже его назвали Великой калькуттской резней), в ходе которого 5 тысяч человек погибли, а 100 тысяч остались без крыши над головой[10].

Тем летом Раджеш стал свидетелем мощнейшей волны беспорядков, захлестнувшей город. Индусы выволакивали мусульман из лавок и контор Лалбазара и потрошили их заживо на улицах. Мусульмане с не меньшей жестокостью нападали на индусов на рыбных рынках около Раджабазара и Гаррисон-роуд. Вслед за беспорядками на улицах начались беспорядки у Раджеша в голове. Город вскоре успокоился, его раны зажили – но шрамы на психике Раджеша осталась навсегда. Чуть позже августовской резни юношу накрыла волна параноидных галлюцинаций. Его переполнял страх, с каждым днем все больше и больше. Вечерние походы в тренажерный зал участились. За этим последовали эпизоды мании, приступы лихорадки и внезапный катаклизм, его последняя болезнь.

Если безумие Раджеша было «безумием приезда», то безумие Джагу, по убеждению бабушки, было «безумием отъезда». В родной деревне Дехерготи близ города Барисал Джагу был привязан к друзьям и семье, как бы психически укоренен в них. Он носился по рисовым полям, барахтался в заводях и выглядел таким же беззаботным и игривым, как другие дети, – практически нормальным. В Калькутте, подобно растению, вырванному из привычной почвы, Джагу морально увял и рассыпался на части. Он бросил колледж и постоянно торчал у одного из квартирных окон, безучастно глядя на мир. Его мысли начали путаться, а речь стала бессвязной. Если Раджеш бродил по ночному городу и разгонял свой разум до опасного предела, то Джагу добровольно отсиживался в комнате, где его разум сбавлял обороты и тихонько усыхал.

Эта странная систематика душевных болезней (городская разновидность у Раджеша и деревенская – у Джагу) казалась логичной, пока психика Мони тоже не дала трещину. Конечно, Мони уже нельзя было назвать «сыном раздела». Его никогда не вырывали из привычной среды, всю жизнь он провел в безопасном жилище в Калькутте. Но несмотря на это, его психика совершенно невероятным образом начала выписывать ту же траекторию, что и психика Джагу. В подростковом возрасте появились видения и голоса. Потребность в уединенности, грандиозные конфабуляции, дезориентация и смятение – все это ужасно напоминало движение по нисходящей его дяди. В подростковом возрасте Мони приехал к нам в Дели погостить. Мы собирались все вместе пойти в кино, но он заперся в ванной наверху и около часа отказывался выходить, пока бабушка его оттуда не вытурила. Открыв дверь, она увидела, что Мони, скрючившись, прячется в углу.

В 2004-м Мони поколотила компания хулиганов – вроде бы за то, что он мочился в парке (как он сам мне сказал, внутренний голос твердил ему: «Пописай здесь, пописай здесь…»). Несколько недель спустя он совершил другое «преступление», столь комично-безрассудное, что наводило на мысль исключительно о потере разума: его застали за флиртом с сестрой одного из тех хулиганов (и вновь он сказал, что действовал по приказу голосов). Его отец пытался – правда, безуспешно – вмешаться, но в этот раз Мони избили по-настоящему. С разбитой губой и раной на лбу он отправился в больницу.

Избиение совершалось как акт экзорцизма (позже мучители Мони уверяли полицейских, что хотели только «изгнать из него демонов») – но патологические командиры, живущие у моего двоюродного брата в голове, стали лишь смелее и назойливее. Зимой того года, после очередного обострения с галлюцинациями и шепчущими внутренними голосами, его положили в лечебницу.

Заточение, как сказал мне Мони, было отчасти добровольным, правда, брат стремился не столько к восстановлению психики, сколько к физическому убежищу. Ему прописали комбинацию антипсихотиков, и его состояние постепенно улучшилось – но, очевидно, не настолько, чтобы он мог отправиться домой. Через несколько месяцев, когда Мони все еще был в лечебнице, умер его отец. Мать ушла уже давно, а сестра, единственный сиблинг[11], жила далеко. И Мони решил остаться в больнице – отчасти потому, что ему было больше некуда идти. Психиатры не одобряют архаичное выражение «приют для душевнобольных», но в случае Мони оно, увы, оказалось поразительно точным: только здесь ему могли предложить убежище и безопасность, ушедшие из его жизни. Мони был птицей, добровольно заточившей себя в клетку.

До нашего с отцом визита в 2012-м я не видел Мони около двадцати лет, и все-таки я полагал, что смогу его узнать. Но человек, которого я встретил в комнате для посещений, так мало напоминал Мони из моих воспоминаний, что если бы сотрудник больницы не назвал его имя, я вел бы себя с ним как с незнакомцем. Он раньше времени постарел: в свои 48 выглядел лет на десять старше. Прием препаратов от шизофрении сильно сказался на его теле и движениях: он ходил неуверенно и неуклюже, как ребенок. Его речь, когда-то плавная, быстрая и страстная, стала нерешительной и прерывистой; он неожиданно резко, с силой выплевывал слова, как будто это были куски незнакомой пищи, которые ему заталкивали в рот. Он очень смутно помнил и меня, и моего отца. Когда я упомянул имя своей сестры, он спросил, не женился ли я на ней. Наша беседа больше напоминала интервью: казалось, будто я был газетным репортером, внезапно свалившимся на голову Мони, чтобы приставать с расспросами.

Однако самым поразительным в его болезни был не шторм в голове, а мертвый штиль в глазах. «Мони» на бенгальском означает «драгоценный камень», но чаще этим словом называют нечто еще более прекрасное – блеск в глазах. Определенно, у Мони его больше не было. Искорки в его глазах потускнели, почти погасли – будто кто-то замазал их серой краской.

На протяжении всей моей детской и взрослой жизни истории Мони, Джагу и Раджеша сильно влияли на воображение членов моей семьи. Подростком я полгода вкушал прелести обычного для этого возраста экзистенциального кризиса. Тогда я перестал разговаривать с родителями, отказался делать домашние задания и выкинул свои старые книги. Обеспокоенный до предела и мрачный, папа повел меня к доктору, который когда-то ставил диагноз Мони. Неужели и его сын теряет разум? После 80 бабушку начала подводить память, она стала забываться и называть меня Раджешвар или Раджеш. Поначалу она исправлялась, краснея от неловкости, но после полной утраты связи с реальностью ошибалась уже будто намеренно, как если бы открыла для себя запретное удовольствие от этой фантазии. На четвертой или пятой встрече с Сарой, ставшей потом моей женой, я рассказал ей о расстройствах психики у двух моих дядей и двоюродного брата. Я решил, что будет справедливо предупредить об этом будущего партнера.

К тому времени наследственность, болезнь, нормальность, родственные связи и идентичность стали постоянными темами разговоров в нашей семье. Как многие бенгальцы, мои родители были великими мастерами психологического подавления и отрицания, но вопросы по истории болезней нашей семьи игнорировать все же не могли. Мони, Раджеш, Джагу – три жизни, сожранные разными душевными болезнями. Трудно было не предположить участие в этой истории наследственного компонента. Быть может, Мони унаследовал ген или набор генов, из-за которых он оказался подверженным болезни, – тех самых, что искалечили наших дядей? А другие члены семьи – затронули ли как-то болезни и их? У моего отца было по крайней мере два психотических эпизода, и оба спровоцировало употребление бханга (пенистого напитка из взбитого с топленым маслом настоя конопли, который принято пить на религиозных праздниках). Были ли эти эпизоды связаны с историями Мони, Раджеша и Джагу?

В 2009 году шведские ученые[12] опубликовали итоги масштабного международного исследования, в котором изучали тысячи семей и десятки тысяч мужчин и женщин. Анализируя семьи, где психические заболевания проявлялись не в одном поколении, ученые нашли убедительные доказательства высокой генетической обусловленности и общности биполярного расстройства и шизофрении. У некоторых из описанных семей наблюдалась та же «перекрестная» картина, что и у нас: один сиблинг с шизофренией, другой с биполярным расстройством, племянник или племянница тоже с шизофренией. В 2012 году вышло еще несколько работ[13], подтвердивших результаты первой и даже выявивших еще более прочные связи этих психических заболеваний друг с другом и с семейной историей; они углубили понимание их этиологии, эпидемиологии, пусковых механизмов и провоцирующих факторов.

Две из этих статей я читал зимним утром в нью-йоркском метро через несколько месяцев после возвращения из Калькутты. Через проход от меня мужчина в серой меховой шапке пытался удержать на месте своего сына, чтобы водрузить серую меховую шапку и на него. На Пятьдесят девятой улице мама вкатила в вагон коляску с близнецами, которые испускали, как мне казалось, абсолютно идентичные крики.

Эти исследования дали мне странное внутреннее спокойствие: я получил ответы на часть вопросов, упорно преследовавших моих папу и бабушку. Но в то же время у меня один за другим возникали новые вопросы. Если болезнь Мони была генетической, почему его отец и сестра избежали той же участи? Какие стимулы превратили предрасположенность в болезни? В какой степени психические нарушения Джагу и Мони были связаны с «природой» (то есть с генами, определяющими предрасположенность к психической болезни), а в какой – с «воспитанием» (со средовыми триггерами вроде крупных потрясений, конфликтов, травм)? Может ли у моего отца быть предрасположенность к болезни? Я тоже носитель? Что делать, если я вдруг узнаю точную природу этого генетического изъяна? Нужно ли тогда проверить себя и/или двух моих дочерей? А сообщить им результат? Что, если носителем окажется только одна из них?

Семейная история психических заболеваний никогда не покидала закоулки моего сознания. В то же время моя работа ученого-биолога была посвящена изучению рака и тоже сводилась к вопросам нормальности и ненормальности генов. Рак – это, возможно, одно из самых вопиющих генетических извращений: геном захватывает одержимость своим размножением. Такой геном, превратившийся в машину самовоспроизведения, подчиняет себе физиологию клетки и в итоге порождает многоликий недуг, болезнь-оборотень, которую мы, несмотря на заметные успехи, все еще не можем победить.

Однажды я понял, что для изучения рака необходимо препарировать и его «обратную сторону», то есть норму. Каков код нормальности до того, как ее извратит код рака? Как работает нормальный геном? Как поддерживается его постоянство, благодаря которому мы заметно похожи друг на друга, и вариабельность, благодаря которой мы заметно различаемся? Как постоянство и вариабельность, нормальность и ненормальность «записаны» в геноме?

И что, если мы научимся по желанию менять свои генетические инструкции? Если появятся такие технологии, кто будет их контролировать? Кто будет обеспечивать их безопасность? Кто будет ими владеть, а кто станет жертвой? Как обретение и контроль этого знания – и его неизбежное вторжение в нашу частную и общественную жизнь – изменят наши представления о социуме, собственных детях и о себе?

Эта книга – рассказ о рождении, развитии и будущем одной из самых значимых и опасных концепций в истории науки – концепции гена, элементарной единицы наследственности и базовой единицы биологической информации вообще.

Я использую этот эпитет – «опасный» – абсолютно сознательно. Три взрывных научных идеи[14] – атом, байт, ген – с грохотом пронеслись через все XX столетие, разделив его на три неравных отрезка. Предпосылки каждой из этих идей сложились еще в XIX веке, но ослепительный триумф пришелся на XX. Изначально все они представляли собой довольно абстрактные научные концепции, но затем разрослись, окрепли и, проникнув в многочисленные сферы нашей жизни, сейчас меняют культуру, общество, политику и язык.

Но самое важное сходство этих трех понятий, безусловно, концептуальное: все это минимальные единицы – строительные блоки, базовые организационные детали – какого-то более крупного целого. Атом – единица материи; байт (или бит)[15] – цифровой информации[16]; ген – наследственности и информации биологической.

Почему же общее свойство этих единиц – дальнейшая неделимость – наградило их концепции таким огромным потенциалом и могуществом? Простой ответ состоит в том, что материя, информация и биологические объекты по своей природе иерархичны, и понимание строения и функций самой маленькой части необходимо для понимания целого. Строка поэта Уоллеса Стивенса «В сумме частей – лишь части»[17] отсылает нас к глубинной тайне структуры языка: понять смысл предложения можно, лишь поняв смысл всех его слов, хотя целое предложение несет больше смысла, чем отдельные слова. То же и с генами. Организм – нечто гораздо большее, чем его гены, но чтобы по-настоящему понять, как он работает, нужно разобраться в работе его генов. Когда голландский ученый Хуго де Фриз в 1890-х занялся работой над концепцией гена, он сразу почувствовал, что эта теория перевернет наше представление о природе. «Весь органический мир[18] – результат влияния относительно небольшого числа факторов в огромном количестве разных комбинаций. <…> Как физика и химия обращаются к молекулам и атомам, так и биологические науки должны обращаться к этим единицам [генам], проникать в их природу, чтобы объяснять <…> явления мира живого».

Концепции атома, бита (байта) и гена дают принципиально новое понимание соответствующих систем с научной и технологической точек зрения. Невозможно понять поведение материи – почему золото блестит, почему смесь водорода и кислорода взрывается – без знания ее атомной природы. Точно так же нельзя постичь тонкости работы компьютерных систем – суть алгоритмов, механизмы хранения или повреждения данных – без осмысления структурной анатомии цифровой информации. «Алхимия не могла стать химией,[19] пока не были открыты базовые единицы вещества», – писал один ученый в XIX веке. И, как я буду доказывать на страницах этой книги, точно так же невозможно понять организменную или клеточную биологию, эволюцию, человеческие патологии, поведение, характер, расу, идентичность или судьбу, не усвоив первым делом концепцию гена.

Здесь мы подходим ко второй теме этой книги. Знание об атомах было необходимой предпосылкой для обретения способности манипулировать материей (и – в итоге – для создания атомной бомбы). Осмысление принципов работы генов позволило нам невероятно ловко и эффективно манипулировать организмами. Подлинная сущность генетического кодирования оказалась поразительно простой: всего одна молекула, переносящая наследственную информацию, и один универсальный код. «То, что фундаментальные аспекты наследственности[20] оказались чрезвычайно простыми, дает нам основания надеяться на всеобъемлющее познание природы, – писал Томас Морган, авторитетный генетик. – Ее пресловутая непостижимость в очередной раз оказалась иллюзией».

Наше понимание биологии генов достигло такого уровня сложности, такой глубины, что теперь мы можем изучать и изменять гены не только в пробирке, но и в их естественной среде – человеческих клетках. Гены расположены на хромосомах – длинных нитевидных структурах, которые находятся внутри клетки. Хромосомы могут нести в общей сложности десятки тысяч генов, выстроенных цепочками[21]. Всего у человека 46 хромосом – по 23 от каждого родителя. Полный набор генетических инструкций, который несет организм, называется «гено́м» (можно представить себе его как энциклопедию всех генов с примечаниями, комментариями, указаниями и ссылками). Человеческий геном содержит около 21–23 тысячи генов[22] – главных инструкций о том, как строить, чинить и поддерживать организм. За последние 20 лет генетические технологии настолько продвинулись, что теперь мы можем детально разобраться в пространственно-временных аспектах работы некоторых генов – понять, как они обеспечивают эти сложнейшие функции организма. А еще – в некоторых случаях – мы можем намеренно вносить в гены изменения, влияющие на их работу, и тем самым изменять состояние человека, его физиологию и психологию.

Именно из-за этого перехода – от объяснения к манипуляции – генетика вызывает резонанс далеко за пределами научных кругов. Одно дело – пытаться понять, как гены влияют на идентичность, сексуальность или характер человека. И совсем другое – представить изменение идентичности, сексуальности и поведения путем вмешательства в гены. Первый вопрос обычно занимает профессоров психологии и их коллег из сопредельных нейронаук. Второй же, связанный и с большими надеждами, и с большими опасностями, должен волновать всех нас.

Пока я пишу эти строки, организмы, наделенные геномами, учатся изменять наследственные свойства таких же организмов. Я имею в виду следующее: всего за четыре года, с 2012-го по 2016-й, мы изобрели технологии, позволяющие менять человеческий геном намеренно и необратимо (хотя безопасность и точность такой «геномной инженерии» все еще требует тщательной проверки). В то же время мы сильно продвинулись в предсказании судьбы человека по геному (хотя реальные предсказательные способности таких технологий всё еще неизвестны). Сегодня мы умеем «читать» человеческие геномы и «писать» их так, как это было немыслимо еще три-четыре года назад.

Едва ли нужна ученая степень по молекулярной биологии, философии или истории, чтобы понять, что совмещение этих двух умений подобно стремительному прыжку в бездну. Едва мы узнали, как именно судьба кодируется индивидуальным геномом (пусть речь идет о вероятностях, а не точных предсказаниях), и как только мы освоили технологии, позволяющие по желанию изменять эти вероятности (пусть те технологии были неэффективны и громоздки), наше будущее круто поменялось. Джордж Оруэлл однажды написал, что критик, используя слово «человек», обычно не наделяет его смыслом. Вряд ли я преувеличу, если скажу так: способность постигать человеческий геном и манипулировать им меняет само наше представление о том, что значит быть человеком.

Концепция атома служит организующим принципом в современной физике – и манит нас перспективой управлять веществом и энергией. Концепция гена занимает то же место в современной биологии – и манит нас перспективой управлять собственными телами и судьбами. История развития знания о генах таит в себе «поиск вечной молодости[23], фаустовский миф о резкой перемене судьбы и характерное для нашего века заигрывание с совершенством человека». Ее составляющей было и стремление расшифровать заложенный в нас сборник инструкций. Все это занимает центральное место в истории концепции гена и в нашем рассказе.

Эта книга упорядочена и по хронологии, и по темам. Главная сюжетная арка – историческая. Мы начинаем путь в 1864 году, в гороховом садике Менделя, окруженном стенами безвестного тогда моравского монастыря, где ген был открыт, а вскоре забыт (слово «ген» вошло в употребление лишь десятки лет спустя). Эта история пересекается с дарвиновской теорией эволюции. Далее с концепцией гена знакомятся английские и американские реформаторы, которые надеются приручить человеческую генетику, чтобы ускорить эволюцию человека и добавить ему свободы. Эта идея достигает своего мрачного триумфа в нацистской Германии 1940-х, где под знаменем евгеники ведутся абсурдные эксперименты, выливающиеся в тюремные заключения, стерилизации, эвтаназии и массовые убийства.

Череда открытий, совершенных после Второй мировой войны, знаменует начало революции в биологии. Выясняется, что именно ДНК – вместилище генетической информации. Появляется механистическое описание работы генов: гены кодируют химические сообщения – инструкции по созданию белков, которые в конечном итоге определяют строение и функции. Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик, Морис Уилкинс и Розалинд Франклин устанавливают трехмерную структуру ДНК и дарят миру каноническое изображение двойной спирали. Расшифровывается трехбуквенный генетический код.

Две технологии переворачивают генетику в 1970-х: секвенирование и клонирование генов – их «чтение» и в каком-то смысле «написание» (понятие «клонирование генов» охватывает целый спектр методик, обеспечивающих выделение генетического материала из организма, манипуляции с ним в пробирке, создание ДНК-гибридов и миллионов копий этих гибридов в живых клетках). В 1980-х специалисты по человеческой генетике начинают использовать эти технологии для идентификации и картирования[24] генов, ассоциированных с заболеваниями – например, болезнью Хантингтона и муковисцидозом. Идентификация связанных с болезнями генов открывает новую эпоху генетического управления, предоставляя родителям возможность провести генетический анализ плода и прервать беременность, если плод несет пагубные мутации. (Всякий, кто проверял своего будущего ребенка, например, на синдром Дауна, муковисцидоз, болезнь Тея – Сакса или кто изучал собственные гены, скажем, BRCA1 или BRCA_2, уже вступил в эру генетической диагностики, управления и оптимизации. Это не набросок нашего отдаленного будущего – это уже неотъемлемая часть настоящего.)

Идентифицируется множество мутаций, связанных с раком, и теперь мы глубже понимаем генетические основы этого заболевания. Кульминацией работы в этом направлении становится международный проект «Геном человека», нацеленный на определение полной последовательности нуклеотидов человеческого генома и его картирование. Черновая последовательность публикуется в 2001-м. Этот проект, в свою очередь, вдохновляет на изучение генетической природы человеческого многообразия и «нормального» поведения.

Тем временем концепция гена вторгается в дискурсы, касающиеся рас, расовой дискриминации, «расового интеллекта», и дает поразительные ответы на важнейшие вопросы, которые рождаются в недрах политики и культуры. Она перекраивает наши представления о сексуальности, идентичности и свободном выборе, вторгаясь в самые животрепещущие вопросы[25], которые рождаются в недрах нашей личности.

О последствиях проникновения в нашу жизнь концепции гена можно рассказывать долго: внутри каждой из этих сюжетных линий полно историй. Но эта книга – еще и глубоко личная, сокровенная история. Груз наследственности – не абстракция для меня. Раджеш и Джагу мертвы. Мони заперт в калькуттской психбольнице. Но их жизнь и смерть повлияли гораздо больше, чем я мог когда-то вообразить, на мое мышление как ученого-естественника, гуманитария, историка, врача, сына и отца. Ни дня моей взрослой жизни не проходит без мыслей о наследственности и семье.

И что важнее всего, я в большом долгу перед моей бабушкой. Она не пережила – просто не могла пережить – горе от груза ее наследственности, но она взяла под крыло и защитила самых хрупких своих потомков от воли сильных. Она проявила стойкость в испытаниях, посланных ей историей, но в испытаниях, посланных наследственностью, она проявила больше, чем стойкость, – милосердие, к которому мы, ее потомки, можем только стремиться. Именно ей посвящена эта книга.

Часть I

«Недостающая наука о наследственности»

Открытие и переоткрытие генов (1865–1935)

Недостающая наука о наследственности, эта неразработанная жила знания на стыке биологии и антропологии, по сути, ничуть не продвинулась со времен Платона. А ведь на самом деле для человечества она в десять раз важнее всех химий и физик, всех технических и промышленных наук, которые когда-либо существовали или будут существовать.

Герберт Уэллс,

«Человечество в процессе становления» (Mankind in the Making)[26]

Джек. Да, но ты сам сказал, что простуда – болезнь не наследственная.

Алджернон. Так считали прежде, это верно, но так ли это сейчас? Наука идет вперед гигантскими шагами.

Оскар Уайльд,

«Как важно быть серьезным»[27], [28]

Сад за стеной

Изучающие наследственность отлично разбираются во всех аспектах своего предмета, кроме его сути. Наверняка они родились и выросли в дебрях этого тернистого пути, честно их исследовали, но так и не выбрались из них, чтобы охватить взором весь путь. Вот и выходит, что они узнали всё, кроме ответа на вопрос, что, собственно, они изучают.

Г. К. Честертон,

«Евгеника и прочее зло» (Eugenics and Other Evils)[29]

Побеседуй с землей, она наставит тебя, и рыбы морские тебе возвестят.

Иов, 12:8

Изначально это был женский монастырь. Когда-то монахи-августинцы жили – о чем они не упускали случая поворчать – в интерьерах побогаче, в просторных кельях величественного каменного монастыря на холме, в самом сердце средневекового города Брно (это по-чешски, а если по-немецки, то Брюнн). За четыре столетия вокруг монастыря вырос город, спустился по склонам и растекся по равнинному ландшафту из ферм и лугов. Но в 1783 году монахи потеряли расположение императора Иосифа II. Император решил, что недвижимость в центре города слишком дорогая, чтобы ее занимали монахи, и приказал их переселить в разрушающийся монастырь у подножия холма в Старом Брно. Унижение от переселения усугублялось тем, что августинцам отвели помещения, изначально приспособленные под женские нужды[30]. В коридорах пахло отсыревшей известью, территория густо заросла ежевикой и сорной травой. Единственным преимуществом этого здания XIV века – холодного, как мясохранилище, и пустого, как тюрьма, – был прямоугольный сад с раскидистыми деревьями, дающими щедрую тень, с каменными ступеньками и длинной аллеей, где монахи могли прогуливаться и размышлять в одиночестве.

Братья постарались устроиться в новых условиях как можно лучше. Они отреставрировали библиотеку на втором этаже, присоединили к ней зал для занятий, оборудовали его сосновыми партами, несколькими лампами и разместили в нем коллекцию книг. Коллекция насчитывала около 10 тысяч экземпляров и постоянно росла; в ней были новейшие труды по естественной истории, геологии и астрономии (августинцы, к счастью, не видели проблемы[31] в совмещении религии с большинством научных дисциплин: науку они воспринимали как очередное свидетельство божественного порядка). На первом этаже монахи обустроили просторную трапезную, а в косогоре под фруктовым садом – винный погреб. На втором этаже располагались скромные кельи, обставленные лишь самой необходимой деревянной мебелью.

В октябре 1843 года к общине присоединился[32] молодой человек из Силезии, крестьянский сын. Он был небольшого роста, с серьезным лицом, близорукий и склонный к полноте. Новый член общины не проявлял большого интереса к духовной жизни, но отличался любознательностью, умел работать руками и был прирожденным садоводом. Монастырь предоставил ему кров и место для чтения и занятий. В 1847 году, 6 августа, он принял духовный сан. В миру его звали Иоганном Менделем, в монашестве же он стал Грегором.

Молодой, еще не завершивший обучение священник вскоре погрузился в предельно предсказуемую и упорядоченную монастырскую жизнь. В 1845 году Мендель слушал лекции по теологии, истории и естественным наукам в местном богословском институте. Потрясения 1848 года[33] – кровавые народные революции, неистово захлестнувшие Францию, Данию, Германию, Австрию и перевернувшие социальные, политические и религиозные порядки, – прошли мимо Грегора вроде отдаленных раскатов грома, почти не затронув его. Жизнь Менделя в те годы не давала ни малейшего основания полагать, что когда-то он станет ученым-революционером. Он был дисциплинированным, усидчивым, почтительным – человеком привычки среди людей привычки. Пожалуй, единственным случаем, когда Грегор бросил вызов авторитетам, был внезапный отказ надеть на занятия студенческую шапочку. Но, получив замечание от руководителей, он вежливо подчинился.

Летом 1848 года Мендель получил место приходского священника в Брно, однако справлялся с этой работой из рук вон плохо. «Скованный неодолимой робостью»[34], по выражению настоятеля монастыря, Мендель плохо говорил по-чешски (а это был язык большинства прихожан), не умел вдохновлять своими проповедями и был слишком невротичным, чтобы нести эмоциональное бремя работы с бедными. В том же году Мендель нашел отличный выход из положения: он предложил свою кандидатуру на должность учителя математики[35], естественных наук и основ греческого языка в Зноемской гимназии. Монастырь любезно согласился ему посодействовать, и Менделя приняли – но при одном условии. Зная, что у монаха не было никакой педагогической подготовки, школа попросила его сдать официальный экзамен по естественным наукам, обязательный для учителей средней школы.

В конце весны 1850-го воодушевленный Мендель[36] держал письменный экзамен в Брно. Он провалился, причем отвратительнее всего показал себя в геологии («сухо, невразумительно, невнятно» – таков был вердикт одного из рецензентов). Чтобы сдать устную часть экзамена, Мендель 20 июля направился из Брно в Вену[37], которую тогда накрыла волна изнурительной жары. 16 августа он предстал перед экзаменаторами[38], и в этот раз результаты оказались еще хуже – теперь по биологии. Когда его попросили описать и классифицировать млекопитающих, он выдал неполную и нелепую таксономическую систему: одни группы упустил, другие изобрел, свалил в одну кучу кенгуру с бобрами, а свиней – со слонами. «Кандидат, похоже, совсем не знаком со специальной терминологией, раз всех животных называет словами из разговорного немецкого и избегает систематической номенклатуры», – написал в отзыве один из экзаменаторов. Мендель вновь провалился.

В августе он вернулся в Брно. Вердикт экзаменаторов не оставлял сомнений: чтобы кандидат был допущен к преподаванию, ему необходимо получить дополнительное образование в области естественных наук, более глубокое, чем могли предложить монастырские библиотека и сад. За степенью по естественным наукам Мендель отправился в Венский университет. Не без помощи писем и прошений из монастыря его туда приняли.

В ноябре 1851-го Мендель сел на поезд: в университете нужно было записаться на интересующие курсы. Здесь-то и начались проблемы Менделя с биологией – и проблемы биологии с Менделем.

Ночной поезд из Брно в Вену рассекал унылые зимние пейзажи: покрытые инеем пашни и виноградники, застывшие каналы, похожие на бледно-голубые вены, редкие фермерские дома, утопающие в густой центральноевропейской тьме, ленивая, наполовину скованная льдом река Дые[39], контуры далеких островов на Дунае… Между Брно и Веной меньше 150 километров, которые в те времена преодолевали часа за четыре. Но утром, по прибытии, Мендель проснулся словно в другой Вселенной.

Венская наука была искристой, полной энергии – живой. В университете, находившемся недалеко от его неприглядного пансиона на Инвалиденштрассе, Мендель принял интеллектуальное крещение, к которому так стремился в Брно. Физику там преподавал Кристиан Доплер, почтенный австрийский ученый, ставший наставником Менделя, учителем и кумиром. В 1842 году 39-летний Доплер[40], сухощавый и язвительный, математически обосновал, что высота звука (как и цвет светового луча) не постоянна, а зависит от положения и скорости его источника относительно наблюдателя[41]. Звук из источника, который быстро движется к наблюдателю, претерпевает сжатие и воспринимается как более высокий; если же источник удаляется, звук кажется ниже. Скептики насмехались: как свет одной и той же лампы может казаться неодинаковым по цвету разным наблюдателям? Но в 1845 году Доплер посадил на поезд[42] ансамбль трубачей и попросил их держать одну ноту, пока состав будет проезжать мимо платформы. Стоящие на платформе люди с изумлением услышали, что нота звучит выше, когда поезд приближается, и ниже, когда отдаляется.

Звук и свет, утверждал Доплер, ведут себя в соответствии с законами природы, пусть даже эти законы сильно контрастируют с интуитивными ожиданиями обычного наблюдателя. На самом деле, если разобраться, все сложные и вроде бы хаотичные явления – результат действия высокоорганизованных законов природы. Иногда восприятия и интуиции нам достаточно для улавливания этих законов. Но чаще, чтобы понять или продемонстрировать их действие, нужно провести эксперимент в искусственно созданных обстоятельствах – например, посадить трубачей на разгоняющийся поезд.

Демонстрации и эксперименты Доплера очаровали Менделя и в то же время расстроили. Биология, его основной предмет, стала казаться диким, заросшим садом, областью без каких-либо системообразующих принципов. На первый взгляд казалось, что порядка в биологии полно – или, вернее, в ней было полно порядков. В биологии господствовала таксономия – затейливая попытка рассортировать все живые организмы по категориям и подкатегориям: царствам, классам, порядкам (отрядам), семействам, родам и видам. Но эти категории, предложенные шведским ботаником[43] Карлом Линнеем в середине XVIII века, были исключительно описательными. Система Линнея предписывала, как классифицировать живые организмы на Земле, но ее собственная организация была лишена какой-либо логики. Биолог мог спрашивать до бесконечности, почему организмы объединяются именно так, а не иначе. Что поддерживает постоянство категорий и точность категоризации? Что мешает слонам превращаться в свиней, а кенгуру – в бобров? Каков механизм наследования признаков? Почему – или как – подобное порождает подобное?

Вопрос «подобия» веками занимал ученых и философов. Живший в городе Кротон около 530 года до н. э. греческий мыслитель Пифагор – наполовину ученый, наполовину мистик – предложил одну из самых ранних и широко признанных теорий, которая объясняла сходство между родителями и детьми. Суть теории Пифагора сводилась к тому, что наследственная информация («подобие») переносится главным образом мужским семенем. «Инструкции» попадают в семя, когда оно циркулирует по мужскому телу и впитывает «мистические пары» от каждой отдельной части (глаза дают свой цвет, кожа – текстуру, кости – свою длину и так далее). Мужчина живет, а его сперма постепенно превращается в переносную библиотеку всех частей тела – эссенцию его самого.

Этот в буквальном смысле плодотворный концентрат информации о мужчине попадает в женское тело при совокуплении. Попав в матку, семя вызревает и, питаясь от матери, превращается в плод. Как утверждал Пифагор, в воспроизводстве (как и в любом производстве) функции мужчины и женщины четко разделены. Отец дает информацию, необходимую для создания плода. Утроба матери дает питание, нужное, чтобы эта информация превратилась в ребенка. Впоследствии эту теорию назвали «спермизм», чтобы подчеркнуть центральную роль спермы в определении всех свойств плода.

В 458 году до н. э., через несколько десятилетий после смерти Пифагора, драматург Эсхил на основе этой странной логики выдвинул один из самых экстраординарных в истории аргументов в защиту матереубийства. Главной темой его трагедии «Эвмениды» был суд над Орестом, сыном царя Агамемнона, убившим свою мать[44], Клитемнестру. В большинстве культур матереубийство считается предельно аморальным преступлением. В «Эвменидах» Аполлон, представляющий интересы Ореста в суде, высказывает потрясающе оригинальный аргумент: мать Ореста для принца чужой человек, ведь беременная женщина на самом деле лишь возвеличенный человеческий инкубатор, мешок, из которого по пуповине к ребенку поступают питательные вещества. Настоящий же предок любого человека – отец, чье семя несет «подобие». «Дитя родит отнюдь не та, что матерью зовется[45], – доказывал Аполлон сочувствующим присяжным. – Нет, ей лишь вскормить посев дано. Родит отец. А мать, как дар от гостя, плод хранит»[46].

Явная асимметрия в этой теории наследственности – вся «природа» от отца, а от матери лишь начальное, внутриутробное «воспитание» – не беспокоила последователей Пифагора; вполне возможно, что им это даже нравилось. Пифагорейцы были одержимы мистической геометрией треугольников. Пифагор узнал от индийских или вавилонских геометров[47], что длину одной стороны прямоугольного треугольника можно математически вывести из длин двух других сторон. Однако эта теорема осталась неразрывно связанной именно с его именем, получив название теоремы Пифагора. Ученики Пифагора видели в этой теореме доказательство того, что в природе повсюду скрываются подобные математические закономерности – «гармонии». Стремясь смотреть на все сквозь треугольные линзы, пифагорейцы и в наследовании находили гармонию треугольника. Мать и отец – две независимые стороны, два катета, а ребенок – третья сторона, биологическая гипотенуза. Как длина гипотенузы выводится из длин катетов с помощью строгой математической формулы, так и ребенок формируется из индивидуальных вкладов родителей: «природы» от отца и «воспитания» от матери.

Спустя столетие после смерти Пифагора[48], около 380 года до н. э., эта метафора увлекла Платона. В одном из самых любопытных пассажей «Государства»[49], отчасти заимствованном у Пифагора, Платон утверждает, что если дети – арифметические производные своих родителей, то формула, в принципе, могла бы приносить практическую пользу: идеальные дети получались бы от идеальных комбинаций родителей в идеально подобранное время для зачатия. «Теорема» наследования уже существует, она лишь ждет своего открытия. Открыв ее и применяя предписанные ею комбинации, любое общество сможет гарантировать производство сильнейших – и так ступит на путь чего-то вроде нумерологической евгеники. И наоборот: «Коль это останется невдомек нашим стражам[50] и они не в пору сведут невест с женихами, то не родятся дети с хорошими природными задатками и со счастливой участью»[51]. Стражи платоновского государства, его правящая элита, расшифровав «закон рождения», должны были позаботиться о том, чтобы в будущем заключались только гармоничные, «благоприятные» союзы. А идеальное генетическое «устройство» вылилось бы потом в идеальное устройство политическое.

Чтобы методично и до самого основания разрушить наследственную теорию Пифагора, требовался такой педантичный и аналитический ум, как у Аристотеля. Аристотель не был ярым защитником женщин, но считал, что в основе любой теории должны лежать факты. Он приступил к разбору достоинств и недостатков теории спермизма, обращаясь к множественным данным из биологического мира. Результатом анализа стал небольшой трактат «О возникновении животных»[52], столь же основополагающий для человеческой генетики, как «Государство» Платона – для политической философии.

Аристотель отверг идею, что наследственные признаки передаются исключительно с мужским семенем. Он точно подметил, что дети могут наследовать черты от матерей и бабушек (точно так же, как от отцов и дедушек), причем эти черты могут «прыгать» через поколения: исчезать в одном и вновь проявляться в следующем. «Рождаются от увечных увечные[53], – пишет Аристотель, – например, от хромых – хромые, от слепых – слепые, и вообще сходные в противоестественном, зачастую имеющие также прирожденные приметы, как то: опухоли, рубцы. Подобные вещи передаются даже в третьем поколении: например, знак, находившийся у одного человека на предплечье, его сын не унаследовал, а внук имел на том же месте черное пятно размытых [очертаний]. <…> Передача иногда происходит через несколько поколений, как была в Элиде, где одна [женщина] прелюбодействовала с эфиопом: не дочь ее родилась эфиопкой, а потомство дочери»[54]. Внук может родиться с цветом кожи или носом как у бабушки, даже если таких черт нет ни у одного из родителей. Этот феномен невозможно объяснить при помощи пифагоровой схемы исключительно патрилинейного наследования[55].

Аристотель оспорил и идею пифагоровой «переносной библиотеки» – будто семя собирает наследственную информацию, проходя по телу и получая «тайные инструкции» от каждой его части. Аристотель отметил, что «некоторых вещей родители даже не имеют[56] во время порождения, например седых волос или бороды»[57], но передают эти признаки детям. Бывает, что наследуются не только телесные черты: походка, манера говорить, привычка пялиться в пространство или даже психическое состояние. Аристотель доказывал, что такие признаки – нематериальные по своей природе – никак не могут материализоваться в семени. И, пожалуй, самый очевидный его аргумент против схемы Пифагора касался женской анатомии. Откуда отцовское семя впитает инструкции о детородных органах дочери, если у отца их нет? Теория Пифагора могла объяснить происхождение всех частей тела, кроме ключевых для процесса наследования – гениталий.

Аристотель предложил альтернативную теорию[58], поразительно радикальную для того времени: вероятно, женщины тоже «вкладываются» в плод вполне материально – чем-то вроде женского семени. Вероятно, плод формируется совместным участием, сложением мужских и женских составляющих. В поисках подходящей аналогии для мужского вклада Аристотель остановился на «принципе движения». «Движения» не в смысле перемещения в пространстве, а в смысле перехода возможности в действительность; то есть отец дает инструкции (информацию) по этому переходу – код, как сказали бы сейчас. Обмен физическим материалом во время совокупления – лишь поверхностная имитация более таинственного, мистического обмена. Материя, на самом деле, не так важна; от мужчины к женщине передается не материя, а сообщение[59]. Подобно тому, как архитектурный план предопределяет возведение здания или искусность плотника направляет обработку бревна, мужское семя несет инструкции по созданию ребенка. «[Как] от плотника не переходит в древесину ничего вещественного[60], – пишет Аристотель, – однако за счет совершаемых плотником движений материал получает от него характерные образ и форму. <…> Примерно так и природа пользуется семенем как инструментом»[61].

Женское же семя дает плоду сырой материал, который можно сравнить с древесиной для изделия плотника или бетоном для здания, – вещество для воплощения образа будущей жизни. Аристотель считал этим материалом менструальную кровь. Мужское семя придает крови форму ребенка (сейчас это звучит нелепо, но даже эту мысль Аристотель логически обосновал: если кровотечения пропадают после зачатия, значит, плод должен формироваться из менструальной крови).

Аристотель ошибался, считая, что женский вклад – «материал», а мужской – «сообщение», но если абстрагироваться от деталей, можно понять, что он уловил одну из основных истин о природе наследственности. Аристотель понял, что передача наследственных признаков по сути представляет собой передачу информации. Информация используется для построения организма с нуля: сообщение превращается в материал. А когда организм созревает, он производит мужское или женское семя, превращая материал в сообщение. Эта схема напоминает не пифагоров треугольник, а скорее круг – процесс зацикливается: форма порождает информацию, а информация – форму. Спустя века биолог Макс Дельбрюк пошутит[62], что Аристотелю нужно было бы посмертно присудить Нобелевскую премию – за открытие ДНК.

Но если наследственные черты переносятся в виде информации, то как эта информация кодируется? Слово «код» происходит от латинского caudex, обозначающего дощечки из мягкой древесины, на которых писцы выскребали надписи. Что же такое «кодекс» наследственности? Что там переписывается и как? Как наследственный материал упаковывается и передается от одного тела к другому? Кто зашифровывает данные и кто их расшифровывает, чтобы создать ребенка?

Самое изобретательное решение из предлагаемых после Аристотеля было самым простым: вообще забыть о коде. Новая теория гласила, что семя уже содержит маленького человечка – крошечный плод, полностью сформированный, но сжатый и скрученный в своей миниатюрной оболочке, пока не начнет постепенно разбухать до состояния младенца. Разные варианты этой теории отражены в средневековых мифах и фольклоре. В 1520-х швейцарско-немецкий алхимик Парацельс[63], руководствуясь теорией «человечка в семени», предположил, что человеческая сперма, подогретая конским навозом и закопаная в грязь на 40 недель (продолжительность беременности), всенепременно превратится в человека, хоть и с некоторыми уродствами. Зачатие же нормального ребенка – всего лишь перенос крошечного человечка, гомункула, из отцовского семени в материнскую матку, где он разрастается до размеров плода. Таким образом, в этой теории не было места для кода, она ограничивалась миниатюризацией.

Своеобразная привлекательность этой концепции, известной как преформизм, заключалась в предзаложенной бесконечной повторяемости процесса. Так как гомункул должен был созревать и получать возможность заводить своих детей, у него внутри уже должны были находиться мини-гомункулы – крошечные люди внутри людей, бесконечная череда матрешек, грандиозная цепь существ, протянувшаяся от первого человека, Адама, и уходящая в необозримое будущее. Для средневековых христиан такая человеческая цепь служила предельно точным и наглядным объяснением идеи первородного греха. Если все будущие люди уже были заключены в прошлых, то каждый из нас должен был физически пребывать в теле Адама – «плавать <…> в лоне Первого Родителя нашего»[64], как писал один теолог, – в том числе и в решающий момент грехопадения. Греховность, таким образом, проникла в нас за тысячи лет до нашего рождения: из лона Адама – напрямую каждому потомку его. Каждый из нас несет эту скверну – не потому, что наш далекий предок соблазнился яблоком в далеком саду, а потому, что сами мы, будучи в теле Адама, вкусили тот плод.

Второй притягательный момент преформизма заключался в отсутствии проблемы расшифровки. Если механизм шифрования – преобразования человеческого тела в некое подобие кода – биологи того времени еще как-то могли объяснить (осмосом, как у Пифагора), то обратный процесс – расшифровка, превращение кода назад в человека – был тайной за семью печатями. Как такой сложный объект, как человеческое тело, может возникнуть от объединения сперматозоида и яйцеклетки? Гомункул избавлял от этой концептуальной проблемы. Если ребенок уже «предформирован», то его формирование с момента зачатия сводится лишь к увеличению в размерах. Плод – биологический аналог надувной куклы, и для его развития не нужен ни код, ни ключ. Хочешь, чтобы появился человек, – просто добавь воды.

Теория была такой соблазнительной, такой отточенной и наглядной, что даже изобретение микроскопа не убило гомункула, как можно было бы ожидать. В 1694 году Николаас Хартсокер[65], голландский физик и микроскопист, якобы с натуры изобразил этого кроху – с огромной головой, скрюченного в позе эмбриона в головке сперматозоида. В 1699-м еще один голландский микроскопист заявил, что в изобилии наблюдал гомункулов, плавающих в человеческой сперме. Подобно другим фантазиям с антропоморфными образами – например, обнаружению человеческих лиц на лунной поверхности, – эта теория постоянно разрасталась под линзой воображения. Рисунки гомункула в XVII веке только множились; хвост сперматозоида изображался в виде длинного пучка волос на голове человечка, а головка клетки – в виде миниатюрного черепа. К концу XVII века преформизм считался самым логичным и непротиворечивым объяснением наследования признаков у людей и животных. Люди вырастают из маленьких людей, как деревья вырастают из черенков. «В природе ничего не создается заново[66], – писал голландский ученый Ян Сваммердам в 1669 году, – происходит лишь распространение уже существующего».

Но не всех убеждала история о бесконечно вложенных друг в друга миниатюрных человечках. Главный вызов преформизму бросила идея о том, что во время эмбриогенеза должны протекать какие-то процессы, ведущие к формированию абсолютно новых частей тела. Люди не поставляются в готовом виде, предварительно компактизированными и лишь ожидающими увеличения в размерах. Они должны формироваться с нуля согласно особым инструкциям, скрытым в сперматозоидах и яйцеклетках. Конечности, туловище, мозг, глаза, лицо, даже темперамент и наследуемые склонности – все это должно создаваться заново всякий раз, когда эмбрион развивается в плод. Новое создание – результат… создания.

Но какой же импульс – или указание – заставляет семя и яйцеклетку превращаться в эмбрион, а затем во взрослый организм? В 1768 году берлинский эмбриолог Каспар Вольф[67] попытался ответить на этот вопрос, выдумав особый закон, направляющий развитие, vis essentialis corporis[68], который определяет постепенную трансформацию оплодотворенной яйцеклетки в человека. Подобно Аристотелю, Вольф считал, что эмбрион содержит каким-то образом зашифрованную информацию – код: не просто уменьшенную версию человека, а инструкцию, как его создать с нуля. Но, кроме латинского названия для своего туманного закона, Вольф не смог придумать ничего конкретизирующего эту идею. Инструкции, уклончиво писал он, смешиваются в оплодотворенной яйцеклетке, а затем начинает действовать vis essentialis, подобно невидимой руке формирующая из этой массы человека.

Если биологи, философы, христианские ученые и эмбриологи бо́льшую часть XVIII столетия проводили в ожесточенных спорах о преформизме и «невидимой руке», то стороннего наблюдателя, и это вполне простительно, мало впечатляли обе идеи – уже хотя бы потому, что были сильно потрепаны временем. «Противоборствующие в наши дни точки зрения[69] существовали еще несколько веков назад», – резонно сетовал один биолог XIX века. Действительно, преформизм по большей части повторял теорию Пифагора – что сперма несет всю информацию для создания нового человека. А «невидимая рука» была слегка отполированной идеей Аристотеля о том, что наследственность обеспечивается сообщениями – руководствами по ваянию из материи («рука» несет инструкции, описывающие формирование эмбриона).

Со временем обе теории эффектно подтвердят и столь же эффектно опровергнут. И Аристотель, и Пифагор отчасти были правы, отчасти ошибались. Но в начале 1800-х казалось, что область знаний о наследственности и эмбриогенезе зашла в концептуальный тупик. Величайшие мыслители-биологи, бившиеся над проблемой наследственности, едва ли сумели продвинуть область дальше туманных догадок двух ученых мужей, рожденных на двух греческих островах две тысячи лет назад.

Тайна из тайн

Твердят, что все идет само собой —

случайны и прогресс, и каждый сбой.

Еще никто не разрешил вопроса,

с чего пошли макаки-альбиносы.

В природе, говорят, все поезда

идут без цели и неведомо куда,

но Дарвин загорелся интересом

к иным – целенаправленным процессам.

Роберт Фрост,

«Случайно, но к цели» (Accidentally on purpose)[70], [71]

Зимой 1831 года, когда Мендель еще учился в силезской школе, начинающий священник Чарльз Дарвин взошел на корабль Его Величества «Бигль»[72]. Этот бриг-шлюп с десятью пушками бросил якорь в заливе Плимут-Саунд на юго-западном побережье Англии. Дарвину, сыну и внуку известных врачей, тогда было 22 года. От отца он унаследовал слегка квадратную форму лица и приятные его черты, от матери – фарфоровую кожу, а густые, нависающие над глазами брови были характерной чертой многих поколений Дарвинов. Молодой человек пытался изучать медицину[73] в Эдинбурге, но безуспешно. Придя в ужас от «криков привязанного ребенка, лежащего на окровавленных опилках <…> в операционном театре», он бросил медицину и занялся изучением теологии в Колледже Христа при Кембриджском университете[74]. Но интересы Дарвина выходили далеко за границы теологии. Затворничая в комнате над табачной лавкой[75] на Сидней-стрит, он занимал себя коллекционированием жуков, изучением ботаники, геологии, геометрии и физики, а также жаркими спорами о боге, божественном вмешательстве и сотворении животных. Намного больше, чем теология и философия, его увлекала естественная история – изучение природы, основанное на системных научных принципах. Дарвин перенимал опыт у другого священника, ботаника и геолога Джона Генслоу. Генслоу основал и курировал Кембриджский ботанический сад[76] – огромный музей под открытым небом, посвященный естественной истории. Именно в этом саду Дарвин учился собирать, определять и классифицировать образцы растений и животных.

В годы учебы сильнее всего воспламенили воображение Дарвина две книги. Первой стала вышедшая в 1802 году «Естественная теология»[77] (Natural theology) Уильяма Пейли, бывшего долстонского викария. Одно рассуждение из этой книги глубоко отозвалось в душе Дарвина. Представим, писал Пейли, что человек идет по пустырю и натыкается на часы, лежащие на земле. Он поднимает их, вскрывает и видит внутри изящнейшую систему вращающихся шестеренок, благодаря которой механическое устройство способно показывать время. Не логично ли будет предположить, что такое устройство мог изготовить только часовщик? Ту же логику следует применять и к миру природы, рассуждал Пейли. Совершенство строения живых организмов и человеческих органов – «шарнир, на котором поворачивается голова, связки внутри капсулы тазобедренного сустава» – может указывать лишь на то, что все живое создал искуснейший мастер, небесный часовщик – бог.

Вторая книга, «Предварительные рассуждения об изучении естественной философии»[78] (A Preliminary Discourse on the Study of Natural Philosophy), вышла из-под пера астронома Джона Гершеля в 1830-м. В ней выражалась совсем другая точка зрения: на первый взгляд, природа неимоверно сложна, но наука способна свести внешне сложные явления к простым составляющим – причинам и следствиям. Движение – результат приложения силы к объекту; тепло возникает за счет переноса энергии; звук – следствие колебаний воздуха. Гершель не сомневался, что и химические, и даже биологические явления обусловлены работой таких причинно-следственных механизмов.

Гершеля особенно интересовало возникновение живых организмов, и его методичный ум разбил этот вопрос на две части. Первая охватывала проблему создания жизни из не-жизни – возникновения живого ex nihilo[79]. Здесь Гершель не решился посягнуть на доктрину божественного вмешательства. «Восходить к истокам вещей[80], рассуждать о творении – это занятие не для естественного философа», – писал он. Органы и организмы могут подчиняться законам физики и химии – но возникновение самой жизни эти законы никогда не смогут объяснить: словно бог обустроил для Адама милую маленькую лабораторию в Эдеме, но запретил ему заглядывать за стены сада.

Ко второй проблеме, по мнению Гершеля, подступиться было легче. Какой процесс породил наблюдаемое в природе разнообразие после того, как жизнь была создана? Как, например, из какого-то вида животных возникает другой, новый вид? Антропологи-языковеды показали, что новые языки возникают из старых путем трансформации слов. Латынь и санскрит произошли от древнего индоевропейского языка в результате накопления вариаций и мутаций. Английский и фламандский тоже имеют общий корень. Геологи предположили, что современный вид земной поверхности – ее скалы, пропасти и горы – результат преобразования ее древнего рельефа. «Реликты минувших веков[81], – писал Гершель, – несут неизгладимые следы, способные дать нам много знаний». Это была блестящая догадка: ученый может познавать настоящее и будущее по реликтам прошлого. Гершель не знал правильного механизма видообразования, зато ставил правильный вопрос. Он назвал его «тайна из тайн»[82], [83].

Естественная история – дисциплина, захватившая Дарвина в Кембридже, – еще не была готова разгадать гершелеву «тайну из тайн». Для пытливых греков изучение живых существ было тесно связано с вопросом происхождения мира природы. Но средневековые христиане быстро поняли, что это направление исследований может вылиться только в неблагонадежные теории. Природа – творение Господа. Чтобы не рисковать, идя против доктрин христианства, естествоиспытателям приходилось рассказывать историю природы в соответствии с сюжетом библейского Бытия.

Приветствовался именно описательный подход к природе, то есть определение, именование и классификация растений и животных, ведь, описывая чудеса природы, вы, по сути, прославляете великое многообразие живых существ, созданных всемогущим богом. Механистический же взгляд на природу, исследующий причинно-следственные связи, грозил пошатнуть саму основу доктрины сотворения мира. Задаваться вопросом, почему и когда животные возникли, под действием какого механизма или силы, означало подвергать сомнению миф о божественном творении и подходить опасно близко к ереси. Неудивительно, что к концу XVIII века среди естествоиспытателей преобладали священники-натуралисты[84]: викарии, пасторы, аббаты, дьяконы и монахи выращивали сады, собирали образцы растений и животных, отдавая должное чудесам божественного творения и, как правило, избегая вопросов о фундаментальных христианских постулатах. Церковь предоставляла таким ученым тихую, безопасную гавань, но в то же время эффективно подавляла их любознательность. Запреты на «неправильные» исследования были такими суровыми, что священники-натуралисты даже не подвергали сомнению мифы о сотворении мира; разделение церкви и состояния умов тогда достигло апогея. В результате в области естествознания возник специфический перекос. Биологическая таксономия – наука о классификации животных и растений – процветала, а вопросы происхождения живых существ были вытеснены за пределы дозволенного. Естественную историю низвели до изучения природы без истории.

Такое «статичное» видение природы не устраивало Дарвина. Он доказывал, что естествоиспытатели должны описывать состояние живого мира с точки зрения причин и следствий – так же, как физики описывают движение мяча по воздуху. Революционный характер гениальности Дарвина придавало умение видеть в природе не свершившийся факт, не данность, а процесс, движение, историю. Эта черта была у них с Менделем общей. Оба страстные натуралисты, Дарвин и Мендель совершили свои научные прорывы, задавшись одним и тем же вопросом, только в разных вариантах: как реализуется «природа»? Вопрос Менделя лежал на условном микроуровне: как отдельный организм передает информацию своему потомству через одно поколение? Вопрос Дарвина переходил на макроуровень: как живые организмы преобразуют информацию о своих чертах через тысячи поколений? Со временем эти ракурсы объединятся, создав основу для глубочайшего понимания человеческой наследственности и для важнейшего синтеза в современной биологии – синтетической теории.

В августе 1831 года[85], спустя два месяца после выпуска из Кембриджа, Дарвин получил письмо от своего наставника Джона Генслоу. Генслоу сообщал, что исследовательской экспедиции в Южную Америку требуется «ученый джентльмен» для помощи в сборе образцов. Дарвин тогда был больше джентльменом, чем ученым (ибо не опубликовал еще ни одной серьезной научной работы), тем не менее он посчитал себя идеальным кандидатом. Чарльз решил отправиться в путешествие на «Бигле» – не как профессиональный естествоиспытатель, но как ученый-стажер, «достаточно квалифицированный, чтобы собирать, наблюдать и замечать всё, достойное упоминания в рамках естественной истории».

«Бигль» отплыл не сразу[86]: штормовые ветра дважды мешали ему. Но 27 декабря 1831 года корабль с 73 моряками и пассажирами на борту наконец снялся с якоря и взял курс на юг, к Тенерифе. В начале января Дарвин уже приближался к Кабо-Верде. Бриг оказался легче, а ветер – коварнее, чем Чарльз ожидал. На борту постоянно ощущалась качка. Дарвин страдал от одиночества, тошноты и обезвоживания, а его жизнь поддерживала вынужденная диета из изюма и хлеба. В тот месяц он начал делать дневниковые записи. Забравшись в гамак, висевший над просоленными картами, Дарвин штудировал книги, которые взял в путешествие: удивительно созвучную его состоянию поэму Мильтона «Потерянный рай» и вышедший между 1830 и 1833 годами труд Чарльза Лайеля «Основные начала геологии»[87].

Особенно впечатлила Дарвина работа Лайеля. Автор «Основных начал геологии» утверждал[88] (для того времени это было радикально), что сложные геологические образования вроде гор и скальных массивов формировались в течение долгого времени, и создала их не рука бога, а медленные природные процессы: эрозия, седиментация и депозиция. Лайель доказывал, что вместо одного грандиозного библейского потопа были миллионы менее масштабных потопов; бог лепил Землю не единичными катаклизмами, а миллионами мелких «насечек». Для Дарвина центральная идея Лайеля – о медленных природных силах, формирующих и трансформирующих земную поверхность, меняющих природу, – стала мощным интеллектуальным толчком. В феврале 1832 года, все еще «страдающий и недовольный», Дарвин достиг Южного полушария. Ветра и течения переменились – его встречал новый мир.

Как и предсказывали его наставники, Дарвин оказался превосходным добытчиком образцов и наблюдателем. «Бигль» двигался вниз вдоль восточного побережья Южной Америки с остановками в Монтевидео, Баия-Бланке, Пуэрто-Десеадо, и повсюду Дарвин прочесывал берега и мелководья заливов, тропические леса и утесы, принося на борт многообразные скелеты, растения, шкуры, камни и раковины – «кучу бесполезного хлама», как выражался недовольный капитан. Новые земли были щедры не только на образцы современных видов, но и на древние окаменелости; Дарвин выкладывал их длинными рядами вдоль палубы, словно организуя экспозицию в музее сравнительной анатомии. В сентябре 1832 года, исследуя серые утесы[89] и глинистые бухты неподалеку от Пунта-Альта, он обнаружил изумительное природное кладбище с окаменевшими костями гигантских вымерших млекопитающих. Он накинулся на челюсть одного из ископаемых, как безумный дантист, выковырял ее и забрал с собой, а на следующей неделе вернулся, чтобы извлечь из кварца огромный череп. Череп принадлежал мегатерию[90], гигантскому древнему ленивцу.

В том месяце среди гальки и каменных глыб Дарвин нашел еще много костей. В ноябре он купил у уругвайского фермера за 18 пенсов обломок громадного черепа другого вымершего млекопитающего – токсодона, который когда-то бродил по равнинам и напоминал носорога с огромными беличьими зубами. «Мне невероятно повезло, – писал Дарвин. – Некоторые млекопитающие просто огромны, и среди них много совершенно незнакомых». Чарльз нашел останки морской свинки размером с обычную свинью, панцирные пластины похожего на танк броненосца и довольно много костей тех слоноподобных ленивцев. Все это он уложил в ящики и отправил в Англию.

«Бигль» обогнул заостренный, по форме напоминающий челюсть архипелаг Огненная Земля и пошел вверх вдоль западного побережья Южной Америки. В 1835 году корабль покинул перуанскую столицу[91] Лиму и взял курс на Галапагосы, одинокую россыпь обугленных вулканических островов западнее Эквадора. По словам капитана, архипелаг представлял собой «мрачные черные груды <…> осколков лавы, формирующих береговую полосу, достойную преисподней». Это была дьявольская версия райского сада: девственный, уединенный, выжженный и скалистый ландшафт с навозоподобными кучами застывшей лавы, кишащими «мерзкими игуанами», черепахами и птицами. Корабль переходил от острова к острову, которых было примерно 18, и везде Дарвин выбирался на берег и карабкался по склонам из пемзы в поисках интересных экземпляров растений, птиц и ящериц. Экипаж выживал благодаря черепашьему мясному ассорти: казалось, что каждый остров предлагал новую разновидность черепах. За пять недель Дарвин пополнил свою коллекцию тушками вьюрков, пересмешников, дроздов, дубоносов, крапивников, альбатросов и игуан, а также рядом морских и наземных растений. Капитан морщился и качал головой.

20 октября корабль снова[92] вышел в открытое море и направился к Таити. Вернувшись в свою каюту, Дарвин приступил к систематическому анализу собранных птичьих тушек. Особенно его удивили пересмешники: их было две или три разновидности, каждая значительно отличалась от других и была эндемична для определенного острова. Тогда Дарвин небрежно нацарапал одно из самых значимых своих научных заключений: «Каждая разновидность привязана к своему острову». Распространялась ли эта закономерность на других животных – скажем, на черепах? Жила ли на каждом острове своя уникальная разновидность? Спохватившись, Чарльз решил выяснить, как обстоит дело с этими рептилиями, но опоздал: участники экспедиции, включая его самого, доели все образцы.

Когда Дарвин после пятилетнего плавания вернулся в Англию, среди естествоиспытателей он уже был в некоторой степени знаменит. Его богатый улов южноамериканских окаменелостей распаковывали, консервировали, каталогизировали и сортировали; находок Дарвина хватило бы не на один музей. Таксидермист и специализирующийся на пернатых художник Джон Гульд взял на себя классификацию птиц. Сам Лайель во время своего президентского обращения к членам Геологического общества продемонстрировал собранные Дарвином образцы. Ричард Оуэн, палеонтолог, который вознесся над всеми английскими естествоиспытателями подобно царственному соколу, спустился с высот Королевского хирургического общества, чтобы самостоятельно изучить и каталогизировать найденные Дарвином ископаемые скелеты.

Пока Оуэн, Гульд и Лайель определяли и систематизировали южноамериканские сокровища, Дарвин уже успел переключиться на другие проблемы. Он не относился к любителям дробить и распределять, он предпочитал улавливать общие принципы, познавать глубинную анатомию. В таксономии и номенклатуре он видел лишь средство, а не цель. Его гениальность заключалась в особом чутье на закономерности, или паттерны, – системы организации изучаемых образцов. Его захватывали не таксономические царства и порядки, а тот порядок, который царствует над всем биологическим миром. Тот же вопрос, который позже смутит Менделя на учительском экзамене, – почему живое организовано именно так? – поглотил Дарвина в 1836 году.

В тот год открылось два факта. Во-первых, разглядывая образцы, Оуэн и Лайель обнаружили четкую закономерность: скелеты, как правило, принадлежали гигантским вымершим разновидностям современных животных – обитателей именно тех мест, где были найдены окаменелости. Гигантские броненосцы когда-то бродили по тем же долинам, где сейчас пробираются сквозь кустарник маленькие броненосцы. Исполинские ленивцы жевали листья там же, где сейчас кормятся ленивцы поменьше. Огромные бедренные кости, которые выкопал Дарвин, принадлежали ламе размером со слона; подобная, только уменьшенная, разновидность ламы сейчас встречается исключительно в Южной Америке.

Второй странный факт установил Гульд. В начале весны 1837 года Гульд сообщил Дарвину, что те разнообразные крапивники, славки, дрозды и дубоносы, которых прислал Чарльз, вовсе не так разнообразны и даже не относятся к отдельным группам. Дарвин просто неверно их определил: все это были вьюрки – целых 13 видов! Их клювы, когти и оперение так различались, что только наметанный глаз мог разглядеть скрытое сходство. Похожая на крапивника «славка» с тонким горлышком и «дрозд» с мясистой шеей и клещевидным клювом на самом деле анатомически были очень близки – как вариации одного и того же вида. «Славка», вероятно, питалась фруктами и насекомыми (отсюда клюв в форме дудочки). Вьюрок с клювом в форме гаечного ключа склевывал крупные семена с земли. «Пересмешники», эндемичные для каждого острова, тоже оказались тремя видами вьюрков. Вьюрки, вьюрки, повсюду вьюрки. Казалось, что все острова породили собственные варианты: на каждом острове – птичка с уникальным «шрихкодом».

Перед Дарвином встал вопрос: как увязать эти два факта? И на краю сознания у него забрезжила идея – очень простая, но настолько радикальная, что ни один биолог до сих пор не отваживался рассматривать ее всерьез: что, если все вьюрки произошли от одного общего предка? Что, если маленькие, ныне живущие броненосцы – потомки огромного древнего броненосца? Лайель утверждал, что современный ландшафт Земли – результат кумулятивного действия природных сил на протяжении миллионов лет. В 1796 году французский физик Пьер-Симон Лаплас предположил, что даже Солнечная система сформировалась за миллионы лет в результате постепенного охлаждения и конденсации материи (когда Наполеон поинтересовался у Лапласа, почему же в его теории так очевидно не достает бога, тот ответил с восхитительным нахальством: «Сир, я не нуждался в этой гипотезе»). Быть может, современные формы животных – тоже результат длительного накопительного действия природных сил?

В июле 1837 года в удушающей жаре своего кабинета на Мальборо-стрит Дарвин начал набрасывать заметки в новой записной книжке (так называемой записной книжке «B»). Он фонтанировал идеями о том, каким образом животные могут изменяться во времени. Записи были неразборчивыми, стихийными и сырыми. На одной странице он набросал схему, к которой будет мысленно возвращаться вновь и вновь. Она отображала происхождение видов[93] больше похожим на ветвление дерева или на разделение реки на мелкие ручьи, чем на расхождение лучей от одного центрального «узла» – акта божественного творения. Ствол, обозначающий древнейшего предка, разделяется на все более мелкие ветви, и самые тонкие из них – это современные потомки предковой формы, ныне живущие виды. Возможно, растения и животные, подобно языкам, ландшафту, медленно остывающему космосу, произошли от более ранних форм путем постепенных, но постоянных изменений.

Дарвин осознавал, что его схема явственно богохульна. В христианской концепции видообразования бог находился четко в эпицентре; все животные, созданные им, разлетались подобно брызгам от акта творения. В рисунке Дарвина не было центра. 13 видов вьюрков не возникли по божественному капризу, а произошли естественным путем от изначальной предковой формы вьюрка. Дерево вьюрков, таким образом, росло вверх по мере увеличения числа поколений и вширь по мере накопления изменений. Тем же путем возникли и современные ламы – произошли от гигантского древнего животного. Вверху страницы Дарвин написал[94]: «Я так думаю» – будто отмечая, что покидает область общепринятой биологической и теологической логики.

Но если бог ни при чем, то какая сила движет происхождением видов? Что стало толчком к формированию 13 разновидностей вьюрков? Что заставило их предковый поток растечься извилистыми ручейками видообразования? Весной 1838 года, когда Дарвин начал новую записную книжку[95] – в красно-коричневой обложке и с маркировкой «C», – у него было уже больше мыслей насчет природы этой движущей силы.

Первая часть ответа была у Дарвина перед глазами с самого детства, проведенного в фермерских угодьях Шрусбери и Херефорда; но ему потребовалось преодолеть без малого 13 тысяч километров вокруг земного шара, чтобы увидеть знакомое явление новым взглядом. Этим явлением была изменчивость: животные время от времени рождали потомство с признаками, отличными от родительских. Фермеры пользовались этим феноменом тысячелетиями – скрещивали животных с интересующими признаками, а их потомков – друг с другом ради получения естественных вариантов, которые затем отбирали на протяжении многих поколений. Английские животноводы превратили выведение новых пород и форм в изощренную науку. Короткорогие быки из Херефорда в итоге мало походили на длиннорогих из Крейвена. Если бы такой же любознательный натуралист, как Дарвин, родился на Галапагосах и отправился в Англию, он, вероятно, изумился бы тому, что для каждого региона характерен свой вид коров. Но и Дарвин, и любой заводчик быков сказал бы вам, что породы не возникают случайно. Их намеренно создает человек путем избирательного скрещивания вариантов, полученных от одного предка.

Дарвин знал, что удачное сочетание изменчивости и искусственного отбора может дать потрясающие результаты. Можно получить голубей, напоминающих петухов или павлинов. Можно вывести собак с короткой шерстью, с длинной шерстью, пегих, в крапинку, кривоногих, лысых, с «обрубленным» хвостом; злых, кротких, робких, бойцовых, сторожевых. Но селекцию коров, собак и голубей направляла рука человека. Чья же рука вылепила таких непохожих друг на друга вьюрков на далеких вулканических островах или современных броненосцев из древних гигантов на равнинах Южной Америки?

Дарвин понимал, что балансирует на самой границе неизведанного, опасно кренясь в сторону ереси. Ему было бы проще приписать невидимую руку богу. Но ответ, который Чарльз нашел в октябре 1838 года[96] в книге другого священника, преподобного Томаса Мальтуса, не имел к божествам никакого отношения.

Томас Мальтус днем работал викарием в часовне деревни Оквуд в графстве Суррей, а по ночам тайно превращался в экономиста. Его истинной страстью было изучение популяций и их роста. В 1798 году Мальтус под псевдонимом[97] опубликовал провокационный труд «Опыт о законе народонаселения», где утверждал, что человеческая популяция находится в состоянии постоянной борьбы за ограниченные ресурсы. По мере роста населения ресурсы истощаются, доказывал Мальтус, и конкуренция между людьми ужесточается. Природная склонность популяции к увеличению жестко уравновешивается ограниченностью ресурсов; растущий спрос натыкается на падающее предложение. А затем мощные апокалиптические силы – «неурожаи, эпидемии, мор и бедствия[98] достигают ужасающих масштабов и уносят тысячи, десятки тысяч людей», выравнивая «численность населения с количеством пищи в мире». Пережившие этот «естественный отбор» вновь, подобно Сизифу, вступают в жестокий цикл, продвигаясь от одного фатального голода к другому.

В работе Мальтуса Дарвин сразу же нашел ответ на мучивший его вопрос. Борьба за выживание – вот та самая направляющая рука. Смерть – жнец природы, ее суровый скульптор. «Меня сразу поразила мысль[99], – писал Дарвин[100], – что при таких условиях благоприятные изменения должны иметь тенденцию сохраняться, а неблагоприятные – уничтожаться. Результатом этого и должно быть образование новых видов»[101].

У Дарвина сложился каркас его основной теории. Размножаясь, животные производят варианты, отличные от родителей[102]. Особи внутри вида постоянно конкурируют за дефицитные ресурсы. Когда недостаток ресурсов – во время голода, например, – выливается в «бутылочное горлышко»[103], лучше адаптированный к среде вариант «проходит естественный отбор». Адаптированные лучше всего – «наиболее приспособленные» – выживают (это выражение – «выживание наиболее приспособленных» – Дарвин позаимствовал[104] у последователя Мальтуса, экономиста Герберта Спенсера). Выжившие размножаются, производя все больше похожих на себя особей и направляя тем самым эволюционные изменения внутри вида.

Дарвин почти видел процесс, разворачивающийся в соленых заливах Пунта-Альта или на Галапагосских островах. Перед ним будто бы прокручивался на повышенной скорости – тысячелетие за минуту – фильм, длящийся эоны[105]. Стаи вьюрков питаются фруктами, у них все в порядке, и численность популяции быстро растет. Но вот, когда вьюрков уже очень, очень много, на острове наступает тяжелая пора – гнилостный сезон дождей или засушливое лето, – и запасы фруктов катастрофически сокращаются. Меж тем в одной из больших стай рождаются особи с нелепо большим клювом, позволяющим раскалывать зерна. По миру вьюрков прокатывается смертоносная волна голода, которую переживают большеклювые птицы, питаясь твердыми зернами. Новый вариант размножается, и вот начинает формироваться отдельный вид. Уродство становится нормой. А когда набирают силу очередные мальтузианские ограничения – болезни, голод, паразиты, – получают преимущество и размножаются другие новые линии, и в популяции снова происходит эволюционный сдвиг. Кто раньше был уродцем – теперь нормальный, а кто был нормальным – вымирает. Так, уродство за уродством, и движется эволюция.

К зиме 1839 года Дарвин выстроил каркас своей теории. Следующие несколько лет он одержимо возился с основными идеями, переставлял и так и этак «уродливые факты», словно экземпляры в коллекции окаменелостей, но все никак не удосуживался эту теорию опубликовать. В 1844 году он изложил ее главные моменты[106] в 255-страничном эссе и разослал своим друзьям для личного ознакомления. До полноценной публикации у него все не доходили руки. Вместо этого Дарвин занялся изучением усоногих раков, написанием статей по геологии, препарированием морских животных и заботой о семье. Его дочь Энни – старшая и самая любимая – подхватила инфекцию и умерла, оставив Дарвина в безутешном горе. На Крымском полуострове тем временем разгорелась жестокая война[107]. Мужчин призвали на фронт, и Европа погрузилась в депрессию. Казалось, материализовались образы описанной Мальтусом картины борьбы за выживание.

Летом 1855 года, больше чем через 15 лет после знакомства Дарвина с очерком Мальтуса и оформления его собственных идей по поводу видообразования, в издании Annals and Magazine of Natural History появилась статья молодого натуралиста Альфреда Рассела Уоллеса[108]. Содержание статьи оказалось весьма созвучным все еще не опубликованной теории Дарвина. Уоллес и Дарвин происходили из совершенно разных социальных и идеологических сред. В отличие от Дарвина – биолога и джентльмена, который вот-вот должен был снискать лавры самого прославленного естествоиспытателя Англии, – Уоллес родился в Монмутшире[109] в семье среднего класса. Он тоже читал очерк Мальтуса о народонаселении, но не в мягком кабинетном кресле, а на жесткой скамье в бесплатной библиотеке[110] Лестера (книга Мальтуса была очень популярна в британских интеллектуальных кругах). Как и Дарвин, Уоллес совершил путешествие[111] на борту корабля – в Бразилию – ради сбора образцов и окаменелостей, и это путешествие преобразило молодого человека.

В 1854 году Уоллес из-за кораблекрушения лишился всех собранных образцов и даже тех скромных средств, которыми располагал. Окончательно разоренный Уоллес отправился из бассейна Амазонки[112] к россыпи вулканических островов в Юго-Восточной Азии – к Малайскому архипелагу. Там, как и Дарвин, Уоллес заметил, что близкородственные виды, разделенные водой, поразительно отличаются друг от друга. К зиме 1857 года у него начала складываться глобальная теория о механизмах, определяющих столь высокую изменчивость на этих островах. Весной, прикованный к постели лихорадкой с галлюцинациями, он наконец нашел последнее недостающее звено своей теории. Он вспомнил работу Мальтуса. «Ответ был ясен[113], <…> [что] выживают наиболее приспособленные [варианты]. <…> Благодаря этому все детали строения животного могут изменяться так, как требуется». Даже язык его рассуждений – изменчивость, мутации, выживание, отбор – поразительно совпадал с терминологией Дарвина. Разделенные океанами и континентами, подгоняемые абсолютно разными интеллектуальными ветрами, два мыслителя прибыли в один порт.

В июне 1858 года Уоллес прислал Дарвину черновик статьи[114], где в общих чертах описывал свою теорию эволюции путем естественного отбора. Дарвин был потрясен сходством теории Уоллеса с его собственной и в панике примчался со своей рукописью к старому другу Лайелю. Осмотрительный Лайель порекомендовал Дарвину представить обе работы одновременно на летней встрече Линнеевского общества, чтобы ученые признали заслуги и Дарвина, и Уоллеса в этом открытии. 1 июля в Лондоне обе статьи[115] были по очереди зачитаны, после чего состоялось их публичное обсуждение. Ни одна из работ не вызвала особого интереса. В следующем мае президент общества[116] мимоходом заметил, что прошлый год не принес ни одного значимого открытия.

Подстегнутый произошедшим, Дарвин бросился дописывать монументальный опус, который должен был вместить все его открытия. В 1859 году он послал издателю Джону Мюррею нерешительное письмо: «Я искренне надеюсь, что моя книга[117] может оказаться достаточно успешной, чтобы Вы впоследствии не сожалели о ее издании». Холодным утром 24 ноября 1859 года, в четверг, книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» появилась на полках английских книжных магазинов. Она вышла тиражом 1250 экземпляров и продавалась по цене 15 шиллингов за штуку. Потрясенный Дарвин потом сделал запись: «Все копии были проданы в первый же день»[118].

Почти сразу пошел поток восторженных рецензий. Даже самые первые читатели «Происхождения видов…» осознавали далеко идущие последствия выхода этой книги. «Заключения, сделанные мистером Дарвином[119], в случае подтверждения повлекут за собой переворот фундаментальных доктрин естественной истории, – говорилось в одной из рецензий. – Мы полагаем, что это одна из самых важных работ[120], когда-либо подаренных обществу».

Поводы для критики тоже были. Дарвин сознательно обходил вопрос применимости своей теории к человеческой эволюции (что, вероятно, было мудро): единственное замечание по поводу происхождения человека в книге – «Много света будет пролито на происхождение человека[121] и на его историю»[122] – могло бы победить в конкурсе на лучшую научную недосказанность века. Но палеонтолог-систематик Ричард Оуэн, научный оппонент и друг Дарвина, быстро уловил философское значение теории: если виды возникают так, как предположил Дарвин, то в контексте эволюции человека это наводит на вполне определенную мысль. «Человек может быть видоизмененной обезьяной» – эта идея была так отвратительна, что Оуэн не вынес даже раздумий над ней. Он писал, что Дарвин без достаточных экспериментальных подтверждений выдвинул самую смелую из новых биологических теорий, предложив вместо плодов «интеллектуальную шелуху»[123]. «Вам придется призвать свое воображение[124], чтобы заполнить огромные пробелы», – сетовал Оуэн словами самого́ Дарвина.

«Огромный пробел»[125]

Интересно, мистер Дарвин когда-нибудь брал на себя труд подумать, как быстро истощится любой изначальный запас <…> геммул. <…> Мне кажется, если бы его хоть мимолетно посетила эта мысль, он бы точно оставил свои фантазии о «пангенезисе».

Александр Вилфорд Холл, 1880[126]

О научной смелости Дарвина говорит то, что он не боялся предполагать происхождение человека от обезьяноподобных предков. О его научной добросовестности говорит то, что гораздо больше неприятия его теории обществом он боялся нарушить целостность ее внутренней логики. Оставалось заполнить один особенно «огромный пробел»: наследственность.

Дарвин понимал, что теория наследственности не уступает по значимости теории эволюции; более того, она имеет решающее значение. Чтобы на Галапагосских островах в результате естественного отбора мог появиться вьюрок-дубонос, должны выполняться два, казалось бы, противоречивых условия. Во-первых, короткоклювый «нормальный» вьюрок должен быть способен время от времени производить потомков с большим клювом – монстров или уродцев (Дарвин называл таких особей «спортами» – выразительным словом, намекающим на бесконечные капризы природы, на ее жажду развлечений. Главным двигателем эволюции, по мнению Дарвина, было не стремление природы к определенной цели, а ее чувство юмора). Во-вторых, у вьюрка с большим клювом должна быть возможность передать свой признак потомству, зафиксировать свое отклонение в будущих поколениях. Если одно из условий не выполняется – в ходе размножения не появляется новых вариантов или их отклонения не наследуются, – природа вязнет в болоте, шестеренки эволюции останавливаются. Чтобы теория Дарвина работала, наследственность должна быть одновременно и консервативной, и допускающей изменения; ей должны быть свойственны и стабильность, и мутации.

Дарвин постоянно задавался вопросом, что за механизм мог бы воплотить эти противоположные свойства. В те времена считалось, что наиболее вероятный механизм наследственности описывает выстроенная в XVIII веке теория французского биолога Жан-Батиста Ламарка. По мнению Ламарка, наследственные признаки[127] передаются от родителей как сообщение или рассказ – то есть потомство получает инструкцию. Ламарк считал, что животные приспосабливаются к среде путем усиления или ослабления определенных черт, и «степень выраженности признака пропорциональна[128] времени его использования». Вьюрок, вынужденный питаться твердыми зернами, приспосабливается, делая свой клюв мощнее. На такой диете клюв вьюрка постепенно станет тверже и примет форму пассатижей. Это приобретенное свойство в виде инструкции перейдет его потомкам, и их клювы благодаря родителю тоже будут твердыми, уже подготовленными к расклевыванию зерен. По той же логике антилопы, объедающие высокие деревья, однажды понимают, что для доступа к верхней листве им нужно растянуть шеи. За счет «использования и неиспользования», по выражению Ламарка, шеи антилоп удлинятся, а потомство, унаследовавшее эту черту, даст начало жирафам (обратите внимание на сходство рассуждений Ламарка – о том, что в сперму от тела переходят «инструкции», – с пифагоровой концепцией человеческой наследственности, согласно которой сперма собирает сообщения от всех органов).

Непосредственная привлекательность концепции Ламарка заключалась в том, что она предлагала обнадеживающую историю прогрессивного развития: все животные постепенно приспосабливаются к своей среде, медленно, но верно взбираясь по эволюционной лестнице вверх, к совершенству. Эволюция и адаптация спаяны в единый механизм: адаптация и есть эволюция. Эта схема не только была интуитивно понятной, но и хорошо вписывалась в религиозную парадигму – по крайней мере, достаточно хорошо для биологической теории. Пусть изначально и созданные богом, животные все же имеют возможность совершенствовать свою форму, приспосабливаясь к изменчивому миру природы. На идею Великой Цепи Бытия[129] теория не посягала. И даже больше – укрепляла ее позиции, ведь в конце длинного пути адаптивной эволюции стояло самое приспособленное, идеально распрямленное, совершеннейшее из млекопитающих – человек.

Идеи Дарвина явно шли вразрез с эволюционными представлениями Ламарка. Жирафы не произошли от деформированных постоянной тягой к недоступной листве антилоп. Они появились потому, что антилопа-предок породила вариант антилопы с длинной шеей, и этот вариант потом постепенно отбирался под действием какой-то естественной силы вроде голода. Но Дарвин продолжал возвращаться к механизму наследственности: как появилась первая антилопа с длинной шеей?

Дарвин пытался придумать теорию наследственности, совместимую с идеей эволюции. Но здесь дала о себе знать слабая сторона Дарвина: он не был особо одаренным экспериментатором. Мендель, как мы увидим, был прирожденным садоводом, ему на интуитивном уровне удавалось скрещивать растения, считать семена, выделять признаки. Дарвин же был «садовым копателем»: классифицировал растения, сортировал образцы, очерчивал таксоны. Коньком Менделя был эксперимент: манипуляции с организмами, перекрестное опыление тщательно отобранных вариантов, проверка гипотез. Коньком Дарвина была естественная история – реконструкция прошлого планеты путем наблюдения за природой. Мендель, монах, выделял детали целого и виртуозно работал с дробностями; Дарвин, чуть не ставший когда-то священником, напротив, синтезировал из деталей целое.

Но наблюдать за природой, как оказалось, совсем не то же самое, что экспериментировать с ней. Как ни посмотри, ничто в мире природы не намекает на существование генов; напротив, чтобы дойти до идеи дискретных частиц наследственности, нужно совершить довольно причудливые экспериментальные манипуляции. Не имея возможности подобраться к теории наследственности экспериментальным путем, Дарвин был вынужден опираться исключительно на теоретические построения. Он бился над концепцией около двух лет и чуть не довел себя до нервного расстройства[130], когда наконец решил, что наткнулся на подходящую идею. Дарвин предположил, что клетки всех живых организмов производят мелкие частицы, в которых заключена наследственная информация. Он назвал их геммулами[131]. Геммулы циркулируют по телам родителей. Когда животное или растение достигает репродуктивного возраста, информация в геммулах переносится в половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки). Соответственно, информация о «состоянии» тела переходит от родителей к потомству во время зачатия. Как и у Пифагора, в модели Дарвина каждый организм несет информацию о строении органов и тканей в миниатюрных частицах, однако дарвиновская информационная система децентрализована: новый организм строится по результатам «парламентского голосования». Геммулы из руки содержат инструкцию по формированию новой руки, геммулы из уха кодируют построение нового уха.

Как геммулярные сообщения от матери и отца влияют на развивающийся плод? Здесь Дарвин вернулся к старой идее: инструкции от женщины и мужчины просто встречаются в эмбрионе и смешиваются, как краски. Идея смешения наследственного материала[132] большинству биологов была знакома: она лишь переформулировала мысль Аристотеля о смешении мужских и женских черт. Казалось, Дарвину чудом удалось объединить противоположные полюса биологии. В новой теории наследственности он сплавил пифагорова гомункула (геммулы) с аристотелевскими сообщениями и смешением признаков.

Дарвин назвал свою теорию «пангенезис»[133] – «зарождение от всего» (так как все органы формируют геммулы). В 1867 году, примерно через 10 лет после выхода «Происхождения видов…», Дарвин заканчивал новую рукопись – «Изменение животных и растений в домашнем состоянии»[134], в которой подробно излагал свой взгляд на наследственность. «Это поспешно выстроенная, сырая гипотеза[135], – признавался Дарвин, – но она принесла мне изрядное облегчение». Своему другу Эйсе Грею он написал: «Пангенезис, пожалуй, назовут больной фантазией[136], но в глубине души я верю, что эта теория содержит великую истину».

«Изрядное облегчение» оказалось непродолжительным: скоро «больная фантазия» Дарвина развеялась под натиском реальности. Тем летом, пока Дарвин работал над преобразованием рукописи «Изменения животных…» в полноценную книгу, в журнале North British Review вышла рецензия на его предыдущий труд, «Происхождение видов…». Рецензия таила аргумент против теории пангенезиса, самый мощный аргумент из всех, с которыми когда-либо доведется столкнуться Дарвину.

От автора рецензии сложно было ожидать критики работы Дарвина: Флеминг Дженкин, инженер-математик и изобретатель из Эдинбурга, вообще вряд ли до этого писал о биологии. Блестящий специалист, жесткий в суждениях, Дженкин имел широкий круг интересов, куда входили лингвистика, электротехника, механика, арифметика, физика, химия и экономика. Он читал невероятно много самой разной литературы: Диккенса, Дюма, Остин, Элиота, Ньютона, Мальтуса, Ламарка. Когда ему попалась книга Дарвина, Дженкин прочитал и ее, тщательно проследил логику рассуждений и немедленно нашел фатальный пробел в обосновании выводов.

Главная претензия Дженкина к работе Дарвина звучала так: если наследственные признаки в каждом поколении продолжают «смешиваться» друг с другом, то почему любая вариация при скрещиваниях ее носителя с исходными формами не «размывается» полностью? «[Вариант] будет задавлен[137] за счет численного превосходства, – писал Дженкин, – и спустя несколько поколений отличительные черты этого варианта исчезнут». В качестве примера Дженкин сочинил историю (пропитанную характерным для того времени расизмом): «Представим себе белого человека, потерпевшего кораблекрушение на острове, населенном неграми. <…> Наш выживший герой, возможно, станет там королем, убьет много чернокожих людей в борьбе за выживание и заведет много жен и детей».

Если наследственные инструкции смешиваются друг с другом, то «белый человек» Дженкина обречен – по крайней мере, в генетическом смысле. Его дети от черных жен унаследуют половину его наследственного материала, внуки – четверть, правнуки – восьмую часть, праправнуки – шестнадцатую, и так далее – пока через несколько поколений его материал не растворится полностью. Даже если бы «белые задатки» по качеству превосходили «черные» – то есть, по терминологии Дарвина, обеспечивали лучшую приспособленность, – ничто не спасло бы их от окончательного растворения после многократного смешивания с «черными». В конце концов единственный белокожий король стерся бы из генетической истории острова, несмотря на то, что детей у него было больше, чем у всех мужчин его поколения, и его наследственные задатки для выживания были самыми полезными.

Хотя Дженкин – возможно, нарочно – насытил свою историю отвратительными деталями, ее главная мысль была ясна. Если наследственность лишена механизма поддержания вариабельности (закрепления нового признака), это означает, что все измененные черты организмов в конце концов канут в небытие благодаря разбавлению. Уродцы навсегда останутся уродцами – если только не передадут свои признаки следующему поколению. Просперо мог без опаски пустить Калибана бродить по уединенному острову[138]. Сам принцип смешения создал бы естественную тюрьму для его наследственного материала. Даже если бы Калибану удалось продолжить род – точнее, именно в этом случае, – его наследственные черты постепенно растворились бы в океане «нормальности». Смешение – то же самое, что бесконечное разбавление, и никакая эволюционная информация в таких условиях не сохранится. Когда художник первый раз полощет кисть с краской в стакане с водой, вода становится синей или желтой. Но художник будет смывать с кисти и другие краски, и в какой-то момент вода неизбежно станет грязно-серой. Если ту же логику применить к животным и наследственности, то какая сила сможет спасти любую необычную черту от исчезновения? Почему, мог бы спросить Дженкин, все Дарвиновы вьюрки постепенно не посерели?[139]

Дарвина глубоко потрясли доводы Дженкина. «Флеминг Дженкин доставил мне много хлопот, – писал он, – но его комментарии были для меня полезнее, чем все прочие эссе и рецензии». Железную логику Дженкина нельзя было отрицать[140]: чтобы спасти свою теорию эволюции, Дарвину нужна была согласующаяся с ней теория наследственности.

Но какие свойства наследственности могли бы решить эту проблему? Чтобы дарвиновская эволюция работала, механизм наследования должен предполагать сохранение информации без разбавления или рассеяния. Смешение не подходит. Должны быть какие-то атомы информации – дискретные, нерастворимые, крайне стабильные частицы, которые передаются от родителя ребенку.

Но существовали ли доказательства такого «постоянства» в наследственности? Если бы Дарвин тщательнее просмотрел книги в своей обширной библиотеке, он нашел бы ссылку на малоизвестную статью малоизвестного ботаника из Брно. Скромно озаглавленная «Опыты над растительными гибридами»[141] и опубликованная в 1866 году в журнале, который почти никто не читал, статья была написана на сложном немецком и изобиловала математическими таблицами, которые Дарвин презирал. Тем не менее Дарвин был удивительно близок к прочтению этой статьи: в начале 1870-х, читая книгу о гибридах растений, он оставил развернутые пометки на страницах 50, 51, 53 и 54[142] – но таинственным образом пропустил страницу 52, где та самая статья о гибридах гороха подробно обсуждалась.

Если бы Дарвин прочитал ее – особенно когда писал «Изменение животных…» и строил концепцию пангенезиса, – он мог бы получить важнейший ключ к пониманию его собственной теории эволюции. Он был бы очарован ее идеями, поразился бы необыкновенной объяснительной силе и скрупулезности труда ее автора. Дарвин с его острым умом сразу оценил бы, какое значение имеет статья для понимания эволюции. Кроме того, он был бы рад увидеть, что автор статьи, Грегор Иоганн Мендель, – тоже клирик, августинский монах, который проделал другой, не менее грандиозный путь из теологии в биологию, приведший его за границы изведанного.

«Цветы он любил»[143]

Хотим познать лишь материю и силы, которые ей движут. Метафизика нас не интересует.

Манифест Общества естествоиспытателей города Брно, где в 1865 году впервые была прочитана статья Менделя[144]

Весь органический мир – результат бесчисленных сочетаний и вариаций относительно небольшого числа факторов. <…> Эти факторы – частицы, которые наука наследственности должна исследовать. Подобно тому, как физика и химия обращаются к молекулам и атомам, биологические науки должны постигать эти частицы, чтобы объяснить <…> феномены мира живого.

Хуго де Фриз[145]

Когда весной 1856 года Дарвин приступал к своему опусу об эволюции, Мендель решил вернуться в Вену[146], чтобы пересдать экзамен, заваленный в 1850-м. На этот раз он ощущал себя намного увереннее. Два года Грегор изучал физику, химию, геологию, ботанику и зоологию в Венском университете, после чего в 1853 году вернулся в монастырь и получил место замещающего учителя в Высшей реальной школе города Брно. Руководство школы очень трепетно относилось к экзаменационным проверкам и квалификации учителей, так что пришло время снова попытаться сдать сертификационный экзамен. Мендель подал соответствующую заявку в Вену.

К сожалению, вторая попытка тоже оказалась катастрофической. Мендель был болен – скорее всего, из-за сильной тревоги. Он прибыл в Вену с раскалывающейся головой и в ужасном настроении и в первый же из трех дней испытаний повздорил с экзаменатором по ботанике. Предмет разногласий в точности неизвестен, но вероятнее всего, спор касался образования видов, изменчивости и наследственности. Мендель решил не продолжать экзамен, вернулся в Брно и смирился с судьбой замещающего учителя. Больше он не предпринимал попыток получить сертификат.

В конце лета, все еще переживая из-за проваленного экзамена, Мендель собрал урожай гороха. Это был не первый его урожай: Грегор уже три года скрещивал горох в стеклянной монастырской теплице. В окрестных хозяйствах он добыл 34 сорта гороха и принялся скрещивать растения внутри каждого сорта, чтобы отобрать среди них «чистокровные» (или чистые линии) – такие сорта, в которых потомки ничем не отличаются от родителей: ни окраской цветков, ни текстурой семян[147]. Такие растения из поколения в поколение «оставались неизменными без всяких исключений»[148], писал Мендель. Подобное порождало подобное. Материал для экспериментов, таким образом, был готов.

Мендель заметил, что у чистых линий есть четкие наследуемые признаки с несколькими вариантами проявления. При скрещивании высоких растений получаются только высокие; низкорослые растения порождают только карликовые. У одних линий все семена гладкие, у других – угловатые и морщинистые. Незрелые стручки – или зеленые, или ярко-желтые; зрелые – или равномерно выпуклые, или с перетяжками между горошинами. Мендель перечислил семь признаков чистых линий:

Текстура поверхности семян (гладкая или морщинистая).

Цвет семян (желтый или зеленый).

Окраска цветков (белая или пурпурная).

Расположение цветка (верхушечное или пазушное).

Цвет стручка (зеленый или желтый).

Форма стручка (равномерно выпуклый или с перетяжками).

Высота растения (высокое или низкое).

Мендель заметил, что у каждого признака есть как минимум два варианта – как бывает два варианта произношения слова или расцветки пиджака (у признаков, с которыми работал Мендель, было всего два варианта проявления, но в природе часто встречаются признаки с большим числом вариантов – например, у некоторых растений цветки могут быть белыми, пурпурными, лиловыми или желтыми). Позже биологи назовут эти варианты аллелями, от латинского allos, что примерно означает «один из двух подтипов какого-то типа». Пурпурный и белый представляют два аллеля одного признака – окраски цветков. Высокое и низкое – два аллеля другого признака – высоты растений.

Чистые линии были лишь исходным материалом для эксперимента. Мендель знал: чтобы добраться до природы наследственности, нужны гибриды; только «бастард» (так немецкие ботаники называли экспериментальные гибриды) даст ключ к пониманию природы чистоты. Позже об этом забыли[149], но на самом деле Мендель отлично осознавал огромное значение своего исследования: он писал, что интересующий его вопрос критически важен в контексте «истории эволюции органических форм»[150]. Удивительно, но всего за два года ему удалось наработать базовый материал для изучения некоторых важных свойств наследственности. Если кратко, Мендель задался вопросом: получится ли растение средней высоты, если скрестить высокое растение с низким? Смешаются ли эти два аллеля?

Получение гибридов было утомительным занятием. В природе горох, как правило, самоопыляется. Пыльники и рыльце пестика зреют рядом в тесной «лодочке», и пыльца просто осыпается на рыльце родного цветка. Совсем другое дело перекрестное опыление. Чтобы создать гибриды, Менделю приходилось «кастрировать» каждый цветок, удаляя пыльники, и переносить оранжевый порошок пыльцы из одного цветка в другой. Он работал в одиночку, сгорбившись над грядками; в одной руке – кисточка для пыльцы, в другой – пинцет для отщипывания пыльников. Свою рабочую шляпу Грегор вешал на арфу, и потому на каждое посещение сада его напутствовал кристально чистый звук одной ноты. Это была его музыка.

Сложно сказать, насколько другие монахи аббатства были осведомлены о занятиях Менделя и интересовались ли ими вообще. Еще в начале 1850-х Мендель покушался на более смелый вариант эксперимента – тайком развел в своей келье белых и серых мышей и пытался получить их гибриды, – однако настоятель монастыря, обычно терпимый к причудам Менделя, на сей раз вмешался. Монах, склоняющий мышей к соитию, чтобы раскрыть природу наследственности, – это было уже слишком даже по меркам августинцев. Тогда Мендель переключился на растения и перенес свои эксперименты в теплицу. Противиться такому решению настоятель не стал: эксперименты с мышами он пресек, но гороху согласился дать шанс.

Поздним летом 1857 года монастырский сад[151] раскрасился белыми и пурпурными сполохами – зацвел первый гибридный горох. Мендель отметил окраску цветков каждого растения, а когда созрели стручки, раскрыл створки и изучил семена. Затем он провел новые гибридизации: скрестил низкие растения с высокими, желтостручковые – с зеленостручковыми, обладателей морщинистых горошин – с обладателями гладких. В следующем порыве вдохновения Мендель скрестил гибриды друг с другом и получил гибриды гибридов. В подобном духе эксперименты продолжались восемь лет. Посадки тем временем вышли за пределы теплицы и заняли прямоугольный участок суглинка 6 х 30 м рядом с трапезной. Этот участок Мендель мог видеть из окна своей кельи. Когда ветер вздымал занавески, комната будто бы превращалась в гигантский микроскоп с горохом на предметном стекле. Пальцы Менделя немели от бесконечного вылущивания гороха, а его рабочий журнал был под завязку заполнен таблицами и пометками с данными о тысячах скрещиваний.

«Как ни мала мысль, она все же может заполнить всю жизнь»[152], – сказал философ Людвиг Витгенштейн[153]. Действительно, жизнь Менделя, на первый взгляд, была заполнена крошечными мыслями. Посев, цветение, опыление, обрывание, вылущивание, подсчет – и опять все сначала. Этот процесс был мучительно скучным, но Мендель знал, что маленькие мысли часто вырастают в глобальные законы. Если бы мы могли выделить самое важное наследие мощной научной революции, прокатившейся по Европе XVIII века, это было бы осознание, что природа подчиняется единообразным и всеобъемлющим законам. Та же сила, что заставила яблоко упасть с ветки Ньютону на голову, заставляет планеты двигаться по своим орбитам. Если существует универсальный закон наследственности, значит, и зарождение гороха, и зарождение людей происходит в соответствии с ним. Опытная делянка Менделя, может, и была мала, но это вовсе не лишало его больших научных амбиций.

«Эксперименты продвигались медленно, – писал Мендель. – Сначала требовалось определенное терпение, но вскоре я обнаружил, что дела идут лучше, если вести несколько экспериментов одновременно». Проводя несколько скрещиваний параллельно, он получал данные быстрее и постепенно начал различать в них некоторые закономерности: непредвиденное постоянство, консервативные соотношения, количественную ритмичность. Наконец-то он вплотную подобрался к внутренней логике наследственности.

Первую закономерность было легко заметить. У гибридов первого поколения индивидуальные наследственные черты – растение высокое или низкое, с зелеными семенами или с желтыми – совершенно не смешивались. Высокие растения при скрещивании с карликовыми неизменно давали только высокие. От гибридизации обладателей круглых горошин с обладателями морщинистых получались экземпляры только с круглыми горошинами. Этой закономерности подчинялись все семь выделенных Менделем признаков. По его словам, «характер гибридов» не был промежуточным, а «повторял одну из родительских форм». Мендель назвал варианты признаков, которые «берут верх»[154] над другими, доминантными, а пропадающие – рецессивными.

Даже если бы Мендель на этом закончил эксперименты, огромный вклад в теорию наследственности уже был бы сделан. Существование доминантных и рецессивных аллелей признаков противоречило теориям XIX века о смешанном наследовании: у гибридов Менделя не было промежуточных черт. Проявлялся лишь один аллель, заставляя другой вариант признака исчезнуть.

Но куда пропадает рецессивный признак? Доминантный аллель его поглощает или устраняет? Чтобы ответить на этот вопрос, Мендель провел второй эксперимент. Он переопылил друг с другом гибриды от скрещивания высоких растений с низкими, получив третье поколение гороха[155]. Так как высокорослость – доминантный признак, все родительские особи в этом эксперименте были высокими, а признак низкорослости как бы пропадал. Результаты же их скрещивания оказались совершенно неожиданными. У части потомков низкорослость восстановилась[156] в первозданном виде после исчезновения на целое поколение. То же самое произошло и с остальными шестью признаками. Белые цветки исчезли у гибридов первого поколения, чтобы вновь появиться у гибридов второго. Мендель понял, что гибридный организм – составная структура с заявляющим о себе доминантным аллелем и скрытым рецессивным (Мендель называл такие варианты формами; термин «аллель» ввели генетики только в 1900-х).

Изучая математические связи – соотношения – между разными типами потомков от каждого скрещивания, Мендель начал строить модель наследования признаков[157]. Согласно этой модели, каждая форма признака определяется независимой неделимой частицей информации. Для каждого признака сушествуют два варианта частиц (два аллеля): определяющие высокий рост или низкий, белые цветы или фиолетовые, и так далее. Растение наследует по одной копии частиц от каждого родителя: один аллель – от отцовской особи через спермий, другой – от материнской через яйцеклетку. У гибрида сохраняются в целости оба аллеля, хотя обнаруживает свое существование только один.

Между 1857 и 1864 годами Мендель тысячами лущил плоды гороха и маниакально заносил в таблицы результаты гибридизаций («желтые семена, зеленые семядоли, белые цветы»). Данные оставались поразительно согласующимися. Маленькая делянка в монастырском саду поставляла ошеломляющие объемы данных для анализа: 28 тысяч растений, 40 тысяч цветков, около 400 тысяч семян. «В самом деле, нужна некоторая отвага[158], чтобы взяться за столь масштабный труд», – напишет позже Мендель. Но отвага – не то слово. В его работе больше проявлялось другое качество, которое можно было бы определить как чуткость (tenderness).

Этим словом редко описывают науку или ученых. Оно имеет общие корни с «уходом» (tending) – занятием фермера или садовника, но еще и с «натяжением» (tension), как у усика гороха, тянущегося к солнцу или к опоре. Мендель был в первую очередь садовником. Его гениальность подпитывалась не глубокими знаниями догматов биологии (к счастью, он провалил экзамен, притом дважды), а скорее инстинктивным знанием сада, сочетающимся с острой наблюдательностью. Кропотливое перекрестное опыление сеянцев, тщательное ведение таблиц с цветами семядолей и другими признаками вскоре наградили Менделя находками, необъяснимыми с позиций классического понимания наследования.

Эксперименты Менделя говорили, что наследственность можно объяснить только передачей дискретных единиц информации от родителей к потомкам. Спермий несет одну копию этой информации (аллель), яйцеклетка – другую (второй аллель); организм, таким образом, получает по одному аллелю от каждого из родителей. Когда этот организм сам производит спермии или яйцеклетки, аллели разделяются вновь: в яйцеклетку или спермий попадает лишь один из них – чтобы соединиться в новой комбинации в следующем поколении. Один аллель может доминировать над другим, когда они вместе. В присутствии доминантного аллеля рецессивный будто бы исчезает. Но если растение следующего поколения получает два рецессивных аллеля, свойства этого аллеля снова проявляются. Содержащаяся в одном аллеле информация неделима; сами частицы наследственности всегда остаются целыми.

Пример Доплера вернулся к Менделю: за шумом пряталась музыка, за кажущимся беспорядком скрывались законы, и только глубоко искусственный эксперимент – выведение гибридов чистых линий с простыми признаками – мог выявить эти скрытые закономерности. В основе великого разнообразия живых организмов – высоких, низких, морщинистых, гладких, зеленых, желтых – лежали частицы наследственной информации, передающиеся от поколения к поколению. Каждый признак наследуется как единое целое, самостоятельное, отчетливое и постоянное. Хоть Мендель и не дал название своей единице наследственности, он открыл ключевые свойства гена[159].

8 февраля 1865 года, через семь лет после выступления Дарвина и Уоллеса на встрече Линнеевского общества в Лондоне, Мендель представил первую часть своей статьи[160] на собрании куда менее помпезном: он обращался к фермерам, ботаникам и прочим биологам в Обществе естествоиспытателей города Брно (вторую часть он прочитал 8 марта, месяцем позже). Об этом историческом событии осталось мало записей. Известно, что в небольшом помещении Менделя слушали примерно 40 человек. Статья, набитая десятками таблиц и таинственными обозначениями признаков и вариантов, была весьма непростой даже для статистиков. Биологам же она, вероятно, казалась полной абракадаброй. Ботаники изучали в основном морфологию, не нумерологию. Подсчеты вариантов семян и цветков у десятков тысяч гибридных образцов должны были сильно озадачить современников Менделя; идея скрывающихся в природе мистических числовых «гармоний» вышла из моды вместе с Пифагором. После доклада Менделя один профессор ботаники решил обсудить «Происхождение видов…» Дарвина и теорию эволюции. Никто из слушателей не понял, как связаны эти темы. Даже если Мендель знал о возможной связи между «единицами наследственности» и эволюцией – а его черновые записи указывают на поиски такой связи, – в тот момент он не высказал об этом ничего определенного.

Статью Менделя опубликовал ежегодный журнал Proceedings of the Brno Natural Science Society[161]. Немногословный в жизни, на бумаге Мендель был еще лаконичнее: итог почти десятилетней работы он уместил всего на 44 удивительно унылых страницах. Копии были отправлены в десятки учреждений, включая английские Королевское и Линнеевское общества и Смитсоновский институт в Вашингтоне. Сам Мендель запросил 40 оттисков, которые, снабдив подробным предисловием, разослал ученым. Вполне вероятно, среди них был и Дарвин[162], но нет никаких свидетельств прочтения им этой статьи.

А далее воцарилось, как выразился один генетик, «одно из самых странных затиший в истории биологии»[163]. С 1866 по 1900 год статью процитировали всего четыре раза, что фактически означало ее научную кончину. Даже в 1890-е, когда вопросами человеческой наследственности и манипулирования ею серьезно озаботились политики США и Европы, имя и работа Менделя оставались неизвестными. Исследование, ставшее основой современной биологии, было погребено на страницах местечкового журнала, который читали в основном растениеводы затерянного в Центральной Европе городка.

В канун нового 1867 года Мендель отправил письмо в Мюнхен физиологу растений швейцарского происхождения Карлу фон Негели, приложив описание своих экспериментов. Негели ответил только через два месяца (что уже само по себе говорило о дистанцировании) сообщением вежливого, но ледяного тона. Авторитетный ботаник, Негели не уделил особого внимания Менделю и его работе. Питая инстинктивное недоверие к ученым-любителям, он небрежно приписал к своему ответу: «лишь эмпирически, <…> нельзя доказать рационально»[164], – будто бы экспериментально выведенные законы были хуже умозрительных.

Но Мендель не сдался и продолжил писать. Из всех коллег-ученых уважения Негели он искал больше всего, и следующие его письма были почти надрывными, в них сквозило отчаяние. «Я знал, что полученные мной результаты трудно увязать с современной наукой»[165], – писал Мендель. И добавлял, что, конечно, «изолированный эксперимент – рискованный вдвойне»[166]. Но Негели оставался скептичным и пренебрежительным, часто даже резким. Ему казалось абсурдным даже допущение, что Менделю удалось вывести фундаментальный закон природы – на что вообще покушаться рискованно, – лишь составляя таблицы гороховых гибридов. Если Мендель верил в святость Церкви, то должен был придерживаться ее воззрений; сам Негели верил в святость Науки.

Негели изучал другое растение – ястребинку с желтыми цветками – и убедил Менделя попробовать воспроизвести свои открытия на нем. Это был катастрофически неудачный выбор. На горохе Мендель остановился после тщательных раздумий: доводами в пользу этого объекта служили половое размножение, четко различающиеся варианты признаков и – при должном старании селекционера – возможность перекрестного опыления. Ястребинка же, хоть Мендель и Негели об этом не подозревали, может размножаться бесполым путем (без пыльцы и яйцеклеток). Перекрестно опылить ястребинку практически невозможно, ее гибриды получаются очень редко. Результаты предсказуемо оказались полной ерундой. Мендель пытался разобраться в математике гибридных ястребинок (которые в действительности и гибридами-то не были), но не мог уловить никаких закономерностей, типичных для гороха. Между 1867 и 1871 годами Мендель трудился еще усерднее, чем раньше. Он выращивал тысячи ястребинок на другом участке сада, кастрируя цветы тем же пинцетом и перенося пыльцу той же кисточкой, что и в опытах с горохом. Письма к Негели становились все более удручающими. Негели отвечал время от времени, но его ответы были редкими и снисходительными. Видного ботаника мало заботили все более и более путаные бредни монаха-самоучки из Брно.

В ноябре 1873 года Мендель написал Негели в последний раз[167]. Страшно сокрушаясь, он сообщал, что не может довести эксперименты до конца: его избрали на должность аббата, и новые административные обязанности не оставляют возможностей для опытов с растениями. «Я чувствую себя по-настоящему несчастным[168] из-за того, что должен забросить свои растения <…> полностью», – писал Мендель. Наука отодвинулась на задний план. Копились налоги. Ждали назначения новые священнослужители. Счет за счетом, письмо за письмом, научное воображение Менделя постепенно задыхалось под грузом административной работы.

Грегор Мендель написал лишь одну монументальную статью о гибридах гороха. Здоровье стало подводить его в 1880-х, постепенно заставляя отойти от дел – всех, кроме организации садовых работ и любимой метеорологии. 6 января 1884 года он умер[169] в Брно от почечной недостаточности. В местной газете вышел некролог, но там ни слова не было об экспериментах Менделя. Пожалуй, самой лучшей в нем была короткая цитата из стихотворения, которое молодой монах посвятил своему аббату: «Мягкий, щедрый и добрый <…> Цветы он любил»[170].

«Некий Мендель»

Происхождение видов – естественное явление.

Жан-Батист Ламарк[171]

Происхождение видов – объект изучения.

Чарльз Дарвин[172]

Происхождение видов – объект экспериментального исследования.

Хуго де Фриз[173]

В 1878 году 30-летний голландский ботаник Хуго де Фриз отправился в Англию, чтобы увидеть Дарвина[174]. Это было скорее паломничество, нежели научный визит. Дарвин летом отдыхал в поместье своей сестры в Доркинге, но де Фриз выследил его и там. Тощий, напряженный и вспыльчивый, со взглядом пронзительным, как у Распутина, и бородой, способной соревноваться с дарвиновской, де Фриз внешне походил на молодую версию своего кумира. Кроме того, у него было дарвиновское упорство. Встреча, должно быть, оказалась изматывающей: всего через два часа Дарвин вынужден был извиниться и пойти отдохнуть. Но де Фриз покинул Англию другим человеком. Короткой беседы хватило, чтобы Дарвин вмонтировал шлюз в его стремительный разум, навсегда изменив направление мыслей. Вернувшись в Амстердам, де Фриз резко оборвал свои исследования, посвященные движению усиков растений, и погрузился в разгадывание тайн наследственности.

К концу XIX столетия проблема наследственности обрела почти мистическую ауру притягательности – как Великая теорема Ферма́, только в биологии. Как и Ферма – чудаковатый французский математик, который заинтриговал всех замечанием, что нашел «изумительное доказательство» своей теоремы[175], но не смог его записать из-за «слишком узких полей», – Дарвин мимоходом объявил, что разгадал тайну наследственности, но так и не опубликовал свое открытие. «В другой работе, если время и здоровье позволят[176], я буду говорить об изменчивости организованных существ в естественном состоянии»[177], – написал он в 1868 году.

Дарвин осознавал, насколько высокую ставку он делает. Теория наследственности имела критическое значение для теории эволюции: без механизмов возникновения новых вариантов признаков и стабильной передачи их следующим поколениям живые организмы не могли бы эволюционировать. Но прошло 10 лет, а Дарвин так и не опубликовал обещанную книгу о природе изменчивости. А в 1882 году, всего через четыре года[178] после визита де Фриза, Дарвин умер, и новое поколение биологов зарылось в его труды в поисках ключей к недостающей теории.

Де Фриз тоже штудировал книги Дарвина и ухватился за теорию пангенезиса, согласно которой «частицы информации» со всего тела каким-то образом скапливаются и распределяются в сперматозоидах и яйцеклетках. Но идея, что сообщения от клеток поступают в сперму и объединяются там в руководство по построению организма, казалась совсем уж спекулятивной – как если бы сперма пыталась писать Книгу Человека, составляя ее из телеграмм.

Против пангенезиса и геммул накапливались и экспериментальные свидетельства. В 1883 году немецкий зоолог и эмбриолог Август Вейсман[179] с беспощадной решимостью провел эксперимент, прицельно атакующий дарвиновскую теорию геммул как основы наследственности. Вейсман отреза́л хвосты пяти поколениям мышей и скрещивал бесхвостых животных между собой, чтобы проверить, будет ли потомство тоже бесхвостым. Но из поколения в поколение ничего не менялось, мыши упорно рождались с полноценными хвостами. Если бы геммулы существовали, у грызунов с хирургически удаленными хвостами были бы бесхвостые дети. В общей сложности Вейсман получил 901 потомка, но все они родились абсолютно нормальными, с хвостами ничуть не короче обычных; истребить этот «наследственный порок» (во всяком случае, «наследственный хвост») было невозможно. Каким бы жутким этот эксперимент ни был, он показал, что Дарвин и Ламарк ошибались.

Вейсман предложил радикальную альтернативу: быть может, наследственная информация содержится исключительно в сперматозоидах и яйцеклетках, а механизма прямого переноса приобретенных признаков в половые клетки не существует? Как бы старательно предок жирафа ни вытягивал шею, эта информация не могла попасть в его наследственный материал, который Вейсман назвал зародышевой плазмой[180]. Он утверждал, что только с ее помощью один организм может породить другой. И в самом деле, всю эволюцию можно представить как вертикальный перенос зародышевой плазмы от одного поколения к другому: для курицы яйцо – единственный способ передать информацию другой курице.

Вопросом о материальной природе зародышевой плазмы задался де Фриз. Подобна ли она краске, то есть может ли смешиваться и разбавляться? Или информация в ней дискретна и упакована порциями, каждая из которых – цельное, неразрывное сообщение? Де Фризу пока не попадалась статья Менделя. Но, подобно Менделю, ученый принялся обыскивать окрестности Амстердама в поисках необычных вариантов растений. В его гербарии оказался не только горох, но и огромное множество других растений с перекрученными стеблями или раздвоенными листьями, с цветками в крапинку или с ворсистыми пыльниками, с семенами в форме летучей мыши – набралась целая коллекция монстров. Скрещивая странные растения с нормальными, де Фриз вслед за Менделем обнаружил, что варианты признаков не растворяются, а в дискретной и независимой форме сохраняются в поколениях. Де Фриз понял, что у каждого растения есть набор признаков: окраска цветков, форма листьев, текстура семян – и каждый из этих признаков кодируется независимой, дискретной порцией информации, которая передается от поколения к поколению.

Но де Фризу не хватало ключевого озарения Менделя – того «луча» математической аргументации, который так ярко осветил эксперименты с гибридами гороха в 1865 году. Из собственных опытов с растительными гибридами де Фриз с трудом вывел только то, что изменчивые признаки вроде высоты стебля кодируются неделимыми частицами информации. Но сколько частиц нужно, чтобы закодировать один такой признак? Одна? Сто? Тысяча?

В 1880-х де Фриз, все еще не знакомый с работой Менделя, стоял на пороге количественного осмысления своих экспериментов с растениями. В эпохальной статье 1897 года, озаглавленной «Наследственные уродства» (Hereditary Monstrosities)[181], он проанализировал свои данные и заключил, что каждый признак обусловлен единичной частицей информации. Гибрид наследует две такие частицы: одну – от спермия, другую – от яйцеклетки. Затем в целости и сохранности эти частицы передаются в составе половых клеток следующему поколению. Ничто не смешивается. Не теряется ни капли информации. Де Фриз назвал такие частицы пангенами[182]. Это название противоречило собственному происхождению: хотя ученый систематически опровергал дарвиновскую теорию пангенезиса, таким образом он отдал дань уважения своему наставнику. Весной 1900 года де Фризу, с головой погруженному в работу с гибридными растениями, друг прислал копию старой статьи из недр своей библиотеки. «Я знаю, ты изучаешь гибриды[183], – писал друг, – так что, возможно, приложенный к этому письму оттиск статьи 1865 года за авторством некоего Менделя <…> все еще представляет для тебя интерес».

Легко вообразить, как серым мартовским утром де Фриз в своем амстердамском кабинете развернул этот оттиск и пробежал глазами первый абзац. От мощного дежавю он должен был ощутить в позвоночнике типичный холодок: «некий Мендель» совершенно точно опередил де Фриза на три с лишним десятилетия. В статье Менделя ученый нашел ответ на свой вопрос, идеальное подтверждение результатов собственных экспериментов – и серьезный вызов их научной новизне. Ему будто бы выпало вновь пережить старую сагу о Дарвине и Уоллесе: открытие, которое он надеялся объявить своим, в действительности уже было сделано кем-то другим. В панике де Фриз быстро расправился со своей статьей о гибридах растений, тщательно избегая любых упоминаний работы Менделя, и опубликовал ее в марте 1900 года. Быть может, мир уже забыл «некоего Менделя» и его эксперименты с гибридами гороха в каком-то Брно. «Скромность – это добродетель[184], – напишет де Фриз позже, – но без нее можно продвинуться дальше».

Хуго де Фриз не был единственным, кто самостоятельно пришел к менделевской идее независимых и неделимых наследственных инструкций. В тот же год, когда он опубликовал свое монументальное исследование[185] растительных вариантов, вышла статья тюбингенского ботаника Карла Корренса об эксперименте с гибридами гороха и кукурузы, где в точности воспроизводились результаты Менделя. По иронии судьбы Корренс учился у Негели в Мюнхене. Но Негели не соизволил рассказать Корренсу о куче посвященных гороховым гибридам писем от «некоего Менделя», чудака-дилетанта.

В своих экспериментальных садах в Мюнхене и Тюбингене, расположенных всего в 650 км от брненского аббатства, Корренс кропотливо скрещивал высокие растения с низкими, а полученные гибриды – между собой, не подозревая, что лишь методично повторяет эксперименты Менделя. Завершив свои исследования и начав готовить статью к публикации, он решил поискать в библиотеке какие-нибудь работы научных предшественников. Там-то Корренс и наткнулся на погребенную в местечковом журнале статью Менделя.

В Вене – в том самом городе, где Мендель в 1856 году провалил экзамен по ботанике, – переоткрыл его законы другой молодой ботаник, Эрих Чермак-Зейзенегг[186]. Чермак учился в университетах Галле и Гента и работал с гибридами гороха. Он тоже заметил, что наследственные признаки передаются между поколениями гибридов независимо, по отдельности, как частицы. Самый молодой из трех ученых, Чермак сначала узнал о двух параллельных исследованиях, в точности подтверждающих его результаты, а уже потом вновь погрузился в научную литературу и нашел работу Менделя. У него, вероятно, тоже бежал холодок по спине во время чтения первых строк. «Тогда я тоже еще верил, что открыл что-то новое»[187], – позже писал Чермак с плохо скрываемыми завистью и унынием.

Если открытие переоткрыли единожды – это подтверждение чьей-то научной прозорливости. Если трижды – это уже скандал. За каких-то три месяца в 1900 году вышли три статьи, повторявших работу Менделя. Они подтверждали беспросветную близорукость биологов, игнорировавших его исследования почти 40 лет. Даже де Фриз, «забывший» упомянуть Менделя в своей первой статье, был вынужден признать его вклад. Той же весной, вскоре после выхода статьи де Фриза, Карл Корренс предположил, что автор умышленно присвоил труд Менделя, а значит, его работа попахивает плагиатом (как ерничал Корренс, «по странному совпадению»[188] де Фриз в свою статью привнес даже «лексикон Дарвина»). И де Фриз сдался. В следующей версии анализа растительных гибридов он уже с энтузиазмом упоминал Менделя и признавался, что лишь «развил» его более ранние наработки.

На самом же деле де Фриз экспериментально продвинулся дальше Менделя. Пусть тот и опередил его в открытии единиц наследственности, но де Фриза по мере погружения в проблему связи наследственности и эволюции все больше занимала мысль, когда-то озадачившая и Менделя: как возникают новые варианты признаков? Что за сила делает растения гороха высокими или низкими, а его цветы – пурпурными или белыми?

И вновь ответ таился в саду. В очередной раз скитаясь по сельской местности в поисках интересных образцов, де Фриз наткнулся на громадную куртину дикой энотеры[189], которая быстро отвоевывала пространство у соседних растений. История снова проявила чувство юмора: этот вид энотеры, как позже выяснит де Фриз, был назван в честь Ламарка – Oenothera lamarckiana[190]. Де Фриз собрал в тех зарослях 50 тысяч семян и посеял их у себя. В следующие годы, когда эта агрессивная энотера хорошенько размножилась, де Фриз насчитал 800 самопроизвольно возникших новых вариантов – растений с гигантскими листьями, ворсистыми стеблями, цветами необычной формы. Природа спонтанно породила редких уродцев – именно этот механизм, по мнению Дарвина, должен обеспечивать первый этап эволюции. Вместо дарвиновских «спортов» де Фриз выбрал для таких редких форм более солидное название – мутанты[191] (от латинского «изменяться»)[192].

Де Фриз быстро осознал важность своих наблюдений: эти мутанты должны были играть роль недостающих фрагментов эволюционной мозаики Дарвина. Действительно, если совместить самопроизвольное появление мутантов – скажем, энотеры с гигантскими листьями – с естественным отбором, это автоматически приведет в движение дарвиновский вечный двигатель. За счет мутаций в природе возникают новые варианты: длинношеие антилопы, короткоклювые вьюрки, растения с гигантскими листьями. Такие формы спонтанно появляются среди множества нормальных особей (в отличие от Ламарка, де Фриз решил, что мутанты формируются не целенаправленно, а случайным образом). Вариативные признаки наследуются, то есть передаются в виде дискретных инструкций, содержащихся в половых клетках. Животные борются за выживание, и самые приспособленные варианты – то есть самые полезные мутации – последовательно отбираются. Потомство выживших наследует эти удачные мутации и формирует новые виды, тем самым направляя эволюцию. Иными словами, естественный отбор работает не с организмами, а с их единицами наследственности. В курице де Фриз в конце концов увидел лишь способ яйца создать яйцо получше.

Целых 20 мучительно долгих лет понадобились Хуго де Фризу, чтобы проникнуться менделевскими идеями наследственности. Английскому биологу Уильяму Бэтсону[193] для «обращения» хватило часа – именно столько шел скорый поезд от Кембриджа до Лондона в мае 1900 года[194]. Тем вечером Бэтсон должен был читать лекцию о наследственности в Королевском обществе садоводов. Пока поезд катился среди погружающихся во мрак топей, он прочитал оттиск статьи де Фриза – и был потрясен менделевской идеей дискретных единиц наследственности. Поездка оказалась судьбоносной: когда Бэтсон добрался до главного офиса общества на Винсент-сквер, его ум бурлил. «Мы наблюдаем открытие нового закона огромной важности[195], – объявил он аудитории. – К каким выводам он нас приведет, пока нельзя предсказать». В августе того же года Бэтсон написал своему другу Фрэнсису Гальтону: «Хочу попросить тебя отыскать и посмотреть статью Менд[е]ля[196], [которая] описывает, кажется, одно из самых выдающихся исследований за все время изучения наследственности, и просто невероятно, что оно оказалось забытым».

Бэтсон посчитал своим личным долгом сделать так, чтобы однажды забытого Менделя больше не забывали никогда. Первым делом он независимо подтвердил в Кембридже результаты экспериментов Менделя[197] с растительными гибридами. Бэтсон встретился с де Фризом в Лондоне и был впечатлен его педантичностью в экспериментах и научным энтузиазмом – но только не континентальными привычками. (Де Фриз не считал нужным мыться перед ужином, и Бэтсон сетовал: «Его белье воняло[198]. Рискну предположить, что сорочку он менял лишь раз в неделю».) Дважды убежденный – сначала экспериментами Менделя, а затем и своими собственными, – Бэтсон принялся проповедовать. Награжденный прозвищем Бульдог Менделя[199] – оно как нельзя лучше подходило к его внешности и темпераменту, – Бэтсон посетил Германию, Францию, Италию и США с лекциями о наследственности, в которых особенно подчеркивал заслуги Менделя. Бэтсон осознавал себя свидетелем рождения или даже «акушером» глобальной биологической революции. Он писал, что расшифровка законов наследственности изменит «мировосприятие человека и степень его власти над природой[200] сильнее, чем любые другие прогнозируемые достижения в естествознании».

В Кембридже вокруг Бэтсона сформировалась компания юных студентов, желающих изучать новорожденную науку о наследственности. Бэтсон понимал, что новой дисциплине нужно дать имя. Казалось, очевидный выбор – пангенетика, производное от слова «панген», которым де Фриз обозначал единицу наследственности. Однако пангенетику обременял груз ошибочной дарвиновской теории о наследственных инструкциях. «Пока нет ни одного общеупотребимого слова с нужным значением[201], [хотя] такое слово крайне необходимо», – писал Бэтсон.

В 1905 году Бэтсон[202], все еще пытавшийся найти удачную альтернативу, придумал термин сам. Генетика – так он нарек науку о наследственности и изменчивости, образовав это слово от греческого genno, «порождать».

Прозорливый Бэтсон остро осознавал потенциальное социальное и политическое влияние новой науки. «Что будет, когда <…> действительно произойдет просветление[203] и факты о наследственности станут общеизвестными? – писал он в 1905 году. – Одно можно сказать наверняка: человеческий род начнет вмешиваться; возможно, не в Англии, а в какой-то другой стране, более готовой порвать с прошлым и добиться „национальной эффективности“. <…> Незнание отдаленных последствий вмешательств никогда не откладывало подобные эксперименты надолго».

Бэтсон первым из ученых в полной мере осознал огромное значение дискретной природы наследственной информации для будущего человеческой генетики. Если гены действительно самостоятельные частицы информации, то должна быть возможность отбирать, очищать эти частицы и манипулировать ими независимо друг от друга. Гены «желательных» характеристик можно отбирать и приумножать, а «нежелательных» – удалять из генофонда. Теоретически ученые могли бы менять «состав» индивидов и наций, оставляя неизгладимый след в человеческой личности.

«Открыв новую силу, человек обязательно прибегает к ней, – мрачно писал Бэтсон. – Наука о наследственности скоро предоставит силу чудовищного масштаба, и какая-нибудь страна, возможно, уже в недалеком будущем применит эту силу для управления составом населения. Будет ли институт такого управления полезен или вреден для этой страны или человечества в целом – отдельный вопрос». Бэтсон предвидел Век Гена.

Евгеника

Повысив качество среды и образования, можно улучшить уже родившееся поколение. Повысив качество крови, можно улучшить все будущие поколения.

Герберт Уолтер,

«Генетика»[204]

Евгеники, как правило, любители эвфемизмов. Я имею в виду лишь то, что краткие формулировки их пугают, а длинные успокаивают. И они совершенно не способны переводить одни в другие. <…> Скажите им: «Гражданин должен <…> удостовериться, что бремя долгожительства предыдущих поколений не становится несоразмерным и невыносимым, особенно для женщин»; скажите это им, и они будут вяло колебаться. <…> А скажите «убей свою мать» – тут же придут в себя.

Г. К. Честертон,

«Евгеника и прочее зло»[205]

В 1883-м, через год после смерти Чарльза Дарвина[206], его двоюродный брат Фрэнсис Гальтон опубликовал провокационную книгу «Исследование человеческих способностей и их развитие» (Inquiries into Human Faculty and Its Development), где изложил стратегический план улучшения рода человеческого. Идея Гальтона была проста: нужно сымитировать механизм естественного отбора. Если природа достигает таких впечатляющих результатов, воздействуя на популяции животных отбором, то и человек своими действиями может ускорить совершенствование человечества. Гальтон предположил, что избирательное размножение самых сильных, умных и «приспособленных» людей – неестественный отбор – всего за несколько десятилетий позволит достичь того, на что природа тратит эоны.

Гальтону нужно было как-то назвать эту стратегию. «Необходимо краткое слово[207], отражающее суть науки об улучшении породы, – писал он, – науки, которая должна помочь более пригодным расам или линиям крови быстрее возвыситься над менее пригодными». Слово «евгеника» показалось Гальтону подходящим или, как он выразился сам, «хотя бы более метким[208], <…> чем термин „вирикультура“, который я однажды рискнул использовать». Это слово образовалось добавлением приставки eu («хороший») к genesis, что в итоге должно было означать «хорошее происхождение» или «наделение благородными наследственными чертами». Гальтон, который никогда не сомневался в собственной гениальности, был глубоко удовлетворен своим изобретением: «Поскольку я верю в скорейшее признание[209] человеческой евгеники наукой огромной практической важности, то полагаю, что не стоит медлить <…> с составлением персональных и семейных историй».

Гальтон родился зимой 1822-го, в один год с Грегором Менделем и на 13 лет позже Чарльза Дарвина. Волею судьбы затесавшись между двумя гигантами современной биологии, он не мог избавиться от острого чувства своей научной несостоятельности. Это чувство должно было уязвлять Гальтона еще сильнее из-за того, что его тоже прочили в научные гиганты. Отец Гальтона был богатым бирмингемским банкиром, мать – дочерью Эразма Дарвина, эрудита, поэта, врача и к тому же дедушки Чарльза Дарвина. Сам Фрэнсис был вундеркиндом[210]: в два года научился читать, в пять свободно владел греческим и латынью, а в восемь решал квадратные уравнения. Как и Дарвин, мальчик коллекционировал жуков, но ему недоставало усидчивости Чарльза и его таксономического мышления. Скоро он оставил коллекцию ради более амбициозных целей. Начал было изучать медицину, но затем решил заниматься математикой в Кембридже[211]. В 1843-м он пытался сдать продвинутый экзамен по математике, но перенес нервный срыв и вернулся домой, чтобы восстановиться.

Летом 1844 года, когда Дарвин писал свой первый очерк об эволюции, Гальтон отправился в Египет и Судан – это было первое из многих его путешествий в Африку. Но если Дарвина знакомство с аборигенами Южной Америки в 1830-х лишь сильнее убедило в том, что все люди имеют общее происхождение, Гальтон увидел только различия: «Дикарских племен я повидал достаточно, чтобы пищи для размышления мне до конца жизни хватило»[212].

В 1859-м Гальтон на одном дыхании прочитал «Происхождение видов…» Дарвина: книга поразила его, словно удар молнии, – парализовала и в то же время зарядила энергией. Его переполняли зависть, гордость и восхищение. В письме Дарвину он восторженно сообщил, что теперь «посвящен в абсолютно новую область знания»[213].

«Областью знания», которая Гальтона привлекала больше всего, была наследственность. Как и Флеминг Дженкин, Гальтон быстро понял, что его двоюродный брат открыл верный закон, но не механизм: ключом к пониманию дарвиновской теории была природа наследственности. Наследственность – это инь для эволюционного ян. Эти две теории, несомненно, имели глубинную связь, поддерживали и дополняли друг друга. Раз «кузен Дарвин» разгадал первую половину загадки, «кузену Гальтону» было суждено расправиться со второй.

В середине 1860-х Гальтон погрузился в изучение наследственности. Дарвиновская теория геммул утверждала, что наследственные инструкции выбрасываются клетками и плавают в крови, подобно миллионам писем в бутылках. В таком случае при переливании крови геммулы наверняка бы передавались и меняли наследственность. Гальтон пытался добиться переноса геммул[214], переливая кровь одних кроликов другим. Пробовал даже работать с растениями – с горохом, как ни странно, – надеясь найти материальную основу наследственных инструкций. Но экспериментатор из Гальтона был так себе, ему сильно не хватало природного чутья Менделя. Кролики умерли от шока[215], растения засохли. Расстроенный, Гальтон переключился на людей. Модельные организмы не помогли раскрыть механизм наследственности, и Гальтон решил, что измерение изменчивости и наследственности у людей окажется более эффективным способом. Это решение выдает невероятный масштаб амбиций Гальтона: он сразу замахнулся на подход «сверху вниз», начав с самых сложных и вариабельных признаков из всех возможных – с роста, физической силы, интеллекта и характера. Сделанный выбор позже заставит Гальтона вступить в настоящую битву с генетикой.

Гальтон не был первым, кто пытался подойти к человеческой наследственности, оценивая изменчивость признаков у людей. В 1830–1840-х бельгийский ученый Адольф Кетле, подавшись из астрономов в биологи, начал систематически измерять человеческие характеристики и анализировать их статистическими методами. Подход Кетле был скрупулезным и всесторонним. «Человек рождается, растет и умирает[216] согласно определенным законам, которые никто никогда не изучал», – писал он. Измерив обхват грудной клетки и рост[217] 5738 солдат, он показал, что распределение обеих величин имеет форму плавной непрерывной колоколообразной кривой. И какой бы признак Кетле ни взял, везде была одна и та же картина: значения человеческих характеристик – даже поведенческих – распределялись по колоколообразной кривой.

Гальтона вдохновили работы Кетле, и он углубился в изучение изменчивости человеческих признаков. Подчиняется ли той же закономерности вариабельность таких сложных характеристик, как интеллект, умственные достижения или, скажем, красота? Гальтон знал, что для измерения подобных параметров инструментов не существует. Но если это так, можно изобрести свои («Везде, где только можно, считайте»[218], – писал он). Суррогатом оценки интеллекта стал балл за кембриджский экзамен по математике (как раз тот, что сам Гальтон завалил), и оказалось, что даже распределение по экзаменационным успехам лучше всего соответствует той самой колоколообразной кривой. Чтобы собрать данные по «красоте», Гальтон ездил по Англии и Шотландии, тайно оценивая каждую встреченную женщину как «привлекательную», «нейтральную» или «отталкивающую» и фиксируя вердикт прокалыванием лежащей в кармане карточки. «Острота зрения и слуха, чувство цвета[219], глазомер, сила дыхания, время реакции, сила сжатия и удара, размах рук, рост, <…> вес» – казалось, ни одна человеческая характеристика не могла ускользнуть от глаза Гальтона, который постоянно что-то сводил в таблицы, отсеивал, оценивал и считал.

Затем Гальтон переключился с измерений на поиск механизма. Наследуются ли эти человеческие вариации? Если да, то как? И вновь отвергнув простые организмы, он обратился сразу к людям. Разве его собственный благородный род – дед Эразм, двоюродный брат Чарльз – не доказывал, что гениальность – черта семейная? В поисках подтверждений Гальтон начал восстанавливать родословные[220] разных незаурядных личностей. Например, между 605 знаменитостями, жившими с 1453 по 1853 год, он обнаружил целых 102 семейных связи: каждый шестой состоявшийся человек оказался родственником другого такого же. Сын выдающегося отца, как установил Гальтон, с вероятностью 1/12 тоже будет выдающимся. А вот среди «случайных» людей признания сможет добиться лишь один из трех тысяч. Высокое положение, утверждал Гальтон, наследуется. От лордов родятся лорды – и не потому, что потомкам переходит высокое звание, а потому, что им переходит интеллект.

Гальтон рассмотрел и такую очевидную возможность: дети выдающихся людей достигают успехов, потому что «попадают в более благоприятные условия для развития». Именно он ввел понятие «природа или воспитание» (nature versus nurture), разграничив влияние наследственности и среды. Но Гальтон очень трепетно относился к классам и статусам, и ему была невыносима мысль, что его собственный интеллект – лишь побочный продукт привилегий и благоприятных условий. Гениальность просто обязана быть зашифрована в генах. Он принял за аксиому идею о том, что успех определяется исключительно наследственностью. Самое хрупкое свое построение Гальтон «забаррикадировал» от любых научных проверок.

Многое из собранного материала Гальтон опубликовал[221] в амбициозной, но непоследовательной, местами даже непонятной книге «Наследственный гений». Приняли ее холодно. Дарвин прочел работу, но не нашел ее слишком убедительной и высказал двоюродному брату столь же неубедительный комплимент: «Ты выразил взгляды[222], в определенном смысле противоположные моим – ведь я всегда считал, что люди, кроме идиотов, по интеллекту различаются мало, не то что по усердию или трудолюбию»[223]. Проглотив обиду, Гальтон оставил занятия генеалогией.

Судя по всему, Гальтон осознал внутренние ограничения его способа работы с родословными, так как вскоре переключился на более мощный эмпирический подход. В середине 1880-х он начал рассылать мужчинам и женщинам «опросники» с просьбой изучить семейные архивы, внести в таблицы и ответным письмом отправить подробные данные по росту, весу, цвету глаз, интеллекту, художественным способностям родителей, бабушек, дедушек и детей (состояние семьи Гальтона – наиболее осязаемая часть его наследства – здесь очень пригодилось: всем, кто присылал правильно заполненный опросник, ученый платил приличное вознаграждение). Вооружившись реальными цифрами, Гальтон теперь мог подобраться ближе к неуловимому «закону наследственности», за которым так страстно охотился десятки лет.

Многие его выводы были интуитивно понятными, но выяснилось и кое-что интересное. Например, у высоких родителей, как правило, были высокие дети – но только в среднем. Дети высоких мужчин и женщин были определенно выше среднего по популяции, но их рост тоже колебался в соответствии с колоколообразной кривой: кто-то был ниже, а кто-то выше своих родителей[224]. Если за этими данными скрывался глобальный закон наследственности, то он заключался в том, что человеческие признаки распределены согласно непрерывным кривым, и непрерывные вариационные ряды порождают непрерывные вариационные ряды.

Но объяснял ли закон – правило, которому подчинялись данные, – возникновение вариантов? В конце 1880-х Гальтон решительно обобщил все результаты и выдвинул самую зрелую свою гипотезу о наследственности. Он предположил, что каждое свойство человека – рост, вес, интеллект, красота – это сложная функция, которая отражает консервативное правило наследования от разных предков. Свойство в среднем наполовину определяется вкладом родителей, на четверть – бабушек и дедушек, на восьмую часть – прабабушек и прадедушек, и так далее вплоть до самого далекого предка. Все вклады можно представить в виде ряда дробей, всегда дающего в сумме единицу: ½ + ¼ + ⅛… Гальтон назвал выведенное правило[225] законом наследования свойств предков[226]. Это был своего рода математический гомункул: заимствованная у Пифагора и Платона идея замаскировалась числителями и знаменателями под современный закон.

Гальтон знал, что настоящим триумфом его закона будет способность точно предсказывать схемы наследования в реальной жизни. И вот в 1897 году, благодаря одержимости англичан родословными не только человеческими, но и собачьими, ученому попался идеальный материал для проверки его детища. Гальтон обнаружил бесценный труд под названием «Правила клуба породы бассет-хаунд и племенная книга»[227] (The Basset Hound Club Rules and Stud Book). Этот справочник, в 1896 году опубликованный Эвереттом Милле[228], содержал сведения об окрасе шерсти многих поколений бассет-хаундов. К огромному облегчению Гальтона, его закон в точности предсказывал окрас в каждом поколении. Наконец код наследственности был разгадан.

Хотя решение казалось рабочим, долго оно не прожило. С 1901 по 1905 год Гальтон боролся со своим самым серьезным противником – кембриджским генетиком Уильямом Бэтсоном, яро защищавшим теорию Менделя. Упрямый, властный, с подкрученными вниз усами, придававшими ему хмурый вид, даже когда он улыбался, Бэтсон был равнодушен к уравнениям. Он заявлял, что данные по бассет-хаундам либо ошибочные, либо неточные. Красивые законы часто уничтожались «уродливыми фактами». Как бы впечатляюще ни выглядели бесконечные ряды Гальтона, эксперименты Бэтсона твердо указывали на один факт: наследственные инструкции переносятся дискретными единицами информации, а не половинами и четвертями наследства призрачных предков. Мендель с его странным научным путем и де Фриз с его сомнительными гигиеническими навыками оказались правы. Ребенок – действительно производное от своих предков, но производное очень простое: половина от матери, половина от отца. Каждый родитель предоставляет набор инструкций, согласно которым развивается ребенок.

Гальтон оборонял свою теорию от атак Бэтсона. Два именитых биолога, Уолтер Уэлдон и Артур Дарбишир[229], а также выдающийся математик Карл Пирсон поддержали Гальтона в защите закона наследования свойств предков, и спор быстро перерос в настоящую войну. Уэлдон, который в Кембридже когда-то преподавал биологию Бэтсону, превратился в самого яростного его противника. Он окрестил эксперименты Бэтсона «абсолютно неадекватными» и отказался верить исследованиям де Фриза. Пирсон тем временем учредил научный журнал Biometrika (биометрией Гальтон назвал науку о биологических измерениях) и превратил его в рупор теории Гальтона.

В 1902 году Дарбишир запустил свежую серию экспериментов на мышах в надежде раз и навсегда опровергнуть гипотезу Менделя. Он скрещивал тысячи мышей, намереваясь доказать правоту Гальтона. Но когда Дарбишир проанализировал гибриды[230] первого поколения, а затем результаты скрещивания этих гибридов, картина оказалась однозначной: данные объяснялись только законами Менделя, согласно которым неделимые признаки передаются вертикально в череде поколений. Дарбишир сначала сопротивлялся, но игнорировать очевидное не мог и в итоге уступил.

Весной 1905 года Уэлдон[231] отправился отдыхать в Рим, захватив с собой копии результатов Бэтсона и Дербишира. Там он корпел над листами, как «простой клерк», и, тихо кипя от гнева, так и эдак крутил данные[232] в попытках подогнать их под теорию Гальтона. Летом он вернулся в Англию, надеясь своим анализом опровергнуть результаты экспериментов, но скоропостижно скончался от пневмонии у себя дома. Ему было всего 46. Бэтсон написал трогательный некролог своему старому другу и учителю. «Уэлдону я обязан главным прозрением[233] в моей жизни, – вспоминал он, – но это личный, сокровенный долг моей души».

Бэтсон был далеко не единственным «прозревшим». Между 1900 и 1910 годами, когда накопилась масса свидетельств в пользу менделевских единиц наследственности, биологи наконец ощутили влияние новой теории. Это влияние было глубоким. Аристотель представлял наследственность в виде потока информации – реки кода, текущей от яйцеклетки к эмбриону. Столетия спустя Мендель обнаружил структурную основу этой информации, общий принцип наследственного кодирования. Если Аристотель описал поток информации, движущийся сквозь поколения, то Мендель выделил образующие этот поток частицы.

Но Бэтсон понял, что закономерность может быть еще глобальнее. Поток биологической информации не ограничивается наследственностью, он пронизывает всю биологию. Передача наследственных признаков – лишь один из каналов движения информации. Если подстроить свою умозрительную оптику и заглянуть глубже, легко увидеть, что буквально все живое – русло для потока информации. Развитие эмбриона, следование цветка за солнцем, ритуальный танец пчел – любая биологическая активность требует расшифровки закодированных инструкций. Быть может, Мендель наткнулся на принцип кодирования и этих инструкций? Не управляют ли единицы информации всеми упомянутыми процессами? «Каждый из нас, взглянув на предмет[234] собственного изучения, увидит, что он пронизан путеводными нитями, которые оставил Мендель, – говорил Бэтсон. – Мы лишь вплотную подошли к границе[235] новой страны, которая простирается перед нами. <…> Экспериментальное изучение наследственности <…> по значимости предлагаемых им результатов не уступает ни одной области науки»[236].

«Новая страна» требовала нового языка: менделевские «единицы наследственности» нужно было как-то окрестить. Слово «атом» в современном физическом смысле впервые употребил Джон Дальтон в своей статье 1808 года. А через столетие, летом 1909-го, ботаник Вильгельм Иогансен ввел специальный термин для единицы наследственности. Сначала он собирался использовать термин де Фриза, панген, чтобы отдать должное Дарвину. Но, по правде говоря, Дарвин понимал процесс наследования неверно, и слово «панген» всегда несло бы отпечаток его заблуждения. Поэтому Иогансен сократил его до гена (gene)[237]. (Бэтсон хотел ввести слово gen, чтобы избежать ошибок в произношении, но было поздно. Термин Иогансена уже вошел в обиход, к тому же сыграла свою роль и континентальная привычка искажать английский.)

Как Дальтон не знал, что представляет из себя атом, так и Бэтсон с Иогансеном не знали, что такое ген. Они не имели понятия о его материальной форме, физической и химической структуре, его локализации в теле или клетке, механизме его работы. Это была абстракция: слово придумали, чтобы обозначить функцию – переносчика наследственной информации. «Язык – не только слуга, – писал Иогансен, – он может быть и хозяином[238]. Всякий раз при разработке новых концепций или пересмотре старых лучше создавать новую терминологию. Поэтому я и предложил термин „ген“. Это просто удобное маленькое словечко. Оно может подойти для обозначения „дискретных факторов“, существование которых показали современные ученые – последователи Менделя. <…> Это слово свободно от каких-либо гипотез, – подчеркнул Иогансен. – Оно отражает только тот очевидный факт, что <…> многие свойства организма определяются <…> уникальными, отдельными, а значит, независимыми путями».

Но в науке слово – уже гипотеза. В естественном языке слова выражают идеи. В научном языке помимо идей они описывают механизмы, следствия, предсказания. Существительное в научном языке может ставить тысячу вопросов, и с «геном» получилось именно так. Какова химическая и физическая природа гена? Как набор генетических инструкций, генотип, переводится в осязаемую физическую форму – фенотип организма? Как гены передаются? Где они хранятся? Как регулируется их работа? Если ген – дискретная частица, кодирующая один признак, то как объяснить непрерывное распределение вариантов признаков – например, роста или цвета кожи? Как гены допускают появление чего-то нового?

«Генетика – такая юная наука[239], что пока нельзя сказать, <…> где проходят ее границы, – написал один ботаник в 1914 году. – В науке, как и в любом деле, связанном с освоением, после того как новообретенный ключ открывает дверь в неизведанную область, наступает волнующее время».

Фрэнсис Гальтон затворничал в своем просторном таунхаусе на Ратлэнд-гейт и оставался до странного равнодушным к «волнующему времени». Когда биологи бросились осваивать законы Менделя и разбираться с их следствиями, Гальтон вежливо оставался в стороне. Его не слишком заботило, делимы или неделимы единицы наследственности, – его интересовало, можно ли влиять на наследственность: изменять генетический материал человека для его блага.

«Повсюду вокруг [Гальтона], – писал историк Дэниел Кевлз, – технологии, пришедшие с индустриальной революцией[240], подтверждали власть человека над природой». Гальтону не удалось открыть гены, но от создания генетических технологий он точно не остался бы в стороне. У него уже было готово название для этого дела – евгеника, усовершенствование человеческой породы путем искусственного отбора по наследуемым признакам и направленного размножения их носителей. Гальтон видел в евгенике лишь прикладной вариант генетики – как сельское хозяйство считалось прикладным вариантом ботаники. «Что природа творит слепо, медленно и беспощадно, человек может сделать продуманно, быстро и гуманно. Если это в силах человека, работать в этом направлении – его долг», – рассуждал Гальтон. Свои евгенические идеи ученый высказал в «Наследственном гении» еще в 1869 году, за 30 лет до переоткрытия законов Менделя, однако не стал тогда прорабатывать эту концепцию, сконцентрировавшись на механизме наследственности. Когда же его гипотезу о наследовании свойств предков по камешку разобрали Бэтсон и де Фриз, разрушив ее до основания, Гальтон резко сменил описательный подход на предписательный, практико-ориентированный. Может, он и неверно представлял биологическую основу человеческой наследственности, зато понимал, что с ней делать. «Наука о наследственности – не возня с микроскопом[241], – писал один из протеже Гальтона, ввернув шпильку в адрес Бэтсона, Моргана и де Фриза. – Она включает в себя изучение <…> сил, приносящих величие определенной социальной группе».

Весной 1904 года в Лондонской экономической школе[242] Гальтон излагал свои доводы в пользу евгеники. Это был типичный вечер в духе Блумсбери[243]. Напомаженная и надушенная, блистательная городская элита стекалась в зал послушать Гальтона. Прибыли писатели Джордж Бернард Шоу и Герберт Джордж Уэллс, социальный реформатор Элис Викери, лингвистический философ леди Виктория Уэлби, социолог Бенджамин Кидд и психиатр Генри Модсли. Пирсон, Уэлдон и Бэтсон опоздали и сели подальше друг от друга, все еще переполненные взаимным недоверием.

Гальтон выступал 10 минут. Евгеника, провозгласил он, должна быть «встроена в национальное сознание, подобно новой религии»[244]. Основополагающие принципы евгеники он заимствовал у Дарвина – однако евгеника переносила логику естественного отбора на человеческое общество. «Любое живое существо согласится[245], что лучше быть здоровым, чем больным; лучше быть сильным, чем слабым; лучше быть хорошо приспособленным к своей жизненной роли, чем плохо; словом, лучше быть хорошим представителем своего рода, чем плохим, каким бы этот род ни был. Так и с людьми».

Евгеника должна была ускорить, с одной стороны, отбор хорошо приспособленных и здоровых, а с другой – отсев плохо приспособленных и больных. Для достижения этой цели Гальтон предлагал выборочное размножение лучших. Он заявлял, что институт брака можно легко подчинить этой задаче, если удастся обеспечить достаточное общественное давление: «Если бы нежелательные с точки зрения евгеники браки[246] порицались обществом, <…> таковых заключалось бы крайне мало». Воображение Гальтона рисовало картину, как общество фиксирует лучшие черты в лучших семьях, создавая нечто вроде человеческой племенной книги. И на манер лошадей или бассет-хаундов из этого «золотого фонда» выбирают мужчин и женщин для скрещивания, чтобы получить самое качественное потомство.

Доклад Гальтона был коротким, но всё же успел взволновать аудиторию. Первым высказался психиатр Генри Модсли[247], усомнившийся в верности допущений Гальтона о наследственности. Модсли изучал семейные душевные болезни и пришел к выводу, что закономерности их наследования намного сложнее, чем предполагал Гальтон. У здоровых отцов рождаются сыновья-шизофреники. В заурядных семьях появляются выдающиеся дети. Ребенок никому не известного перчаточника из английской глубинки – «рожденный от родителей, которые ничем не отличались от соседей» – становится величайшим англоязычным писателем. В семье было четыре брата[248], как заметил Модсли, но лишь один из них, Уильям[249], «достиг таких высот; больше никто ничем не отличился». Кроме того, конца не было списку «дефективных» гениев: Исаак Ньютон был болезненным и слабым ребенком; Жан Кальвин – тяжелым астматиком; Чарльз Дарвин страдал от жесточайших приступов тошноты и доходящей почти до ступора депрессии. А философ Герберт Спенсер – автор фразы «выживание наиболее приспособленных» – бо́льшую часть жизни был прикован к постели всевозможными недугами и боролся за выживание с собственной приспособленностью.

Но если Модсли призывал к осторожности, другие предлагали быть смелее. Писатель Уэллс с евгеникой уже был знаком. В своей книге «Машина времени» 1895 года Уэллс описал расу людей будущего, которая в результате отбора в пользу таких качеств, как добродетельность и наивность[250], выродилась в беспомощных, хилых, изнеженных, похожих на детей существ, лишенных любознательности и каких бы то ни было страстей. Уэллс поддержал призыв Гальтона манипулировать наследственностью ради создания «общества с повышенной приспособленностью». Однако он заметил, что избирательное размножение в близкородственных браках может парадоксальным образом породить ослабленные поколения со сниженным интеллектом. В качестве единственно возможного решения можно было бы рассмотреть зловещую альтернативу – избирательный отсев слабых: «Не в отборе лучших людей для размножения[251], а в стерилизации худших лежит путь к совершенствованию человеческой породы».

Бэтсон выступил в конце, и его речь была самой мрачной и самой научной в тот день. Гальтон предлагал опираться на телесные и психические характеристики – человеческий фенотип – при выборе лучших экземпляров для скрещивания. Но важнейшая информация, как заявил Бэтсон, кроется не в самих характеристиках, а в комбинациях определяющих их генов – то есть в генотипе. Физические и психологические параметры, так притягивающие Гальтона, – рост, вес, красота, интеллект – лишь поверхностные тени генетических характеристик, спрятанных глубоко внутри. Настоящая сила евгеники кроется в манипуляциях с генами, а не в отборе по видимым признакам. Гальтон, высмеивая «микроскоп» экспериментальных генетиков, сильно недооценивал мощь этого инструмента: он может проникнуть под внешнюю «оболочку» наследственности и добраться до самого ее механизма. Бэтсон предсказывал скорейшее установление факта, что наследственность «подчиняется точным законам удивительной простоты». Изучив эти законы и поняв, как ими целенаправленно пользоваться (в духе Платона), евгеники обретут беспрецедентную силу: управляя генами, можно управлять будущим.

Доклад Гальтона, возможно, и не вызвал того бурного одобрения, на которое рассчитывал автор, – позже он ворчал, что слушатели «всё еще живут сорок лет назад», – но он явно задел их за живое. Подобно многим представителям викторианской элиты, Гальтон и его друзья были охвачены страхом расового вырождения (собственное столкновение Гальтона с «дикими расами» – а так обычно и проходили в XVII–XVIII веках встречи английских колонистов с аборигенами – тоже убеждало его в необходимости сохранения чистоты белой расы и ее защиты от сил смешения). Вторая парламентская реформа 1867 года предоставила право голосования британскому рабочему классу. К 1906 году были осаждены самые неприступные политические бастионы: уже целых 29 парламентских мест уступили лейбористам, и по британскому высшему обществу начали прокатываться приступы тревоги. Гальтон считал, что укрепление политических позиций рабочего класса означает и укрепление позиций генетических: наплодив сонмы детей, рабочие захватят генофонд и утянут нацию в глубокую посредственность. Homme moyen[252] деградирует: заурядный человек станет еще более убогим.

«Даже мягкая женщина способна[253] произвести на свет туповатых парней, <…> так что иногда мне кажется, будто мир вокруг встал с ног на голову»[254], – писала Джордж Элиот в книге 1860 года «Мельница на Флоссе». Гальтону казалось, что непрерывное размножение бестолковых мужчин и женщин – ужасная угроза для генофонда нации. Томаса Гоббса беспокоило состояние общества, при котором жизнь «бедна, омерзительна, жестока и коротка»; Гальтон же боялся, что в будущем государство будет наводнено генетическими «отбросами» – бедными, омерзительными британцами-коротышками[255]. Примитивные массы – это массы еще и отлично размножающиеся; предоставленные сами себе, они неизбежно произведут бесчисленную чернь, низшую породу (этот процесс назвали какогеникой[256] – «происхождением от плохих генов»).

На самом деле Уэллс лишь четко выразил то, что многие из ближайшего окружения Гальтона смутно осознавали, но не решались озвучить: евгеника будет работать только в том случае, если селекцию сильных (так называемую позитивную евгенику) дополнить избирательной стерилизацией слабых – негативной евгеникой. В 1911 году коллега Гальтона Хэвлок Эллис[257] решил подпитать свой энтузиазм по поводу стерилизации, исказив образ садовода-одиночки Менделя: «В Великом саду жизни все происходит так же, как в садах обычных. Мы ограничиваем в правах тех, кто ради удовлетворения своих инфантильных или извращенных желаний обрывает кусты и топчет цветы, но тем самым мы добиваемся свободы и радости для всех. <…> Мы стремимся культивировать любовь к порядку, предусмотрительность и сочувствие, вырывать с корнем из нашей породы сорняки. <…> В этих вопросах садовод, корпящий над своим садом, и впрямь должен быть нашим символом и нашим проводником».

Все последние годы жизни Гальтон вел внутреннюю борьбу с концепцией негативной евгеники. Он так и не смог ее принять до конца. Идея «стерилизации худших» – прополки генетического сада человечества – таила множество моральных проблем, не дававших Гальтону покоя. Но в конце концов желание превратить евгенику в «национальную религию» пересилило сомнения. В 1909 году он учредил журнал «Евгеническое обозрение» (Eugenics Review), который поддерживал не только избирательное размножение, но и избирательную стерилизацию. В 1911-м Гальтон написал странный роман Kantsaywhere: это была утопия о будущем, где почти половина населения имела ярлык «неполноценных», налагающий суровые репродуктивные ограничения. Копию романа он оставил племяннице, которая нашла его столь непристойным, что частично сожгла.

24 июля 1912 года[258], спустя год после смерти Гальтона, в лондонском отеле «Сесиль» открылась первая Международная конференция по евгенике. Место выбрали знаковое. Вмещавший без малого 800 номеров, с огромным монолитным фасадом, выходящим на Темзу, «Сесиль» был крупнейшим и, вероятно, величественнейшим отелем Европы, излюбленным местом для дипломатических и национальных мероприятий. Чтобы принять участие в конференции, в отель прибыли светила самых разных наук и видные чиновники из 12 стран: Уинстон Черчилль; лорд Бальфур[259]; лорд-мэр Лондона; главный судья; изобретатель Александр Грейам Белл; президент Гарвардского университета Чарльз Элиот; эмбриолог Август Вейсман и многие другие. Председателем собрания был сын Чарльза Дарвина, Леонард Дарвин; вместе с ним над программой работал Карл Пирсон. Сперва гости попадали в мраморный вестибюль с куполообразным потолком. При желании они могли ознакомиться там с родословной Гальтона, обрамленной и висящей на видном месте. Затем их приглашали на разнообразные доклады: о генетических манипуляциях с целью увеличения среднего роста детей, о наследственных основах эпилепсии, о закономерностях брачного поведения алкоголиков, о генетической природе преступных наклонностей.

Два выступления отличались от прочих леденящим душу энтузиазмом. Первым был восторженный и четкий доклад немца – мрачное предзнаменование грядущих времен. Альфред Плётц, врач, ученый и ярый сторонник теории «расовой гигиены», произнес страстную речь о запуске расовой чистки в Германии. Второй доклад – с планами еще более масштабными и амбициозными – представил американец. Если евгеника в Германии тогда выглядела локальным вмешательством, в Америке она уже превратилась в полноценную государственную операцию. Отцом американского движения был аристократичный зоолог гарвардской закалки Чарльз Девенпорт, который в 1910 году основал научно-исследовательский центр и лабораторию евгеники[260]. Опубликованная в 1911 году книга Девенпорта «Наследственность и ее связь с евгеникой» (Heredity in Relation to Eugenics)[261] стала библией для участников евгенического движения и одобренным учебником генетики для колледжей по всей стране.

Сам Девенпорт на встречу 1912 года не приехал, зато с зажигательной речью выступил его протеже Бликер Ван Вагенен, молодой президент Американской ассоциации селекционеров. В отличие от европейцев, до сих пор блуждавших в теориях и предположениях, Ван Вагенен был практичен, как настоящий янки. Он пылко описывал оперативные меры по устранению «дефективных линий» в Америке. Планировалась организация центров изоляции – «колоний» – для генетически неполноценных. Формировались комиссии по вопросам стерилизации неполноценных мужчин и женщин: преступников, эпилептиков, глухонемых, слабоумных, людей с патологиями глаз или скелета, с карликовостью, шизофренией, маниакально-депрессивным расстройством и всевозможными психозами.

«Почти десять процентов всей популяции <…> имеет дурную кровь, – уверял Ван Вагенен, – такие люди абсолютно не способны[262] стать родителями полезных граждан. <…> В восьми из штатов Союза[263] действуют законы, разрешающие стерилизацию или требующие ее. <…> [В] Пенсильвании, Канзасе, Айдахо, Вирджинии <…> было стерилизовано значительное число людей. <…> Хирурги провели много тысяч стерилизующих операций в рамках как частной, так и ведомственной практики. Как правило, эти операции назначались исключительно на основании диагностики патологий; оказалось, что достоверные сведения об отдаленных последствиях этих операций трудно найти». «Мы стараемся отслеживать всех выписанных[264] пациентов и время от времени получаем отчеты, – бодро рапортовал руководитель Государственной больницы Калифорнии в 1912 году. – Мы не обнаружили никаких негативных последствий».

«Трех поколений имбецилов вполне достаточно»

Давая возможность жить и плодить себе подобных слабым и уродливым, мы сталкиваемся с перспективой сумерек генетики. Но позволяя им умирать или страдать, когда мы можем спасти или оказать помощь, мы сталкиваемся с неизбежностью сумерек морали.

Феодосий Григорьевич Добржанский,

«Наследственность и природа человека»[265]

Рождаются от увечных увечные, например, от хромых – хромые, от слепых – слепые, и вообще сходные в противоестественном, зачастую имеющие также прирожденные приметы, как то: опухоли, рубцы. Подобные вещи передаются даже в третьем поколении.

Аристотель,

«История животных»[266]

Весной 1920 года Эмметт, или просто Эмму, Адалин Бак привезли в колонию[267] для эпилептиков и умственно отсталых в Линчбурге, штат Вирджиния. Ее муж, жестянщик Фрэнк Бак[268], то ли погиб в результате несчастного случая, то ли просто сбежал, оставив Эмму с маленькой дочкой, Кэрри Бак, на руках.

Эмма с Кэрри жили в нищете, перебиваясь милостыней, подачками съестного и случайными заработками. Ходили слухи, будто Эмма торгует собой, подхватила сифилис и пропивает деньги по выходным. В марте 1920-го ее поймали на улице, обвинили то ли в бродяжничестве, то ли в проституции и доставили к городскому судье. 1 апреля два врача после беглого психиатрического обследования[269] признали Эмму слабоумной. Так она и попала в линчбургскую колонию.

«Слабоумие» в 1924 году представало в трех обличьях – дебила, имбецила и идиота[270]. Самым четким определением Бюро[271] переписи населения США наделяло идиота: это был «умственно неполноценный человек, уровень интеллектуального развития которого соответствует возрасту не старше 35 месяцев». Дебильность и имбецильность определялись более расплывчато. На бумаге это были менее тяжелые когнитивные нарушения. На практике – семантические ловушки, куда легко попадали самые разные мужчины и женщины, в том числе вообще не страдающие психическими заболеваниями: проститутки, сироты, депрессивные люди, бродяги, мелкие преступники, шизофреники, дислексики, феминистки, подростки-бунтари – словом, все, чье поведение, желания, взгляды или внешний вид выходили за рамки принятой нормы.

«Слабоумных» женщин отправляли в специализированную колонию штата Вирджиния и держали там в заточении, чтобы не давать им размножаться, то есть загрязнять популяцию новыми идиотами и дебилами. Само слово «колония» вполне отражало назначение этого заведения: никто никогда не собирался делать его больницей или приютом. Колония, скорее всего, исходно проектировалась как место изоляции. Она занимала более 80 гектаров земли на наветренной стороне и в тени от гор Голубого хребта, примерно в полутора километрах от илистых берегов реки Джеймс. Колония располагала собственным почтовым отделением, электростанцией, углехранилищем и даже железнодорожной веткой для транспортировки грузов. Общественный транспорт до колонии и от нее не ходил. Это был «отель Калифорния»[272] для душевнобольных: попав туда однажды, пациенты покидали заведение очень редко.

По прибытии Эмму Бак тщательно выкупали и привели в порядок; ее одежду выбросили, а гениталии обработали ртутью для дезинфекции. Повторная оценка интеллекта, проведенная психиатром, подтвердила первоначальный диагноз: «легкая дебильность». В колонии Эмма провела всю оставшуюся жизнь.

Пока ее мать не забрали в Линчбург в 1920-м, у Кэрри Бак было бедное, но все же нормальное детство. В школьном отчете за 1918 год – тогда ей было 12 – отмечалось, что она «очень хороша» в «поведении и учебе». Высокая для своих лет, нескладная, угловатая и неугомонная «пацанка» с темной челкой и открытой улыбкой, она любила писать записки мальчишкам в школе и ловить лягушек и палий[273] в местных водоемах. Но с исчезновением Эммы ее жизнь пошла под откос. Кэрри попала в приемную семью. Ее изнасиловал племянник приемной матери, и вскоре она обнаружила, что беременна.

Чтобы скрыть позорный момент, приемные родители действовали быстро: они привели Кэрри к тому же судье, который отправил ее мать Эмму в Линчбург. План состоял в том, чтобы выдать Кэрри за имбецилку. Ее охарактеризовали как тупую и импульсивную, подверженную психозам, «галлюцинациям и вспышкам гнева» – одним словом, персону деградирующую и ведущую беспорядочную половую жизнь. Судья – друг приемной семьи Кэрри – ожидаемо подтвердил диагноз «слабоумие»: ну а что, яблоко от яблони… Не прошло и четырех лет после решения суда по «делу» Эммы, как 23 января 1924 года в ту же колонию определили Кэрри[274].

28 марта 1924 года[275], ожидая отправки в Линчбург, Кэрри родила дочь Вивиан Элейн. Следуя закону штата, Вивиан тоже отдали на воспитание в приемную семью. 4 июня Кэрри прибыла в колонию. «Признаки психоза отсутствуют: она читает, пишет и следит за собой», – беспристрастно сообщал отчет. Практические знания и навыки девушки признали нормальными, тем не менее с диагнозом «дебильность средней степени»[276] ее поместили в заключение.

В августе 1924-го, через несколько месяцев после прибытия в Линчбург, Кэрри Бак по инициативе доктора Придди[277] вызвали к руководству колонии.

Альберт Придди, провинциальный врач из Кисвилла, Вирджиния, управлял колонией с 1910 года. Кэрри и Эмме Бак было невдомек, что он тогда разыгрывал козырную карту в жестокой политической кампании. Любимым, тщательно взлелеянным проектом Придди была «евгеническая стерилизация» слабоумных. Подобно Куртцу[278] наделенный безграничной властью в своей вотчине, Придди не сомневался, что изоляция «умственно неполноценных» в колониях – лишь временное решение проблемы распространения их «дурной наследственности». Оказавшись на свободе, слабоумные начнут размножаться снова, засоряя и оскверняя генофонд. В стерилизации доктор усматривал куда более надежную стратегию.

Придди нуждался в законном предписании, официальном разрешении открыто провести стерилизацию какой-нибудь женщины на евгенических основаниях: один такой прецедент задал бы стандарт для тысячи последующих решений. Начав прощупывать почву, он обнаружил, что в юридических кругах и в правительстве лидеры симпатизируют его идеям. Не без усилий Придди 29 марта 1924 года[279] сенат штата Вирджиния принял закон, одобряющий стерилизацию по евгеническим показаниям, если подлежащих ей будет отбирать «правление психиатрического учреждения». 10 сентября по настоянию Придди совет директоров линчбургской колонии рассмотрел случай Бак в ходе рутинного заседания. Кэрри Бак тогда задали единственный вопрос: «Не желаете ли высказаться по поводу проведения вам операции?»[280] Ответ состоял всего из двух фраз: «Нет, сэр. Мои люди скажут за меня». «Ее люди», кем бы они ни были, не встали на защиту девушки. Совет удовлетворил ходатайство Придди о принудительной стерилизации Бак.

Но Придди опасался, что проведению евгенических стерилизаций всё еще могут воспрепятствовать федеральный суд и суд штата. С его подачи дело Бак передали в один из судов штата Вирджиния. Если бы суды утвердили принятый закон о стерилизации, у Придди появились бы все полномочия усердно трудиться на евгенической ниве в своей колонии и даже транслировать опыт в другие. Дело «Бак против Придди» рассматривал Окружной суд округа Амхерст в октябре 1924 года.

17 ноября 1925 года Кэрри Бак предстала перед судом в Линчбурге. Она увидела, что Придди привел около дюжины свидетелей. Вначале участковая медсестра из Шарлоттсвилля утверждала, что Эмма и Кэрри импульсивные, «невменяемые и <…> слабоумные». На просьбу привести примеры проблемного поведения Кэрри она ответила, что девочку заставали за «написанием записок мальчикам». Затем об Эмме и ее дочери дали показания еще четыре женщины. Но важнейший свидетель Придди был припасен на потом. Врач без ведома Кэрри и Эммы послал социальную работницу из Красного Креста осмотреть восьмимесячную дочку Кэрри, Вивиан, которая жила у приемных родителей. Придди рассудил, что если Вивиан признают слабоумной, то вердикт будет точно в его пользу. Раз дебильностью страдают все три поколения – Эмма, Кэрри и Вивиан, – оспорить наследственную природу их умственных проблем будет трудно.

Дальше все пошло не так гладко, как рассчитывал Придди. Соцработница, резко отойдя от сценария, первым делом признала предвзятость своих суждений: «Возможно, мое знание о матери может повлиять на мнение о ребенке». «У вас сложилось какое-то впечатление о ребенке?» – спросил прокурор. Женщина снова заколебалась: «Трудно судить о способностях настолько маленького ребенка, но мне кажется, что он не вполне нормальный…» «Так вы не назвали бы ребенка нормальным?» – допытывался прокурор. Ответ был таким: «Создается впечатление, что он не совсем нормальный, но что конкретно не так, я не могу сказать».

На какое-то время показалось, что все будущее стерилизации по евгеническим показаниям в Америке зависит от туманных впечатлений медсестры, которой вручили капризного младенца, лишенного игрушек.

Судебный процесс длился пять часов вместе с перерывом на обед. Обсуждение было кратким, решение – циничным. Суд подтвердил правомочность решения Придди о стерилизации Кэрри Бак, одобрив соответствующий закон. «Этот закон отвечает требованиям надлежащей правовой процедуры, – говорилось в решении. – Закон не карательный. Нельзя согласиться с истцом в том, что этот закон в правовом отношении разделяет нормальную категорию лиц на две группы».

Адвокаты пытались обжаловать это решение в Верховном апелляционном суде Вирджинии, но законность стерилизации Бак снова подтвердили. Ранней весной 1927 года дело добралось до Верховного суда США. Придди к тому времени умер, и ответчиком был назначен его преемник, новый руководитель колонии Джон Белл.

Верховный суд рассматривал дело «Бак против Белла» весной 1927 года. С самого начала было ясно, что на этом разбирательстве речь идет вовсе не о Бак и не о Белле. Время стояло напряженное; вся страна бурлила от переживаний по поводу своей истории и наследия. На ревущие двадцатые[281] пришлось окончание исторического всплеска иммиграции в Соединенные Штаты. За период с 1890 по 1924 год почти 10 миллионов рабочих – евреев, итальянцев, ирландцев, поляков – перебрались в Нью-Йорк, Сан-Франциско и Чикаго. Они заполонили улицы и дома, наводнили рынки чужими языками, едой и обычаями (к 1927 году недавние иммигранты составляли более 40 % населения Нью-Йорка и Чикаго). Если в Англии 1890-х популярность евгеники подогревалась классовой тревожностью, то в Америке 1920-х – расовой[282]. Может, Гальтон и презирал огромные массы черни, но это точно была чернь английская. В Америке же массы черни становились всё инороднее, и их гены, как и акценты, были явно чужими.

Евгеники вроде Придди давно боялись, что наводнение Америки иммигрантами ускорит «самоубийство расы». Они утверждали, что «неправильные» люди в итоге возобладают над «правильными», а «плохие» гены вытеснят «хорошие». Если гены, как показал Мендель, принципиально неделимы, то однажды распространившуюся генетическую заразу уже невозможно искоренить («Если скрестить представителя любой из трех европейских рас[283] с евреем, родится еврей»[284], – писал Мэдисон Грант[285]). По словам одного евгеника, единственный способ «отсечь дефектную зародышевую плазму» – избавиться от органа, ее производящего, то есть провести принудительную стерилизацию всех генетически неполноценных вроде Кэрри Бак. Чтобы защитить нацию от «угрозы расовой деградации»[286], потребуется радикальная социальная хирургия. «Вороны-евгеники каркают[287], требуя реформ [в Англии]», – с явным отвращением отзывался о происходящем Бэтсон в 1926 году. Американские вороны каркали еще громче.

Мифу о «самоубийстве и деградации расы» противопоставлялся другой миф – о «расовой и генетической чистоте». В начале 1920-х одним из самых популярных романов в США стал «Тарзан, приемыш обезьян» Эдгара Райса Берроуза – им зачитывались миллионы американцев. Эта захватывающая мелодраматичная сага повествовала об английском аристократе, который осиротел во младенчестве и был воспитан обезьянами в Африке. Однако герой сумел перенять от родителей не только цвет кожи, осанку и телосложение, но и высокую нравственность, англосаксонские ценности и даже инстинктивные навыки обращения со столовой посудой. Тарзан с «его прямой и прекрасной фигурой, мускулистой, как у лучших древних римских гладиаторов, но вместе с тем с мягкими и нежными очертаниями эллинского бога»[288] являл собой пример полной победы природы над воспитанием. Если уж белый человек, выращенный обезьянами в джунглях, смог сохранить неприкосновенной сущность белого человека во фланелевом костюме, то расовую чистоту, несомненно, можно поддерживать в любых обстоятельствах.

На таком фоне дело «Бак против Белла» не отняло много времени у Верховного суда США. Вердикт вынесли 2 мая 1927 года, за несколько недель до 21-летия Кэрри Бак. Выражая мнение большинства – восьми судей из девяти, – судья Оливер Уэнделл Холмс (младший) в решении написал: «Будет лучше для всего мира[289], если вместо того, чтобы ждать и казнить выродков за преступления или позволить им голодать, общество сможет помешать тем, кто явно непригоден для продолжения вида[290]. Принцип, на котором зиждется обязательная вакцинация, достаточно широк, чтобы охватить и вырезание фаллопиевых труб».

Холмс – сын врача, гуманист, ученый-историк, известный скептик в отношении социальных догм и будущий ярый сторонник судебной и политической умеренности – очевидно, устал от женщин по фамилии Бак и их младенцев. «Трех поколений имбецилов вполне достаточно»[291], – заключил он[292].

Кэрри Бак стерилизовали созданием необратимой непроходимости маточных труб 19 октября 1927 года. Около девяти часов утра ее поместили в лазарет колонии. В десять уже под действием морфина и атропина она лежала на каталке в операционной. Медсестра ввела анестетик, и Бак погрузилась в сон. Присутствовали два врача и две медсестры – необычно много людей для такой рутинной процедуры, но ведь и случай был необычный. Руководитель колонии Джон Белл собственноручно вскрыл ее брюшную полость по средней линии. Затем он удалил по участку каждой фаллопиевой трубы, перевязал и зашил оставшиеся концы. Раны прижгли карболовой кислотой и обеззаразили спиртом. Хирургических осложнений не возникло.

Цепочка наследования была разорвана. Как рапортовал Белл, «первая операция в соответствии с законом о стерилизации» прошла по плану[293], и пациентку выписали в отличном состоянии. Бак восстанавливалась в собственной комнате без каких-либо происшествий.

Шесть десятилетий и два года – краткий миг в масштабах истории – разделяют первые эксперименты Менделя с горохом и разрешенную судом стерилизацию Кэрри Бак. Однако за это мгновение ген успел превратиться из абстрактной ботанической концепции в мощный инструмент общественного контроля. После вынесения решения Верховного суда по делу «Бак против Белла» в 1927 году риторика генетики и евгеники обрела значимость в обсуждениях любого уровня, проникнув в общественное, политическое и индивидуальное сознание американцев. В том же году штат Индиана принял пересмотренную версию давнего, но не особо работавшего там закона[294] о стерилизации «преступников-рецидивистов, насильников, идиотов и имбецилов». Другие штаты узаконили еще более драконовские меры касательно стерилизации и изоляции людей, признанных генетически неполноценными.

По мере того как управляемые государством программы стерилизации распространялись по США, набирало силу и массовое движение за генетический отбор в частной жизни. В 1920-х миллионы американцев стекались на сельскохозяйственные ярмарки, где наряду с другими увеселениями – мастер-классами по чистке зубов, приготовлением попкорна в причудливых машинах и катанием на возах с сеном[295] – проходили конкурсы на лучшего малыша[296]. Словно на выставках собак или скота, родители гордо демонстрировали на столах или пъедесталах своих детей возрастом лет до двух. Врачи, психиатры, дантисты и медсестры в белых халатах осматривали их глаза и зубы, щупали кожу, измеряли рост, вес, параметры черепа и оценивали темперамент, чтобы выбрать самые здоровые и «приспособленные» экземпляры. Затем с победителями устраивали триумфальное шествие по ярмарке. Их фотографии разлетались по газетам и журналам и печатались на плакатах, обеспечивая пассивную поддержку национальному евгеническому движению. Зоолог Девенпорт, тот, что основал научно-исследовательский центр евгеники (ERO), разработал стандартизированную форму оценки младенческой приспособленности. Он давал жюри указание до детей оценивать их родителей: «Если по критерию наследственности набирается больше половины из возможных баллов, тогда можно осматривать ребенка»[297]. Ведь «победив в два года, в десять можно стать эпилептиком». На подобных ярмарках часто встречались «балаганы Менделя», где принципы генетики и законы наследственности демонстрировали марионетки.

В 1927 году по всем США собирал полные залы фильм «Годитесь ли вы для брака?» (Are you fit to marry?)[298], задуманный Гарри Хайзельденом – еще одним одержимым евгеникой врачом. Это был перевыпуск более ранней ленты «Черный аист», где сам Хайзельден играл одного из героев – хирурга, который отказывается спасать новорожденного инвалида в стремлении «очистить» нацию от глубоко дефективных детей. В рамках этой сюжетной линии матери изуродованного природой младенца является видение о кошмарном бремени существования, которое его ожидает, и она соглашается с врачом, что гуманнее не спасать ребенка[299]. Под впечатлением от этой истории другая пара, только планирующая пожениться, убеждается в необходимости обследоваться на генетическое соответствие (к концу 1920-х в Америке активно рекламировали добрачные исследования «качества генов», предполагавшие поиск в семейных историях случаев задержки умственного развития, эпилепсии, глухоты, слепоты, карликовости и болезней скелета). Хайзельден амбициозно намеревался продавать свой фильм как «кино для свиданий»: в нем были любовь, романтика, саспенс, юмор – и небольшая порция пассивного детоубийства.

Пока в Америке риторика на передовой евгенического движения продвигалась от изоляции через стерилизацию к неприкрытому убийству, европейские евгеники наблюдали за этой эскалацией с завистью и рвались последовать примеру. К 1936 году, менее чем через 10 лет после прецедента «Бак против Белла», этот континент захватит, подобно страшной заразе, «генетическая чистка» в намного более опасных проявлениях, а язык генов и наследственности приобретет самую мощную и чудовищную форму из всех возможных.

Часть II

«В сумме частей – лишь части»[300]

Расшифровка механизма наследственности (1930–1970)

Это было, когда я произнес:

«Слова – не формы одного лишь слова.

В сумме частей – лишь части. Ничего иного.

Мир должно мерить на глазок».

Уоллес Стивенс,

«По дороге домой» (On the Road Home)[301]

«Абхед»

Genio y hechura, hasta sepultura[302].

Испанская пословица

Я – то, что не умрет,

Нить сходства и родства,

Я – тот подземный крот,

Что слышен вам едва,

Но смертное – прейдет,

А я всегда жива.[303]

Томас Харди,

«Наследственность»[304]

За день до визита к Мони мы с отцом прогуливались по Калькутте. Наш маршрут начинался от вокзала Силда, где в 1946 году с поезда из Барисала сошла моя бабушка, буксируя пятерых мальчишек и четыре стальных дорожных сундука. Мы повторили их путь, пройдя от торца вокзала по Прафулла-Чандра-роуд мимо шумного «мокрого» рынка[305]. По левую руку тянулись прилавки с рыбой и овощами, по правую зеленел пруд, заросший водными гиацинтами. Затем мы свернули налево, в сторону центра.

Дорога резко сузилась, и толпа сгустилась. По обеим сторонам улицы просторные апартаменты постепенно замещались домами с многочисленными квартирками: словно под влиянием какого-то неистового биологического процесса одна комната делилась на две, две рассыпались на четыре, четыре – на восемь. Улицы сплелись в плотную сеть, и небо скрылось за постройками. Из окон неслись звуки готовки и запах угольного дыма. У аптеки мы свернули в переулок Хаят-Хан и направились к дому, где тогда поселилась семья отца. Возвышавшаяся на прежнем месте мусорная куча продолжала вскармливать многочисленные поколения бродячих собак. Пройдя через дверь, мы попали в небольшой внутренний двор. На кухне нижнего этажа женщина как раз примеривалась, чтобы рассечь серпом кокосовый орех.

«Вы дочь Бибхути?» – вдруг спросил отец на бенгальском. Бибхути Мукхопадхьяй владел домом и сдавал его моей бабушке. Его уже не было в живых, но отец вспомнил о двух его детях – сыне и дочери.

Женщина с опаской взглянула на папу. Он уже переступил порог и забрался на приподнятую веранду всего в паре метров от кухни. «Семья Бибхути здесь еще живет?» Отец не представился перед тем, как задавать вопросы. Я заметил, что он намеренно изменил свой акцент, смягчив шипящие звуки: зубная «ч», характерная для западного бенгали, превратилась в свистящую восточную «с». Я знал, что в Калькутте любой акцент – это хирургический зонд. Бенгальцы испускают из себя гласные и согласные, словно дронов-разведчиков: так они прощупывают личность слушателя, выведывают предпочтения, убеждаются в лояльности.

«Нет, я невестка его брата, – сказала женщина. – Мы живем здесь с тех пор, как умер сын Бибхути».

Трудно описать, что произошло в следующий момент. Скажу лишь, что это особая история, которая случается только с беженцами. Между ними проскочила искра понимания. Женщина узнала моего отца – не конкретного человека, которого она видела впервые, а его образ: мальчика, вернувшегося домой. В Калькутте – а также в Берлине, Пешаваре, Дели или Дакке – такие люди, кажется, каждый день возникают из ниоткуда на улицах и без предупреждения входят в дома, как ни в чем не бывало перешагивая пороги в свое прошлое.

Женщина заметно оттаяла. «Вы из семьи, которая здесь когда-то жила? С кучей братьев?» – спросила она так естественно, будто этого визита здесь давно ждали.

Из верхнего окна выглянул ее сын лет двенадцати с учебником в руке. Я узнал это окно. Именно перед ним сидел дни напролет Джагу, уставившись на двор, пока не ушел из дома.

«Всё в порядке», – крикнула она сыну, махнув рукой. Он тут же скрылся. Женщина обернулась к отцу. «Поднимайтесь, если хотите. Посмотрите, что тут как, только обувь оставьте на лестничной клетке».

Скинув кроссовки, я ощутил ступнями пол – и вдруг он показался мне таким родным, будто я никогда не покидал этого места.

Мы с отцом обошли дом. Он оказался меньше, чем я ожидал, – как это неизбежно случается с местами, воображаемыми по чужим воспоминаниям, – и более пыльным и унылым. Реальность со временем меркнет, а воспоминания обостряют и раскрашивают прошлое. Мы поднялись по узкой лестнице, которая вела к двум небольшим комнатам. Одну из них делили четверо младших братьев: Раджеш, Накул, Джагу и мой отец. Старший, Ратан, отец Мони, жил в соседней комнате вместе с бабушкой. Но когда Джагу погрузился в безумие, она выселила Ратана к братьям, а Джагу забрала к себе. Как оказалось, навсегда.

Мы залезли через балкон на крышу. Наконец ничто не загораживало небо, и оно раскинулось над нами огромным полотном. Смеркалось так быстро, что почти ощущалась шарообразность Земли, отворачивающейся от Солнца. Отец устремил взор к вокзальным огням. Вдалеке, как одинокая птица, печально просвистел поезд. Папа знал, что я пишу о наследственности.

– Гены… – проговорил он, нахмурившись.

– А как это по-бенгальски? – спросил я. Отец задумался, перебирая в памяти слова. Прямого перевода не было, но, возможно, нашлась бы замена.

– Абхед, – наконец предложил он. Я впервые слышал от отца это слово. Оно означает «неделимый», «непреодолимый», а в широком смысле – еще и «идентичность». Я поразился выбору. Это слово – будто гулкая комната, в которой одно значение отражается многозвучным эхом от стен и расслаивается на множество смыслов. Мендель или Бэтсон, вероятно, насладились бы этими многочисленными резонансами: неделимый, неотделимый, непреодолимый, идентичность.

Я спросил у отца, что он думает про Мони, Раджеша и Джагу. «Абхедер дош», – ответил он. Дефект идентичности, генетическая болезнь, неотделимый от личности изъян – фраза имела много толкований. Отец примирился с этой неразделимостью.

Хотя в конце 1920-х много говорили о связи генов с индивидуальными чертами, про специфику самих генов мало что знали. Если бы ученого спросили, из чего состоит ген, где находится в клетке или какие у него функции, ответ едва ли был бы внятным. Даже когда на генетику ссылались, оправдывая радикальные изменения в законодательстве и обществе, ген упорно оставался абстрактной сущностью, призраком в недрах биологической машины.

Черный ящик генетики почти случайно вскрыл тот, от кого не ждали, работая со столь же неожиданным организмом. В 1907 году Уильям Бэтсон приехал в Соединенные Штаты[306] выступать с докладами об открытии Менделя и остановился в Нью-Йорке, чтобы встретиться с клеточным биологом Томасом Хантом Морганом. Встреча его не слишком впечатлила. «Морган – болван, – писал Бэтсон жене. – Он вечно суетится, активничает и любит пошуметь»[307].

Шумный, неугомонный, увлекающийся, эксцентричный – с разумом, который кружил подобно дервишу от одного научного вопроса к другому, – Томас Морган был профессором зоологии в Колумбийском университете. Его основным научным интересом была эмбриология. Вначале Моргана не заботило даже существование единиц наследственности, не говоря уж о способе и месте их хранения. Главным для него был вопрос о механизме развития: как из единственной клетки возникает целый организм?

Одно время Морган отвергал теорию наследственности Менделя, не веря, что сложная эмбриологическая информация может храниться в клетке в виде дискретных единиц (отсюда и бэтсоновская оценка «болван»). Но в конце концов доводы Бэтсона Моргана убедили: трудно было спорить с Бульдогом Менделя, вооруженным таблицами данных. Хотя существование генов Томас принял, насчет их материальной формы он пребывал в замешательстве. Как однажды сказал ученый Артур Корнберг, клеточные биологи смотрят, генетики считают, биохимики очищают[308]. Действительно, неразлучные с микроскопом клеточные биологи привыкли наблюдать мир, где видимые структуры выполняют функции, которые можно выяснить. Но ген до сих пор был «видимым» только в статистическом смысле. Морган хотел раскрыть физическую основу наследственности. «Нас интересует в первую очередь не выражение законов наследственности математическими формулами, – писал он, – а связь наследственности с клеткой, яйцеклеткой и сперматозоидом»[309].

Но в каком месте клетки могут скрываться гены? Долгое время биологи интуитивно полагали, что ген проще всего увидеть в эмбрионе. В 1890-х немецкий эмбриолог Теодор Бовери, работавший в Неаполе с морскими ежами, предположил, что гены находятся в хромосомах – нитевидных структурах, которые окрашиваются в синий анилиновыми красителями и хранятся свернутыми в пружины в клеточном ядре (термин «хромосома» предложил коллега Бовери, Генрих Вильгельм Вальдейер).

Гипотезу Бовери подтвердили работы еще двух ученых. Одним был Уолтер Саттон: мальчик с фермы в канзасских прериях, коллекционер кузнечиков, он вырос в нью-йоркского ученого, все еще собиравшего кузнечиков[310]. Летом 1902 года, работая с их яйцеклетками и сперматозоидами, которые примечательны гигантскими хромосомами, Саттон тоже сделал вывод, что гены локализованы в хромосомах. Вторым ученым была студентка самого Бовери – биолог Нетти Стивенс, в какой-то момент заинтересовавшаяся определением пола. В 1905 году Стивенс, работая с клетками мучного хрущака[311], показала, что «мужественность» у этих жуков определяется единственным фактором – Y-хромосомой. Эта хромосома встречалась у эмбрионов только мужского пола (под микроскопом она выглядела так же, как любая другая: ДНК-закорючка, окрашенная в синий, – но разве что короче и плотнее X-хромосомы). Точно установив, что гены, определяющие пол, расположены на одной из хромосом, Стивенс предположила хромосомную локализацию и прочих генов.

Томас Морган восхищался работами Бовери, Саттона и Стивенс, но по-прежнему жаждал более зримого представления о генах. Бовери определил хромосомы как их «обиталища», но строение самих генов, как и детальная архитектура хромосом, оставались неясными. Как гены организованы в хромосомах? Может, они нанизаны на хромосомные нити, словно жемчужины? Имеет ли каждый ген уникальный хромосомный «адрес»? Гены перекрываются или нет? Связаны ли они друг с другом физически или химически?

Морган подступился к этим вопросам, начав работать с другим модельным организмом – плодовой мушкой. Разводить их он начал примерно в 1905 году (одни коллеги Моргана утверждали, что первую колонию тех дрозофил основали обитатели перезрелых фруктов из продуктовой лавки в Вудс-Хоул; другие считали, что мушками с Морганом поделился коллега из Нью-Йорка). Через год счет личинок уже шел на тысячи; они обитали в лаборатории на третьем этаже Колумбийского университета[312], в бутылках из-под молока, набитых гниющими фруктами. Тут и там висели кисти переспелых бананов. Запах забродивших плодов был почти непереносим. При каждом движении Моргана стаи мушек, которым удалось улизнуть из бутылок, взмывали над столами жужжащей пеленой. Студенты прозвали лабораторию Мушиной комнатой[313]. По размеру и форме она походила на садик Менделя – и ей суждено было стать таким же знаковым местом в истории генетики.

Как и Мендель, Морган начал с выявления наследственных признаков – видимых вариативных черт, которые можно отслеживать в череде поколений. На заре 1900-х он посетил сад Хуго де Фриза в Амстердаме и особенно заинтересовался собранными там растениями-мутантами[314]. А бывают ли мутации у мушек? Рассмотрев тысячи дрозофил под микроскопом, Морган завел каталог мутантов: он выделил несколько десятков их вариантов. Среди обыкновенных красноглазых мушек иногда спонтанно появлялись белоглазые. У других мутантов были раздвоенные щетинки[315], черные тельца, кривые лапки, изогнутые – почти как у летучих мышей – крылья, необычно сегментированное брюшко, деформированные глаза – словом, настоящий хэллоуинский парад уродцев.

В Нью-Йорке вокруг Моргана сложилась компания, куда вошли очень своеобразные студенты: Альфред Стёртевант, педантичный и вечно напряженный выходец со Среднего Запада; Кэлвин Бриджес, блистательный и амбициозный любитель порассуждать о свободных нравах; Герман Мёллер, склонный к паранойе и навязчивостям борец за постоянное внимание руководителя. Явным любимчиком Моргана был Бриджес: именно он – старшекурсник, обязанный мыть бутылки, – заметил среди тысяч красноглазых мушек мутанта с белыми глазами, который стал основополагающим элементом многих важнейших экспериментов Моргана. Томас восхищался Стёртевантом – его дисциплиной и трудовой этикой, – а вот к Мёллеру относился прохладно, считая его изворотливым, слишком неразговорчивым и оторванным от коллектива. Позже три студента Моргана вдрызг рассорятся, запустив циклические механизмы зависти и деструкции, которые и впредь будут электризовать генетику как дисциплину. Но когда еще держался хрупкий мир – мир под нескончаемое жужжание мушек, – молодые исследователи погрузились в эксперименты с генами и хромосомами. Скрещивая нормальных дрозофил с мутантными – например, красноглазых самок с белоглазыми самцами, – Морган и его студенты могли наблюдать, как наследуются признаки от поколения к поколению. И вновь мутанты оказывались ключевыми элементами таких экспериментов, потому что лишь аномалии могли пролить свет на нормальные механизмы наследования.

Чтобы понять значение открытия Моргана, вернемся к Менделю. В его экспериментах гены вели себя как независимые сущности, свободные агенты. Между, скажем, окраской цветков, текстурой семян и высотой стеблей не прослеживалось никакой связи. Все признаки наследовались независимо и встречались в любых комбинациях. Каждое скрещивание, таким образом, было настоящей генетической рулеткой: скрестив высокое растение с пурпурными цветками и низкое с белыми, вы получали все возможные сочетания – высокие растения с белыми цветками, короткие с пурпурными, и так далее.

Однако у Моргана гены дрозофил не всегда вели себя независимо. С 1910 по 1912 год он и его студенты скрестили тысячи мутантов, получив десятки тысяч их потомков. Результаты каждого скрещивания тщательно протоколировали: белые глаза, черное тело, короткие крылья, загнутые щетинки. Изучая гибридизационные таблицы, которыми были заполнены уже десятки тетрадей, Морган заметил неожиданную закономерность: некоторые гены вели себя как «сцепленные» друг с другом. Например, ген, отвечающий за формирование белых глаз («белоглазый», white eyed), был неразрывно связан с X-хромосомой: как бы Морган ни скрещивал мух, признак белоглазости всегда следовал за ней. Аналогичным образом ген черного тела был сцеплен с детерминантой формы крыльев.

Для Моргана это генетическое сцепление означало лишь одно: гены физически связаны друг с другом[316]. Ген черного тела у мушек никогда не наследуется (или наследуется редко) независимо от гена миниатюрных крыльев, потому что они находятся на одной хромосоме. Если две бусины на одной нити, они всегда остаются вместе, как бы разные нити ни перемешивались и ни комбинировались друг с другом. Тот же принцип действует и в отношении двух генов на одной хромосоме: нельзя так просто отделить ген, отвечающий за форму щетинок, от гена цвета тела. Неразделимость признаков имеет под собой материальную основу: хромосома – это «нить», на которую гены «нанизаны» и никуда с нее в норме деться не могут.

Морган открыл важную поправку к законам Менделя: гены передаются не по отдельности, а комплектами. То есть пакеты информации сами тоже упакованы – в хромосомы и, наконец, в клетки. Даже важнее, чем само открытие, было его следствие: Морган связал не только гены, он концептуально связал две дисциплины – клеточную биологию и генетику. Ген перестал восприниматься «чисто теоретической единицей». Он оказался материальным объектом с конкретным адресом внутри клетки и определенной формой[317]. «Имеем ли мы право, после того как мы локализовали гены в хромосомах, – рассуждал Морган, – рассматривать их как материальные единицы, как химические тела более высокого порядка, чем молекулы?»[318]

Установление связи между генами привело ко второму и к третьему открытиям. Но вернемся к сцеплению: эксперименты Моргана позволили установить, что сцепленные в составе одной хромосомы гены наследуются совместно. Если ген, отвечающий, допустим, за голубой цвет глаз, сцеплен с геном светлых волос, то дети-блондины неминуемо будут голубоглазыми (пример гипотетический, но принцип, который он иллюстрирует, абсолютно реален).

Однако наблюдали и исключения из закона сцепления: иногда – очень редко – ген мог отцепиться от своих соседей и переместиться, например, с отцовской хромосомы на такую же материнскую. В нашем примере это означало бы исключительно редкое рождение голубоглазых и темноволосых или, напротив, кареглазых и светловолосых детей. Морган назвал этот феномен кроссинговером[319]. Как мы увидим, со временем его открытие вызовет в биологии целую революцию, обнажив принцип, что фрагменты генетической информации могут перемешиваться, комбинироваться, меняться местами не только между сестринскими хромосомами[320], но и между организмами и даже между разными видами.

Последнее открытие, основанное на работе Моргана, тоже родилось в практическом исследовании кроссинговера. Некоторые гены были так прочно связаны, что кроссинговером никогда не разделялись. Студенты Моргана предположили, что такие гены на хромосоме расположены особенно близко друг к другу. Остальные гены, хоть и тоже сцепленные, разделялись чаще. Значит, между ними расстояние на хромосоме должно быть больше. Ну а не сцепленные гены должны располагаться на разных хромосомах. Словом, прочность генетической связи определяется физической близостью генов на хромосоме: оценив, как часто два признака – светлые волосы и голубые глаза – наследуются совместно, можно измерить расстояние между генами этих признаков.

Зимним вечером 1911 года тогда еще 20-летний Альфред Стёртевант захватил с собой в общежитие экспериментальные данные по сцеплению генов дрозофилы и вместо выполнения задания по математике всю ночь корпел над первой генетической картой мушки. Если ген A прочно сцеплен с B и слабо – с C, то эти гены, как рассудил Стёртевант, должны располагаться на хромосоме вот в таком порядке и на таком относительном расстоянии друг от друга:

A. B……….C.

Если аллель, ответственный за зубчатые крылья, часто наследуется вместе с аллелем, определяющим развитие коротких щетинок, то гены этих двух признаков должны находиться на одной хромосоме, а ген цвета глаз, который передается независимо, – на другой. К концу ночи Стёртевант набросал первую в истории линейную генетическую карту: она отражала расположение полудюжины генов на хромосоме дрозофилы.

Та примитивная карта Стёртеванта стала предпосылкой для гигантской и кропотливой работы по картированию человеческого генома в 1990-х. Устанавливая относительное расположение генов на хромосомах по характеру сцепления, Стёртевант подготовил почву для будущего клонирования генов, связанных с многофакторными семейными заболеваниями вроде рака груди, шизофрении или болезни Альцгеймера. Примерно за 12 часов в комнате нью-йоркского студенческого общежития был залит фундамент проекта «Геном человека».

С 1905 по 1925 год Мушиная комната Колумбийского университета была настоящим эпицентром генетики, каталитической камерой новой науки. Сродни расщепленным атомным ядрам, идеи множились, отталкиваясь от других идей и порождая зачатки новых. Цепная реакция открытий – сцепление генов, кроссинговер, линейность генетических карт, расстояние между генами – была такой бурной, что генетика, казалось, не рождалась, а прямо-таки молниеносно врывалась в мир. В следующие десятилетия на обитателей лаборатории посыпятся Нобелевские премии: Морган, его студенты, студенты его студентов и даже их студенты – все получат награду за свои открытия.

Но, несмотря на успехи со сцеплением и картированием, Морган мучительно пытался вообразить и описать ген в его материальной форме: какое химическое вещество могло бы переносить информацию в виде «нитей» и «карт»? Вот яркое свидетельство способности ученых довольствоваться абстракциями: 50 лет после публикации статьи Менделя – с 1865-го по 1915-й – биологи знали гены только по их проявлениям: гены определяют развитие признаков, они могут мутировать и потому кодировать альтернативные варианты признаков, гены в той или иной степени связаны друг с другом физически или химически[321]. Смутно, будто сквозь пелену, перед биологами проступали закономерности и основные образы: нити, цепочки, карты, перекресты, прерывистые и непрерывные линии, хромосомы, переносящие закодированную и сжатую информацию. Но никто не видел ген в действии и не знал, что он из себя представляет физически. Главный объект науки о наследственности, оставаясь невидимкой, лишь издевательски манил ученых играми теней.

Если морские ежи, хрущаки и плодовые мушки казались такими далекими от мира людей, если реальная значимость открытий Моргана и Менделя всегда была под вопросом, то события жестокой весны 1917 года не оставили сомнений в обратном. В марте того года, пока Морган в своей Мушиной комнате писал статьи о генетическом сцеплении, по России прокатилась волна беспощадных народных восстаний, которая обезглавила монархию и вознесла к вершинам власти большевиков.

Казалось бы, что может связывать гены и революцию в России? Первая мировая война ввергла голодное, измученное население в смертоносное неистовство недовольства. Царя считали слабым и бесполезным. Армия бунтовала, рабочие бастовали, инфляция зашкаливала. В марте 1917 года Николая II вынудили отречься от престола. Но гены – и их сцепление – в этой истории играли роль катализатора. Русская царица Александра приходилась внучкой английской королеве Виктории[322], от которой в наследство получила не только точеный нос и фарфоровое сияние кожи, но и ген гемофилии B, смертельной болезни крови. У потомков Виктории наблюдалось крисс-кросс наследование[323] этого заболевания.

Гемофилию вызывает единственная мутация, которая выводит из строя один из белков, участвующих в свертывании крови. Без него не образуется кровяной сгусток, и даже небольшая рана может обернуться потенциально смертельной кровопотерей. Название болезни – от греческих слов haimo («кровь») и philia («расположение, любовь») – горькая насмешка над трагической сутью: больные гемофилией слишком любят истекать кровью.

Генетическое заболевание гемофилия, как и белые глаза у плодовых мушек, – признак, сцепленный с полом. Женщины могут быть его носителями и передавать ген по наследству, но страдают от заболевания, как правило, мужчины[324]. Мутация, приводящая к гемофилии, вероятнее всего, спонтанно возникла у самой королевы Виктории, если говорить о ее династии. Восьмой ребенок королевы, Леопольд, унаследовал этот ген и умер от кровоизлияния в мозг в возрасте 30 лет. Кроме того, мутантный ген передался от Виктории второй дочери, Алисе, а от Алисы – ее дочери, русской императрице Александре.

Летом 1904 года Александра, пребывавшая в полном неведении о своем генетическом грузе, родила сына, цесаревича Алексея. Немногое известно о течении его болезни в детстве, но опекуны не могли не заметить аномалию: у юного наследника слишком легко появлялись синяки, а носовые кровотечения иногда невозможно было остановить. Истинная природа его недуга оставалась тайной, но Алексей всегда был бледным и болезненным мальчиком. Его часто мучили внезапные кровотечения. Случайное падение во время игры, царапина и даже тряска во время верховой езды могли спровоцировать катастрофу.

Когда Алексей подрос и его кровотечения прочно обосновались в категории жизнеугрожающих, Александра доверилась легендарному Григорию Распутину[325] – лицемерному «святому старцу», который обещал излечить будущего царя. Распутин убеждал ее в том, что поддерживает жизнь Алексея целебными травами, мазями и эффективной молитвенной стратегией, однако в обществе он слыл банальным мошенником-приспособленцем (поговаривали даже о его романе с императрицей). В тесной связи Распутина с императорской семьей и в его растущем влиянии на Александру народ усматривал признаки окончательного сумасшествия разваливающейся монархии.

Экономические, политические и социальные факторы, запустившие в Петрограде революцию 1917 года, были несравнимо масштабнее гемофилии цесаревича Алексея или махинаций Распутина – все было гораздо, гораздо сложнее. История государства не сводится к истории болезни, но и не может полностью от нее отстраниться. Может, революция напрямую и не касалась генов, но уж точно обнажала проблему наследственности. Генетическое наследство цесаревича было весьма посредственным, а политическое – несоразмерно грандиозным; критики монархии должны были ясно видеть это несоответствие. К тому же недуг Алексея казался идеальной метафорой: больна была империя, уповавшая на перевязки и молитвы, когда кровоточило само сердце ее. Французы устали от неуемной, питавшейся пирожными королевы[326]. Русские – от хилого цесаревича, постоянно глотавшего какие-то травы от неведомой болезни.

30 декабря 1916 года Распутина травили, добивали, наконец пристрелили и мертвым утопили его недруги[327]. Даже по меркам российской истории эта расправа была исключительно жестокой – настолько сильную ненависть он внушал своим неприятелям. В конце весны 1918 года царскую семью перевезли в Екатеринбург и поместили под домашний арест. Вечером 17 июля 1918 года, за месяц до 14-летия Алексея[328], подосланная большевиками расстрельная команда ворвалась в дом царя и убила всю семью. Алексею дважды выстрелили в голову. Тела погребли поблизости, разрозненными группами, и останков Алексея не оказалось возле родительских.

В 2007 году один археолог эксгумировал два обгорелых скелета[329] на месте кострища рядом с домом, где убили царскую семью. Один из скелетов принадлежал 13-летнему мальчику. Генетический анализ костей подтвердил, что это останки Алексея. Полногеномный анализ, скорее всего, выявил бы и виновницу гемофилии B – мутацию, которая преодолела путь в целый континент и четыре поколения, чтобы напомнить о себе в решающий политический момент XX века.

Истины и их согласование друг с другом

Все изменилось, полностью изменилось:

рождается ужасная красота.[330]

Уильям Батлер Йейтс,

«Пасха 1916 года»[331]

Ген родился вне биологии. Я имею в виду следующее: среди горячих тем в биологических науках конца XIX века наследственность занимала не слишком высокое место. Людей, изучавших живые организмы, намного больше увлекали другие вещи: эмбриология, клеточная биология, происхождение видов и эволюция. Как функционируют клетки? Как из эмбриона развивается целый организм? Как возникают новые виды? Что лежит в основе разнообразия живого мира?

Тем не менее все попытки ответить на эти вопросы натыкались на одно и то же препятствие. Камнем преткновения была информация. Она нужна каждой клетке, каждому организму для работы их физиологических систем. Но откуда эта информация берется? Эмбриону нужны инструкции для развития во взрослый организм, но как он эти инструкции получает? И откуда, если на то пошло, представитель какого-то вида «знает», что сам относится именно к этому виду?

Замечательным свойством гена была потенциальная способность решить все эти проблемы одним грандиозным махом. Информация, необходимая клетке для выполнения метаболических функций? Ну конечно, она хранится в генах этой клетки. Инструкции, заложенные в эмбрионе? Опять-таки, все они зашифрованы в генах. Размножаясь, живой организм передает потомству инструкции, как создать эмбрион, как выстроить работу клеток, как наладить метаболизм, как исполнить ритуальный брачный танец, как произнести свадебную речь и произвести потомство своего вида – всё разом. Наследственность не может быть второстепенным вопросом биологии, ее место среди основных. В бытовом смысле наследственность для нас – передача от поколения к поколению особых черт: своеобразной формы носа, как у папы, или семейной предрасположенности к редкому заболеванию. Но настоящая загадка наследственности куда универсальнее: какова природа инструкции, которая описывает, как вырастить нос – любой нос – с нуля?

Запоздалое признание гена ответом на центральный вопрос биологии вылилось в интересное следствие: под генетику пришлось постфактум подгонять другие области биологии. Если ген – основная «валюта» биологической информации, то с позиции биологии генов должны объясняться все важнейшие свойства живого, а не только наследственность. Во-первых, феномен изменчивости: как объяснить с помощью дискретных единиц наследственности, что разнообразие человеческих глаз не ограничивается, скажем, шестью отдельными формами, а представляет собой непрерывный спектр из шести миллиардов вариантов? Во-вторых, эволюция: как через призму наследования генов объяснить огромное разнообразие форм и свойств, которое живые организмы со временем развили? И в-третьих, развитие: каким образом разрозненные блоки инструкций предоставляют единый криптографический план, в соответствии с которым из эмбриона вырастает взрослый организм?

Можно сказать, что согласование трех упомянутых явлений с концепцией единиц наследственности – это попытка объяснить через призму гена прошлое, настоящее и будущее природы. Эволюция – это прошлое: как живые существа возникли? Изменчивость – настоящее: почему сейчас они такие, какие есть? Эмбриогенез же стремится описать будущее: как из одной клетки развивается живое существо, которое в конечном счете приобретает свою особую форму?

За два поворотных десятилетия – с 1920 по 1940 год – первые два вопроса, касающиеся изменчивости и эволюции, будут решены благодаря уникальным союзам генетиков с анатомами, клеточными биологами, статистиками и математиками. Решение третьего вопроса – об эмбриональном развитии – потребует еще более согласованных усилий. Иронично, что современная генетика как дисциплина выросла из эмбриологии, однако именно согласование генов и генезиса оказалось гораздо более сложным научным вызовом.

В 1909 году молодой математик Рональд Фишер поступил в колледж Гонвилл-энд-Киз при Кембриджском университете[332]. Из-за наследственных проблем со зрением Рональд практически ослеп еще в раннем подростковом возрасте. Математику он изучал главным образом без пера и бумаги, благодаря чему приобрел способность до перенесения уравнений на лист визуализировать задачи в уме. В средней школе он делал большие успехи в математике, но в Кембридже плохое зрение стало помехой. Чувство приниженности от раздражения преподавателей его трудностями в чтении и написании формул сподвигло Фишера переключиться на медицину, но он провалил экзамены (как и Дарвин, Мендель или Гальтон – провалы в покорении общепринятых вех успеха красной нитью проходят через нашу историю). В 1914 году, когда в Европе вспыхнула война, Фишер устроился на работу статистическим аналитиком в лондонском Сити.

Днем Фишер анализировал статистику для страховых компаний. Ночью, когда мир для него почти полностью гас, он обращался к теоретическим аспектам биологии. Вторя его бытовым проблемам, Фишера волновала научная проблема увязывания биологического «разума» с биологическим «зрением». К 1910 году величайшие умы биологии признали, что дискретные частицы информации, расположенные на хромосомах, служат носителями наследственной информации. Однако всё видимое в биологическом мире представляло собой непрерывный спектр. Биометристы XIX века, в частности Кетле и Гальтон, продемонстрировали, что значения человеческих характеристик – хоть роста, хоть веса, хоть интеллекта – распределены в соответствии с плавными, непрерывными колоколообразными кривыми. Даже развитие организма – самым очевидным образом направляемое наследуемой цепью инструкций – выглядит не скачкообразным, а плавным: его стадии незаметно перетекают друг в друга. Путь от гусеницы к бабочке – гладкий подъем, а не крутая лестница. Если вы построите график длин клюва вьюрков, точки образуют непрерывную кривую. Как могли бы «частицы информации», эти пиксели наследственности, обеспечить наблюдаемую «плавность» мира природы?

Фишер догадался, что ответить на этот вопрос можно с помощью тщательно продуманного математического моделирования наследственных признаков. Он знал, что Мендель показал дискретность природы генов, потому что сам выбрал максимально отчетливые простые признаки и изначально скрещивал растения из чистых линий. Но что, если в природе признаки вроде роста или цвета кожи определяются не единственным геном с двумя возможными состояниями – включен или выключен, «высокий» или «низкий», – а несколькими генами? Скажем, рост контролируют пять генов, а форму носа – семь?

Фишер обнаружил, что для моделирования признака, за который отвечают пять или семь генов, требуется не такая уж сложная математика. В случае трех генов суммарно будет шесть аллелей, или вариантов: три от матери и три от отца. Простая комбинаторика позволяет рассчитать, что шесть вариантов генов дадут 27 уникальных сочетаний. Ученый выяснил, что если каждое сочетание по-своему отражается на росте, то значения выстраиваются уже в сглаженную кривую.

Если он брал пять генов, комбинаций оказывалось еще больше, и соответствующие этим комбинациям варианты роста формировали практически непрерывную кривую. Добавив эффекты окружающей среды – влияние питания на рост или солнечного света на цвет кожи, – Фишер мог представить еще больше уникальных комбинаций и их проявлений, дающих в итоге идеально плавные кривые. Вообразите семь листов прозрачной бумаги, окрашенных в семь цветов радуги. Группируя эти листы разными способами и накладывая их друг на друга, можно получить почти любой оттенок. «Информация» на листах остается дискретной. Цвета физически не смешиваются друг с другом, но в результате их наложения получается спектр, который кажется почти непрерывным.

В 1918 году Фишер представил результаты своего анализа в статье, озаглавленной «Корреляция между родственниками на основании допущений менделевской наследственности» (The Correlation between Relatives on the Supposition of Mendelian Inheritance)[333]. Название было довольно-таки бессвязным, но суть – лаконичной: если предположить, что любой признак определяется тремя-пятью генами, у которых существуют варианты, можно получить почти непрерывный спектр фенотипов. По словам автора, «точную степень изменчивости по какому-то человеческому признаку» можно объяснить с помощью довольно очевидных расширений менделевской генетики. Индивидуальный эффект гена Фишер сравнил с точкой на картине пуантилиста[334]. С близкого расстояния мы можем увидеть отдельные точки. В природе же, издали, мы наблюдаем скопления точек – пиксели, сливающиеся в цельную картину.

Второе согласование – генетики и эволюции – требовало чего-то большего, чем математическое моделирование; здесь нужны были эксперименты. Дарвин доказывал, что эволюция идет за счет естественного отбора, но чтобы шел отбор, нужен «естественный» материал – то, из чего отбирать. В дикой природе у популяций живых организмов естественная изменчивость должна быть высока настолько, чтобы можно было выбирать победителей и проигравших. К примеру, в островной стае вьюрков должно быть большое разнообразие размеров клюва, чтобы в сезон засухи отбирались птицы с самыми крепкими или самыми длинными клювами. Уберите это разнообразие, заставьте всех вьюрков носить одинаковые клювы – и отбор останется с пустыми руками. Все птицы вымрут одним махом. Эволюция застопорится.

Но что за движущая сила создает изменчивость в дикой природе? Хуго де Фриз предположил, что ее порождают мутации[335]: изменения в генах влекут за собой изменения форм, а формы могут процветать или отсеиваться под действием природных факторов. Но эта гипотеза родилась до описания гена на молекулярном уровне. Есть ли экспериментальные свидетельства связи мутаций, которые можно выявить в реальных генах, с вариабельностью? Мутации возникают спонтанно или же изначально в больших количествах «населяют» дикие популяции? И что происходит с генами под действием естественного отбора?

В 1930-х Феодосий Добржанский[336], украинский биолог, эмигрировавший в Соединенные Штаты, задался целью описать разброс генетической изменчивости в диких популяциях. Добржанский работал с Томасом Морганом в Мушиной комнате Колумбийского университета. Однако он понимал: чтобы изучать «дикие» гены, нужно самому «одичать». Вооружившись сачками, садками для насекомых и гниющими фруктами, он отправился охотиться на диких мух вначале в окрестности лаборатории в Калтехе[337], затем на хребет Сан-Хасинто и вдоль Сьерра-Невады в Калифорнии, ну а потом по лесам и горам на всей территории Штатов. Его коллеги, прикованные к своим лабораторным столам, думали, что он окончательно свихнулся. С тем же успехом Добржанский мог бы отплыть на Галапагосы.

Выбор диких мух в качестве объекта для изучения изменчивости оказался знаковым. К примеру, у одного из таких видов – Drosophila pseudoobscura – Добржанский нашел множество вариативных генов, влияющих на сложные признаки: продолжительность жизни, строение глаза, морфологию щетинок и размер крыльев. Изменчивость особенно бросалась в глаза у мух из одного региона, но с двумя абсолютно разными компоновками одних и тех же генов. Добржанский назвал эти генетические варианты расами. Используя разработанную Морганом методику картирования генов – определения их взаиморасположения на хромосоме, – Добржанский работал с тремя генами: A, B и C. У части мух они располагались на пятой хромосоме в такой последовательности: A-B-C. У других мух их последовательность была обратной: C-B-A. Несходство двух рас, обусловленное единственной хромосомной инверсией, оказалось самым ярким примером генетической изменчивости, которую ученые когда-либо наблюдали в природной популяции.

Но это было еще не все. В сентябре 1943 года Добржанский решил продемонстрировать изменчивость[338], отбор и эволюцию в одном эксперименте – воссоздать Галапагосские острова в картонной коробке. Он заселил две запечатанные вентилируемые коробки мухами двух линий – ABC и CBA – в равном соотношении. Одну коробку держали в холоде, другую, с точно таким же составом мух, – при комнатной температуре. Это замкнутое пространство стало домом для многих поколений мух; им давали корм и питье, чистили жилище. Популяции то росли, то сокращались. Личинки рождались, становились взрослыми мухами и умирали в тех же картонных стенах. Рода и семьи – целые мушиные царства – процветали и приходили в упадок. Когда Добржанский через четыре месяца «собирал урожай», оказалось, что состав популяций кардинально поменялся. В «холодной» коробке численность линии ABC выросла почти вдвое, а CBA – сократилась. В коробке, которую держали при комнатной температуре, соотношение оказалось противоположным.

Добржанскому удалось собрать все необходимые ингредиенты, чтобы запустить эволюцию. На популяцию с исходной изменчивостью в компоновке генов он воздействовал фактором естественного отбора – температурой. Выживали «наиболее приспособленные» – лучше адаптированные либо к низким, либо к высоким температурам. По мере того как мухи рождались, отбирались и размножались, частоты вариантов менялись, и в итоге сформировались популяции с новым генетическим составом.

Чтобы формально описать взаимосвязь между генетикой, естественным отбором и эволюцией, Добржанский воскресил два важных термина: генотип и фенотип. Генотип – это генетический «состав» организма. Под этим термином можно понимать один ген, группу генов или даже целый геном. А фенотип – это совокупность физических или биологических характеристик организма вроде цвета глаз, формы крыльев, устойчивости к высоким или низким температурам.

С помощью этих понятий Добржанский переформулировал важную истину, открытую Менделем, «физическое свойство определяется геном», распространив эту идею на множество генов и свойств: «фенотип определяется генотипом».

Но для полноты картины в это правило требовалось внести две важные поправки. Во-первых, как отметил Добржанский, генотип – не единственный фактор, определяющий фенотип. Очевидно, среда тоже вносит вклад в физические характеристики живого организма. В форме носа боксера отражается не только его наследственность, но и специфика выбранной профессии с числом пойманных ударов по носовому хрящу. Если бы Добржанскому пришло в голову обрезать крылья всем мухам в коробке, он бы повлиял на их фенотип – форму крыльев, – совершенно не затрагивая их гены. Иными словами, «генотип + среда = фенотип».

А во-вторых, некоторые гены включаются под действием внешних стимулов или случайно. У мух, например, активность гена, влияющего на размер рудиментарных крыльев, зависит от температуры; вы не сможете предсказать форму крыльев только по генам или только по внешним условиям, нужно учесть и то, и другое. В таких ситуациях ни генотип, ни среда не определяют результат «единолично», все решает сочетание генов, среды и случая.

У людей мутации в гене BRCA1 повышают риск заболеть раком молочной железы, но рак развивается не у всех женщин с таким генотипом. Ген, работа которого зависит от случайности или от специфических внешних стимулов, называется геном[339] с частичной или неполной пенетрантностью: проявиться фенотипически он может, но не обязан. А еще у гена может быть вариабельная, неодинаковая, экспрессивность: степень его проявления варьирует от особи к особи. У одной женщины с мутацией BRCA1 к 30 годам разовьется агрессивная опухоль со множественными метастазами. У другой обладательницы той же мутации форма заболевания будет легкой, вялотекущей, а у третьей рак вообще не возникнет.

Мы до сих пор не знаем, почему одинаковая мутация у этих трех женщин проявляется так по-разному, но ясно, что играет роль комбинация факторов: возраста, внешних воздействий, влияния других генов и просто везения. Нельзя по генотипу – мутации BRCA1 – в точности предсказать развитие событий.

Получается, итоговая формулировка такова: «генотип + среда + специфические стимулы + случайность = фенотип».

В этой лаконичной, но могущественной формуле схвачена суть взаимоотношений между наследственностью, изменчивостью, случайностью, средой и эволюцией – факторами, определяющими облик и судьбу живого существа. В природных популяциях вариабельность генотипа всегда существует. На разные варианты генов воздействуют разные условия среды, специфические стимулы и случайности – и вместе они формируют особенности организма (например, большую или меньшую устойчивость к низким температурам у мух). Если фактор оказывает сильное селективное давление – так может действовать изменение температуры или острая нехватка питательных веществ, например, – отбираются особи с фенотипом, наиболее приспособленным к таким условиям. Если мухи с таким фенотипом выживают лучше других, они в итоге произведут больше личинок, которые частично унаследуют генотип каждого родителя. Новые мухи будут лучше адаптированы к такому давлению отбора. То есть отбор работает в первую очередь с физическими или биологическими свойствами, а уже вторично, в качестве побочного эффекта, отбираются кодирующие их гены. Кривизна носа может быть следствием особенно неудачного дня на ринге – то есть не иметь никакого отношения к генам, – но если на «брачном рынке» кандидатов оценивают только по симметрии носа, обладатель неправильной его формы отбор не пройдет. И даже если в клетках несчастного таится множество полезных в долгосрочной перспективе генов – вроде «гена стойкости» или «гена терпения мучительной боли», – вся эта плеяда будет обречена на исчезновение провалом в брачном соревновании. И всё из-за проклятого носа.

Фенотип, по сути, тянет за собой генотип – повозка тянет коня. Вечный парадокс естественного отбора в том, что он ищет одно (приспособленность) и невольно находит другое (гены, лежащие в основе приспособленности). Гены, повышающие приспособленность, постепенно распространяются в популяции за счет отбора по фенотипам; это позволяет организмам адаптироваться к окружающей среде все лучше и лучше. Здесь нет места совершенству, есть лишь неустанное, беспощадное, жадное стремление подогнать организм к его среде. Это стремление и есть двигатель эволюции.

Вишенкой на торте – финальным успехом Добржанского – стало раскрытие «тайны из тайн», не дававшей покоя Дарвину: происхождения видов. Эксперимент «Галапагосы в картонной коробке» показал, как эволюционирует популяция свободно скрещивающихся организмов[340] – например, мух. Но Добржанский осознавал: если в природной популяции, где есть вариабельность по генотипу, продолжается свободное скрещивание, новый вид никогда не сформируется. В конце концов, вид даже определяется неспособностью скрещиваться с другими видами.

Значит, чтобы возник новый вид, должен появиться какой-то фактор, который сделает невозможным скрещивание одной части популяции с другой. Добржанский предположил, что этот недостающий фактор – географическая изоляция. Представьте популяцию, где особи с разными вариантами генов свободно скрещиваются, как вдруг ее разделяет какое-то географическое препятствие. Шторм уносит стаю птиц на далекий остров, и они не могут вернуться на свой родной. Отныне две популяции эволюционируют независимо, по Дарвину, – пока в них не отберутся генетические варианты, биологически несовместимые с вариантами другой популяции. Даже если бы потомки унесенных птиц смогли вернуться на свою «историческую родину» – скажем, на кораблях, – им не удалось бы продолжить род с давно утраченными семиюродными братьями или сестрами: птенцы от таких генетически несовместимых родителей – носителей «искаженных сообщений» – либо не выжили бы, либо оказались бы бесплодными. Географическая изоляция приводит к генетической изоляции и в конце концов к изоляции репродуктивной.

Такой механизм видообразования был не просто гипотезой, Добржанский смог продемонстрировать его в эксперименте[341]. Он поселил двух мух разных рас в один садок. Мухи спаривались, производили потомство – но потомки вырастали бесплодными. Генетики с помощью анализа сцепления даже определили расположение эволюционно разошедшихся генов, из-за которых потомство стало нескрещиваемым. Так удалось найти недостающее звено в логике Дарвина: движущая сила видообразования – это репродуктивная несовместимость, возникающая вследствие несовместимости генетической.

К концу 1930-х Добржанский начал понимать, что его выводы относительно генов, изменчивости и естественного отбора распространяются на вопросы далеко за рамки биологии. Кровавая революция 1917 года, ураганом прошедшая по России, стремилась стереть все индивидуальные различия во имя коллективного блага. В Европе же принимающий чудовищные формы расизм, наоборот, раздувал и демонизировал индивидуальные различия. Ученый заметил, что и в том, и в другом случае на кону стояли прежде всего биологические вопросы. Чем определяется индивидуальность? Какой вклад в индивидуальность вносит изменчивость? Что значит «благо» для вида?

В 1940-х Добржанский будет прицельно атаковать эти вопросы и в конечном счете станет одним из самых ярых научных критиков нацистской евгеники, советского коллективизма и европейского расизма. Исследования природных популяций, изменчивости и естественного отбора к тому времени уже дали ему главные ответы на эти вопросы.

Во-первых, ему было очевидно, что в природе генетическая изменчивость – норма, а не исключение. Американские и европейские евгеники настаивали на искусственном отборе ради «блага» всего человечества – но в природе не бывает единого блага. Популяции могут сильно различаться по генетическому составу, но все эти генотипы спокойно сосуществуют и даже перекрываются в природе. Природа вовсе не так жаждет обнулить генетическую изменчивость, как предполагали евгеники. Напротив, Добржанский выяснил, что природная изменчивость – это настоящий сосуд жизни для вида. Ее выгоды намного перевешивают издержки: без изменчивости – без глубокого генетического разнообразия – вид может полностью утратить способность эволюционировать.

Во-вторых, мутации – по сути то же, что изменчивость. Добржанский отмечал, что в природных популяциях мушек ни один генотип не имел изначального превосходства над другими: какая из линий – ABC или CBA – выживет, определяла среда и ее взаимодействие с генами. То, что где-то назовут мутацией, в других обстоятельствах будет генетическим вариантом. В зимнюю ночь победит одна муха. В летний день – совсем другая. Ни один из вариантов не превосходит прочие ни биологически, ни нравственно; варианты могут различаться лишь по степени приспособленности к конкретной среде.

И наконец, отношения между физическими или психическими чертами и наследственностью оказались куда сложнее, чем ожидали. Евгеники вроде Гальтона надеялись отбирать людей по комплексным фенотипам – сочетанию интеллекта, высокого роста, красоты и нравственности. Они считали, что так проще всего культивировать гены этих качеств. Но фенотип не определяется однозначно одним геном. Отбор по фенотипам – это ущербный способ обеспечить генетический отбор. Если за конечные характеристики организма совместно отвечают гены, среда, разнообразные стимулы и фактор случайности, то для улучшения интеллекта или внешности будущих поколений евгеникам пришлось бы учитывать и регулировать вклад каждого из этих факторов.

Каждое из открытий Добржанского было мощным аргументом против злоупотреблений в генетике и человеческой евгенике. Гены, фенотипы, отбор, эволюция связаны друг с другом нитями довольно общих законов – но несложно представить, что эти законы можно понять неправильно или исказить. «Ищите простоты, но не верьте ей», – когда-то советовал своим студентам Альфред Норт Уайтхед, математик и философ. Добржанский стремился к простоте – но жестко предостерегал с позиций морали от чрезмерного упрощения генетической логики. Однако, погребенные в учебниках и научных статьях, эти открытия будут проигнорированы мощными политическими силами, которые вскоре пустятся в самые извращенные генетические манипуляции на людях.

Трансформация

Если «академическая жизнь» привлекает вас как способ бегства от реальности, не идите в биологию. Эта область – для желающих узнать жизнь как можно ближе.

Герман Мёллер[342]

Мы отрицаем, что <…> генетики увидят гены под микроскопом. <…> В основе наследственности не может лежать какое-то особое самовоспроизводящееся вещество.

Трофим Лысенко[343]

Плод примирения генетики с эволюционным учением получил имя Синтетической теории эволюции[344], [345], или, в более торжественном варианте, Великого синтеза[346]. Но хотя генетики и радовались объединению концепций наследственности, эволюции и естественного отбора, материальная природа гена оставалась загадкой. Гены описывались как «частицы наследственности», но это определение ничего не говорило о химической или физической сущности этих «частиц». Морган представлял себе гены в виде «бусин на нитке», но даже он не предполагал, каким может быть физическое воплощение этого образа. Из чего состоят «бусины»? Какова природа «нити»?

Материальная природа гена никак не открывалась биологам отчасти потому, что им не удавалось выцепить его как химическое вещество. В мире живого гены, как правило, передаются вертикально – от родителей к детям или от материнских клеток к дочерним. Благодаря вертикальному переносу мутаций Мендель и Морган могли изучать действие генов, анализируя закономерности наследования кодируемых ими признаков (например, картину передачи признака «белые глаза» в поколениях мух). Но с изучением вертикального переноса связана одна проблема: ген никогда не покидает живой организм или клетку. При делении клетки ее генетический материал удваивается и распределяется между формирующимися дочерними клетками, не выходя за пределы клеточной оболочки. Во время этого процесса гены остаются видимыми биологически, но непостижимыми химически, поскольку заперты в черном ящике клетки.

Однако генетический материал в некоторых случаях может передаваться не только от родителя к ребенку, но и между двумя «чужаками». Такой тип переноса генов – горизонтальный – называется трансформацией[347]. Уже по названию можно понять, насколько этот процесс удивителен: мы привыкли, что генетическая информация передается только в ходе размножения, а при трансформации один организм будто превращается в другой, как Дафна в лавровое деревце (точнее, один организм, получив гены другого, частично изменяется, приобретая его черты; если передать миф языком генетики, то в геном Дафны должны были попасть гены, ответственные за отращивание веток и позволяющие вылепить из человеческой кожи кору, ксилему и флоэму).

У млекопитающих трансформация почти не встречается. Но для бактерий, менее совершенных представителей биологического мира, вполне нормально обмениваться генами горизонтально (чтобы прочувствовать, как это странно, представьте, что два друга – голубоглазый и кареглазый – пошли прогуляться вечерком и вернулись с другим цветом глаз, случайно обменявшись генами). Особенно прекрасен и необычен сам момент генетического обмена. Во время перехода из одного организма в другой ген предстает перед нами в виде чистого химического вещества. Для химика, который стремится раскрыть тайну гена, нет лучшего момента, чтобы установить его химическую природу.

Трансформацию открыл английский бактериолог Фредерик Гриффит[348]. В начале 1920-х, работая врачом в британском Министерстве здравоохранения, он начал изучать пневмококк – бактерию Streptococcus pneumoniae. На континенте бушевал испанский грипп, который с 1918 года убил уже около 20 миллионов человек по всему миру и вошел в число самых страшных природных бедствий в истории. У жертв гриппа часто развивалась вторичная пневмония, вызванная пневмококком, – болезнь столь скоротечная и фатальная, что врачи прозвали ее Капитаном армии смерти. Пневмококковая пневмония на фоне гриппа – эпидемия внутри эпидемии – вызывала такое беспокойство, что министерство сформировало научные группы для изучения бактерии и разработки вакцины против нее.

Для начала Гриффит сосредоточился на самом микробе: почему пневмококк так опасен для животных? Действуя по методике, разработанной в Германии, он обнаружил, что эта бактерия представлена двумя штаммами. У «гладкого» штамма клетки были окружены полисахаридной капсулой, и он ускользал от иммунной системы с ловкостью тритона. «Шероховатый»[349] штамм, лишенный такого покрытия, был уязвимее для иммунной атаки. Таким образом, мышь, которой вводили гладких пневмококков, быстро погибала от пневмонии. А у мыши, зараженной шероховатыми, развивался нормальный иммунный ответ, и она выживала.

Гриффит провел эксперимент[350], совершенно неожиданно запустивший революцию в молекулярной биологии. Вначале он убил нагреванием вирулентные гладкие бактерии и ввел их мышам. Как и ожидалось, животным это не причинило вреда: убитые пневмококки не могли вызвать инфекцию. Но когда Гриффит добавил к останкам вирулентного штамма живые невирулентные бактерии, мыши быстро погибли. Ученый провел вскрытие трупов и обнаружил, что шероховатые бактерии изменились: они приобрели капсулу – фактор вирулентности – в результате простого контакта с фрагментами мертвых бактерий. Безобидные бактерии каким-то образом «трансформировались» в вирулентную форму.

Каким образом части убитых нагреванием бактерий – не более чем теплый бульон из микробных веществ – могли передать живым бактериям наследственный признак, просто соприкоснувшись с ними? Гриффит точно не знал. Сначала он предположил, что живые бактерии приобретают капсулу, поглощая мертвых. Как в ритуале вуду: если съесть сердце храбреца, получишь его смелость или живучесть. Однако после трансформации бактерии сохраняли капсулу поколение за поколением – еще долго после истощения запасов бульона.

Напрашивалось самое простое объяснение: генетическая информация передается от одного штамма к другому в химической форме. При «трансформации» ген, отвечающий за вирулентность – выработку капсулы, – каким-то образом выскользнул из мертвой бактерии в химический бульон, оттуда попал в живую бактерию и встроился в ее геном. Иными словами, гены могли передаваться между организмами вне контекста размножения. Это были автономные материальные частицы, несущие информацию. Наследственные сообщения передавались от клетки к клетке, от организма к организму не «нашептыванием» эфемерных пангенов или геммул, а посредством молекул, которые сохраняли определенную химическую структуру вне клеток.

Если бы Гриффит обнародовал этот поразительный результат, тот произвел бы в биологии эффект разорвавшейся бомбы. В 1920-х ученые только начинали описывать живые системы с химической точки зрения. Биология потихоньку приобретала все больше сходства с химией. Биохимики утверждали, что клетка – это колбочка с химикалиями, мембранный мешочек, внутри которого химические соединения реагируют друг с другом, производя явление под названием «жизнь». Если бы Гриффит определил вещество, способное передавать наследственные инструкции от одного организма к другому, – «молекулу гена», – это породило бы тысячу гипотез и перестроило химическую теорию жизни.

Но едва ли можно было ожидать, что Гриффит, этот скромный, болезненно застенчивый ученый – «миниатюрный мужчина, который[351] <…> говорил чуть ли не шепотом», – громко объявит, какие важные и достойные экстраполяции результаты получил. «Он [англичанин] всё делает из принципа», – однажды заметил Джордж Бернард Шоу[352]. А главным принципом Гриффита была крайняя скромность. Ученый жил один в неприметной лондонской квартирке рядом с его лабораторией и лишь изредка проводил время в Брайтоне, где он построил себе белый коттедж в стиле модерн. Гены могли перемещаться между организмами, а Гриффита невозможно было заставить переместиться даже из лаборатории на собственные научные доклады. Чтобы завлечь его на выступление, друзья прибегали к уловкам, сажали Гриффита в такси и оплачивали проезд в один конец.

После нескольких месяцев колебаний («Даже Бог не спешит, так почему я должен?»), в январе 1928 года, Гриффит опубликовал свои данные[353] в Journal of Hygiene, настолько безвестном издании, что даже Мендель впечатлился бы. Статья была написана униженно-извиняющимся тоном; казалось, Гриффит искренне сожалел, что сотряс генетику до самых основ. В этой работе трансформация представала лишь микробиологическим курьезом, а открытие потенциальной химической основы наследственности напрямую даже не упоминалось. Важнейший вывод важнейшей биохимической статьи десятилетия оказался погребен под курганом плотного текста. Вместо того чтобы кричать о своем открытии, Гриффит ограничился деликатным покашливанием.

Хотя эксперимент Гриффита четче всего показывал, что ген представлен каким-то химическим веществом, к этому выводу приближались и другие ученые. В 1920-м Герман Мёллер[354], бывший студент Томаса Моргана, переехал из Нью-Йорка в Техас, чтобы продолжить изучение генетики дрозофил. Как и Морган, Мёллер надеялся, что разобраться в законах наследственности ему помогут мутанты. Но спонтанные, естественные мутанты – насущный хлеб «мушиных» генетиков – возникали слишком редко. Белоглазых и чернотелых особей в нью-йоркской лаборатории Моргана пришлось кропотливо выискивать среди огромных мушиных стай больше 30 лет. Устав от охоты за мутантами, Мёллер задался вопросом, можно ли ускорить их производство – например, воздействием тепла, света или мощных потоков энергии.

В теории задача выглядела простой, на практике же оказалась заковыристой. Впервые опробовав на мухах рентгеновское излучение, Мёллер их всех убил. Раздосадованный, он уменьшил дозу – и мухи оказались стерильными. Вместо мутантов ученый получил сначала рой мертвых, затем рой бесплодных мух. Зимой 1926 года, уже ни на что не надеясь, он облучил группу мух еще деликатнее. Потом скрестил облученных самцов с самками и наблюдал за личинками, растущими в бутылках из-под молока.

Даже беглый взгляд мог уловить потрясающий результат: новорожденные мухи буквально аккумулировали мутации[355] – десятки, а то и сотни. Был поздний вечер, и горячую новость можно было сообщить лишь одинокому ботанику, работавшему этажом ниже. Всякий раз при обнаружении нового мутанта Мёллер кричал в окно: «Еще один!» Морган со своими студентами потратил 30 лет, чтобы собрать около 50 мутантов. Мёллер же, как заметил ботаник с некоторой досадой, нашел примерно половину от этого числа за ночь.

Эта находка быстро принесла Мёллеру мировую известность. Тот факт, что радиация влияет на частоту мутаций, имел два прямых следствия. Первое – гены должны состоять из вещества. Радиация, в конце концов, всего лишь энергия. Фредерик Гриффит заставил гены перемещаться между организмами, а Мёллер при помощи энергии гены изменил. Чем бы они ни были, гены представали способными перемещаться, передаваться и меняться под действием энергии, а эти черты обычно присущи химическим веществам.

Но еще больше, чем материальная природа гена, ученых ошеломила податливость генома: под рентгеновскими лучами гены плавились, как пластилин. Даже Дарвина – одного из первых и главных поборников идеи фундаментальной изменчивости природы – удивила бы такая скорость накопления мутаций. Теория Дарвина говорила[356], что организм обычно меняется с фиксированной скоростью, а скорость естественного отбора может увеличиваться, ускоряя эволюцию, или уменьшаться, замедляя ее. Однако эксперименты Мёллера показали, что наследственностью довольно легко управлять, ведь изменчива даже сама частота мутаций. «В природе нет постоянного статус-кво[357], – писал Мёллер позже. – Организм либо непрерывно подстраивается и перестраивается, либо окончательно проигрывает». Мёллер предположил, что изменением частоты мутаций и отбором возникающих вариантов он сможет «разогнать» эволюционный цикл настолько, чтобы создавать совершенно новые виды и подвиды прямо в лаборатории – как настоящий Повелитель мух.

Кроме того, Мёллер понял, что его эксперимент имеет важное значение для человеческой евгеники. Если гены мушек можно изменить такими скромными дозами радиации, далеко ли до изменения генов человеческих? Если генетические изменения можно «вызывать искусственно», то, по его мнению, управление наследственностью больше не стоит считать уникальной привилегией «недосягаемого Бога, который забавляется над нами».

Как и многие другие естественники и социологи того времени, Мёллер увлекся евгеникой в 1920-х. Еще студентом он основал в Колумбийском университете Биологическое общество, задачи которого сводились к изучению и поддержке «позитивной евгеники». Но уже в конце 20-х он стал свидетелем устрашающего подъема евгеники в США и начал переосмысливать свое отношение к ней. Научно-исследовательский центр евгеники (ERO) с его одержимостью расовой чистотой и направленностью усилий на избавление от иммигрантов, «девиантов» и «дефективных» казался Мёллеру откровенно зловещей структурой[358]. Проповедников ее идеологии – Девенпорта, Придди и Белла – он считал эксцентричными, внушающими отвращение псевдоучеными.

Размышляя о будущем евгеники и возможности изменения человеческого генома, Мёллер задался вопросом, не закралась ли в концепцию Гальтона и его коллег фундаментальная ошибка. Как и Гальтон с Пирсоном, он поддерживал идею использования генетики для облегчения страданий. Но в отличие от Гальтона, Мёллер со временем осознал, что позитивная евгеника возможна только в обществе, где уже достигнуто абсолютное равенство. Евгеника не может предшествовать ему. Напротив, равенство – необходимое условие для евгеники. Без него евгеники неминуемо придут к ложной предпосылке, что пороки общества – бродяжничество, нищета, алкоголизм, девиантное поведение, низкое умственное развитие – пороки генетические, хотя на самом деле это лишь отображения неравенства. Женщины вроде Кэрри Бак не были наследственными имбецилками; они оказались жертвами не генетической лотереи, а социального жребия – бедными, неграмотными, нездоровыми и бесправными. Последователи Гальтона были убеждены, что евгеника в конце концов породит абсолютное равенство – превратит слабых в сильных. Мёллер настаивал на справедливости обратного умозаключения: без равенства евгеника выродится в очередной механизм контроля слабых сильными.

В то время как научная карьера Мёллера в Техасе приближалась к зениту, его личная жизнь разваливалась на куски. Брак переполнился проблемами и наконец распался. Соперничество с Бриджесом и Стёртевантом, бывшими коллегами по Колумбийскому университету, достигло критической точки, а отношения с Морганом, никогда не отличавшиеся теплотой, скатились в ледяную враждебность.

Помимо этого, Мёллера преследовали за политические взгляды. В Нью-Йорке он примкнул к нескольким социалистическим объединениям, редактировал газеты, агитировал студентов, подружился с писателем и общественным деятелем Теодором Драйзером[359]. Восходящая звезда генетики, в Техасе он стал редактором подпольного социалистического издания The Spark (в честь ленинской «Искры»), которое продвигало гражданские права афроамериканцев, избирательное право женщин, образование иммигрантов и коллективное страхование рабочих – идеи по современным меркам не слишком радикальные, но тогда достаточные для раздражения коллег и администрации. ФБР начало расследование его деятельности, а газеты называли Мёллера подрывником, коммунистом, приспешником Советского Союза, красноголовым и фриком[360].

Одинокий, озлобленный, все глубже проваливающийся в паранойю и депрессию, однажды утром он пропал из своей лаборатории; в учебном кабинете его тоже не было. Поисковый отряд аспирантов обнаружил Мёллера спустя несколько часов в лесу на окраине Остина. Ученый бродил в помрачении, помятый, промокший под дождем; его лицо было забрызгано грязью, а голени исцарапаны. Он проглотил упаковку барбитуратов в надежде покончить с собой, но в итоге просто проспал под деревом, а следующим утром смущенно вернулся в кабинет.

Попытка самоубийства была неудачной, но в ней нашла выход снедавшая ученого неудовлетворенность. Мёллера тошнило от Америки – от ее грязной науки, уродливой политики и эгоистичного общества. Он хотел сбежать туда, где было бы легче соединить науку и социализм. Радикальные генетические вмешательства он мог представить только в радикально эгалитарном обществе. Ученый знал, что в Берлине в 30-е годы амбициозная либеральная демократия с социалистическим уклоном избавлялась от шелухи прошлого – там рождалась новая республика. Как писал Твен, это был «новейший город» мира – место, где ученые, писатели, философы и интеллектуалы собирались в кафе и салонах, чтобы строить свободное футуристическое общество. Мёллер решил, что потенциал современной генетики мог бы раскрыться в полной мере именно в Берлине. Зимой 1932 года он собрал чемоданы, отправил в Германию несколько сотен линий мух, 10 тысяч пробирок, тысячу стеклянных бутылок, один микроскоп, два велосипеда, новехонький «Форд» – и отбыл на работу в берлинский Институт исследований мозга, входящий в Общество кайзера Вильгельма[361]. Он и не подозревал, что принявший его город действительно увидит мощное развитие генетики, но только в исторически самой жуткой ее форме.

Lebensunwertes Leben

(Жизнь, недостойная жизни)

Физически и умственно неполноценные не должны увековечивать свое несчастье в телах собственных потомков. Здесь на народное государство ложится тяжелейшая ноша воспитательной работы. Но однажды станет ясно, что это деяние величием превосходит самые победоносные войны нынешней буржуазной эпохи.

Приказ Гитлера в рамках программы «Т-4»

Он хотел быть Богом, <…> чтобы создать новую расу.

Узник Освенцима о целях Йозефа Менгеле[362]

Шестьдесят лет жизни индивида с наследственным заболеванием обходятся в среднем в 50 000 рейхсмарок.

Предостережение для старшеклассников в немецком учебнике биологии, изданном в эпоху нацизма[363]

Как выразился биолог Фриц Ленц[364], нацизм – не более чем «прикладная биология»[365]. Весной 1933 года на глазах Германа Мёллера, только приступившего к работе в Институте исследований мозга[366], нацистскую «прикладную биологию» начали претворять в жизнь. В январе того года Адольфа Гитлера, фюрера Национал-социалистической немецкой рабочей партии (НСДАП), назначили рейхсканцлером Германии. В марте немецкий парламент одобрил Закон о чрезвычайных полномочиях, который давал Гитлеру беспрецедентное право принимать законы без участия парламента. Вооруженные отряды торжествующих нацистов маршировали по улицам Берлина с горящими факелами, празднуя победу.

«Прикладная биология» в понимании нацистов на самом деле была прикладной генетикой, нацеленной на обеспечение расовой гигиены (нем. Rassenhygiene). Нацисты не первыми использовали это понятие: еще в 1895 году его придумал Альфред Плётц[367], [368], немецкий врач и биолог (вспомните, это его страстная речь на конференции по евгенике в 1912 году особенно напугала лондонскую аудиторию). Плётц говорил, что расовая гигиена – это генетическое очищение расы, подобно тому как личная гигиена – физическое очищение тела. Если личная гигиена рутинно освобождает тело от грязи и экскрементов, то расовая избавляет общество от генетического шлака, помогая рождению более здоровой и чистой расы. В 1914 году коллега Плётца, генетик Генрих Полл[369], написал: «Точно так же, как организм безжалостно жертвует переродившимися клетками, как хирург беспощадно удаляет больной орган – и то и другое ради спасения целого, – так и органические сущности высшего порядка, включая родственные группы или целые государства, не должны излишне беспокоиться и уклоняться от вторжения в личную свободу, чтобы воспрепятствовать носителям наследственных заболеваний распространять свои вредоносные гены из поколения в поколение».

Плётц и Полл видели в британских и американских евгениках вроде Гальтона, Придди и Девенпорта первопроходцев новой «науки». Колонию для эпилептиков и слабоумных в штате Вирджиния они считали идеальным экспериментом по генетическому очищению. В начале 1920-х, когда в Америке выискивали и помещали в евгенические лагеря женщин вроде Кэрри Бак, немецкие евгеники налегли на разработку государственной программы изоляции, стерилизации и искоренения «генетически дефектных» людей. В немецких университетах учредили ставки для профессоров, специализирующихся на расовых биологии и гигиене, а в медицинских вузах науку о расах включили в обязательную программу. Академическим центром науки о расах стал основанный Обществом кайзера Вильгельма Институт антропологии, человеческой наследственности и евгеники, который находился в двух шагах от берлинской лаборатории Мёллера[370].

В 1920-х Гитлер сидел в тюрьме за организацию Пивного путча[371] – неудавшуюся попытку переворота с целью захвата власти в Мюнхене. Там он и прочитал о Плётце и расовой науке. Гитлер был потрясен. Как и Плётц, он считал, что дефектные гены медленно отравляют нацию и препятствуют возрождению сильного, здорового государства. Когда в 30-х годах нацисты захватили власть, Гитлер осознал, что теперь идеи этой науки можно воплотить в жизнь, и приступил к этому немедленно: в 1933-м, меньше чем через пять месяцев после принятия Закона о чрезвычайных полномочиях, нацисты приняли Закон о предотвращении рождения потомства с наследственными заболеваниями, неофициально называемый Стерилизационным законом[372]. Основные положения закона авторы явно позаимствовали из американской евгенической программы, придав им для пущего эффекта еще радикальности. «Любой человек, страдающий наследственным заболеванием, может быть стерилизован путем хирургической операции», – гласил закон. Первоначальный список «наследственных заболеваний» включал умственную отсталость, шизофрению, эпилепсию, депрессию, слепоту, глухоту и тяжелые уродства. Чтобы кого-то стерилизовать, врачу нужно было подать заявление в особый евгенический суд. «После принятия судом решения о стерилизации, – значилось в законе, – операция должна проводиться даже против воли лица, подлежащего стерилизации. <…> Если прочие меры недостаточны, допустимо прямое применение силы».

Чтобы обеспечить закону общественную поддержку, развернули хитроумную пропагандистскую кампанию – эту формулу нацисты в итоге отточили до пугающего совершенства. Фильмы от Расово-политического управления НСДАП, в которых демонстрировали проблемы «дефективных» и «неполноценных» – Das Erbe («Наследственность», 1935)[373] и Erbkrank («Наследственная болезнь», 1936)[374], – собирали полные кинозалы по всей стране. В фильме «Наследственная болезнь» психически нездоровая женщина в муках нервного срыва навязчиво теребит свои руки и волосы; уродливый ребенок лежит, забытый и истощенный, на кровати; женщина с укороченными конечностями ходит на четвереньках, как вьючное животное. С этими пугающими, тяжелыми лентами резко контрастировали кинематографические оды прекрасным арийским телам: в знаменитой, прославляющей немецких спортсменов «Олимпии» Лени Рифеншталь[375] блестящие молодые люди с мускулистыми телами демонстрировали чудеса гимнастики как признаки генетического совершенства. «Дефективные» вызывали у зрителей отвращение, а атлетичные «сверхлюди» вдохновляли и внушали зависть.

В то время как запущенная государством машина агитпропа вырабатывала у населения пассивное согласие на евгеническую стерилизацию, нацисты следили за юридическим подкреплением расширения границ расовой чистки. С ноября 1933 года новый закон уже позволял насильно стерилизовать «опасных преступников»[376], включая оппозиционеров, писателей и журналистов. В октябре 1935 года были приняты Нюрнбергские законы[377] о защите наследственного здоровья немецкого народа. Призванные ограничить генетическое смешение, они запрещали евреям вступать в брак с людьми немецкой крови или в сексуальные отношения с лицами арийского происхождения. И сложно представить себе более гротескную иллюстрацию сопоставления чистоты в доме с чистотой расовой, чем законодательный запрет нанимать в еврейские дома «немецких горничных».

Масштабные программы по стерилизации и изоляции требовали создания столь же масштабного административного аппарата. К 1934 году каждый месяц стерилизовали около 5 тысяч взрослых[378]; к концу нацистского режима функционировали 200 судов по наследственному (генетическому) здоровью. Кроме того, не покладая рук трудились апелляционные суды, пересматривающие положительные решения о стерилизации. По ту сторону Атлантического океана американские евгеники восторгались такими стараниями и сокрушались по поводу собственной неспособности добиться столь же эффективных мер. Лотроп Стоддард, еще один протеже Чарльза Девенпорта, в конце 1930-х посетил одно заседание евгенического суда и восхитился отлаженностью и эффективностью работы системы. Во время визита Стоддарда судили маниакально-депрессивную женщину, глухонемую девочку, девочку с умственной отсталостью и «обезьяноподобного мужчину», который женился на еврейке и сильно напоминал гомосексуала – словом, собрал целую триаду преступлений. Из записей Стоддарда неясно, каким образом установили наследственную природу всех этих симптомов, тем не менее суд немедля одобрил стерилизацию всех подсудимых.

Переход от стерилизации к откровенным убийствам для населения был неожиданным и почти незаметным. Гитлер еще в 1935 году в частных беседах делился мечтами о наращивании темпов генетической чистки, о шаге от стерилизации к эвтаназии – разве прямое уничтожение дефективных не самый быстрый способ очистить генофонд? – но он опасался реакции общественности. Однако к концу 30-х, увидев, что немецкий народ принял стерилизационную программу спокойно, нацисты осмелели. Удачная возможность подвернулась в 1939-м. Летом того года Рихард и Лина Кречмар направили Гитлеру прошение разрешить эвтаназию их 11-месячного сына Герхарда, который родился слепым и без двух конечностей[379]. Родители – убежденные нацисты – надеялись послужить на благо нации, исключив своего ребенка из национального генетического наследия.

Не желая упускать момент, Гитлер одобрил убийство Герхарда Кречмара и тут же принялся за разработку программы, распространяемой и на других детей. Вместе с Карлом Брандтом[380], личным врачом, Гитлер составил Научный реестр серьезных наследственных и врожденных заболеваний, вокруг которого должна была строиться масштабная национальная программа эвтаназии, направленная на искоренение генетически «ущербных». Чтобы оправдать истребление, нацисты начали называть будущих жертв эвфемизмом lebensunwertes Leben – «жизнь, недостойная жизни». Эта зловещая формулировка отражала эскалацию евгенической логики: недостаточно стерилизовать генетически ущербных ради чистоты будущей нации – нужно их уничтожать ради чистоты нации сегодняшней. Это стало бы окончательным решением генетического вопроса.

Сперва убивали только «дефективных» детей младше трех лет, но к сентябрю 1939-го постепенно добрались до подростков. Следующими в списке очутились малолетние преступники. Непропорционально большое внимание уделяли еврейским детям: их отправляли на принудительный осмотр к государственным врачам, клеймили «генетически нездоровыми» и уничтожали, часто под самыми незначительными предлогами. К октябрю 1939-го программа уже распространялась и на взрослых. В официальную штаб-квартиру программы эвтаназии превратили богато обставленную виллу на Тиргартенштрассе, 4[381]. В честь этого адреса программа и получит свое название – «Т-4».

По всей стране создавались центры умерщвления. Особенно высокую активность проявляли Хадамар – похожая на замок лечебница – и Бранденбургский государственный институт социального обеспечения – кирпичное строение типа казармы, испещренное рядами окон[382]. В подвалах этих зданий были оборудованы герметичные камеры, в которых жертв убивали угарным газом. В то же время нацисты тщательно поддерживали видимость науки и медицинских исследований, регулярно прибегая к инсценировкам, направляющим воображение общественности в нужную сторону. Приговоренных к эвтаназии свозили в центры умерщвления автобусами с зашторенными окнами, часто в сопровождении сотрудников СС, переодетых в белые халаты. В комнатах, смежных с газовыми камерами, сооружали импровизированные бетонные столы с системой отвода жидкостей. На этих столах врачи могли препарировать тела после эвтаназии, чтобы сохранить мозги и другие ткани для будущих исследований, в том числе генетических. Жизни «недостойных жизни», очевидно, представляли исключительную ценность для развития науки.

Чтобы убедить людей в том, что их детей или родителей лечат должным образом в специальном учреждении, многих пациентов вначале доставляли во временные лагеря, а уж потом тайно перевозили в один из центров умерщвления. После эвтаназии тысячами фальсифицировали свидетельства о смерти, где приводили разнообразные причины ухода из жизни – иногда даже абсурдные. Мать Мари Рау, страдавшую от психотической депрессии, убили в 1939 году[383]. Ее семье сообщили, что она умерла от последствий «воспаления на губе». К 1941 году программа «Т-4» уничтожила около четверти миллиона мужчин, женщин и детей. Применение Стерилизационного закона между 1933 и 1943 годами вылилось примерно в 400 тысяч принудительных операций[384].

Выдающийся культуролог Ханна Арендт, задокументировавшая извращенные бесчинства нацизма, впоследствии напишет о «банальности» зла[385], [386], которое пронизывало немецкую культуру эпохи нацизма. Но, пожалуй, столь же всеобъемлющей была готовность доверять злу. Впитывание идеи, что «еврейство» и «цыганство» зашиты в хромосомах, передаются по наследству, а значит, подлежат генетической чистке, требовало неординарного кульбита доверия – но отказ от скептицизма был главным кредо той культуры. Действительно, целый штат «ученых» – генетиков, медицинских исследователей, психологов, антропологов и лингвистов – торжествующе извергал академические работы в поддержку научной логики евгенической программы. Например, Отмар фон Фершуэр, профессор берлинского Института антропологии, человеческой наследственности и евгеники, в своем путаном трактате «Расовая биология евреев» (Rassenbiologie der Juden)[387] доказывал, что неврозы и истерии – генетически обусловленные атрибуты евреев. Отметив, что уровень самоубийств среди евреев вырос в семь раз за период с 1849 по 1907 год, Фершуэр удивительным образом связал это не с систематическим преследованием евреев в Европе, а с их чрезмерной невротической реакцией на него: «Только лица с психопатическими и невротическими наклонностями могут реагировать таким образом на подобные изменения внешних обстоятельств». В 1935 году Мюнхенский университет – учреждение, щедро одаряемое Гитлером, – присвоил степень доктора философии молодому исследователю-медику за его диссертацию о «расовой морфологии» человеческой челюсти – попытку доказать, что анатомия челюсти зависит от расы и закреплена в генах[388]. Этот новоиспеченный «эксперт по человеческой генетике», Йозеф Менгеле, вскоре дозреет до самого извращенного из нацистских исследователей; эксперименты над заключенными принесут ему титул Ангела смерти.

Нацистская программа вычищения «генетически ущербных» окажется лишь прелюдией к грядущему, куда более масштабному опустошению. Как это ни ужасно, но истребление глухих, слепых, немых, хромых, нетрудоспособных и слабоумных вскоре количественно затмят еще более эпические кошмары: уничтожение 6 миллионов евреев в лагерях и газовых камерах во время Холокоста, 200 тысяч цыган, нескольких миллионов советских и польских граждан, неизвестного числа гомосексуалов, интеллектуалов, писателей, художников и политических диссидентов. Однако невозможно отделить стадию освоения дикой жестокости от стадии ее зрелого, мастерского применения: именно в этих яслях евгенического варварства нацисты постигали азы своего ремесла.

Слова «геноцид» и «ген» имеют общий корень, и не случайно: нацисты пользовались словарем генетики, когда запускали, обосновывали и подкрепляли свою программу. Язык генетической дискриминации они легко превратили в язык расового уничтожения. Дегуманизация психически больных и физически неполноценных («они не способны думать или действовать как мы») была «разогревом» перед дегуманизацией евреев («они думают и действуют не как мы»). Впервые в истории гены так легко и коварно сопрягали с идентичностью, идентичность – с дефективностью, а дефективность – с истреблением. В часто цитируемом заявлении немецкого теолога Мартина Нимёллера скользкий путь к глубинам зла описан так:

«Сначала они пришли за социалистами[389], и я промолчал – потому что я не был социалистом.

Затем они пришли за членами профсоюза, и я промолчал – потому что я не был членом профсоюза.

Затем они пришли за евреями, и я промолчал – потому что я не был евреем.

Затем они пришли за мной – и не осталось уже никого, кто мог бы заступиться за меня»[390].

Пока нацисты в 1930-х тренировались перекручивать язык наследственности, чтобы оправдывать государственную программу стерилизации и умерщвления, другое могущественное европейское государство тоже искажало логику наследственности и генов, подгоняя ее под текущую политическую повестку – но в противоположную сторону. Для нацистов генетика была инструментом расовой чистки. В Советском Союзе тех лет «левые» ученые и интеллектуалы решили, что черты, которые принято считать наследственными, даже и не врожденные вовсе. В природе всё – и каждый – меняется. Гены – это мираж, выдуманный буржуазией, чтобы подчеркнуть незыблемость индивидуальных различий. На самом же деле любые свойства, решения, судьбы, идентичность – все это можно исправить. Если государству нужно очищение, его можно достичь не за счет генетического отбора, а за счет перевоспитания всех граждан и стирания их бывших «я». Чистить надо не гены, а мозги.

Как и идеологию нацистов, советскую доктрину питала и поддерживала эрзац-наука. В 1928 году агроном Трофим Лысенко[391], угрюмый человек с каменным лицом – как писал один журналист, «от этого Лысенко остается ощущение зубной боли»[392], [393], – объявил, что нашел способ «разрушить» и перенаправить влияние наследственности на свойства животных и растений. Лысенко проводил эксперименты в далеких сибирских колхозах, где якобы подвергал линии пшеницы действию холода и засухи, таким образом развивая у растений наследуемую устойчивость к капризам природы (позже выяснится, что утверждения Лысенко были либо заведомо ложными, либо основанными на экспериментах низкого научного качества). Он заявлял, что с помощью такой «шоковой терапии» можно заставить растения лучше цвести весной и щедрее давать зерно летом.

Но «шоковая терапия» явно не имела ничего общего с генетикой. Холод и дефицит влаги приводили к стойким наследуемым изменениям в генах с тем же успехом, что многократное отрезание хвоста – к формированию бесхвостой линии мышей, а вытягивание шеи антилопы – к превращению в жирафа. Чтобы наделить растения новыми свойствами, Лысенко должен был бы вызвать мутации в генах холодостойкости (по рецепту Моргана или Мёллера), с помощью естественного или искусственного отбора изолировать мутантные линии (по Дарвину), а затем скрещивать их особей между собой, чтобы закрепить мутацию (как Мендель и де Фриз). Но Лысенко убедил себя и своих советских начальников, что «перевоспитал» зерновую культуру лишь за счет помещения ее в определенные условия и этим изменил присущие ей от рождения свойства. Он отвергал само понятие генов[394], заявляя, что его «изобрели генетики» в угоду науке «отмирающей, разлагающейся буржуазии», а «в основе наследственности не лежит никакого особого самовоспроизводящегося вещества». Лысенко воскресил устаревшую идею Ламарка о том, что прижизненные адаптации напрямую переходят в наследственные изменения, – и это спустя десятилетия после того, как генетики указали на концептуальные ошибки ламаркизма.

Теорию Лысенко немедленно взял на вооружение советский политический аппарат. Она обещала новый метод, способный значительно повысить сельскохозяйственное производство в стране, балансирующей на грани голода: «перевоспитывая» пшеницу[395] и рис, можно выращивать зерно в любых условиях, включая суровейшие зимы и жесточайшие засухи. Но, пожалуй, не менее важным было то, что для Сталина и его соотечественников идея «разрушения» и «переучивания» наследственности шоковой терапией была близка идеологически. Пока Лысенко учил растения избавляться от зависимости от почвы и климата, партработники перевоспитывали политических диссидентов, избавляя их от закоренелой зависимости от ложного сознания[396] и материальных благ. Нацисты верили в абсолютное генетическое постоянство («еврей есть еврей») и прибегли к евгенике, чтобы изменить структуру своей популяции. В Советском Союзе верили в возможность абсолютного перепрограммирования наследственности («кто угодно может стать кем угодно») и стремились искоренить все различия, чтобы добиться коллективного благополучия.

В 1940 году Лысенко лишил своих критиков должностей[397], принял руководство Институтом генетики АН СССР и установил тоталитарный контроль над всей советской биологией. Несогласие с его теориями в любой форме – особенно приверженность менделевской генетике или дарвиновской эволюционной теории – было в СССР вне закона. Ученых ссылали в лагеря для «перевоспитания» и переосмысления идей Лысенко («шоковая терапия», как и в случае с пшеницей, должна была убедить инакомыслящих профессоров поменять свое мнение). В августе 1940-го Николай Вавилов, знаменитый генетик и последователь Менделя, был задержан и отправлен в печально известную саратовскую тюрьму за пропаганду «буржуазных» взглядов в биологии (он смел утверждать, что гены не так уж пластичны). Пока Вавилов и другие генетики томились за решеткой, сторонники Лысенко развернули мощную кампанию по дискредитации генетики как науки. В январе 1943 года истощенного и опустошенного Вавилова перевели в тюремную больницу. «Я теперь навоз и больше ничего»[398], [399], – так он представился своим мучителям, а через несколько недель умер[400].

Нацизм и лысенковщина были основаны на радикально противоположных концепциях наследственности – но параллели между двумя движениями поразительны. Хотя нацистская доктрина была непревзойденной по вредоносности, нацизм и лысенковщину связывала одна черта: в обоих случаях теорию наследственности использовали, чтобы сконструировать концепцию человеческой идентичности, которую, в свою очередь, подстраивали под текущую политическую повестку. Нацисты яростно настаивали на неизменности идентичности, советские авторитеты – на ее абсолютной пластичности, но язык генов и наследственности лежал в основе государственности и развития обеих систем. Представить нацизм без веры в незыблемость наследственных свойств так же трудно, как Советский Союз – без веры в их полнейшую стираемость. Неудивительно, что в обоих случаях науку намеренно искажали, чтобы она обслуживала государственные механизмы «чистки». Язык генов и наследственности присваивали ради обоснования и укрепления целых систем государственной власти. К середине XX века ген – или его отрицание – уже превратился в мощный политический и культурный инструмент. Концепция гена стала одной из самых опасных в истории.

Мусорная наука поддерживает тоталитарные режимы. А тоталитарные режимы порождают мусорную науку. Внесли ли нацистские генетики реальный вклад в науку?

Из кучи плевела удалось извлечь всего два зерна. Первое – методологический вклад: нацистские ученые заметно усовершенствовали близнецовые исследования – хотя неудивительно, что вскоре и они выродились в нечто жуткое. Впервые к близнецовому методу обратился Фрэнсис Гальтон в 1890-х. Гальтона, давшего знаменитое название проблеме «природа или воспитание»[401], интересовало, как ученые могли бы отличить влияние одного от влияния другого. Как понять, природа или воспитание определяет ту или иную характеристику – скажем, рост или интеллект? Как разделить среду и наследственность?

Гальтон предложил использовать естественный эксперимент. Он рассуждал так: поскольку у близнецов идентичный генетический материал, то все существенные сходства между ними можно отнести на счет генов, а любые различия будут следствием влияния среды. Изучая близнецов, сравнивая их сходства и различия, генетик может установить точный вклад природы или воспитания в важные черты.

Гальтон был на верном пути, но в его рассуждения закрался критический недочет: он не разделял однояйцевых близнецов, действительно генетически идентичных, и разнояйцевых, простых сиблингов по сути (первые развиваются в результате разделения одной оплодотворенной яйцеклетки и потому имеют одинаковые геномы, тогда как вторые происходят от двух разных яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами, и их геномы различаются).

Из-за этой путаницы результаты ранних близнецовых исследований были неубедительными. В 1924 году Герман Вернер Сименс[402], немецкий евгеник, сочувствующий нацистам, предложил улучшенный вариант близнецовых исследований, четко разделяющий однояйцевых и разнояйцевых близнецов[403].

Дерматолог по образованию и ученик Плётца, Сименс был в числе первых и самых громогласных поборников расовой гигиены. Как и Плётц, Сименс понимал, что генетическая чистка будет оправданной лишь в том случае, если ученые докажут факт наследования признака: стерилизацию слепого можно обосновать только тем, что слепоту он унаследовал. С признаками вроде гемофилии было просто: для подтверждения их наследования близнецовые исследования едва ли требовались. Установить наследственный характер более сложных признаков, таких как интеллект или психические болезни, было намного труднее. Чтобы распутать сети влияний наследственности и среды, Сименс предложил сравнивать однояйцевых близнецов с разнояйцевыми. Ключевой проверкой на наследование признака должна была стать конкордантность – доля близнецов, сходных по интересующему признаку[404]. Если цвет глаз у близнецов совпадает в 100 % случаев, то конкордантность этого признака равна 1. Если в 50 % – то 0,5. Конкордантность – удобная мера влияния генов на признак. Если, к примеру, по признаку шизофрении в парах однояйцевых близнецов наблюдается высокая конкордантность, а в парах разнояйцевых, родившихся и выросших в одной среде, – низкая, то можно не сомневаться, что корнями это заболевание уходит в генетику.

Нацистские евгеники использовали эти ранние исследования как основу для более радикальных экспериментов. Самым ярым приверженцем таких экспериментов был Йозеф Менгеле – антрополог, ставший сначала врачом, а затем офицером СС. Облаченный в белый халат, он терзал узников лагерного комплекса Освенцим. Питавший болезненную страсть к генетике и медицинским исследованиям, Менгеле в должности главного врача Освенцима-Биркенау провел серию чудовищных экспериментов над близнецами. С 1943 по 1945 год им подвергли более тысячи близнецов[405], [406]. Поощрял эти эксперименты берлинский наставник Ангела смерти Отмар фон Фершуэр. Менгеле лично выискивал близнецов для своих исследований, прочесывая ряды новоприбывших узников и выкрикивая фразы, которые навсегда врезались в память заключенных: Zwillinge heraus! («Близнецы, выйти вон!») или Zwillinge heraustreten! («Близнецы, шаг вперед!»).

Выходящих близнецов сдергивали с пандусов[407], метили специальными татуировками, размещали в отдельных блоках, а затем Менгеле с помощниками систематически издевались над ними (по иронии судьбы у близнецов, служивших материалом для экспериментов, шансы выжить в лагере были выше, чем у детей-неблизнецов, которых уничтожали на регулярной основе). Менгеле маниакально обмерял тела близнецов, чтобы сопоставлять силу влияния генов на ростовые параметры. «Не было такого места на теле, которое Менгеле не мерил бы и не сравнивал, – вспоминал потом один из близнецов. – Мы всегда сидели вместе – и всегда голыми»[408]. Часть близнецов душили газом, а их трупы препарировали с целью сравнения размеров внутренних органов. Кого-то убивали инъекцией хлороформа в сердце или оперировали без анестезии. Другим переливали несовместимую кровь или ампутировали конечности. Близнецов заражали тифом, чтобы оценить генетическую вариативность по ответу на бактериальные инфекции. В одном из самых жутких экспериментов Менгеле сшил друг с другом двух близнецов, у одного из которых был горб: так он хотел выяснить, исправит ли общий позвоночник этот дефект. В месте шва развилась гангрена, и оба близнеца вскоре погибли.

Несмотря на иллюзорный налет научности, исследования Менгеле были нижайшего научного уровня. Поставив эксперименты над сотнями жертв, он небрежно заполнил пометками без особых обсуждений единственную тетрадь, и там не было никаких заслуживающих внимания результатов. Один исследователь, изучив разрозненные записи в музее Освенцима, заключил: «Ни один ученый не примет [их] всерьез». Действительно, какими бы успешными ни были ранние близнецовые исследования в Германии, эксперименты Менгеле так сильно дискредитировали эту область и притянули к ней столько ненависти, что мировое сообщество смогло оценить ее лишь через десятилетия.

Второй вклад в развитие генетики нацисты вносили, сами того не ведая. К середине 1930-х, когда Гитлер пришел к власти в Германии, сонмы ученых почувствовали, что нацистская политическая программа становится все более угрожающей, и покинули страну. В начале XX века Германия лидировала по части науки: она была кузницей атомной физики, квантовой механики, ядерной химии, физиологии и биохимии. Из 100 Нобелевских премий по физике, химии и медицине с 1901 по 1932 год 33 присудили немецким ученым (британцы получили 18, а американцы – всего 6). Когда Герман Мёллер в 1932-м приехал в Берлин, город был домом для величайших научных умов. Эйнштейн исписывал уравнениями доски в Институте физики Общества кайзера Вильгельма. Химик Отто Ган расщеплял атомы, чтобы понять, из каких субатомных частиц они состоят. Биохимик Ханс Кребс[409] проникал внутрь клеток, чтобы установить их химические компоненты.

Но подъем нацизма быстро подкосил немецкое научное сообщество. В апреле 1933 года из государственных университетов[410] внезапно уволили профессоров еврейского происхождения. Чувствуя неминуемую опасность, эмигрировали тысячи ученых-евреев. Эйнштейн выехал на конференцию в 1933-м и благоразумно решил не возвращаться. В том же году спешно покинули страну Кребс, биохимик Эрнст Чейн и физиолог Вильгельм Фельдберг. Макс Перуц, австрийский физик, уехал работать в Кембриджский университет в 1937-м. Для некоторых неевреев, таких как физик-теоретик Эрвин Шрёдингер и химик-ядерщик Макс Дельбрюк, ситуация была морально неприемлемой. Из-за отвращения к происходящему многие подали в отставку и переехали в другие страны. Герман Мёллер, разочарованный в очередной фальшивой утопии, оставил Берлин ради Советского Союза, ради новой попытки объединить науку и социализм. (Дабы реакция научного сообщества на укрепление позиций нацизма не выглядела превратно, нужно отметить, что многие немецкие ученые перед его лицом хранили гробовое молчание. Как писал Джордж Оруэлл в 1945 году, «Гитлер, может, и уничтожил долгосрочные перспективы немецкой науки»[411], но тогда «не было недостатка в одаренных [немцах], готовых исследовать такие штуки, как синтетическая нефть, реактивные самолеты, реактивные снаряды и атомная бомба».)

Потеря для Германии обернулась выигрышем для генетики в целом. Благодаря исходу из Германии ученые смогли путешествовать не только между государствами, но и между дисциплинами. В новых условиях у них появилась возможность обратить внимание и на новые проблемы. Физики-атомщики заинтересовались в первую очередь биологией: это был неизведанный рубеж научных исследований. Разложив материю на базовые единицы, они стремились свести к аналогичным материальным частицам и жизнь. Дух атомной физики – вечное стремление к поиску неделимых частиц, универсальных механизмов и системных объяснений – вскоре проник в биологию, подтолкнув ее к новым методам и вопросам. Отголоски этого проникновения будут ощущаться десятилетиями: погружаясь в биологию, физики и химики пытались понять живые существа с точки зрения химии и физики – через молекулы, силы, структуры, воздействия и реакции. Со временем эти эмигранты на новый материк перерисуют его карты.

Больше всего внимания привлекали гены. Из чего они сделаны, как выполняют свои функции? Работы Моргана четко показали, что гены расположены на хромосомах, предположительно, как нанизанные на нить бусины. Эксперименты Гриффита и Мёллера указали на их материальную сущность – вещество, которое может передаваться между организмами и довольно легко меняться под действием рентгеновского излучения.

Биологов, может, и ужаснула бы идея описать «молекулу гена», опираясь лишь на догадки, но какой физик удержится от авантюрной прогулки по неизведанной территории? В 1943 году квантовый физик Эрвин Шрёдингер, выступая в Дублине[412], предпринял дерзкую попытку описать молекулярную природу гена, исходя из чисто теоретических предпосылок (цикл тех лекций позже составил книгу «Что такое жизнь?»). Ген, как постулировал Шрёдингер, должен состоять из особого вещества, и его молекула должна быть полна противоречий. Она должна обладать химической регулярностью – иначе не будут работать рутинные процессы вроде копирования и передачи между клетками. В то же время она обязана допускать и высокую неоднородность – иначе нельзя объяснить столь высокое разнообразие наследственных черт. Молекула должна уметь переносить большие объемы информации и одновременно быть достаточно компактной, чтобы помещаться в клетки.

Шрёдингер представил соединение с многочисленными химическими связями по всей длине «хромосомного волокна». Он предположил, что последовательность связей и служит шифром: «разнообразное содержание, сжатое в миниатюрный шифр»[413]. Может, таинство жизни кроется именно в порядке бусин на нити? Сходство и различие; порядок и разнообразие; сообщение и материя. Шрёдингер старался вообразить вещество, воплощающее в себе расходящиеся, противоречивые свойства наследственности – молекулу, которая удовлетворила бы Аристотеля. Перед его внутренним взором предстало нечто, очень похожее на ДНК.

«Эта глупая молекула»

Не следует недооценивать силу человеческой глупости.[414]

Роберт Хайнлайн[415]

Когда в 1933 году Освальд Эвери услышал о проведенном Фредериком Гриффитом эксперименте по трансформации, ему было 55. А выглядел он еще старше. Щуплый, невысокий, лысеющий, в очках, с птичьим голоском и висящими, словно замерзшие веточки, конечностями, Эвери занимал профессорскую должность в Университете Рокфеллера в Нью-Йорке. Там он всю жизнь изучал бактерий, главным образом пневмококков. Ученый был уверен, что Гриффит в своем эксперименте совершил какую-то ужасную ошибку. Как может какой-то химический мусор переносить генетическую информацию от одной клетки к другой?

Подобно музыкантам, математикам и высококлассным спортсменам, ученые рано достигают пика карьеры и быстро сходят с дистанции. Истощается не изобретательность, а запас жизненных сил: наука – спорт на выносливость. Чтобы провести тот единственный, переломный, озаряющий эксперимент, придется выкинуть в мусорную корзину результаты тысячи проходных экспериментов: это противостояние между природой и выдержкой. Эвери зарекомендовал себя как отличный микробиолог, но он никогда не думал вторгаться в новый мир генов и хромосом. «Фесс»[416], как его ласково называли студенты (сокращая обращение «профессор»), был хорошим ученым, но ничего революционного от него ожидать не приходилось. Эксперимент Гриффита должен был безвозвратно и с ветерком отправить генетическое такси в непредсказуемое, удивительное будущее, но Эвери не спешил заскакивать на подножку набитой будущими триумфаторами машины.

Если Фесс был сопротивляющимся генетиком, то ДНК была сопротивляющейся молекулой – той самой таинственной «молекулой гена». Эксперимент Гриффита породил массу спекуляций на тему молекулярного состава генов. К началу 1940-х биохимики уже научились разбивать клетки, чтобы выявлять их химические компоненты. Им удалось идентифицировать множество молекул в составе живых систем – но молекула, в которой зашифрована наследственность, так и осталась непознанной.

Было известно, что в состав хроматина – биологической структуры, в которой скрывались гены, – входят вещества двух видов: белки и нуклеиновые кислоты. Никто не знал, какова химическая структура хроматина[417], но из двух его «тесно связанных» компонентов белки были знакомы биологам намного лучше, отличались гораздо большим многообразием и казались куда более вероятными кандидатами на роль носителей генов. Ученые знали, что белки выполняют в клетке массу функций. Жизнь клетки поддерживают химические реакции: например, при дыхании сахар взаимодействует с кислородом, в результате чего образуются углекислый газ и энергия. Ни одна из этих реакций не запускается самопроизвольно (иначе наши тела непрерывно источали бы аромат жженого сахара). Белки держат под контролем главные химические процессы в клетке: какие-то ускоряют, какие-то замедляют, обеспечивая ровно тот темп, который совместим с жизнью. Можно сказать, что жизнь – это химия, но только особый ее случай. Живые организмы существуют за счет не просто возможных, а едва возможных реакций. Слишком высокая реакционная способность приведет к нашему спонтанному воспламенению, а из-за слишком низкой мы замерзнем до смерти. Белки обеспечивают протекание этих едва возможных реакций, благодаря чему мы можем жить на грани химической энтропии – опасно балансируя на краю, но никогда не падая.

Кроме того, белки формируют структурные компоненты клеток – волокна в составе волос, ногтей, хрящей, – а также межклеточный матрикс, который удерживает и связывает клетки друг с другом. Белки, свернутые другими способами, образуют рецепторы, гормоны и сигнальные молекулы, которые позволяют клеткам «общаться». Практически все процессы в клетке – метаболизм, дыхание, рост, деление, защита, утилизация отходов, секреция, сигнализация, да даже клеточная смерть – не обходятся без белков. Это рабочие лошадки биохимического мира.

Нуклеиновые кислоты в этом мире тоже были лошадками, только темными. В 1869-м, через четыре года после доклада Менделя в Обществе естествоиспытателей города Брно, швейцарский биохимик Фридрих Мишер[418] открыл этот класс молекул в составе клеток. Как и большинство его коллег по специальности, Мишер пытался изучать молекулярный состав клеток, разрушая их и выделяя высвобождающиеся вещества. Среди разнообразных соединений его особенно заинтриговало одно, которое осаждалось в виде клубков плотных нитей после разрушения белых кровяных клеток человеческого гноя из хирургических повязок. Такие же белые клубки содержались в сперме лосося. Мишер назвал это вещество нуклеином, поскольку оно сосредотачивалось в клеточных ядрах. Так как нуклеин проявлял кислотные свойства, позже его переименовали в нуклеиновую кислоту, но назначение вещества оставалось загадкой.

В начале 1920-х биохимики уже лучше понимали структуру нуклеиновых кислот. Оказалось, что они бывают двух разновидностей – ДНК и РНК. Остовы этих молекулярных двоюродных сестер были представлены длинными цепями из одинаковых звеньев, несущих одно из четырех азотистых оснований[419]. Основания торчали из остова, подобно листьям из плетей плюща. В ДНК «листиками» (основаниями) были аденин, гуанин, цитозин и тимин, а сокращенно – А, Г, Ц, Т. В РНК тимин замещался урацилом, в остальном набор оснований был тем же: А, Г, Ц, У[420]. Кроме упомянутых мелких деталей, о структуре и функциях ДНК и РНК ничего не знали.

Биохимик Фебус Левин, коллега Эвери по Институту Рокфеллера, решил, что до смешного простой химический состав ДНК – четыре разных азотистых основания, нанизанных на одинаковые молекулы фосфорилированного сахара, – предполагает и крайнюю незамысловатость ее структуры[421]. Левин представлял ДНК как длинный однообразный полимер, где четыре звена (нуклеотида) повторяются в определенном порядке: AGCT-AGCT-AGCT-AGCT[422], и так далее, скучно до тошноты. Повторяющаяся, ритмичная, неизменная, простая – этакая химическая конвейерная лента, нейлон биохимического мира. Макс Дельбрюк назвал ДНК «глупой молекулой»[423].

Даже беглый взгляд на предложенную Левином структуру ДНК заставлял отбросить мысль о ней как о возможном носителе генетической информации. Глупые молекулы не способны передавать умные сообщения. Монотонная до крайности, ДНК казалась полной противоположностью веществу, которое представлял Шрёдингер: это была молекула не только глупая, но и, что еще хуже, скучная. То ли дело молекулы белка: разнообразные, многопрофильные, готовые делиться своими тайнами, способные к структурному и функциональному перевоплощению не хуже Зелига[424], они были безмерно привлекательнее в качестве потенциальных носителей генов. Если хроматин в представлении Моргана – бусы, то белки – бусины, активный компонент, а ДНК, видимо, просто нить. Нуклеиновая кислота в хромосоме, как заявил один биохимик, лишь «формообразующее, поддерживающее вещество»[425] – привлекающий избыточное внимание молекулярный каркас для генов. Белки – истинный материал наследственности, ДНК – вспомогательная субстанция, наполнитель.

Весной 1940 года Эвери подтвердил ключевой результат эксперимента Гриффита. Он взял массу из фрагментов убитых бактерий вирулентного гладкого штамма, смешал с живыми бактериями невирулентного шероховатого штамма и ввел полученную смесь мышам. Вирулентные бактерии с капсулой появились как по писаному – и убили мышей. «Трансформирующее начало» сработало. Как и Гриффит, Эвери наблюдал, что бактерии, единожды трансформировавшись в гладкую, инкапсулированную форму, сохраняли вирулентность из поколения в поколение. Напрашивался вывод, что генетическая информация перешла от одного организма к другому в чисто химической форме – только так шероховатая разновидность пневмококка могла превратиться в гладкую.

Но что же это было за вещество? Эвери жонглировал экспериментальными условиями с ловкостью, доступной только микробиологу: культивировал бактерии в разнообразных средах, добавлял вытяжку из бычьего сердца, удалял нежелательные примеси сахаров и выращивал колонии пневмококков на чашках Петри. Два ассистента – Колин Маклауд и Маклин Маккарти – подключились к экспериментам Эвери. Первоначальные методические хлопоты оказались плодотворными; к началу августа 1940 года эти трое добились бактериальной трансформации в колбе и путем перегонки выделили «трансформирующее начало» в высококонцентрированной форме. К октябрю команда приступила к анализу этого биоконцентрата, кропотливо отделяя каждый химический компонент и проверяя каждую фракцию на способность передавать генетическую информацию.

Сперва они удалили из смеси все фрагменты полисахаридных бактериальных капсул, но ее трансформирующая активность сохранилась. Потом спиртом растворили липиды – и снова без изменений. Затем избавились от белков, осадив их хлороформом. Трансформирующее начало не пострадало. С возможными остаточными белками ученые расправлялись ферментами, нагреванием до 65 °, достаточным для свертывания большинства белков, и добавлением кислот, но передача генов неизменно происходила. Эксперименты были тщательными, результаты – совершенно определенными и исчерпывающими. Из чего бы ни состояло трансформирующее начало, это точно не были сахара, липиды или белки.

А что же тогда? Это вещество можно было замораживать и размораживать, осаждать спиртом. Оно выпадало в осадок в виде белой «волокнистой субстанции, <…> которая наматывалась на стеклянную палочку, как нить на катушку». Если бы Эвери положил моток волокон на язык, он мог бы почувствовать легкий привкус кислоты, затем сладковатое послевкусие и металлическую нотку соли – как выразился один писатель, вкус «доисторического океана»[426]. Фермент, расщепляющий РНК, тоже не повлиял на трансформацию. Единственным способом нарушить ее оказалась обработка ферментом, который расщеплял ДНК.

ДНК? Неужели ДНК – носитель генетической информации? Как может «глупая молекула» переносить биологическую информацию самой высокой сложности? Эвери, Маклауд и Маккарти развернули целую серию экспериментов, в которой изучали трансформирующее начало с помощью ультрафиолета, химического анализа, электрофореза. Ответ всегда был однозначным: трансформирующий материал – это ДНК. «Кто мог это представить?[427] – нерешительно писал Эвери своему брату в 1943 году. – Если мы правы – что, разумеется, еще не доказано, – тогда получается, что нуклеиновые кислоты – не просто структурно важные, а функционально активные вещества, <…> которые вызывают предсказуемые и наследуемые изменения в клетках» (подчеркивание принадлежит Эвери).

Перед тем как публиковать результаты, Эвери хотел в них удостовериться: «Я бы поостерегся рубить сплеча, чтобы потом не оконфузиться, идя на попятную»[428]. Однако он в полной мере осознавал значение своего эпохального эксперимента: «Вопрос чреват последствиями. <…> Это ровно то, о чем давно мечтали генетики». Как позже выразится один исследователь, Эвери открыл «материальную сущность гена» – «ткань, из которой выкраиваются гены»[429].

Статья Освальда Эвери о ДНК была опубликована в 1944 году[430] – именно тогда истребление людей нацистами достигло своего жуткого крещендо. Каждый месяц поезда извергали в лагеря тысячи депортированных евреев. И цифры неудержимо росли: в одном только 1944-м в Освенцим поступило около 500 тысяч человек. Открывались дополнительные лагеря, строились новые газовые камеры и крематории, братские могилы переполнялись мертвыми. Предположительно 450 тысяч человек в том году были умерщвлены газом[431]. К 1945 году были убиты 900 тысяч евреев, 74 тысячи поляков, 21 тысяча цыган и 15 тысяч политзаключенных.

В начале 1945-го, когда солдаты[432] советской Красной Армии пробирались через бескрайние снега к Освенциму, нацисты попытались вывезти из лагерного комплекса около 60 тысяч узников. Изнуренные, замерзшие, истощенные до крайности, многие из них тогда погибли. Утром 27 января советские войска вошли в лагерь и освободили оставшихся 7 тысяч узников – ничтожно мало по сравнению с числом убитых и погребенных. К тому времени язык евгеники и генетики давно уже стал вспомогательным по отношению к более жестокому языку расовой ненависти. Предлог генетической чистки в большинстве случаев растворялся в ее продвинутой версии – чистке этнической. Тем не менее нацистская генетика оставила свой след, а именно – неизгладимый шрам. Среди растерянных и истощенных узников, вышедших из лагеря тем утром, были семья карликов и несколько пар близнецов – горстка выживших в экспериментах Менгеле.

Пожалуй, последним вкладом нацизма в генетику стало то, что он окончательно опорочил евгенику. Ужасы нацистской евгеники стали уроком, который повлек за собой глобальное переосмысление амбиций, мотивировавших действия нацистов. По всему миру стыдливо сворачивались евгенические программы. Американский исследовательский центр евгеники[433] в 1939 году лишился значительной части финансирования, а после 1945-го радикально сократился. Многие из самых пылких адептов его философии выработали удобную коллективную амнезию, «забыв» о собственной роли в воодушевлении немецких евгеников, и полностью открестились от движения.

«Важные биологические объекты всегда бывают парными»

В науке нельзя добиться успеха, не усвоив, что ученые, вопреки повсеместному убеждению, которое поддерживают их любящие мамочки и газеты, нередко бывают не только узколобыми и скучными, но и просто глупыми.[434]

Джеймс Уотсон[435]

Молекула тоже обладает стилем – не в меньшей степени, чем ее исследователи.[436]

Фрэнсис Крик[437]

Наука [была бы] разрушена, если бы, как спорт, ставила соревнование превыше всего.

Бенуа Мандельброт[438]

Эксперимент Освальда Эвери привел и к иной «трансформации». ДНК, аутсайдер в команде биологических молекул, вдруг оказалась в центре внимания. Хотя поначалу многие ученые сопротивлялись идее, что гены состоят из ДНК, от доказательств Эвери было трудно отмахнуться (и все же, несмотря на трехкратное номинирование, Эвери так и не вручили Нобелевскую премию, потому что Эйнар Хаммарстен – влиятельный шведский химик[439] – отказывался верить в способность ДНК переносить генетическую информацию). Когда в 1950-х накопились дополнительные подтверждения из других экспериментов и лабораторий[440], даже самым упертым скептикам пришлось поверить. Отношение к ДНК поменялось: служанка хроматина вдруг оказалась его королевой.

Среди первых обращенных в религию ДНК был Морис Уилкинс, молодой физик из Новой Зеландии[441]. Уилкинс родился в семье сельского доктора, а в 1930-х изучал физику в Кембридже. Новая Зеландия – далекий песчаный край на другой стороне земного шара – к тому времени уже породила силу, которая перевернула физику XX века. Это был Эрнест Резерфорд[442] – еще один молодой человек, который приехал в Кембридж по стипендии в 1895-м и ворвался в атомную физику, словно нейтронный луч. Проводя эксперименты в пылу безумного вдохновения, Резерфорд вывел свойства радиоактивности, построил убедительную концептуальную модель атома, расщепил атом на субатомные частицы и открыл новый рубеж в субатомной физике. В 1919 году Резерфорд стал первым ученым, которому удалось воплотить средневековую фантазию о химической трансмутации: бомбардируя азот альфа-частицами (радиоактивными лучами), он превратил его в кислород. Резерфорд показал, что даже элементы не так уж элементарны. Оказалось, что атом – фундаментальная единица вещества – в действительности состоит из еще более мелких частиц: электронов, протонов и нейтронов.

Уилкинс пошел по стопам Резерфорда, изучая атомную физику и радиацию. Он приехал в Беркли в 1940-х и ненадолго присоединился к команде ученых, занимавшихся разделением и очищением изотопов для Манхэттенского проекта[443]. Но по возвращении в Англию Уилкинс вслед за многими физиками переключился на биологию. Книга Шрёдингера «Что такое жизнь?» его буквально зачаровала. Уилкинс рассуждал так: ген – фундаментальная единица наследственности – тоже должен состоять из субчастиц, и структура ДНК обязана пролить свет на их природу. Для физика это был шанс раскрыть самую соблазнительную тайну биологии. В 1946 году Уилкинса назначили помощником директора только что организованного подразделения биофизики Королевского колледжа в Лондоне.

«Биофизика». Само это странное слово – мешанина двух дисциплин – было вестником нового времени. Обретенное в XIX веке представление о живой клетке как о мешочке с протекающими в нем взаимосвязанными химическими реакциями положило начало новой могучей дисциплине, объединяющей биологию и химию, – биохимию. Как сказал химик Пауль Эрлих, «жизнь <…> – это случайное химическое происшествие»[444]. Верные этому принципу, биохимики стали разрушать клетки и описывать «вещества жизни», разделяя их на классы и изучая функции. Сахара дают энергию. Жиры ее хранят. Белки обеспечивают протекание химических реакций и регулируют темп биохимических процессов, работая «коммутаторами» биологического мира.

Но как белки реализуют физиологические реакции? Например, гемоглобин – переносчик кислорода в крови – осуществляет одну из простейших, но вместе с тем жизненно важных реакций в организме. При высоком уровне кислорода гемоглобин связывается с ним, а попав в среду с низкой концентрацией кислорода, легко с ним расстается. Это свойство позволяет гемоглобину транспортировать кислород из легких в сердце и мозг. Но какая особенность гемоглобина позволяет ему работать таким эффективным молекулярным челноком?

Ответ кроется в структуре молекулы. Ее наиболее изученный вариант, гемоглобин А, имеет форму четырехлистного клевера. Два из этих «листиков» образует белок под названием альфа-глобин, другие два – бета-глобин[445]. Центр каждого листика захватывает железосодержащее вещество под названием «гем», способное связывать кислород – эта реакция отдаленно напоминает контролируемое ржавление. Когда все гемы связываются с кислородом, гемоглобин компактизируется, как бы зажимая своими листиками кислородные молекулы внутри. При высвобождении кислорода белковая хватка слабеет. Отсоединение одной его молекулы координированно расслабляет все листики – почти как в детской головоломке работает вытаскивание главной детальки. Все четыре листика разворачиваются, и гемоглобин расстается со своим грузом. Контролируемое присоединение и отсоединение кислорода – цикл «ржавления» крови и очищения ее от «ржавчины» – позволяет эффективно снабжать ткани этим газом. Благодаря гемоглобину кровь переносит в 70 раз больше кислорода, чем могла бы транспортировать его просто в растворенном виде. От этого зависит и план строения позвоночных: если бы гемоглобин не смог доставлять кислород на дальние расстояния, мы вынужденно довольствовались бы маленькими и холодными телами. Проснувшись однажды утром, мы обнаружили бы, что превратились в насекомых.

Таким образом, гемоглобин выполняет свою функцию благодаря особой форме. Физическая структура молекулы обусловливает химические свойства, химические свойства определяют физиологическую функцию, а та, наконец, биологическую активность. Любую сложную работу живых организмов можно описать на этих уровнях: от физических свойств через химические до физиологических. На вопрос Шрёдингера «Что такое жизнь?» биохимик ответил бы: «Что, как не химические соединения». А биофизик мог бы добавить: «Но что есть химические соединения, как не молекулы вещества».

Это определение физиологии – тончайшее соответствие между формой и функцией вплоть до молекулярного уровня – восходит еще к Аристотелю. Он видел в живых организмах лишь совершенные ассоциации машин. Средневековая биология отошла от этой традиции, выдумав присущие только живым существам «жизненные силы» и мистические жидкости – нечто вроде deus ex machina[446], призванного объяснить загадку функционирования организмов (и подтвердить существование Творца). Но биофизики намеревались вернуть строго механистическое видение живого. Они заявляли, что физиологию до́лжно объяснять языком физики: силы, движения, действия, моторы, машины, рычаги, блоки, зажимы. Законы, устремлявшие ньютоновские яблоки к земле, должны действовать и на рост яблони. Чтобы объяснить жизнь, нет необходимости выдумывать мистические жидкости или призывать особые жизненные силы. Биология – это физика. Бог – в машине.

В Королевском колледже любимым проектом Уилкинса был поиск трехмерной структуры ДНК. Если ДНК действительно носитель генов, то ее структура должна пролить свет на природу генов. Из-за жуткой экономичности эволюция растянула жирафу шею и довела до совершенства четырехрукие объятия гемоглобина, и та же самая экономичность должна была идеально подогнать форму молекулы ДНК под ее функции. Молекула гена обязана выглядеть как молекула гена – что бы это ни значило.

Для расшифровки структуры ДНК Уилкинс решил воспользоваться набором биофизических техник, разработанных неподалеку, в Кембридже, и известных как рентгеновская кристаллография или рентгеноструктурный анализ. Чтобы в общих чертах понять суть метода, представьте, что вы пытаетесь определить форму крошечного трехмерного объекта – скажем, куба. Вы не можете ни увидеть этот куб, ни потрогать его грани – но у этого куба есть одно общее для всех физических объектов свойство: он отбрасывает тень. Представьте, что вы можете светить на куб под разными углами и фиксировать форму возникающих теней. Если световой луч упадет под прямым углом на одну из его граней, куб отбросит квадратную тень. Под косым лучом тень будет ромбической. Направьте источник света по-другому – и тень станет трапециевидной. Этот процесс трудоемок почти до абсурда – как вылепливание лица из миллиона силуэтов, – но зато работает: фрагмент за фрагментом, множество двумерных изображений можно собрать в трехмерную форму.

В основе рентгеноструктурного анализа лежит аналогичный принцип. «Тени» здесь появляются в результате рассеяния лучей кристаллом, только вот для «освещения» структур молекулярного мира нужно мощнейшее излучение – рентгеновское. И есть еще одна, более тонкая проблема: молекулы, как правило, отказываются сидеть тихо, позируя для портрета. В жидкостях или газах молекулы неистово и беспорядочно, словно пылинки, носятся в пространстве. Направьте свет на миллион движущихся кубиков – и вы получите расплывчатую, движущуюся тень, молекулярную версию телевизионных помех. Единственное решение этой проблемы довольно остроумно: перевести молекулы в кристаллическое состояние. Тогда атомы прочно зафиксируются на своих местах, а тени приобретут правильную, устойчивую структуру: кристаллическая решетка порождает упорядоченный и легко читаемый силуэт. Направив рентгеновские лучи на кристалл, физик сможет расшифровать его трехмерную структуру. В Калтехе два специалиста по физической химии – Лайнус Полинг и Роберт Кори – использовали этот метод, чтобы определить структуру нескольких белковых фрагментов; в 1954 году это достижение принесло Полингу Нобелевскую премию.

То же самое Уилкинс надеялся провернуть с ДНК. Чтобы поместить ее под рентгеновские лучи, не требовалось особого новаторства или мастерства. Уилкинс нашел в химическом отделе рентгеновский дифрактометр и разместил его «в гордом одиночестве»[447] – в обшитой свинцом подвальной комнате выходящего на набережную крыла, чуть ниже уровня Темзы. Все необходимое для эксперимента Уилкинс уже собрал. Теперь его главной задачей было заставить ДНК спокойно «сидеть» на месте.

Ученый методично трудился над своим проектом, пока ему не помешало одно неприятное обстоятельство. Зимой 1950 года глава подразделения биофизики Дж. Т. Рэндалл привлек на кристаллографические работы еще одного молодого ученого. Несмотря на то, что Рэндалл был невысоким, аристократичным, элегантным денди, любившим крикет, своим коллективом он управлял с наполеоновской хваткой. Новая сотрудница, Розалинд Франклин, только что закончила в Париже работу по изучению кристаллической структуры угля. В январе 1951-го она приехала в Лондон побеседовать с Рэндаллом.

Уилкинс тогда был на отдыхе с невестой, и позже ему об этом пришлось пожалеть. Неясно, предвидел ли Рэндалл будущие коллизии, предлагая Франклин научный проект. «Уилкинс уже выяснил, что волокна [ДНК] дают на удивление приличные дифрактограммки», – сказал он ей. Может, Франклин подумает об изучении дифракционных паттернов этих волокон и расшифровке структуры молекулы? Рэндалл предложил ей ДНК.

Вернувшись из отпуска, Уилкинс ожидал, что Франклин присоединится к нему в качестве младшего ассистента, ведь ДНК, в конце концов, всегда была его проектом. Но Франклин не собиралась никому ассистировать. Темноволосая и темноглазая дочь известного английского банкира, со взглядом, подобно рентгеновскому лучу пронизывающим собеседника, она выделялась среди сотрудников лаборатории – независимая женщина-ученый в мире, где правят мужчины. Как позже писал Уилкинс, Розалинд выросла в семье с «категоричным и властным» отцом, где «отец и братья болезненно воспринимали интеллектуальное превосходство Р[озалинд]». Она не горела желанием работать ассистентом у кого бы то ни было, а уж тем более у Мориса Уилкинса, в котором ее страшно раздражала кротость и – как ей казалось – безнадежная приверженность «ценностям среднего класса»[448]. Кроме того, его проект – расшифровка структуры ДНК – конкурировал с ее собственным. Как потом выразился один друг Франклин[449], «это была ненависть с первого взгляда».

Сперва Уилкинс и Франклин дружелюбно общались на работе и порой даже пили кофе в отеле «Стрэнд Палас», но вскоре их отношения охладились[450] до градуса откровенной враждебности. Узнав друг друга получше, они прониклись взаимным презрением и через несколько месяцев уже почти не разговаривали. («Она часто лает, но ей не удается меня укусить»[451], – позже писал Уилкинс.) Как-то раз утром эти двое в разных компаниях катались на лодках по реке Кам. Франклин устремилась вниз по течению в сторону Уилкинса, и их лодки сблизились до опасной дистанции. «Ну вот! Теперь она пытается меня утопить!»[452] – воскликнул Морис в притворном ужасе. Раздался нервный смех – точно такой, как бывает, когда шутка недалека от истины.

Но от чего она действительно хотела избавиться, так это от шума. Звяканье пивных кружек в пабах, забитых мужиками; дежурное дружелюбие болтающих о науке в «мужской» комнате отдыха Королевского колледжа. Франклин находила большинство коллег мужского пола «решительно отталкивающими»[453]. Изматывал не только сам сексизм[454], но и косвенные намеки на него: много энергии тратилось на анализ предполагаемых унижений и расшифровку невольных двусмысленностей. Она бы предпочла работать над другими кодами – природы, кристаллов, скрытых структур. Рэндалл – что было необычно для его времени – не препятствовал женщинам-ученым при приеме на работу; в отделе помимо Франклин было еще несколько сотрудниц. Женщины-первопроходцы появились до нее. Строгая, неистовая в работе Мария Склодовская-Кюри[455], с ее обожженными ладонями и угольно-черными платьями, которая выделяла радий из котла с черной жижей[456] и получила не одну Нобелевскую премию, а целых две. Почтенная, изящная, чуть не эфирная Дороти Кроуфут-Ходжкин[457] из Оксфорда, которую удостоили Нобелевской премии за расшифровку кристаллической структуры пенициллина («любезная домохозяйка»[458], как отозвалась о ней одна из газет)[459]. Франклин не соответствовала ни одному из образов: она не была ни любезной домохозяйкой, ни колдующей над котлами дамой в готическом плаще – ни Мадонной, ни ведьмой.

Шумом же, который беспокоил Франклин больше всего, были расплывчатые помехи на изображениях ДНК. Уилкинс добыл из швейцарской лаборатории немного ДНК высокой степени очистки и получил из нее тонкие однородные волокна. Растягивая волокно между проволочными «ножками» – согнутая скрепка отлично подходила для этой цели, – он надеялся получить рассеяние рентгеновских лучей и сделать снимки. Но, как оказалось, материал плохо поддавался запечатлению: на пленке оставались лишь рассеянные нечеткие точки. Франклин начала гадать, почему же так сложно получить снимки очищенной молекулы, и вскоре наткнулась на ответ. Чистая ДНК может принимать две формы: обводненная молекула имеет одну конформацию, а при высыхании переходит в другую. По мере того как влажность в экспериментальной камере меняется, молекулы ДНК то расслабляются, то уплотняются – будто вдыхают и выдыхают, как живые. Переходом между этими двумя формами отчасти объяснялся шум, над минимизацией которого бился Уилкинс.

Франклин придумала регулировать влажность в камере с помощью хитроумного аппарата[460], который продувал водород через раствор соли. При повышенной влажности волокна ДНК оказывались постоянно расслабленными. Наконец удалось их приручить! В следующие недели она получила снимки ДНК небывалого качества и четкости. Кристаллограф Джон Бернал[461] позже назовет их «самыми красивыми из всех до сей поры сделанных рентгеновских снимков какого-либо вещества».

Весной 1951 года Морис Уилкинс читал научный доклад на Неапольской зоологической станции, в лаборатории, где Бовери и Морган когда-то работали с морскими ежами. Уже теплело, хотя со стороны моря на улицы города все еще вторгались холодные ветры. Тем утром в аудитории сидел один человек «в рубашке навыпуск, в спущенных носках[462], с раскинутыми коленями, <…> вздергивающий голову, словно петух», легковозбудимый и разговорчивый. Это был Джеймс Уотсон, молодой биолог, о котором Уилкинс раньше никогда не слышал. Рассказ Уилкинса о структуре ДНК был сухим и академичным. На одном из последних слайдов он без особого энтузиазма показал ее ранний рентгеновский снимок. Тот мелькнул на экране в конце длинного доклада, и Уилкинс не выразил никакого восторга[463] по поводу этого нечеткого изображения. Характерный паттерн было сложно разобрать – Уилкинсу все еще мешало качество образцов и сухость в камере, – но Уотсон снимком тут же заинтересовался. Главный вывод был несомненным: ДНК в принципе могла кристаллизоваться, принимая форму, пригодную для рентгеноструктурного анализа. «До выступления Мориса я сильно опасался[464], как бы строение генов не оказалось предельно неправильным»[465], – позже напишет Уотсон. Но снимок убедил его в обратном, и он «внезапно загорелся интересом к химии»[466]. Уотсон в перерыве хотел было обсудить изображение с Уилкинсом, но «Морис был истинным англичанином[467] и не разговаривал с незнакомцами» – он успел уже куда-то ускользнуть.

Пусть Уотсон «ничего не знал о рентгеновском дифракционном методе»[468], [469] зато обладал безошибочным чутьем на действительно важные проблемы в биологии. Специализируясь на орнитологии в Университете Чикаго, он «всячески избегал изучения тех разделов химии и физики, которые представлялись <…> хоть мало-мальски трудными»[470]. Но инстинкт, подобный тому, что тянет птиц в родные края, привел Уотсона к ДНК. Он, как и многие, прочитал «Что такое жизнь?» Шрёдингера и был пленен этой книгой. В Копенгагене он изучал химию нуклеиновых кислот, однако из этого, по его словам, «ничего не вышло»[471], [472]. Снимок же Уилкинса заворожил его. «То, что я не мог дать ему правильное истолкование[473], меня не смущало. Уж лучше мечтать о славе, чем постепенно превращаться в академическую мумию, ни разу не рискнувшую на самостоятельную мысль»[474].

Повинуясь порыву, Уотсон по возвращении в Копенгаген попросил перевести его в лабораторию Макса Перуца в Кембридже (Перуц, австрийский биофизик, перебрался в Англию из нацистской Германии во время массового исхода 1930-х). Перуц работал над структурами молекул – так Уотсон мог бы ближе всего подобраться к рентгенограмме, чьи навязчивые, вещие тени не выходили у него из головы. Уотсон решил расшифровать структуру ДНК, этого «Розеттского камня в раскрытии секрета жизни»[475]. Позже он скажет: «На взгляд генетика, это была единственная проблема, которую стоило изучать». Ему было всего 23.

Уотсон переехал в Кембридж из-за любви к одной рентгенограмме[476]. И в первый же день он влюбился опять – на сей раз в человека по имени Фрэнсис Крик, аспиранта из лаборатории Перуца. Это была не эротическая любовь, но любовь, сотканная из общего помешательства, бесконечных наэлектризованных разговоров и запредельных амбиций[477]. «Обоим от природы были присущи определенный юношеский максимализм[478], беспардонность и нетерпимость к недисциплинированному мышлению»[479], – писал потом Крик.

Крику было 35 – на целых 12 лет больше, чем Уотсону, – но у него все еще не было степени (отчасти потому, что в годы войны он работал на Британское адмиралтейство). Он не был похож на типичного «академического ученого» и уж точно не напоминал «академическую мумию». Крик выплескивал эмоции и суждения настолько громко, что коллегам частенько приходилось сбега́ть в поисках укрытия и склянки аспирина. Этот бывший студент-физик тоже прочитал «Что такое жизнь?» – ту «маленькую книжку, которая запустила революцию», – и подпал под чары биологии.

Англичане много чего ненавидят, но больше всего – соседей в утреннем поезде, разгадывающих их кроссворды. Ум Крика был не менее свободным и дерзким, чем голос: он не задумываясь влезал в чужие проблемы и предлагал их решения. Хуже того, обычно он оказывался прав. В конце 1940-х, оставив занятия физикой ради аспирантуры по биологии, Фрэнсис изучил значительную часть математической теории кристаллографии – тот водоворот вложенных уравнений, который позволял превратить силуэты в трехмерные структуры. Как и большинство коллег по лаборатории Перуца, Крик первое время исследовал структуру белков. Но, в отличие от большинства, он с самого начала интересовался ДНК. Так же, как Уотсона, Уилкинса и Франклин, его инстинктивно тянуло к изучению структуры молекулы, способной переносить наследственную информацию.

Двое из этой компании – Уотсон и Крик – так самозабвенно болтали, что напоминали детей, запущенных в игровую комнату. В итоге им отвели отдельное помещение – комнату со стенами из желтого кирпича и деревянными потолочными балками, где они были предоставлены своим приборам и мечтам – «безумным стремленьям», в общем. Эти двое были комплементарными цепями, скрепленными непочтительностью к устоям, склонностью подурачиться и блестящим остроумием. Они презирали авторитеты, но сами жаждали ими стать. Научная элита казалась им нелепой, унылой и инертной, хоть они и знали, как в нее проникнуть. Они считали себя типичными аутсайдерами, лучше всего себя чувствуя во внутренних двориках кембриджских колледжей. Они были самопровозглашенными шутами при дворе дураков.

Единственным ученым, вызывавшим у этой парочки невольное благоговение, был химик Лайнус Полинг – звезда Калтеха. Недавно Полинг заявил, что разгадал важную загадку, касающуюся структуры белков. Белки состоят из цепочек аминокислот. Цепочки сворачиваются в трехмерном пространстве, формируя «подструктуры», которые затем складываются в структуры побольше (представьте цепочку, которая закручивается в пружину, а пружина сворачивается в сферическую, глобулярную структуру). Работая с кристаллами, Полинг обнаружил, что у белков часто встречается общая, архетипичная «подструктура» – одинарная спираль, похожая на пружину. Полинг артистично, словно фокусник, достающий молекулярного кролика из шляпы, презентовал эту модель на собрании в Калтехе: она до конца выступления скрывалась за занавесом, а потом – вуаля! – предстала перед потрясенной аплодирующей аудиторией. А потом пошел слух, что Полинг переключил внимание с белков на структуру ДНК. За 8 тысяч километров, в Кембридже, Уотсон и Крик чуть ли не физически ощущали, как Полинг дышит им в затылки.

Знаковая статья Полинга о спиральной структуре белка вышла в апреле 1951 года[480]. Щедро украшенная уравнениями и цифрами, она нагоняла страх даже на экспертов. Но Крик, знавший математические формулы не хуже прочих, решил, что алгеброй Полинг просто напустил тумана, за которым спрятал суть методики. Он поделился с Уотсоном, что свою модель Полинг на самом деле получил «опираясь больше на здравый смысл[481], чем на сложные математические выкладки»[482]. Настоящая магия заключалась в воображении. «В своих рассуждениях он иногда оперировал уравнениями, но и тут в большинстве случаев можно было бы обойтись словами. <…> Альфа-спираль была открыта не с помощью простого созерцания рентгенограмм; главный фокус состоял в том, чтобы задать себе вопрос: какие атомы предпочитают соседствовать друг с другом? Основными рабочими инструментами были не бумага и карандаш, а набор молекулярных моделей, на первый взгляд напоминающих детские игрушки»[483].

И здесь Уотсон и Крик совершили свой самый интуитивный научный скачок. Что, если структуру ДНК можно разгадать с помощью тех же «фокусов», которые освоил Полинг? Рентгенограммы, конечно, полезны, но пытаться определить структуру биологических молекул экспериментальными методами – это трудоемко до абсурда – «как пытаться понять устройство пианино по звукам[484], которое оно издает, падая с лестницы». А вдруг структура ДНК так проста, так элегантна, что ее модель можно вывести из соображений «здравого смысла»? Вдруг ее можно собрать прямо из подручных средств – скажем, палочек?

В 80 километрах от Уотсона и Крика, в лондонском Королевском колледже, Розалинд Франклин мало интересовалась сборкой игрушечных моделей. Прицельно взявшись за экспериментальные исследования, она делала рентгенограммы ДНК одну за другой – и с каждым разом получалось все четче. Франклин рассуждала так: ответ дадут снимки, и не нужно никаких гаданий; только экспериментальные данные могут быть основой для моделей[485]. «Влажная» кристаллическая форма ДНК казалась менее заковыристой, чем «сухая». Но когда Уилкинс предложил Франклин совместно поработать над расшифровкой структуры «влажной» формы, она отказалась. Для нее сотрудничество было тонко замаскированной капитуляцией. Вскоре Рэндалл был вынужден вмешаться и официально разделить их – так разводят по разным комнатам поссорившихся детей. Уилкинс должен был продолжить работу с «влажной» формой, а Франклин – сосредоточиться на «сухой».

Это разделение мешало им обоим. Образцы ДНК, которые готовил Уилкинс, были плохого качества и не позволяли получить четкие снимки. У Франклин были рентгенограммы, но ей было сложно трактовать их. (Тем не менее однажды она огрызнулась на Уилкинса: «Как вы смеете объяснять мне мои же данные?»[486]) Хоть эти двое и работали максимум в нескольких десятках метров друг от друга, с тем же успехом они могли находиться на разных, враждующих континентах.

21 ноября 1951 года Франклин делала в их колледже доклад. Уилкинс пригласил Уотсона его послушать. Погода испортилась; серый полдень тонул в густом, как суп, лондонском тумане. Доклад проходил в старом сыром лекционном зале, погребенном в недрах колледжа; он сильно напоминал тоскливую каморку счетовода из романа Диккенса. Слушателей было человек пятнадцать, и среди них – Уотсон, «тощий и неловкий, <…> смотрел, вытаращив глаза и ничего не записывая».

«Быстрая и нервная манера ее речи вполне гармонировала с лишенным украшений старинным лекционным залом, где мы сидели. В ее словах не было и тени теплоты или кокетства, – так Уотсон позже отозвался о докладе. – Время от времени я начинал прикидывать, как бы она выглядела, если бы сняла очки и сделала другую прическу»[487]. Она будто намеренно придерживалась сухой и немного отстраненной манеры говорить – читала лекцию, как советские вечерние новости. Но если бы кто-то по-настоящему вник в суть ее доклада (а не прически), он мог бы заметить, что Франклин кружила вокруг грандиозного концептуального прорыва, пусть и с нарочитой осторожностью. «Большая спираль с несколькими цепями[488], – написала она в своих заметках, – фосфаты снаружи»[489]. Ее внутренний взор уже начал улавливать остов этой изящной структуры. Но на докладе она дала лишь поверхностные оценки, демонстративно отказалась уточнять подробности о структуре и свернула этот утомительно скучный академический семинар.

Следующим утром Уотсон оживленно поделился с Криком новостями о докладе Франклин. Они садились на поезд до Оксфорда, чтобы встретиться с Дороти Ходжкин – королевой кристаллографии. Розалинд мало что сказала, обмолвилась только о нескольких предварительных измерениях. Но когда Крик стал выпытывать у Уотсона точные цифры, тот ничего определенного сказать не мог: присутствуя на одном из важнейших семинаров в своей научной жизни, Уотсон не потрудился нацарапать цифры хотя бы на салфетке.

Тем не менее Крик извлек из предварительных умозаключений Франклин достаточно смысла, чтобы поспешить обратно в Кембридж и начать строить модель. Следующим утром они приступили к делу прямо в ближайшем пабе «Орел», куда заскочили перекусить пирогами с крыжовником. Понятно было, что «рентгенографические данные на первый взгляд соответствуют двум, трем или четырем цепям»[490]. Вопрос упирался в то, как увязать цепи друг с другом и построить модель этой таинственной молекулы.

Одна цепь ДНК состоит из сахарофосфатного остова и четырех азотистых оснований, А, Т, Г и Ц, которые прикрепляются к нему, как зубчики к ленте в половинке застежки-молнии. Чтобы расшифровать структуру ДНК, Уотсону и Крику первым делом нужно было выяснить, сколько таких молний в каждой молекуле ДНК, какая ее часть находится в центре, а какая – на периферии. Задача вроде бы не так уж и трудна, но построить простую модель оказалось чертовски сложно. «Хотя атомов было всего полтора десятка, они то и дело вываливались из неуклюжих зажимов, которым полагалось удерживать их на соответствующем расстоянии друг от друга»[491].

К вечернему чаю Уотсон и Крик, всё еще возившиеся с неудобным набором для моделирования, наконец пришли к более-менее удовлетворительному для них решению: три цепи, спирально закрученные друг вокруг друга, с сахарофосфатными остовами в центре. Тройная спираль. Фосфаты внутри. Уотсон и Крик понимали, что «некоторые атомы были расположены слишком близко»[492], но надеялись исправить это, еще немного покрутив модель. Конструкция получалась не особенно элегантной, но, возможно, они хотели от модели слишком многого. Дальше нужно было «сверить ее с количественными данными[493], полученными Рози»[494]. Повинуясь порыву, о котором позже пожалеют, Уотсон и Крик позвали Уилкинса и Франклин посмотреть на их наработки.

Следующим утром Уилкинс, Франклин и ее студент Рэй Гослинг сели на поезд[495] из Лондона, чтобы ознакомиться с моделью Уотсона и Крика. На поездку в Кембридж возлагалось много надежд. Франклин была погружена в свои мысли.

Представленная модель оказалась сплошным разочарованием. Уилкинс нашел ее «не оправдавшей ожиданий», но оставил это мнение при себе. Франклин была не так дипломатична. Одного взгляда ей хватило, чтобы счесть модель полной ерундой. Она была хуже, чем просто неверной: полная противоположность красоты, уродливая, раскоряченная, разваливающаяся – настоящая катастрофа, небоскреб после землетрясения. Как вспоминал Гослинг, «Розалинд разносила их[496] в своем фирменном учительском стиле: „вы не правы по следующим причинам“, <…> которые она продолжала перечислять, пока не оставила от их идеи камня на камне». С тем же эффектом она могла бы запинать модель ногами.

Крик попытался стабилизировать «расхлябанные, разваливающиеся цепи», поместив фосфатный остов в центр. Но фосфаты отрицательно заряжены. Встретившись внутри молекулы, они оттолкнут друг друга, и та разлетится в одну наносекунду. Чтобы решить проблему с отталкиванием, Крик вставил внутрь спирали положительно заряженный ион магния: эта капля молекулярного клея, добавленная в последний момент, должна была скрепить всю структуру. Но измерения Франклин говорили о том, что иона магния в центре быть не может. И, что еще хуже, структура, смоделированная Уотсоном и Криком, была слишком плотной, чтобы вмещать сколь-нибудь значимое количество молекул воды. В своем творческом порыве они забыли даже первое открытие Франклин: заметную «влажность» ДНК.

Презентация модели обернулась экзекуцией. Разбирая модель атом за атомом, Франклин будто вытаскивала кости из ее бедных авторов. Крик сникал все сильнее и сильнее. «Он уже не чувствовал себя мудрым учителем[497], поучающим бедных провинциальных детишек»[498], – вспоминал Уотсон позднее. Франклин была откровенно раздражена «детским лепетом». Мальчишки со своими игрушками отняли у нее кучу времени. В 3:40 она уже садилась в обратный поезд.

Тем временем в Пасадене Лайнус Полинг тоже пытался разгадать структуру ДНК. Уотсон знал, что «наступление Лайнуса на ДНК» будет грозным. Полинг, вооруженный глубокими знаниями химии, математики, кристаллографии и, что еще важнее, шестым чувством в моделировании, провернет это дело на ура. Уотсон и Крик боялись, что однажды утром откроют какой-нибудь сановитый журнал, а со страниц на них выпучится разгаданная структура ДНК. При этом статья будет подписана не ими, а Полингом.

В первые недели января 1953 года[499] этот кошмар, казалось, воплотился в жизнь: Полинг и Роберт Кори написали статью, где предлагали свою модель ДНК, и отослали черновую копию в Кембридж. Новость прогремела как взрыв бомбы, нечаянно брошенной из-за Атлантического океана. На миг Уотсон решил, что «все пропало». Он листал статью, как одержимый, пока не нашел главную иллюстрацию. Едва взглянув на нее, он «почувствовал что-то неладное»[500]. Так совпало, что Полинг и Кори тоже предложили тройную спираль с направленными наружу основаниями А, Г, Ц и Т. Фосфатный остов был закручен внутри, как центральная опора винтовой лестницы с обращенными вовне ступеньками. Но модель Полинга не включала магний, который «склеивал» бы фосфаты. Вместо этого Лайнус предположил, что структура скрепляется за счет куда более слабых связей. Эта уловка фокусника не осталась незамеченной. Уотсон тут же понял, что модель нерабочая: описываемая ей структура была бы энергетически нестабильной[501]. Один из коллег Полинга позже напишет: «Будь ДНК так устроена, она бы взорвалась». Нет, Полинг не взорвал научный мир своим открытием, он устроил молекулярный Большой взрыв.

«Промах Полинга, – писал Уотсон, – был так невероятен, что им необходимо было с кем-нибудь поделиться»[502]. Он помчался в соседнюю лабораторию к другу-химику, чтобы показать ему модель. Друг согласился: «Такой гигант забыл элементарный институтский курс химии»[503]. Уотсон рассказал все Крику, и друзья отправились отмечать провал Полинга в любимого «Орла», где опрокинули пару стопок настоянного на злорадстве виски.

В конце января Джеймс Уотсон отправился в Лондон к Уилкинсу. По пути он зашел в кабинет Франклин. Розалинд работала за своим столом; вокруг нее валялись десятки фотографий, раскрытая записная книжка пестрела заметками и уравнениями. Разговор не клеился, они ударились в спор о статье Полинга. В какой-то момент Франклин, рассерженная на Уотсона, вскочила и быстро зашагала в его сторону. «Опасаясь, что в ярости она может <…> ударить», Уотсон ретировался за дверь.

Уилкинс, во всяком случае, был гостеприимнее. Пока они соболезновали друг другу по поводу радиоактивного нрава Франклин, Уилкинс открылся Уотсону как никогда прежде. А дальше закрутился тугой узел из неоднозначных сигналов, недоверия, недопонимания и предположений. Уилкинс сказал Уотсону, что Розалинд Франклин за лето сделала серию новых снимков до предела обводненной, «влажной» формы ДНК – таких потрясающе четких, что основной скелет структуры буквально «выпрыгивал» из них.

2 мая 1952 года, пятничным вечером, Франклин с Гослингом оставили волокна ДНК под рентгеновским излучением на ночь. Снимок получился великолепным с технической точки зрения, хотя камера была немного отклонена от центра. «Оч. хорошо. Влажный снимок»[504], – отметила Франклин в своей красной записной книжке. Следующим вечером, в половине седьмого, – Розалинд, разумеется, работала субботними вечерами, пока другие сотрудники отдыхали в баре, – с помощью Гослинга она снова установила камеру. Во вторник днем она проявила рентгенограмму, и та оказалась еще четче прежней. Это был самый прекрасный снимок, который она когда-либо видела. Розалинд пометила его как «Снимок 51».

Уилкинс зашел в соседний кабинет, достал судьбоносную рентгенограмму из ящика стола и предъявил ее Уотсону. Франклин тем временем продолжала тихонько дымиться от раздражения у себя в кабинете. Она и не подозревала, что Уилкинс в эти мгновения раскрывает самые ценные из ее данных Уотсону[505]. («Возможно, я должен был спросить разрешения у Франклин, а я этого не сделал, – раскаивался позже Уилкинс. – Все было очень сложно. <…> В более или менее обычной ситуации я, естественно, спросил бы у нее разрешения, однако в обычной ситуации вопрос о разрешении вообще не возник бы. <…> У меня был этот снимок, а прямо на нем – спираль, такое невозможно было упустить».)

Уотсон был потрясен. «Как только я увидел рентгенограмму, у меня открылся рот и бешено забилось сердце. Распределение рефлексов было неизмеримо проще, чем все, что получали раньше. <…> Черный крест мог быть лишь результатом спиральной структуры. <…> Не исключено, что всего за несколько минут можно будет установить число цепей в молекуле»[506]. Тем же вечером в стылом купе поезда, скользящем через болота обратно в Кембридж, Уотсон по памяти набросал на полях газеты то, что увидел на рентгенограмме. В прошлый раз он вернулся из Лондона без записей и не собирался повторять ту же ошибку. К моменту, когда он добрался до Кембриджа и перемахнул через задние ворота колледжа, в нем созрела уверенность, что ДНК должна состоять из двух переплетенных, спирально закрученных цепей: «важные биологические объекты всегда бывают парными»[507].

Наутро Уотсон и Крик помчались в лабораторию и капитально взялись за построение модели. Генетики считают, биохимики очищают. Уотсон и Крик играли. Они работали методично, усердно и аккуратно, но при этом оставляли место и для своей главной силы – непринужденного веселья. Если этой парочке суждено выиграть гонку, им помогут чутье и фантазия, а дорогу к ДНК проложит смех. Сперва они попытались сохранить суть прошлой модели, поместив фосфатный остов в центр, а основания – А, Т, Г и Ц – на периферию. Модель угрожающе зашаталась – атомам в ней было слишком тесно. После перерыва на кофе Уотсон сдался и попробовал разместить фосфаты снаружи, а основания – внутри, друг напротив друга. Но решение одной проблемы повлекло за собой другую, еще более серьезную. Когда основания смотрели наружу, не вставало вопроса об их взаимном расположении: они просто закручивались вокруг остова, как ступеньки спиральной лестницы. Но при перемещении внутрь оказалось, что основания нужно как-то удерживать друг напротив друга. Зубчики молнии должны застегиваться. Чтобы оставаться внутри спирали, А, Г, Ц и Т должны как-то взаимодействовать, связываться друг с другом. Но что может объединять одно основание с другим?

Идею, что основания ДНК каким-то образом связаны, до этого настойчиво высказывал один-единственный химик. В 1950 году биохимик австрийского происхождения Эрвин Чаргафф, работавший в Колумбийском университете в Нью-Йорке, обнаружил странную закономерность. Всякий раз, расщепляя ДНК и анализируя химический состав оснований, он видел, что количества А и Т практически совпадают. То же самое с Г и Ц. Нечто загадочное объединяло А и Т, Г и Ц в пары – будто между ними существовала какая-то естественная связь. Хотя Уотсон и Крик знали эту закономерность, они понятия не имели, как ее приложить к итоговой структуре ДНК.

Вторая проблема возникла с размещением оснований внутри спирали: для этого нужно было знать точные параметры внешнего остова. Как именно упакованы основания, зависело от размеров внутреннего пространства, которое этот остов формирует. И снова данные Франклин без ее ведома пришли на помощь. Зимой 1952 года для оценки работы Королевского колледжа была назначена выездная комиссия. Уилкинс и Франклин подготовили отчет о своих последних исследованиях ДНК, включив в него значительную долю ориентировочных результатов измерений. Макс Перуц, будучи членом комиссии, получил копию отчета и передал ее Уотсону и Крику. На отчете не было откровенной пометки «Конфиденциально», но и нигде не значилось, что его можно предоставлять кому угодно, включая конкурентов Франклин.

Намерения Перуца и его напускная наивность касательно научной конкуренции так и остались загадкой (позже в свою защиту он напишет[508]: «Я был неопытен и легкомыслен в административных вопросах и, поскольку отчет не значился конфиденциальным, не видел причин его утаивать»). Так или иначе, дело было сделано: отчет Франклин попал в руки Уотсона и Крика. Выяснив основные параметры и уверившись, что сахарофосфатный остов должен быть снаружи, конструкторы смогли перейти к решающей фазе моделирования. Сначала Уотсон попытался скрепить две спирали так, чтобы А на одной спирали совмещался с А на другой, то есть спарить подобные основания. Но спираль в одних местах некрасиво раздувалась, а в других, наоборот, слишком истончалась – как Бибендум[509] в гидрокостюме. Уотсон стал мять модель, надеясь ее поправить, но она не поддавалась. К следующему утру от нее пришлось отказаться.

Утром 28 февраля 1953 года Уотсон все еще возился с картонными карточками в форме азотистых оснований, вертел их по-всякому, и ему пришло в голову, что во внутренней части спирали друг напротив друга могут стоять неодинаковые основания. Что, если А образует пару с Т, а Ц – с Г? «И вдруг я заметил, что пара аденин – тимин[510], соединенная двумя водородными связями, имеет точно такую же форму, как и пара гуанин – цитозин. <…> Чтобы придать обеим парам одинаковую форму, не приходилось прибегать ни к каким натяжкам»[511].

Он осознал, что в этом случае пары оснований легко помещаются друг над другом и смотрят в центр спирали. Постфактум стал понятен смысл правила Чаргаффа: А и Т, равно как Г и Ц, должны быть в одинаковых количествах, потому что они всегда комплементарны – словно два противоположных зубчика в молнии. Самые важные биологические объекты всегда бывают парными. Уотсон еле дождался прихода Крика. «Явившийся наконец Фрэнсис[512] не успел еще войти, как я объявил, что теперь дело в шляпе»[513].

Один взгляд на противоположные основания убедил Крика. Конкретные детали модели еще требовали доработки: нужно было верно расположить пары А – Т и Г – Ц внутри скелета спирали, – но суть прорывной идеи была ясна. Решение выглядело таким красивым, что просто не могло оказаться неверным. Как вспоминал Уотсон, Крик в обеденный перерыв «принялся рассказывать всем, кто был в „Орле“[514], что мы раскрыли секрет жизни»[515].

Как треугольник Пифагора, как наскальная живопись в пещере Ласко, как пирамиды в Гизе, как вид хрупкой голубой планеты из космоса, двойная спираль ДНК – культовый образ, навсегда врезавшийся в память и историю человечества. Я редко привожу биологические схемы в тексте: внутренний взор обычно видит больше деталей. Но иногда нужно ради исключений нарушать правило.

Спираль содержит две переплетенные нити ДНК. Она «правозакрученная»: заворачивает вверх по правой винтовой линии. На протяжении всей молекулы ее поперечное сечение – 2 нанометра, то есть две миллионные доли миллиметра. Если поставить миллион спиралей бок о бок, они поместятся в одну эту букву: о. Биолог Джон Салстон писал: «Мы рассматриваем ДНК как довольно широкую и короткую двойную спираль[516], потому что редко указывают на ее иное поразительное свойство: она чрезвычайно длинная и тонкая. В каждой клетке вашего тела два метра ДНК; если изобразить ДНК толщиной со швейную нитку, то клетка в том же масштабе будет около 200 километров длиной».

Схема двуспиральной структуры ДНК: одинарная спираль (слева) и двойная, где к одинарной добавляется парная ей спираль (справа). Обратите внимание на комплементарность оснований: А образует пару с Т, а Г – с Ц. Закрученный «остов» ДНК образован цепочками сахаров, связанных с фосфатами.

Каждая цепь ДНК – это, напоминаю, длинная последовательность оснований – А, Т, Г и Ц. Основания связаны друг с другом сахарофосфатным остовом, закрученным в спираль. Основания располагаются внутри, как ступеньки винтовой лестницы. Вторая, парная цепь антипараллельна и содержит парные основания: А в ней соответствует Т первой цепи, а Г – Ц. Таким образом, обе цепочки содержат одинаковую информацию, но пространственно дополняют друг друга: каждая – «отражение», эхо другой (самая подходящая аналогия – структура инь-ян). Молекулярные силы в парах А – T и Г – Ц держат цепи вместе, как половинки молнии. Соответственно, двойную спираль ДНК можно представить как две переплетенные зеркальные шифрограммы, написанные четырьмя буквами: АТГЦЦЦТАЦГГГЦЦ… /…ГГЦЦЦГТАГГГЦАТ.

«По-настоящему увидеть вещь – значит забыть, как она называется», – однажды написал поэт Поль Валери. «Увидеть» ДНК – значит забыть ее название или химическую формулу. Как и в случае с простейшими человеческими инструментами – молотком, косой, лестницей, мехами, ножницами, – функцию молекулы можно полностью понять по ее структуре. «Увидеть» ДНК – значит воспринять ее как хранилище информации. Не нужно никаких названий, чтобы понять суть самой важной молекулы в биологии.

Уотсон и Крик довели модель до ума в первую неделю марта 1953-го. Уотсон сбегал в слесарную мастерскую в подвале Кавендишской лаборатории, чтобы поторопить с изготовлением деталей для моделирования. Ковка, пайка и полировка длилась часами, а Крик в это время нервно шагал вверх-вниз по лестнице. Когда блестящие детали наконец оказались у них в руках, они принялись последовательно присоединять одну к другой, будто строя карточный домик. Каждый фрагмент должен был подходить – и соответствовать известным молекулярным меркам. Всякий раз, когда Крик хмурился, добавляя очередной компонент, у Уотсона нутро переворачивалось – но в итоге все сошлось, как в идеально собранном пазле. На следующий день они захватили с собой отвес и линейку, чтобы промерить расстояния между компонентами. Все параметры – все углы и длины, все расстояния между атомами и молекулами – были практически идеальны.

Морис Уилкинс пришел взглянуть на модель[517] следующим утром. Ему понадобился лишь «минутный взгляд, <…> чтобы она понравилась». «Модель стояла высоко[518] на лабораторном столе, – позже вспоминал Уилкинс. – Она жила собственной жизнью, больше напоминая новорожденного младенца. <…> Она говорила сама за себя, заявляя: „Мне все равно, что вы думаете, – я знаю, что я верна“». Он вернулся в Лондон и подтвердил, что его свежие кристаллографические данные, как и данные Франклин, четко указывают на двойную спираль. «Как по мне, вы парочка старых прохвостов[519], но, вполне может быть, у вас что-то получилось», – писал Уилкинс из Лондона 18 марта. И еще он сообщил, что ему «эта идея нравится»[520].

Франклин увидела модель через две с лишним недели, и та ей тоже сразу показалась убедительной. Поначалу Уотсон опасался, что, «попав в ловушку собственных возражений против спирали, она со свойственным ей упрямством»[521] будет отвергать модель. Но Франклин не нужно было убеждать. Ее острый ум с первого взгляда улавливал красивые решения. «По ее данным, остов молекулы[522] должен был располагаться снаружи, а поскольку основания должны были быть соединены водородными связями, единственность пар А – Т и Г – Ц была фактом, с которым она не видела смысла спорить»[523]. Структура, как охарактеризовал ее Уотсон, была «слишком изящна, чтобы не оказаться истинной».

25 апреля 1953 года Уотсон и Крик опубликовали[524] в журнале Nature статью «Молекулярная структура нуклеиновых кислот: строение дезоксирибонуклеиновой кислоты» (Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid). Ее сопровождала статья Гослинга и Франклин, в которой приводились убедительные кристаллографические доказательства двуспиральной структуры ДНК. И третья статья, Уилкинса, дополняла доказательства результатами экспериментов с кристаллами ДНК.

Следуя великой традиции крайнего преуменьшения самых знаковых открытий в биологии – вспомните Менделя, Эвери и Гриффита, – Уотсон и Крик закончили статью такой строчкой: «От нашего внимания не ускользнул тот факт, что постулированная нами специфичная парность азотистых оснований непосредственно указывает на возможный механизм копирования генетического материала». Важнейшую функцию ДНК – способность передавать скопированную информацию от клетки к клетке и от организма к организму – раскрывала сама ее структура. Сообщение, движение, информация, структура, Дарвин, Мендель, Морган – все было записано в этой шаткой молекулярной конструкции.

В 1962 году Уотсон, Крик и Уилкинс получили за свое открытие Нобелевскую премию. Франклин в число лауреатов не включили: в 1958-м она умерла от диффузного метастатического рака яичников – болезни, связанной с мутациями в генах. Розалинд было всего 37.

В Лондоне, неподалеку от Белгравии, где Темза поворачивает от города, есть приятный маршрут для прогулки. Начать можно с Винсент-сквера – парка в форме трапеции, который примыкает к офису Королевского садоводческого общества. Именно здесь в 1900 году Уильям Бэтсон поведал научному миру о работе Менделя, открыв тем самым эру современной генетики. Если от сквера вы бодро прошагаете на северо-запад, мимо южного торца Букингемского дворца, то окажетесь возле изысканных домов Ратлэнд-гейт. Там в 1900-х Фрэнсис Гальтон выстраивал теорию евгеники в надежде добиться человеческого совершенства с помощью генетических технологий.

Примерно в пяти километрах к востоку, за рекой, раньше располагалась Патологическая лаборатория Минздрава, где в начале 1920-х Фредерик Гриффит открыл феномен трансформации – переноса генетического материала от одного организма к другому; его эксперимент привел к идентификации ДНК как «молекулы гена». Перейдя через реку на север, вы попадете в лаборатории Королевского колледжа, где в начале 1950-х Розалинд Франклин и Морис Уилкинс приручали кристаллическую ДНК. Снова повернув на юго-запад, вы окажетесь у Музея науки на Эксибишен-роуд и сможете познакомиться с «молекулой гена» лично. В стеклянной витрине там стоит отчасти оригинальная модель ДНК Уотсона и Крика; конструкция из кованых металлических пластин и гнутых стержней обвивает стальной лабораторный штатив и, кажется, вот-вот его опрокинет. Модель напоминает решетчатый штопор, сотворенный каким-то сумасшедшим изобретателем, или невероятно хрупкую винтовую лестницу, которая могла бы соединять прошлое человека с его будущим. На пластинах до сих пор красуются нанесенные рукой Крика подписи: А, Ц, Т и Г.

Выяснением структуры ДНК Уотсоном, Криком, Уилкинсом и Франклин завершилось одно долгое путешествие генов, но оно открыло пути к другим исследовательским целям, к новым открытиям. «Когда стало известно, что ДНК имеет крайне упорядоченное, регулярное строение, – писал Уотсон в 1954 году, – пришло время раскрыть другую тайну[525]: как уйма генетической информации, определяющей все характеристики живого организма, может храниться в такой регулярной структуре?» На смену старым вопросам пришли новые. Какие свойства двойной спирали позволяют ей хранить код жизни? Как этот код переписывается и переводится в реальные структуры и функции организма? Почему, если уж на то пошло, спиралей две, а не одна, не три или не четыре? Почему они комплементарны друг другу: А сопоставляется с Т, а Г – с Ц, как молекулярные инь и ян? Почему из всех молекулярных структур именно эта была выбрана главным хранилищем всей биологической информации? «Дело не в том, что [ДНК] выглядит так красиво, – заметил позже Крик. – Важен заключенный в ней замысел того, как она работает».

В образах кристаллизуются идеи. В образе двуспиральной молекулы, хранящей инструкции по изготовлению, эксплуатации, ремонту и воспроизводству человека, кристаллизовались оптимизм и чаяния 1950-х. Казалось, в этой молекуле кроются все задатки человеческого совершенства и уязвимости, и как только мы научимся управлять этим химическим соединением, мы перепишем нашу природу. Излечим болезни, изменим судьбы, перестроим будущее.

Модель ДНК Уотсона и Крика ознаменовала смену одной концепции гена – как таинственного гонца, передающего сообщения от поколения к поколению, – на другую: гена как химического вещества, молекулы, способной кодировать, хранить и передавать информацию от организма к организму. Если ключевым словом генетики начала XX века было сообщение, то в генетике конца этого века таким словом стал код. То, что гены передают сообщения, было совершенно ясно уже полвека. Вопрос был в том, смогут ли люди расшифровать собственный код?

«Неуловимый окаянный Пимпернель!»[526]

Молекула белка – это изобретенный природой инструмент, в котором простота строения служит великой изощренности и гибкости; молекулярную биологию невозможно увидеть под правильным углом, если не уяснить это своеобразное сочетание добродетелей.

Фрэнсис Крик[527]

Слово «код», как я уже писал, происходит от «кодекса» – куска древесины, на котором выцарапывали древние манускрипты. Впечатляет, что само это слово произошло от наименования материала для записи правил: форма стала функцией. Уотсон и Крик догадались, что в случае ДНК форма молекулы тоже должна быть глубинно связана с функцией. Генетический код должен быть органично вписан в материал ДНК – так же проникающе, как царапины внедрены в древесину.

Но что такое генетический код? Каким образом четыре основания в цепочке ДНК – А, Ц, Г, Т (или А, Ц, Г, У в РНК) – определяют структуру волос, цвет глаз у человека, тип оболочки у бактерии (и если уж на то пошло, семейную склонность к психической болезни или к смертельным кровотечениям)? Как менделевская абстрактная «единица наследственности» раскрывается в виде конкретного физического признака?

В 1941-м, за три года до знакового эксперимента Эвери[528], двое ученых, Джордж Бидл и Эдвард Лоури Тейтем, работая в подвале Стэнфордского университета, открыли недостающее звено между генами и физическими признаками. Бидл – или Битс[529], как его любили звать коллеги, – был студентом Томаса Моргана в Калтехе[530]. Красноглазые мушки и их белоглазые мутанты заставили Бидла задуматься. Битс понял, что «ген красноты» – это единица наследственной информации, переходящая от родителя к потомку в неделимой форме – форме гена – в составе хромосомной ДНК. Физическое свойство «краснота» – следствие накопления в глазах химического пигмента. Но как частица наследственности превращается в пигмент глаза? Какова связь между «геном красноты» и самой краснотой – между информацией и ее физическим, анатомическим выражением?

Плодовые мушки преобразовали генетику благодаря редким мутантам. Именно из-за своей редкости мутанты напоминали лампы в темноте: они позволяли биологам отслеживать, как выразился Морган, «действие гена» в поколениях[531]. Это «действие» – все еще туманное, мистическое понятие – заинтриговало Бидла. В конце 1930-х Бидл и Тейтем решили, что выделение реального пигмента из глаз дрозофил может вести к разгадке «действия генов». Но работа застопорилась: связь между генами и пигментами оказалась слишком сложной, чтобы породить рабочую гипотезу. В 1937-м в попытке связать ген с признаком они перешли на еще более простой организм – красную хлебную плесень Neurospora crassa, которую впервые обнаружили как загрязнителя выпечки в парижской пекарне.

Плесневые грибы, живущие на хлебе, – цепкие и агрессивные создания. Их можно выращивать на чашках Петри с богатой питательными веществами средой, но на самом деле им, чтобы выжить, много не надо. Одно за другим убирая из богатой среды питательные вещества, Бидл обнаружил, что штаммы нейроспоры жили даже на минимальной среде с добавлением всего двух компонентов – сахара и витамина под названием биотин. Очевидно, клетки плесени могли строить все молекулы, необходимые для выживания, из базовых веществ: липиды – из глюкозы, ДНК и РНК – из их химических предшественников, сложные углеводы – из простых сахаров. Настоящее чудо из «Чудесного хлеба»[532].

Бидл догадался, что эта способность обусловлена присутствием в клетках плесени ферментов – белков, работающих главными строителями и умеющих синтезировать сложные биологические макромолекулы из базовых предшественников. Чтобы хлебная плесень успешно росла на минимальной среде, все метаболические механизмы, все пути построения молекул должны работать нормально. Если мутация повредит хотя бы один из них, плесень не сможет расти, пока недостающий ингредиент не вернут в среду. Бидл и Тейтем, таким образом, могли использовать эту технологию для отслеживания отключения метаболических функций у каждого мутанта: если мутанту необходимо для роста на минимальной среде вещество X, это значит, что у него нет какого-то фермента для синтеза этого вещества с нуля. Этот подход был чрезвычайно трудоемким, но терпение оказалось тем достоинством, которого Бидлу было не занимать: однажды он полдня учил аспиранта мариновать стейк, добавляя строго по одной специи через строго определенные промежутки времени.

Эксперимент с «недостающим ингредиентом» подтолкнул Бидла и Тейтема к новому осмыслению генов. Они заметили, что у каждого мутанта нарушена какая-то одна метаболическая функция, связанная с активностью одного белка-фермента. А скрещивания показали, что каждый мутант дефектен по единственному гену.

Но если мутация нарушает функцию фермента, значит, нормальный ген должен нести информацию о производстве нормального фермента. Единица наследственности должна хранить код для реализации метаболической или клеточной функции, которую выполняет белок. «Можно представить это так, – писал Бидл в 1945 году. – Ген определяет итоговую конфигурацию[533] молекулы белка». Это было то самое «действие гена», суть которого пыталось раскрыть целое поколение биологов: это действие заключается в кодировании информации для построения белка, а белок реализует структуру или функцию организма[534].

Или в терминах потока информации:

За свое открытие Бидл и Тейтем в 1958 году получили Нобелевскую премию, но все еще оставался нерешенным важнейший вопрос, который поднял их эксперимент: каким образом ген кодирует информацию для построения белка? Белок составляется из 20 наименований простых веществ – аминокислот (метионина, глицина, лейцина и так далее), которые выстраиваются в цепочку. В отличие от цепочки ДНК, находящейся в клетке главным образом в форме двойной спирали, цепочка белка может по-разному изгибаться и сворачиваться в пространстве, как проволока, которой придают любую уникальную форму. Эта способность принимать специфическую форму позволяет белкам выполнять множество разных функций.

Одни из них могут существовать в виде длинных эластичных волокон в мышцах (миозин). Другие могут иметь форму шара и запускать химические реакции (ферменты вроде ДНК-полимеразы). Третьи – связываться с окрашенными веществами и служить пигментами глаза или цветка. Четвертые – сворачиваться наподобие застежки и переносить другие молекулы (гемоглобин). Пятые – определять характер общения одной нервной клетки с другой, а значит, управлять развитием нервной системы и состоянием когнитивных функций.

Но как последовательность ДНК вроде АТГЦЦЦЦ… может нести информацию о построении белка? Уотсон всегда подозревал, что закодированная в ДНК информация сначала преобразуется в какое-то промежуточное сообщение. Эта «молекула-переносчик», как он ее назвал, передает инструкции для построения белка, зашифрованные в гене. В 1953 году он написал: «Больше года я твердил Фрэнсису[535] [Крику], что с генетической информации, содержащейся в цепочках ДНК, сначала должны сниматься копии в форме комплементарных молекул РНК», а уже молекулы РНК должны использоваться как инструкции для построения белка.

В 1954 году Георгий Гамов, физик русского происхождения, ставший биологом, вместе с Уотсоном основал «клуб» ученых для раскрытия механизма синтеза белка. «Дорогой Полинг, – писал Гамов Лайнусу Полингу в 1954-м, по своему обыкновению вольно обращаясь с грамматикой и орфографией. – Я играю со сложными органическими молекулами[536] (чего раньше никогда не делал!) и получаю кое-какие занятные результаты и хотел бы твое мненние о них».

Гамов назвал объединение «Клуб галстуков РНК»[537]. «Клуб никогда не собирался в полном составе, – вспоминал Крик, – его существование всегда было довольно условным»[538]. Клуб не устраивал регулярных формальных встреч, не утверждал каких-либо правил и даже базовых принципов организации, он в свободной манере держался скорее на неформальных беседах. Собрания случались спонтанно или не случались вообще. В клубе ходили по рукам записи с порой сумасбродными неопубликованными идеями, с набросанными от руки иллюстрациями – это был блог до блогов. Уотсон в Лос-Анджелесе попросил портного вышить золотистой нитью на темно-зеленых шерстяных галстуках РНК-спираль. Гамов послал по такому галстуку и булавке к нему[539] каждому из приятелей, кого решил пригласить в клуб, а также напечатал клубные бланки со своим девизом: «Сделай или умри, или вовсе не начинай»[540].

В середине 1950-х в Париже двое специалистов по генетике бактерий – Жак Моно и Франсуа Жакоб – провели эксперименты, результаты которых намекали, что для «преобразования» ДНК в белок нужна промежуточная молекула[541] – переносчик информации. Ученые тоже предположили, что гены не напрямую предоставляют инструкции для построения белков. Куда вероятнее, информация из ДНК сначала копируется – сохраняется в виде своеобразного черновика, – а затем именно эта копия, не оригинал, переводится на язык белка.

В апреле 1960 года Фрэнсис Крик и Франсуа Жакоб встретились в тесной кембриджской квартирке Сиднея Бреннера, чтобы обсудить природу этого загадочного посредника. Сын сапожника из Южной Африки, Бреннер получил стипендию и приехал в Англию изучать биологию; подобно Уотсону и Крику, он был зачарован «религией генов» и ДНК. Едва переварив ланч, трое ученых сообразили, что эта промежуточная молекула должна курсировать из клеточного ядра, где хранятся гены, в цитоплазму, где синтезируются белки.

Но какова химическая природа «послания», которое строится на основе гена? Это белок, нуклеиновая кислота или молекула другого типа? Как ее структура связана с последовательностью нуклеотидов? Хотя конкретных подтверждений тому не было, Бреннер и Крик подозревали, что это РНК – молекулярная двоюродная сестра ДНК. В 1959-м Крик посвятил Клубу галстуков стишок, но так и не разослал его коллегам:

Узнать бы нам наверняка

Все свойства генной РНК.

Но скрыт в аду, раю, за тридевять земель

Неуловимый окаянный Пимпернель![542], [543]

Той же весной Жакоб прилетел в Калтех, чтобы поработать с Мэттью Мезельсоном и таки поймать «окаянного Пимпернеля». Через несколько недель, в начале июня, прибыл и Бреннер. Они с Жакобом знали, что белки производятся внутри клетки специализированными органеллами – рибосомами. Было ясно, что самый верный способ выделить в чистом виде информационного посредника – это резко оборвать синтез белка с помощью биохимического эквивалента ледяного душа, а затем очистить продрогшие молекулы, прицепленные к рибосомам.

Принцип казался простым и очевидным, но сам эксперимент ученых обескуражил. Поначалу Бреннер доложил, что эксперимент явил ему лишь химический эквивалент густого «калифорнийского тумана – сырого, холодного и безмолвного». Недели ушли на совершенствование прихотливой биохимической системы. Но рибосомы всякий раз при выделении распадались. Внутри клетки их части спокойно пребывали в «склеенном» виде. Так почему же снаружи они растворялись, словно туман, ускользающий сквозь пальцы?

Однажды ответ вышел из тумана. Буквально. Как-то утром Бреннер и Жакоб сидели на пляже. Бреннер размышлял над своими лекциями по основам биохимии и вдруг осознал до смешного простой факт: в их растворах могло не хватать необходимого химического фактора, который отвечал за целостность рибосом внутри клеток. Но что это за фактор? Это явно что-то маленькое, тривиальное и вездесущее – крохотная капля молекулярного клея. Бреннер внезапно вскочил. Его крик пронзил утренний туман: «Это же магний! Магний!»[544] Его волосы развевались на ветру, а из карманов тек струйкой песок…

И это действительно был магний. Он оказался критически важным: в растворе с добавлением его ионов рибосома оставалась целой, и Бреннеру с Жакобом наконец удалось выделить из бактериальных клеток мизерное количество молекулы-посредника[545]. Как и ожидалось, это была РНК[546] – но РНК особого типа[547]. Она производилась всякий раз при экспрессии гена и, подобно ДНК, строилась путем сборки в цепочку нуклеотидов с одним из четырех оснований – А, Г, Ц и У (вместо Т, характерного для ДНК). Что примечательно, Бреннер и Жакоб позже обнаружили, что матричная РНК – это факсимиле цепочки ДНК, точнейшая копия, «снятая» с оригинала. После производства РНК-копия гена перемещается из ядра в цитоплазму, где это послание расшифровывается: по нему строится белок. Матричная РНК не походила на обитателя ни ада, ни рая – она была лишь профессиональным посредником. Построение РНК-копии гена назвали транскрипцией – как если бы слово или предложение переписывалось языком, близким к оригиналу. Нуклеотидная последовательность гена, выраженная алфавитом ДНК (АТГГГЦЦ…), просто переписывалась похожим алфавитом РНК (АУГГГЦЦ…).

Все это напоминало процесс перевода книг в библиотеке редких изданий. Оригинальный источник информации (ген) постоянно находится где-то в недрах хранилища. Когда от клетки поступает «запрос на перевод», из ядерного хранилища наружу посылается фотокопия оригинала. Это факсимиле гена (РНК) – рабочий экземпляр для трансляции (перевода на язык белков). Благодаря такой организации процесса в обращении может быть одновременно множество копий гена, и их количество может снижаться или повышаться по требованию. Скоро ученым стало ясно, что эти факты играют решающую роль в понимании функций гена и его активности.

Но транскрипция решала задачу синтеза белка только наполовину. Оставалась другая: перекодирование информации из РНК-послания в белок. Чтобы создать РНК-копию гена, клетка использует довольно простое правило переноса: каждый А, Ц, Т и Г в гене соответствует А, Ц, У и Г в матричной РНК (например, АЦТ ЦЦТ ГГГ → АЦУ ЦЦУ ГГГ). Единственное отличие РНК-копии от оригинального гена – замена тимина на урацил (Т → У). Но как же генетическая информация после перевода в РНК перекодируется в белок?

Уотсон и Крик сразу поняли, что ни одно основание по отдельности – А, Ц, Т или Г – не может нести достаточно генетической информации для построения какой бы то ни было части белка. Ходовых аминокислот в общей сложности 20, а четыре буквы поодиночке никак не могут определять 20 альтернативных вариантов. Секрет, видимо, крылся в комбинациях оснований. «Похоже, определенная последовательность оснований[548] и есть код, несущий генетическую информацию», – написали Уотсон и Крик.

Эту мысль можно проиллюстрировать на примере естественного языка. Буквы К, Т и О сами по себе несут мало смысла, но их можно скомбинировать несколькими способами и получить «послания» с заметно разными значениями. Здесь смысл тоже определяется последовательностью: скажем, слова кот, ток и кто[549] состоят из одних и тех же букв, но означают совершенно разное. Ключ к разгадке реального генетического кода – установить соответствие между элементами нуклеотидной последовательности РНК и элементами аминокислотной последовательности белка. Розеттский камень генетики должен был поведать, какая комбинация букв (в РНК) какую комбинацию букв (в белке) определяет.

Представим в виде схемы:

В серии остроумных экспериментов Крик и Бреннер выяснили, что генетический код наверняка «триплетен»: тройка оснований в ДНК (например, АЦТ) должна определять одну аминокислоту в белке[550].

Но какой триплет какую аминокислоту кодирует? К 1961 году за разгадку генетического кода боролись уже несколько лабораторий из разных стран. В Национальном институте здоровья в Бетесде Маршалл Ниренберг, Генрих Маттей и Филип Ледер пытались взломать код с помощью биохимического подхода. Химик индийского происхождения Хар Корана получил необходимые для этого реагенты. А в Нью-Йорке биохимик-испанец Северо Очоа параллельно начал сопоставлять триплетные кодоны с аминокислотами.

Как и при любом взламывании кода, процесс продвигался путем проб и ошибок. Сначала казалось, что триплеты перекрываются друг с другом – и это убивало надежду на простоту кода. Потом какое-то время считали, что есть вообще не работающие триплеты. Но к 1965 году все эти исследования – и в особенности работа группы Ниренберга – дали результат: для каждой аминокислоты удалось найти триплет ДНК, который ее кодирует. Например, АЦТ кодирует треонин, ЦАТ – гистидин, ЦГТ – аргинин. Таким образом, на основе последовательности ДНК – например, АЦТ ГАЦ ЦАЦ ГТГ – выстраивается цепь РНК, а она, в свою очередь, транслируется в цепь аминокислот, в конечном счете формирующую белок. Оказалось, что один триплет (АТГ) сигнализирует о начале синтеза белка, а три других (ТАА, ТАГ, ТГА) – о его остановке. Базовый генетический алфавит и принципы генетического кодирования наконец были установлены.

Поток информации в клетке легко изобразить:

Или концептуально:

Или конкретнее:

Фрэнсис Крик назвал этот поток центральной догмой биологической информации. Слово «догма» казалось странным выбором (позже Крик признался, что никогда четко не понимал лингвистического смысла этого слова, подразумевающего незыблемое, не допускающее сомнений убеждение или верование), но вот к «центральной» претензий быть не могло. Крик имел в виду поразительную универсальность потока генетической информации, пронизывающего весь биологический мир[551]. От бактерий до слонов, от мушек с красными глазами до принцев с голубой кровью – биологическая информация течет сквозь все живые системы в соответствии с общим, архетипичным принципом. ДНК предоставляет инструкции для построения РНК. РНК поставляет инструкции для построения белка. А белки в конечном счете обеспечивают построение и функционирование организма – претворяют гены в жизнь.

Пожалуй, ни одна болезнь не проиллюстрирует природу информационного потока и глубину его влияния на человеческую физиологию лучше, чем серповидноклеточная анемия. Уже в VI веке до н. э. практикующие Аюрведу индийцы распознавали анемию – дефицит нормальных красных кровяных клеток – по важнейшему симптому: бледности губ, кожи и пальцев. Анемии на санскрите называли панду рога и делили на несколько категорий. Одни варианты болезни относили на счет нарушений питания. Другие объясняли эпизодами кровопотери. Серповидноклеточная анемия, вероятно, казалась аюрведистам самой странной: это наследственная болезнь, и течет она часто приступообразно, с ознобами и внезапными эпизодами боли в костях, суставах, грудной клетке. Западноафриканский народ га назвал эту боль чвечвичве (избиение тела). Эве окрестили ее нуйдуйдуй (скручивание тела). Видимо, эти звукоподражательные термины должны были передавать ощущение неослабевающей боли, которая штопором вгрызается в кости.

В 1904 году одна увиденная в микроскоп картина[552] раскрыла единую причину всех этих, казалось бы, разрозненных симптомов. В тот год в Чикаго юный студент-стоматолог Уолтер Ноэль предстал перед своим врачом с анемическим кризом, который сопровождался характерной болью в груди и конечностях[553]. Ноэль был родом с Карибских островов, имел западноафриканские корни и за прошедшие годы успел пережить несколько таких эпизодов. Исключив сердечный приступ, кардиолог Джеймс Херрик решил скинуть этот случай на какого-нибудь ординатора. Фортуна указала на Эрнеста Айронса. По странной прихоти тот решил взглянуть на кровь Ноэля под микроскопом.

И Айронс увидел нечто ошеломляющее. Нормальные эритроциты имеют форму вогнутых по центру дисков, благодаря чему могут складываться в стопки и легко путешествовать по сети артерий, капилляров и вен, доставляя кислород в печень, сердце и мозг. Однако клетки в крови Ноэля загадочным образом превратились в сморщенные полумесяцы или серпы – стали «серповидными», как позже описал их Айронс.

Но что заставило красные кровяные клетки принять форму серпа? И почему эта болезнь передается по наследству? Виновником оказалось врожденное нарушение в гене гемоглобина – белка, который переносит кислород и содержится в эритроцитах в больших количествах. В 1951 году Лайнус Полинг, работая в Калтехе[554] вместе с Харви Итано, показал, что в серповидных клетках содержится вариант гемоглобина, отличный от гемоглобина нормальных клеток. Пять лет спустя ученым из Кембриджа удалось уточнить отличие полипептидных цепочек такого варианта гемоглобина от нормального: это была замена всего одной аминокислоты[555].

Но если белок отличается единственной аминокислотой, то в гене должен быть изменен всего один триплет («один триплет кодирует одну аминокислоту»). Это предположение позже подтвердилось. Когда ген бета-глобина (β-цепи гемоглобина) нашли и «прочитали» у здоровых и больных серповидноклеточной анемией, у последних обнаружили замену всего одного триплета: ГАГ на ГТГ. Из-за этого в β-цепи одна аминокислота, глутамат, замещается другой, валином. Такое изменение приводит к тому, что цепи гемоглобина сворачиваются по-другому: вместо аккуратных, изящных структур, похожих на застежку, мутантные белки[556] сбиваются внутри эритроцитов в цепочки. Эти цепочки, особенно при дефиците кислорода, вырастают настолько длинными, что деформируют мембрану эритроцита, и нормальный диск постепенно превращается в искривленную серповидную клетку. Такие клетки уже не могут легко проскальзывать через капилляры и вены и в разных частях тела сбиваются в микросгустки, нарушая кровоток и вызывая приступы мучительной боли.

Этот недуг можно было бы назвать болезнью Руба Голдберга[557]. Изменение нуклеотидной последовательности гена вызывает изменение аминокислотной последовательности белка, что искажает его форму, что деформирует клетку, что закупоривает сосуды, что нарушает кровоток, что мучает и разрушает тело (которое построили гены). Ген, белок, функция, судьба – все выстраивается в единую цепь: одного химического изменения в одной паре оснований ДНК оказывается достаточно, чтобы «закодировать» радикальную перемену в человеческой судьбе.

Регуляция, репликация, рекомбинация

Совершенно необходимо выяснить, откуда взялась эта головная боль.

Жак Моно[558]

Как огромный кристалл может вырасти из нескольких, но определенным образом расположенных и соприкасающихся ключевых атомов, так и великая наука может родиться от соприкосновения нескольких ключевых концепций. До Ньютона многие поколения физиков пытались осмыслить такие явления, как сила, ускорение, масса, скорость. Гениальность Ньютона проявилась в том, что он четко определил эти понятия и связал их друг с другом общей системой уравнений, тем самым заложив основу новой науки – механики. Точно так же наука генетика родилась заново от слияния пары ключевых концепций:

Как и в случае с ньютоновской механикой, «центральная догма» генетики со временем была значительно доработана и переформулирована. Но на зарождающуюся науку она повлияла глубочайшим образом, заложив в ней верную систему координат. В 1909 году Иогансен, предлагая термин «ген», объявил его «свободным от любых гипотез». Однако к началу 1960-х ген уже успел сбросить с себя гнет гипотез, то есть вообще перестал быть гипотетическим. Генетики сумели описать поток информации от организма к организму и внутри организма – от шифра к форме. Механизм наследственности был раскрыт.

Но как поток биологической информации вышел на тот уровень сложности, который мы наблюдаем в живых системах? Взять для примера серповидноклеточную анемию. Уолтер Ноэль унаследовал две неправильные копии гена бета-глобина. Каждая клетка его тела несла две неправильные копии (потому что все клетки наследуют один и тот же геном). Но эта мутация повлияла только на красные кровяные клетки, никак не затронув клетки нервной системы, почек, печени или мышц. За счет чего гемоглобин «работает» избирательно в эритроцитах? Почему гемоглобина не было у Ноэля в глазах или коже, хотя их клетки – да и вообще все клетки человеческого тела – содержат идентичные копии одного и того же гена? Или, по выражению Томаса Моргана, как «свойства, заложенные в генах, проявляются[559] в [разных] клетках»?

В 1940 году эксперимент на простейшем микроскопическом организме – капсулообразной бактерии Escherichia coli, обитающей в кишечнике, – помог совершить первый прорыв в решении этого вопроса. E. coli может жить, питаясь двумя очень разными сахарами – глюкозой и лактозой. В среде с любым из них бактерия быстро делится, удваивая численность примерно каждые 20 минут. Кривая роста популяции в этом случае выглядит как экспонента: численность увеличивается в 2, 4, 8, 16 раз, пока культура сильно не помутнеет и запас сахара не истощится.

Неумолимо взлетающая все выше и выше кривая заворожила французского биолога Жака Моно[560]. Ученый вернулся в Париж в 1937-м после года возни с калтеховскими мушками в компании Томаса Моргана. Пребывание Моно в Калифорнии оказалось не слишком плодотворным: он занимался в основном тем, что исполнял Баха в местном оркестре или учился играть джаз с диксилендом[561]. Но, с другой стороны, подконтрольный захватчикам Париж был крайне печальным местом. К лету 1940 года Бельгия и Польша пали под натиском Германии. В июне Франция, истощенная огромными потерями, подписала договор о перемирии, который позволил немецкой армии оккупировать бо́льшую часть Северной и Западной Франции. Париж получил статус «открытого города»: его уберегли от бомб и разрухи, но сделали полностью открытым для нацистских войск. Детей эвакуировали. Музеи освободили от картин, витрины закрыли ставнями. «Париж всегда останется Парижем», – пел Морис Шевалье в 1939-м. Звучало это как мольба, но… Город огней освещался редко. Улицы стали зловеще безжизненными, кафе опустели. Регулярные ночные отключения электроэнергии погружали город в инфернальный мрак.

Осенью 1940-го, когда на всех правительственных зданиях уже развевались черно-красные флаги со свастиками, а немецкие военные объявляли ночами комендантский час через громкоговорители на Елисейских полях, Моно работал с E. coli в полумраке жаркого чердака Сорбонны (в том же году он тайно присоединится к французскому Сопротивлению, хотя многие коллеги так никогда и не узнают его политические наклонности). Зимними ночами реактивы в лаборатории замерзали, и Жаку приходилось ждать до полудня, пока оттает уксусная кислота, сожалея о потерянном времени и невозможности укрыться от нацистской пропаганды, доносящейся с улицы. Именно той зимой Моно повторил эксперимент, посвященный динамике роста бактерий, внеся в него некоторые стратегические изменения. В этот раз он добавил в культуру два разных сахара одновременно: и глюкозу, и лактозу.

Если бы сахара функционально не различались, то есть метаболизм лактозы и глюкозы был бы одинаковым, можно было бы ожидать, что бактерии, питаясь их смесью, продемонстрируют такую же плавную дугу роста. Однако бактерии выкинули странный кульбит. Сначала их численность ожидаемо росла экспоненциально, но затем на некоторое время рост остановился и начался опять. Пытаясь объяснить эту паузу, Моно обнаружил необычное явление. Вместо того чтобы потреблять сахара в равной степени, кишечная палочка сначала питалась избирательно, только глюкозой. Затем рост популяции остановился – клетки будто пересматривали свой рацион, – и после переключения на лактозу вернулись к активному размножению. Моно назвал это диауксией, то есть двухфазным ростом.

Хоть и совсем небольшое, но это коленце ростовой кривой озадачило ученого. Подобно песчинке в глазу, оно раздражало его научную интуицию. Численность бактерий, питающихся сахарами, должна расти плавно. Почему же переход с одного сахара на другой приостанавливал рост? Как вообще бактерии могли «узнать» или почувствовать, что сахар поменялся? И почему сначала они подчистую съели один сахар и только затем приступили к другому – будто обедая двумя блюдами в бистро?

К концу 1940-х Моно выяснил, что изгиб кривой возникал из-за метаболической перестройки. Переходя с глюкозы на лактозу, бактерии запускали выработку специфических ферментов для расщепления лактозы. Когда же они возвращались к питанию глюкозой, эти ферменты снова заменялись расщепляющими глюкозу. Запуск, или индукция, синтеза ферментов при смене субстрата – будто замена столовых приборов между блюдами (убрать нож для рыбы, взять десертную вилочку) – занимал несколько минут, что и выражалось ростовой паузой.

Моно решил, что феномен диауксии может указывать на регуляцию генов метаболическими сигналами извне. Если ферменты – а это белки – по команде появляются в клетке и исчезают, значит, гены включаются и выключаются, как молекулярные тумблеры (ферменты ведь кодируются генами). В начале 1950-х Моно вместе с присоединившимся к нему Франсуа Жакобом принялся систематически изучать регуляцию генов у E. coli, получая мутантов – именно этот метод так успешно использовал Морган в работе с плодовыми мушками[562].

Бактериальные мутанты, как и мушиные, рассказали многое. Моно и Жакоб, работая с Артуром Парди, генетиком-микробиологом из Америки, открыли три основных принципа регуляции генов. Во-первых, когда ген включается и выключается, его ДНК-оригинал остается без изменений. Перемены касаются его РНК-копий: когда ген активируется, с него считывается больше молекул РНК, а следовательно, синтезируется больше молекул ферментов, расщепляющих сахар. Метаболическую идентичность клетки – то есть потребление глюкозы или лактозы в тот или иной момент – можно установить не по нуклеотидной последовательности генов, которая всегда постоянна, а по количеству РНК, которую они производят. При потреблении лактозы в клетке появляется много РНК ферментов, расщепляющих лактозу. При питании глюкозой, наоборот, синтез таких РНК подавляется, а РНК расщепляющих глюкозу ферментов – активируется.

Во-вторых, синтез РНК-посредников регулируется координированно. Когда источником питания становится лактоза, бактерии ради ее усвоения активируют целый генетический модуль. Один из генов модуля кодирует белок-переносчик, который позволяет лактозе попасть внутрь бактериальной клетки. Другой ген кодирует фермент, расщепляющий лактозу на крупные фрагменты. Третий – фермент, разбивающий крупные фрагменты на мелкие. Удивительно, но все гены, задействованные в одном метаболическом пути, объединены и пространственно: на бактериальной хромосоме они идут друг за другом, как книги из одной тематической подборки в библиотеке, и индуцируются одновременно. Метаболическая перестройка в клетке означает глубокую генетическую перестройку. Сменяются не только приборы – одним махом заменяется весь обеденный сервиз. Функциональная цепь генов включается и выключается целиком, будто управляемая одним рубильником. Моно назвал такой генный модуль опероном[563].

Синтез белков таким образом идеально подстраивается под требования среды: если предоставить клетке нужный сахар, разом включится полный набор генов для его метаболизма. Эволюция с ее жуткой любовью к экономии породила самое элегантное решение и для регуляции генов. Ничего не работает напрасно: ни гены, ни РНК, ни белки.

Каким образом белок, «чувствующий» лактозу, узнает и регулирует именно гены, ответственные за ее расщепление, и игнорирует тысячи других генов в клетке? Третий главный принцип генетической регуляции, открытый Моно и Жакобом, гласит: с каждым геном ассоциированы специфические регуляторные последовательности ДНК, которые работают как опознавательные метки. После того как сахарочувствительный белок связывается с соответствующим сахаром, он узнает такую метку и включает (либо выключает) целевые гены. Это и служит генам сигналом производить больше РНК, а значит, и нужного для расщепления сахара фермента.

Иными словами, ген несет информацию не только о последовательности белка, но и о том, где и когда производить этот белок. Все эти данные зашифрованы в ДНК; обычно регуляторные последовательности примыкают к началу белок-кодирующей части гена (хотя могут стоять и после нее, и прямо в ней). Регуляторные и белок-кодирующая последовательности в совокупности и составляют ген.

Обратимся вновь к аналогии с предложением. Когда Морган открыл сцепленное наследование в 1910-м, он не нашел явных причин физической взаимосвязи каких-то генов на одной хромосоме: ген черной окраски тела и ген белых глаз, казалось бы, функционально не связаны друг с другом, но тем не менее стоят на хромосоме «плечом к плечу». В модели же Жакоба и Моно бактериальные гены собраны вместе по определенной причине. Те, что действуют в одном метаболическом пути, физически объединены друг с другом: если работаете вместе, то и живете в геноме вместе. Ген оснащен специфическими последовательности ДНК, которые определяют контекст его активности, его «работы». Такие последовательности, предназначенные для включения и выключения генов, можно сравнить с пометками и знаками препинания в предложении: кавычками, запятой, заглавной буквой. Они формируют контекст, расставляют акценты и придают значение, информируя читателя о том, какие части читать вместе и когда сделать паузу перед следующим предложением. Например, так: «Это структура вашего генома. Помимо прочего, он содержит независимо регулируемые модули. Некоторые слова собраны в предложения; другие разделяются точками с запятой, запятыми, тире».

Парди, Жакоб и Моно опубликовали свое монументальное исследование[564] лактозного оперона в 1959-м, через шесть лет после выхода статьи Уотсона и Крика о структуре ДНК. Их работа, получившая благодаря списку авторов название ПаЖаМо (в обиходе – «пижамная»), тут же стала классической. Ее значение для биологии было огромным. Статья ПаЖаМо утверждала, что гены – не пассивные шаблонные инструкции. Несмотря на то, что во всех клетках один и тот же набор генов – то есть их геномы идентичны, – выборочная активация или репрессия определенных групп генов позволяет отдельной клетке реагировать на условия среды. Геном – это активный план, способный реализовываться по частям – в определенное время и в зависимости от обстоятельств.

Белки в этом процессе работают как датчики для регулировки, как главные тумблеры: включают и выключают гены или даже сразу группы генов. Подобно партитуре завораживающе сложной симфонии, геном вмещает все инструкции по развитию и поддержанию жизни организмов. Но геномная «партитура» без белков безмолвна. Белки реализуют информацию в соответствии с актуальными задачами, активируя или подавляя считывание генов (некоторые регуляторные белки еще называют факторами транскрипции). Они дирижируют геномом, извлекают из него нужные музыкальные партии: на 14-й минуте побуждают вступить альт, арпеджио подчеркнуть звоном тарелок, крещендо – барабанной дробью. Концептуально это выглядит так:

Статья ПаЖаМо положила на лопатки главный вопрос генетики: как живой организм с фиксированным набором генов может так чутко реагировать на изменения в среде? Но та же статья предлагала ответ и на главный вопрос эмбриогенеза: как может организм с тысячами типов клеток развиться из эмбриона с тем же самым, одним-единственным набором генов? Регуляция генов – выборочное включение и выключение определенных генов в определенных клетках в определенное время – добавляет решающий уровень сложности вопросу о природе и реализации биологической информации.

Моно утверждал, что именно за счет генетической регуляции клетки способны выполнять свои уникальные во времени и пространстве функции. «Геном содержит не только набор шаблонов[565] [т. е. генов], но и координационную программу <…> и средства контроля ее выполнения», – заключили Моно и Жакоб. Красные кровяные клетки и клетки печени Уолтера Ноэля несли одинаковую генетическую информацию, но благодаря регуляции работы генов белок гемоглобин содержался лишь в эритроцитах. У гусеницы и бабочки геном в точности совпадает, но генетическая регуляция делает возможным превращение первой во вторую.

Эмбриогенез можно рассматривать как постепенное развертывание процессов генетической регуляции, начиная с одноклеточного зародыша. Это и есть «движение», которое Аристотель так живо представлял столетия назад. В одной известной байке средневекового космолога спрашивают, на чем держится Земля. «На черепахах», – отвечает он. «А что держит черепах?» – «Другие черепахи». – «А тех черепах?» – «Да как вы не поймете! – топает ногой космолог. – Черепахи там до самого низа!» Генетик мог бы описать развитие организма как последовательную индукцию (или репрессию) генов и генетических сетей. Гены кодируют белки, которые включают гены, которые кодируют белки, которые включают гены, – и так все время, «до самого низа» – самой первой клетки зародыша. Гены там с самого начала[566].

Регуляция экспрессии генов на уровне ДНК – их включение и выключение посредством белков – объясняет, как на основе одной неизменной копии генетической информации в клетке возникает вся комбинаторная сложность. Но этот процесс не может объяснить копирование самих генов: как гены реплицируются, когда клетка делится на две или когда формируются сперматозоиды и яйцеклетки?

Уотсон и Крик считали, что модель двойной спирали ДНК – с двумя противопоставленными друг другу комплементарными «инь-ян-цепями» – уже сама по себе указывала на механизм репликации. В последнем предложении статьи[567] 1953 года они заметили: «От нашего внимания не ускользнуло, что предполагаемое специфическое спаривание [ДНК] прямо указывает на возможный механизм копирования генетического материала». Их модель ДНК была не просто красивой картинкой: структура молекулы предсказывала самые важные детали ее функций. Уотсон и Крик предположили, что каждая цепь ДНК используется для создания собственной копии, и таким образом из изначальной двойной спирали получаются две таких же. В ходе репликации инь-ян-спираль расплетается. Цепь инь служит матрицей, или шаблоном, для сборки новой цепи ян, а ян – шаблоном для новой инь. В итоге получаются уже две одинаковых инь-ян-пары (в 1958 году Мэттью Мезельсон и Франклин Сталь подтвердили этот механизм).

Но двойная спираль ДНК не может самостоятельно сделать свою копию, иначе она бы воспроизводилась бесконечно и бесконтрольно. Представлялось более вероятным, что за копирование ДНК отвечает фермент – какой-то репликативный белок. В 1957 году биохимик Артур Корнберг решил выделить такой фермент. Корнберг рассуждал так: если фермент, копирующий ДНК, существует, то искать его стоит прежде всего в организме, который быстро размножается, – например, в E. coli в фазе бурного роста.

К 1958 году Корнберг выделил из бактериальной биомассы и хорошенько очистил препарат фермента («Генетик считает, биохимик очищает», – сказал он мне однажды). Он назвал фермент ДНК-полимеразой (ДНК – полимер, состоящий из нуклеотидов А, Ц, Г и Т, а этот фермент производил ДНК)[568]. Когда он добавил в пробирку с раствором ДНК свой препарат полимеразы, источник энергии и запас свежих нуклеотидов, то увидел образование новых цепей нуклеиновой кислоты: ДНК создала ДНК по своему образу и подобию.

«Пять лет назад,[569] – писал Корнберг в 1960-м, – синтез ДНК считали витальным процессом», мистической реакцией, которую нельзя воспроизвести в пробирке, просто добавляя химические реагенты. Согласно этому взгляду, «вмешательство в сам генетический аппарат [жизни], несомненно, не приведет ни к чему, кроме хаоса». Но у Корнберга в ходе синтеза ДНК из хаоса возник порядок: из химических составляющих построился ген. Труднодоступность генов больше не была препятствием.

Надо отметить, что и здесь не обходится без рекурсии: как и все белки, фермент ДНК-полимераза, осуществляющий репликацию, представляет собой продукт гена[570]. В любой геном встроены фрагменты, кодирующие белки, которые позволяют этому геному воспроизводиться. Этот дополнительный уровень сложности – когда ДНК кодирует белок, который ее копирует, – очень важен, поскольку служит одним из главных узлов регуляции. Репликацию ДНК могут включать и выключать разные сигналы и регуляторы, такие как возраст или пищевой статус клетки; это позволяет клеткам копировать ДНК только при готовности делиться. Но в этой схеме есть одна загвоздка: когда нарушается работа самих регуляторов, ничто не может остановить непрерывную репликацию и воспроизводство клеток. Как мы вскоре узнаем, в этом и заключается суть предельной патологии неисправных генов – рака.

Гены порождают белки, регулирующие гены, и белки, реплицирующие гены. Третья «р» физиологии генов – понятие не из обычного человеческого лексикона, но совершенно необходимое для выживания нашего вида: рекомбинация, способность создавать новые комбинации генов.

Чтобы понять суть рекомбинации, следует опять начать с Менделя и Дарвина. 100 лет изучения генетики показали, как живые организмы передают друг другу «подобие». Единицы наследственной информации, закодированные в ДНК и упакованные в хромосомы, передаются через сперматозоиды и яйцеклетки в эмбрион, а из эмбриона – в каждую клетку организма. Эти единицы кодируют инструктивные послания для построения белков, а инструкции и белки, в свою очередь, реализуют структуру и функции организма.

Но, хоть это описание механизма наследственности и отвечает на вопрос Менделя, как подобное порождает подобное, оно не помогает разгадать обратную загадку Дарвина – как подобное порождает непохожее. Чтобы эволюция происходила, необходима генетическая изменчивость: организмы должны производить потомство, генетически отличное от обоих родителей. Если гены обычно передают «подобие», то как они могут передавать «непохожесть»?

Один из механизмов изменчивости в природе – это мутации, то есть изменения последовательности ДНК (например, Т замещает A), которые могут повлиять на структуру белка и тем самым на его функции. Мутации возникают, когда ДНК повреждается химическими веществами либо рентгеновским излучением или же когда полимераза делает случайную ошибку, копируя гены. Второй типичный механизм обеспечения генетического разнообразия – рекомбинационный обмен одинаково расположенными участками ДНК между отцовской и материнской хромосомами, в результате которого может получиться гибрид материнских и отцовских генов. Такая рекомбинация – тоже мутация, просто при ней генетический материал целыми фрагментами перемещается между хромосомами[571].

Передача генетической информации от одной хромосомы к другой происходит только при крайне специфических обстоятельствах. Первое обстоятельство – образование сперматозоидов и яйцеклеток. Непосредственно перед сперматогенезом и оогенезом клетка ненадолго превращается в игровую площадку для генов. Парные хромосомы (одна была получена от матери, вторая – от отца) «обнимаются» и с готовностью делятся друг с другом генетической информацией. Такой обмен между парными хромосомами имеет ключевое значение для смешивания и сопоставления наследственной информации от родителей. Морган назвал этот феномен кроссинговером (а его ученики использовали кроссинговер как инструмент для картирования генов мушек). Более современный термин – рекомбинация; он подчеркивает способность производить комбинации комбинаций генов.

Второе обстоятельство более зловещее. Когда ДНК повреждается мутагеном – например, ионизирующим излучением, – целостность наследственной информации, естественно, подвергается угрозе. Если такое повреждение случается, ген можно воссоздать по его «близнецу» – копии на парной хромосоме: часть материнской копии можно восстановить, опираясь на отцовскую, что опять же приводит к формированию гибридных генов.

Еще раз: для восстановления гена используется принцип спаривания оснований. Инь чинит ян, отображение восстанавливает оригинал: с ДНК происходит примерно то же, что и с Дорианом Греем, когда прототип постоянно черпает жизненные силы из своего портрета. Белки сопровождают и координируют весь процесс: направляют поврежденную цепь к нормальному гену, копируют и корректируют утраченную информацию, сшивают разрывы – и все это в конечном счете приводит к переносу информации с неповрежденной цепи на поврежденную.

Регуляция. Репликация. Рекомбинация. Примечательно, что все три «р» физиологии генов прочно завязаны на молекулярную структуру ДНК – на принцип спаривания оснований двойной спирали, предложенный Уотсоном и Криком.

Генетическая регуляция работает за счет транскрипции ДНК в РНК, в основе механизма которой лежит принцип спаривания оснований. Когда цепь ДНК используется для построения РНК-инструкции, именно спаривание оснований между ДНК и РНК позволяет создать РНК-копию гена. В ходе репликации цепь ДНК тоже копируется со своего «отображения». На основе каждой цепи создается ее комплементарная копия, в результате чего из одной двойной спирали получаются две. И при рекомбинации стратегия противопоставления оснований реализуется снова, на этот раз чтобы восстановить поврежденную ДНК. Испорченная копия гена реконструируется «по предписанию» комплементарной цепи, то есть второй копии гена[572].

Двойная спираль гениально решала три главные задачи физиологии генов, и все решения были вариациями на одну и ту же тему. Зеркальные отображения веществ используются для получения своих же зеркальных отображений; по отражению воссоздается оригинал. Пары нужны, чтобы обеспечивать точность воспроизводства, постоянство информации. «Моне – это всего лишь глаз, – так однажды Сезанн выразился о своем друге, – но, боже мой, какой глаз!» Так и ДНК: всего лишь вещество – но, боже мой, какое вещество!

Ученые-биологи издавна делятся на два лагеря: анатомы и физиологи. Анатомы описывают природу тканей, структур и частей тела: изучают, как все устроено. Физиологи же сосредоточены на тех механизмах взаимодействия структур и частей тела, которые обеспечивают функции живых организмов: их волнует, как все работает.

Это разделение знаменует и судьбоносный переходный момент в истории гена. Мендель был, можно сказать, первым «анатомом» гена: наблюдая за движением информации между поколениями гороха, он описал принципиальное устройство гена как неделимой информационной частицы. Морган и Стёртевант продолжили анатомическую линию в 1920-х, показав, что гены – материальные единицы, линейно распределенные по хромосоме. В 1940–1950-х Эвери, Уотсон и Крик определили ДНК как молекулу гена и описали ее структуру моделью двойной спирали, доведя тем самым анатомическую концепцию гена до естественной кульминации.

С конца 1950-х по 1970-е в научном пространстве доминировала уже физиология генов. Тот факт, что гены могут регулироваться – включаться и выключаться определенными сигналами, – углубил понимание работы генов во времени и пространстве и ее роли в определении уникальных свойств отдельных клеток. То, что гены могут воспроизводиться и рекомбинировать с генами других хромосом и что их «чинят» специальные белки, объяснило, как клеткам и целым организмам удается сохранять, копировать и перетасовывать генетическую информацию из поколения в поколение.

Биологам, изучающим человека, каждое из этих открытий принесло огромную пользу. Как только генетика перешла от материальной концепции гена к механистической – от его строения к функциям, – «человеческие» биологи начали наконец постигать столь долго искомые связи между генами, физиологией человека и патологией. Болезнь могут вызывать изменения не только в шифре – нуклеотидной последовательности гена какого-то белка (например, гемоглобина при серповидноклеточной анемии), но и в генетической регуляции, то есть неспособность включать и выключать нужный ген в нужной клетке в нужное время. Репликация генов объясняет, как многоклеточный организм возникает из одной клетки, а ошибки репликации – как критическое нарушение метаболизма или разрушительная психическая болезнь может случайным образом появляться в семье, где ранее ничего подобного не было. Подобие геномов объясняет сходства между родителями и детьми, а рекомбинация и мутации – различия. У одной семьи общие не только социальная и культурная сети, но и сеть активных генов.

Подобно тому, как анатомия и физиология XIX века заложили основу для медицины XX века, анатомия и физиология генов заложит фундамент для новой могучей биологической науки. В следующие десятилетия эта революционная наука расширит область своих интересов и манипуляций с простых организмов до сложных. Ее концептуальная лексика – «генетическая регуляция, рекомбинация, мутация, репарация ДНК» – перетечет из фундаментально-научных журналов в медицинские учебники, а затем и в общественно-культурные дискуссии (смысл слова «раса», как мы увидим, нельзя понять в полной мере, не разобравшись, что такое рекомбинация и мутация). Новая наука постарается объяснить, как гены строят, поддерживают, восстанавливают и воспроизводят людей – и какой вклад вносят вариации в анатомии и физиологии генов в вариации человеческой идентичности, судьбы, здоровья и болезни.

От генов к генезу

Вначале была простота[573].

Ричард Докинз,

«Эгоистичный ген»[574]

Я – тоже муха[575]:

Мой краток век.

А чем ты, муха,

Не человек?

Уильям Блейк,

«Муха»[576]

Хотя описание гена на молекулярном уровне прояснило механизм передачи наследственных признаков, оно только усложнило загадку, которая занимала Томаса Моргана в 1920-х. Для Моргана главной тайной биологии был не ген, а генез: как «единицы наследственности» определяют формирование и поддерживают функции органов и организмов? («Извините, что зеваю, – сказал он однажды студенту, – я только пришел со своей лекции [по генетике]».)

Ген, как отметил Морган, – экстраординарное решение экстраординарной проблемы. Половое размножение требует, чтобы организм коллапсировал в единственную клетку, но затем – чтобы одна клетка снова выросла в целый организм. Морган понял, что ген решает одну биологическую проблему – передачу наследственных признаков, – но усугубляет другую – механизм развития организмов. Единичная клетка должна переносить полный набор инструкций для построения организма с нуля – и отсюда необходимость генов. Но как гены заставляют единственную клетку снова превратиться в целый организм?

Эмбриологу может казаться естественным подход к проблеме генеза «от начала к концу»: от самых ранних зародышевых событий до построения телесного плана полноценного организма. Но мы увидим, что в силу важных причин постижение развития организма шло как фильм в обратной прокрутке. Механизм определения генами макроскопических анатомических черт – конечностей, органов, других структур – расшифровали первым. Затем раскрыли механизм определения их пространственного положения: где какие структуры должны быть – спереди или сзади, слева или справа, сверху или снизу. А вот самые ранние события эмбрионального развития – формирование осей тела, передней и задней, спинной и брюшной, левой и правой его частей – изучили последними.

Такой обратный порядок открытий легко объяснить. Мутации в генах макроскопических структур вроде ног и крыльев обнаружить проще всего, и потому их описали первыми. Мутации в генах, определяющих базовые элементы плана тела, сложнее идентифицировать, поскольку такие нарушения резко снижают выживаемость. И наконец, почти невозможно найти живых особей с мутациями, затрагивающими самые ранние стадии эмбриогенеза, потому что зародыши с хвостом вместо головы мгновенно погибают.

В 1950-х Эд Льюис, генетик, работавший с дрозофилами в Калтехе, начал реконструировать формирование мушиного эмбриона. Подобно историку архитектуры, страстно увлеченному одним-единственным зданием, Льюис почти 20 лет изучал «строительство» дрозофилы. Бобовидный, размером меньше песчинки, мушиный эмбрион зарождался в бурном водовороте событий. Примерно через 10 часов после оплодотворения яйцеклетки эмбрион разделялся на три крупных сегмента: голову, грудь и брюшко, – а дальше каждый сегмент делился на части поменьше. Льюис выяснил, что каждый из этих зародышевых сегментов дает начало определенному сегменту взрослой мухи. Один из них становится вторым грудным сегментом и отращивает два крыла. Из трех сегментов вырастают шесть мушиных лапок. На других развиваются щетинки или антенны. Как и у человека, у мух общий план взрослого тела свернут в эмбрионе. Созревание мухи – это последовательное разворачивание сегментов, напоминающее растягивание живого аккордеона.

Но откуда эмбрион мушки «знает», что лапка должна расти из второго грудного сегмента, а антенна – из головы (но не наоборот)? Льюис изучал мутантов[577] с нарушенной организацией сегментов[578] и обнаружил у них специфическую черту: общий план макроскопических структур зачастую оставался ненарушенным, и лишь какой-то сегмент менял свою идентичность или расположение в теле мухи. Например, у одного мутанта развился лишний второй грудной сегмент, абсолютно нормальный с виду и почти рабочий, и в итоге получилась особь с четырьмя крыльями (одна пара крыльев – на нормальном сегменте, вторая – на дополнительном). Казалось, что гену «построить грудь» ошибочно скомандовали активироваться не в том месте, и он бодро подчинился. У другого мутанта две лапки выросли вместо антенн, будто ген «отрастить лапку» по ошибке активировался в голове.

Льюис заключил, что формирование органов и прочих структур контролируется мастер-регуляторами, главными исполнительными генами, которые работают как самостоятельные единицы либо программы. В ходе нормального развития мушки (или любого другого организма) эти регуляторы вступают в действие в нужном месте и в нужное время, определяя идентичность, назначение сегментов и органов. Функционально они напоминают микропроцессорные электронные схемы и занимаются тем, что своими продуктами включают или выключают другие гены. Мутации в мастер-регуляторах выражаются в неправильном устройстве или необычном расположении органов и сегментов. Подобно растерянным слугам Червонной королевы из «Алисы в Стране чудес», гены суетливо выполняют распоряжения – «построить грудь», «отрастить крыло», – но только не там или не тогда. Когда регулятор кричит: «Антенну мушке!» – запускается программа формирования антенны, и антенна появляется – правда, не важно, что из груди или из брюшка.

Но кто же командует командирами? Открытие Льюисом мастер-регуляторов, контролирующих развитие разных структур, объяснило события поздних стадий эмбриогенеза, но породило, кажется, бесконечную рекурсивную загадку. Если эмбрион строится сегмент за сегментом, орган за органом, идентичностью которых распоряжается мастер-регулятор, то как для начала каждый сегмент «понимает» свою идентичность? Откуда, например, мастер-ген выращивания крыльев знает, что работать надо именно во втором грудном сегменте, а не в третьем там или первом? Если генетические модули настолько автономны, то почему – переворачивая загадку Моргана – ноги не растут у мух из головы, а у людей из носа не торчат большие пальцы?

Чтобы ответить на эти вопросы, ход часов эмбриогенеза нужно было запустить вспять. В 1979-м, через год после публикации статьи Льюиса о генах, управляющих развитием лапок и крыльев, два гейдельбергских эмбриолога – Христиана Нюслайн-Фольхард и Эрик Вишаус – приступили к получению мушиных мутантов, способных пролить свет на регуляцию самых ранних этапов формирования зародыша.

Их мутантные дрозофилы оказались еще ужаснее, чем мушки Льюиса. У некоторых исчезали целые эмбриональные сегменты или же радикально укорачивался грудной либо брюшной отдел – как если бы человеческий плод появлялся на свет без туловища или без нижней части тела. Нюслайн-Фольхард и Вишаус предположили, что гены, поврежденные у таких мутантов, определяют базовый архитектурный план эмбриона. Это картографы эмбрионального мира: они делят зародыш на основные сегменты и активируют мастер-регуляторы Льюиса, чтобы запустить построение органов и структур в некоторых частях тела (и только в них!): антенны на голове, крылья на среднем грудном сегменте, и так далее. Нюслайн-Фольхард и Вишаус назвали такие детерминанты генами сегментации[579].

Но и у этих генов должны были быть повелители. Как второй сегмент мушиной груди может знать, что он именно грудной, а не брюшной? И как голова понимает, что она не хвост? Каждому сегменту задается положение на оси, которая тянется от головы до хвоста. Голова работает подобно внутренней системе позиционирования, и положение относительно головы и хвоста дает каждому сегменту уникальный адрес в эмбрионе. Но как зародыш выстраивает свою основополагающую, первичную асимметрию, то есть противопоставление «головного» и «хвостового»?

Во второй половине 1980-х Нюслайн-Фольхард со своими студентами начала анализировать поколение мутантных мух, в котором эмбрионы вообще утрачивали телесную асимметрию. Развитие этих зародышей – часто безголовых или бесхвостых – останавливалось задолго до сегментации и тем более формирования органов. У некоторых головной конец деформировался, у других был совершенно неотличим от хвостового: получались странные «зеркальные» эмбрионы, самый примечательный из которых получил название bicoid (буквально – «двухвостый»). У этих мутантов явно не хватало какого-то химического фактора, определяющего различия переднего и заднего концов тела. В 1986-м студенты Нюслайн-Фольхард провели поразительный эксперимент. Они научились миниатюрной иглой извлекать капельку жидкости из головы нормального эмбриона и переносить ее в безголового мутанта. Удивительно, но клеточная хирургия работала: этой капельки хватало, чтобы заставить эмбрион выращивать голову на месте хвоста.

В серии новаторских работ, опубликованных с 1986 по 1990 год, Нюслайн-Фольхард и ее коллеги окончательно определили несколько факторов, сигнализирующих о необходимости «головной» или «хвостовой» дифференцировки. Сейчас мы знаем, что минимум восемь таких факторов – преимущественно белков[580] – зрелая муха производит и асимметрично размещает в яйцеклетке при ее формировании. Поскольку за весь процесс отвечает будущая мать, эти вещества назвали материнскими факторами. Неравномерное их распределение обеспечивается тем, что сама яйцеклетка внутренне поляризована, и одни вещества откладываются в «головном» ее конце, а другие – в «хвостовом».

Белки, таким образом, формируют в яйце концентрационный градиент. Как в случае с диффузией сахарозы из кубика сахара в кофе, высокие их концентрации наблюдаются у одного полюса яйца, а низкие – у другого[581]. Движение химического вещества через белковый матрикс может даже напоминать проникновение сиропа в овсянку: при этом формируются характерные трехмерные узоры. В зависимости от локальной концентрации тех или иных факторов избирательно активируются те или иные гены, что позволяет заложиться передне-задней оси и иным элементам плана тела.

Этот процесс бесконечно рекурсивен – как история о первичности курицы или яйца. Мухи с головами и хвостами производят яйцеклетки с головами и хвостами, которые производят эмбрионы с головами и хвостами, из которых вырастают мухи с головами и хвостами – и так далее до бесконечности. А на молекулярном уровне это выглядит так. На ранней стадии развития эмбриона белки, кодируемые геномом матери, концентрируются в той или иной его части. Они активируют или подавляют специфические гены, определяя таким образом передне-заднюю ось зародыша. Те гены, в свою очередь, активируют «гены-картографы», которые обеспечивают закладку сегментов и разделение тела на крупные домены. Картографы активируют или подавляют гены, определяющие – тоже путем активации и подавления подопечных им генов – специализацию сегментов, развитие органов и иных структур[582].

Развитие человеческого эмбриона, видимо, тоже проходит в три подобных организационных этапа. Как и у мухи, в начале эмбриогенеза гены «материнского эффекта» с помощью химических градиентов организуют зародыш по трем основным осям: голова – хвост, спина – живот, правая сторона – левая сторона. Затем череда аналогов мушиных генов сегментации инициирует разделение эмбриона на его главные структурные части: головной мозг, спинной мозг, скелет, кожу, пищеварительный тракт и так далее. И наконец, гены, санкционирующие построение органов и частей тела, обеспечивают формирование конечностей с пальцами, глаз, печени, почек и легких.

«Грех ли делает гусеницу куколкой[583], куколку – бабочкой, а бабочку – прахом?» – задался в 1885 году вопросом немецкий теолог Макс Мюллер. Спустя век биология предложила ответ: не грех то вовсе, а шквал активации генов.

В классической детской книжке Лео Лионни[584] «Дюйм за дюймом» малиновка сохраняет жизнь червячку, потому что тот предлагает ей свое тельце ровно в дюйм в качестве мерила для оценки размеров «всяких штуковин». Червячок измеряет хвост малиновки, клюв тукана, шею фламинго и ноги цапли – мир птиц таким образом получает своего первого сравнительного анатома.

Генетики тоже научились ценить маленьких существ: они оказались чрезвычайно полезными для измерения, сравнения и понимания куда более масштабных «штуковин». Мендель лущил горы гороха. Морган определял частоты мутаций у мушек. И наконец, 700 напряженных минут от зарождения мушиного эмбриона до образования его первого сегмента – пожалуй, наиболее тщательно изученный отрезок времени в истории биологии – частично разрешили одну из главных биологических загадок: как гены координируют свою работу, чтобы единичную клетку превратить в исключительно сложный организм?

Но понадобилось существо еще миниатюрнее – червячок длиной меньше дюйма, – чтобы разгадать вторую часть этой загадки: как новые клетки эмбриона понимают, кем им стать? «Мушиные» эмбриологи составили общую схему развития организма как последовательного развертывания трех фаз – закладки осей, разбивки тела на сегменты и формирования органов, – каждой из которых управляет каскад генов. Но чтобы понять эмбриогенез на глубинном уровне, генетикам нужно было выяснить, как гены определяют судьбу отдельных клеток.

В середине 1960-х Сидней Бреннер в Кембридже приступил к поискам организма, способного помочь в определении таких судьбоносных факторов. Даже малюсенькая дрозофила с ее «сложными глазами, членистыми ногами и изощренными поведенческими паттернами» была слишком велика для задач Бреннера. Чтобы выяснить, как гены навязывают клеткам их будущую «профориентацию», ему нужен был организм столь малый и простой, что каждую новую клетку его эмбриона можно было бы учесть и отследить во времени и пространстве. (В качестве точки отсчета можно взять человека с его почти 37 триллионами клеток: картировать их специализацию не по силам даже самым мощным компьютерам.)

Бреннер превратился в знатока крохотных существ, этакого бога мелочей[585]. Он штудировал зоологические учебники XIX века в поисках животного, которое удовлетворяло бы всем его требованиям. В конце концов он остановился на крошечном почвенном черве Caenorhabditis elegans (C. elegans, если кратко). Зоологи отмечали, что этот червь эутеличен: после достижения зрелости количество клеток в теле каждой особи остается неизменным и характерным для вида. Это постоянство открывало перед Бреннером новые исследовательские горизонты: если у каждого червя сохраняется одно и то же число клеток, его гены обязаны содержать судьбоносные инструкции для каждой клетки тела. «Мы намереваемся выявить у червя каждую клетку[586] тела и проследить клеточные линии, – писал он Перуцу. – А еще мы собираемся исследовать постоянство развития и его генетический контроль с помощью выявления мутантов».

Учет клеток всерьез начался в первой половине 1970-х. Поначалу Бреннер уговорил одного из коллег по лаборатории, Джона Уайта, нанести на карту положение каждой клетки нервной системы червя, однако вскоре он раздвинул рамки и решил отследить потомство всех без исключения клеток. Недавно защитившего диссертацию Джона Салстона рекрутировали на подсчет клеток. В 1974-м к команде присоединился свежеиспеченный выпускник Гарварда, молодой биолог по имени Роберт Хорвиц.

Это был изнурительный, галюциногенный труд. Как вспоминал потом Хорвиц, «будто пялишься в таз с сотнями виноградин»[587] несколько часов подряд и наносишь на карту происходящие с каждой виноградиной пространственно-временные изменения. Так, клетка за клеткой, складывался всеобъемлющий атлас клеточных судеб. Взрослые черви делились на две категории – гермафродиты и самцы. Гермафродиты состояли из 959 клеток, самцы – из 1031. К концу 1970-х удалось линию каждой из этих 959 клеток проследить до прародительницы, одной исходной клетки. Это тоже была карта, но совершенно уникальная в истории науки – карта судьбы. Теперь можно было приступать к экспериментам с клеточными линиями и их идентичностью.

Три особенности этой карты клеточных судеб казались поразительными. Первая заключалась в ее инвариантности у разных особей. Каждая из 959 клеток образовывалась у всех червей абсолютно стереотипно. По словам Хорвица, «вы могли бы взглянуть на карту и полностью воспроизвести построение организма, клетка за клеткой», сказав, что «через 12 часов эта клетка единожды разделится, через 48 станет нейроном, а спустя 60 переместится в определенную часть нервной системы червя и закрепится там на всю оставшуюся жизнь. И вы оказались бы чертовски правы. Клетка поступила бы именно так. Она направилась бы именно туда и именно в то самое время».

Но что же определяло идентичность каждой клетки? К концу 1970-х Хорвиц и Салстон получили десятки червей-мутантов с повреждениями разных клеточных линий. Если мушки с ногами на голове казались странными, то мутантные черви составляли по-настоящему диковинный зверинец. Например, у некоторых из них не работали гены, ответственные за образование вульвы – органа, формирующего выход из матки. Яйца, откладываемые такой лишенной вульвы особью, не могли покинуть утробу, в итоге червь, словно какое-то чудовище из тевтонских мифов, заживо пожирался своим нерожденным потомством. Гены, измененные у этих мутантов, контролировали идентичность отдельной клетки вульвы. При этом другие гены контролировали время деления клетки, ее направление по правильному телесному адресу или ее конечные форму и размер.

«Истории как таковой нет вовсе[588] – есть лишь Биография»[589], – написал как-то Эмерсон. Для червя история определенно ужалась до клеточной биографии. Каждая клетка знала, кем быть, потому что гены говорили ей, кем стать (и где и когда стать). Вся анатомия его работала по принципу часового механизма и не более того: там не было ни случайности, ни таинственности, ни неоднозначности – никакого жребия. Клетка за клеткой животное просто собиралось по генетическим инструкциям. Генезис сводился к ген-езису.

Совершенство генетической оркестровки всех событий – включая рождение и позиционирование, достижение заданных размеров и формы, определение идентичности каждой клетки – показалось удивительным, однако новая серия червей-мутантов позволила сделать еще более поразительное открытие. К началу 1980-х у Хорвица и Салстона начали накапливаться данные о том, что гены управляют даже клеточной смертью. Каждый взрослый червь-гермафродит состоял из 959 клеток, однако тщательный подсчет клеток во время его развития говорил о том, что на определенном этапе образуется 1090 клеток. Вроде бы и небольшое различие, но оно никак не отпускало разум Хорвица: 131 клетка всегда почему-то исчезала[590]. Они образовывались в ходе развития, но гибли при созревании червя. Это были отверженные, потерянные дети генезиса. Воспользовавшись своей картой клеточных линий, Хорвиц с Сальстоном установили биографии 131 смертницы. Оказалось, что уничтожаются только особые клетки, образующиеся в определенное время. Это – избирательная чистка: ничто в развитии червя не полагается на волю случая. Смерть этих клеток – точнее, плановое добровольное самоубийство – тоже выглядела генетически программируемой.

Программируемая смерть? Генетики только что бились над программируемой жизнью этого червя. Неужели даже его смерть контролируется генами? В 1972 году австралийский патолог Джон Керр обнаружил такой же тип клеточной гибели и в нормальных тканях, и в претерпевающих раковую трансформацию. До того биологи воспринимали клеточную смерть как процесс в основном случайный, поскольку наблюдали феномен под названием некроз («почернение», если буквально) – характерное следствие ушибов, ранений, инфекций. Некроз обычно сопровождался разложением тканей с дальнейшим нагноением и омертвением. Но в некоторых тканях, как показалось Керру, клетки в ожидании гибели активировали особые структурные изменения – словно запускали «программу смерти». Отмирающие клетки не провоцировали гангрену, язвы или воспаление; они обретали этакую жемчужную прозрачность увядания – как лилии после долгого пребывания в вазе. Если некротическая смерть ассоциировалась с почернением, то эта – с выбеливанием (словно ошибки замазывались негустым корректором). Интуиция подсказывала Керру, что две эти формы умирания принципиально различаются. «Это контролируемое удаление клеток, – писал он, – активный, изначально запрограммированный феномен», управляемый «генами смерти». Для описания этого процесса он выбрал выразительное греческое слово, означающее опадение листьев или лепестков с растений, – апоптоз[591].

Но что это за «гены смерти»? Хорвиц и Салстон получили еще одну серию мутантов: на этот раз без нарушений клеточных биографий, зато с изменениями схем клеточной смерти. У одного мутанта содержимое гибнущих клеток должным образом не сортировалось. У другого клеточные останки не удалялись[592] и скапливались в концах его тела, словно отходы во время неапольской забастовки мусорщиков. Хорвиц предположил, что гены, поврежденные у этих мутантов, кодировали палачей, уборщиков-сортировщиков и крематоров клеточного мира, то есть активных участников уничтожения.

У мутантов следующей серии схемы клеточной смерти искажались еще радикальнее: трупы клеток у них даже не образовывались. У одного червя все приговоренные клетки – 131 то есть – выживали. У другого избегали смерти специфические клетки. Студенты Хорвица прозвали мутантных червей живыми мертвецами и вомби – от «червь» (англ. worm) и «зомби». Инактивированные у таких червей гены относились к мастер-регуляторам каскада клеточной смерти. Хорвиц назвал эти гены ced – от C. elegans death.

Примечательно, что несколько генов – регуляторов клеточной смерти вскоре ассоциировали с канцерогенезом у человека. В человеческих клетках тоже есть гены, которые организуют клеточную гибель путем апоптоза. Многие из них очень древние и по структуре и функциям сильно напоминают родственников из червей и мух. В 1985 году биолог-онколог Стэнли Корсмейер обнаружил, что человеческий ген BCL_2 нередко мутирует в лимфомах. Этот ген оказался родственным ced_9, одному из регуляторов клеточной смерти, найденных Хорвицем у червя[593]. Продукт гена ced_9 предотвращает клеточную смерть, изолируя специализированные белки, работающие палачами[594] (отсюда и «клетки-зомби» у мутантных червей). В человеческих клетках повышенная активность гена BCL_2 выливается в блокировку каскада смерти, а значит, в появление клеток, патологически неспособных умирать – то есть раковых.

Но диктовалась ли судьба каждой клетки червя генами и только генами? Хорвиц и Салстон обнаружили исключительные пары клеток[595], судьба которых определялась случайным образом – как если бы они подбрасывали монетку. Она зависела в основном не от генетических предначертаний, а от соседства с теми или иными клетками[596]. В Колорадо два специалиста по биологии червей, Дэвид Хирш и Джудит Кимбл, назвали этот феномен естественной неопределенностью.

Но даже такая неопределенность[597], по заключению Кимбл, была крайне ограниченной. Идентичностью каждой из «вольноопределяющихся» клеток на самом деле управляли сигналы соседок с генетически предопределенной судьбой. Бог червей, очевидно, оставил в их замысле крохотные лазейки для случая, но делегировать построение их внутреннего плана игральным костям все же не рискнул.

Таким образом, червь строился на основе двух потоков инструкций – внутреннего, от генов, и внешнего, от межклеточных взаимодействий. Бреннер в шутку назвал их британской и американской моделями[598]. Первая, по его выражению, предписывала «клеткам заниматься своими делами и не слишком-то болтать с соседями. Всё решает происхождение; родившись в определенном месте, клетка останется там навесгда и будет развиваться в соответствии со строгими правилами. Американский путь прямо противоположен. Происхождение – не главное. <…> Всё решает взаимодействие с соседями. Она [клетка] часто обменивается информацией со своими товарищами, и иногда ей приходится перемещаться, чтобы достичь своих целей и занять надлежащее место».

Но что, если насильно ввести случай – жребий – в жизнь червя? В 1978-м Кимбл перебралась в Кембридж и приступила к изучению эффектов острых потрясений[599] на клеточные судьбы. Избирательно выжигая лазером клетки червя, она установила, что уничтожение отдельной клетки может изменять судьбу ее соседок, но лишь в специфических обстоятельствах. У клеток с уже предопределенным генами будущим не было практически ни единого шанса что-то изменить. Клетки с «естественной неопределенностью» показывали некоторую пластичность, но и их возможности менять свою судьбу были весьма ограниченными. Внешние сигналы могли трансформировать внутренние предписания, но лишь до определенной степени. Вы можете вытащить человека в сером фланелевом костюме из поезда, идущего до Пикадилли, и запихнуть в поезд F до Бруклина. Конечно, жизненная траектория этого человека как-то изменится, но он все равно вынырнет из туннеля с тем же желанием пообедать пирожками с телятиной. В микроскопической вселенной червя нашлось место и для случайности, однако гены строго контролируют ее границы. Гены служат той линзой, через которую случайности фильтруются и преломляются.

Открытие генных каскадов, повелевающих жизнью и смертью мух и червей, стало настоящим откровением для эмбриологов, но не менее мощное влияние оказало оно и на генетику. Разгадывая загадку Моргана – как гены определяют муху? – эмбриологи ответили и на более фундаментальный вопрос: как единицы наследственности порождают изумительную сложность организмов?

Ответ крылся в организации и взаимодействии. Каждый отдельно взятый мастер-регулятор может кодировать белок с относительно ограниченным назначением – включать/выключать, скажем, 12 других, зависимых генов. Предположим, что активность переключения зависит от концентрации белка, а белок распределяется по телу неравномерно, скапливаясь преимущественно у одного его конца и образуя таким образом градиент концентрации. Этот белок может воздействовать на все 12 своих мишеней в одной части тела, на 8 – в другой и всего на 3 – в третьей. Каждая из этих комбинаций мишеней может подпадать под действие концентрационных градиентов других веществ и регулировать активность других генов. Добавим пространственное и временное измерения (где и когда ген может активироваться или подавляться) к этому рецепту – и уже можем конструировать в воображении самые затейливые из структур. Смешивая и наслаивая иерархии, градиенты, варианты переключений, цепочки генов и белков, организм обретает способность создавать все свои анатомо-физиологические сложности.

Один ученый описал это так: «Каждый ген в отдельности не слишком умен[600]: один заботится лишь об этой молекуле, другой – лишь о той <…> Но такая простота не может препятствовать созданию колоссальной сложности. Если можно построить муравейник всего из нескольких типов бесхитростных муравьев (рабочих, крылатых и так далее), то представьте, что можно сделать с 30 тысячами организованных в каскады генов, запускаемых произвольно».

Генетик Антуан Даншен использовал притчу[601] о дельфийской лодке, чтобы описать, как сочетание единичных генов может создавать всю ту сложность, что мы видим в мире природы[602]. В известной истории дельфийский оракул рассматривает лодку, доски которой начали гнить от постоянного пребывания в речной воде. По мере разложения древесины доску за доской заменяли, и лет через десять не осталось ни одной доски от оригинальной лодки. Тем не менее владелец ни капли не сомневался в том, что это одна и та же лодка. Загадка оракула гласила: как лодка может оставаться той же самой, если все материальные элементы оригинала заменили?

Ответ был таков: лодку делает лодкой нечто большее, чем отдельные доски, – лодку делают взаимоотношения досок. Если сотню планок набить друг на друга, получится борт, а если сбить их боковинами – палуба. Только определенная компоновка досок, скрепляемых в определенной взаимной ориентации и определенном порядке, создает лодку.

Гены работают так же. Отдельные гены определяют отдельные функции, однако взаимоотношения генов определяют всю физиологию. Без их взаимодействий геном инертен. Тот факт, что два организма, червь и человек, имеют примерно одинаковое число генов – в районе 20 тысяч, – но только один из них способен расписать свод Сикстинской капеллы, наводит на мысль о малой значимости количества генов для определения физиологической сложности. «Важно не то, что у тебя есть, – сказал мне однажды один бразильский преподаватель самбы, – а то, что ты с этим делаешь».

Возможно, самую меткую метафору для объяснения взаимоотношений генов, структур и функций предложил эволюционный биолог и писатель Ричард Докинз. Он сравнивает некоторые гены с проектными чертежами[603]. Каждый такой чертеж – это точный архитектурный или технический план с однозначным соответствием между каждой его черточкой и структурой, которую он кодирует (отображает). Дверь уменьшается ровно в 20 раз, машинный болт размещается точно в 7 дюймах от оси. По той же логике гены-чертежи кодируют инструкции по «строительству» одной структуры (белка). Ген фактора свертывания крови VIII обеспечивает производство только одного белка с одной главной функцией – позволять крови формировать сгустки. Мутации в этом гене сродни ошибкам в проектном чертеже, эффекты которых – вроде недостающей дверной ручки или иной фурнитуры – вполне предсказуемы: они приводят к тому, что кровь не может нормально сворачиваться, и развивающаяся в итоге патология – беспричинные кровотечения – это прямое следствие неправильной работы белка.

Однако подавляющее большинство генов не ведут себя как чертежи, то есть не определяют построение отдельной структуры или детали. Вместо этого они взаимодействуют с каскадами других генов, обеспечивая выполнение сложной физиологической функции. Такие гены, утверждает Докинз, подобны не чертежам, а рецептам. Например, в случае рецепта кекса нет никакого резона думать, что сахар определяет «верх», а мука – «низ»; обычно не бывает однозначного соответствия между отдельным компонентом рецепта и какой-то структурой. Рецепт предоставляет инструкции по осуществлению процесса.

Кекс – закономерное следствие встречи сахара, масла и муки в правильном соотношении, в правильное время и при правильной температуре. То же и с человеческой физиологией: она закономерно вытекает из пересечения функций правильных генов в правильном порядке и правильном месте. Ген – это отдельная строчка, отдельный ингредиент в рецепте по производству и поддержанию организма. Человеческий геном – это рецепт по производству и поддержанию человека.

В начале 1970-х, когда биологи уже начали расшифровывать механизм, с помощью которого гены обеспечивают поразительную сложность устройства и работы организмов, перед ними возник неизбежный вопрос о намеренном манипулировании генами живых существ. В апреле 1971 года Национальные институты здоровья (США) организовали конференцию, призванную установить возможность внесения целенаправленных генетических измений в ближайшем будущем. Провокационно названная «Перспективы проектируемых генетических изменений», конференция должна была проинформировать общественность о возможности манипуляций с генами в организме человека и оценить социальные и политические последствия применения таких технологий. Участники встречи уверенно сошлись на том, что в 1971 году человечество не располагает методами манипулирования генами даже в простых организмах, однако их разработка – лишь вопрос времени. «Это не научная фантастика, – заявил один генетик. – Научная фантастика – это когда вы <…> ничего не можете сделать на практике. <…> Теперь мы вполне можем представить, что не через сто лет, не через двадцать пять, а в пределах, вероятно, ближайших пяти – десяти лет некоторые врожденные нарушения <…> будем контролировать или излечивать введением недостающего гена – и нам предстоит проделать уйму работы, чтобы подготовить общество к такого рода изменениям».

Появись такие технологии, их значение было бы колоссальным: «человеческий рецепт» можно было бы переписывать. Один из участников встречи отметил, что генетические мутации отбираются тысячелетиями, в то время как культурным для введения и отбора хватает всего нескольких лет. Способность внедрять «проектируемые генетические изменения» в организмы людей может придать генетическим изменениям темпы культурных. Можно было бы искоренить часть человеческих болезней, навсегда изменить личные и семейные истории – эта технология трансформировала бы наши представления о наследственности, идентичности, болезни и будущем. Гордон Томкинс, биолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, заметил: «Итак, впервые большие количества людей задались вопросом, что же они делают».

Воспоминание. 1978 или 1979 год, мне то ли восемь, то ли девять. Отец только что вернулся из командировки. Его сумки всё еще в машине, а стакан с ледяной водой потеет на обеденном столе. В Дели один из тех знойных дней, когда кажется, что потолочные вентиляторы лишь усугубляют ситуацию, гоняя жар по комнате. Два соседа дожидаются отца в гостиной. Воздух, кажется, искрит от тревоги, но я не могу понять причину.

Наконец отец входит в комнату, и мужчины несколько минут беседуют с ним. Я чувствую, что разговор этот не из приятных. Их голоса повышаются, слова звучат отчетливее, и я могу уже в общих чертах различать большинство фраз, даже сидя за бетонной стеной, в соседней комнате, где собирался делать уроки.

Джагу занял деньги у них обоих – суммы небольшие, но достаточные, чтобы привести этих людей в наш дом требовать возврата. Одному из них он сказал, что деньги нужны ему на лекарства (хотя ему ничего никогда не выписывали), другому – что ему нужно купить билет до Калькутты, чтобы навестить братьев (но такой поездки никто не планировал, да и путешествовать в одиночку Джагу был не в состоянии). «Вам бы научиться контролировать его», – укоризненно говорит один из мужчин.

Отец слушает молча, спокойно – но я чувствую, как в нем разбухает горячий нарыв гнева, обволакивающий горло желчью. Он идет к стальному шкафчику для хранения семейной наличности и дает этим двоим банкноты, стараясь не пересчитывать. Он может сэкономить несколько лишних рупий, сдачи не надо.

К моменту ухода мужчин я уже знаю, что в доме произойдет перебранка с синяками. С инстинктивной уверенностью диких животных, бегущих в гору перед цунами, наша кухарка выскакивает из кухни, чтобы позвать бабушку. Напряженность между отцом и Джагу с некоторых пор нарастала: поведение Джагу в кругу семьи в последние недели стало особенно разрушительным. Этот эпизод, похоже, оказался последней каплей, вынудившей отца перейти некую черту. Его лицо пылает от конфуза. Хрупкая лакировка классовой принадлежности и нормальности, которую он с таким трудом наносил слой за слоем, растрескивается в одночасье, выпуская наружу тайную жизнь его семьи. Теперь соседи знают о сумасшествии Джагу, о его конфабуляциях. Мой отец опозорен в их глазах: он низкий, никчемный, бессердечный глупец, неспособный контролировать своего брата. Или того хуже: он осквернен психической болезнью, которая преследует членов его семьи из поколения в поколение.

Он направляется в комнату Джагу и стаскивает его с кровати. Джагу взвывает, и вой этот полон отчаяния, как у ребенка, которого наказывают за проступок, не доступный его пониманию. Отец пышет гневом и по-настоящему опасен. Он толкает брата через всю комнату. Для отца это немыслимое проявление жестокости, он никогда родных и пальцем не трогал. Моя сестра бежит наверх прятаться. Мама плачет на кухне. Я наблюдаю, как сцена движется к своей безобразной кульминации, из-за шторы в гостиной, словно смотрю фильм на замедленной скорости.

И тут из своей комнаты появляется бабушка с сердитым взглядом волчицы. Она орет на моего отца, лишь подливая масла в огонь. Ее глаза горят углями, а язык мечет молнии: «Не смей трогать его!»

«Убирайся!» – приказывает она Джагу, стремительно укрывшемуся за ее спиной.

Я никогда еще не видел ее такой устрашающей. Ее бенгальский изворачивается бикфордовым шнуром назад, к своим деревенским истокам. Я могу разобрать несколько фраз, щедро приправленных акцентом и идиоматикой. Авиаракетами вылетают слова «чрево», «омыть», «скверна». Когда я складываю из клочков целое, его яд поражает. «Если ты ударишь его, я водой омою чрево свое, дабы вычистить твою скверну. Я омою чрево свое», – говорит она.

Теперь и мой отец заливается слезами. Его голова тяжело опускается. Кажется, он безмерно устал. «Вымой это, – едва слышно умоляет он. – Вымой, вычисти, вымой…»

Часть III

«Мечты генетиков»

Секвенирование и клонирование генов (1970–2001)

Прогресс науки зависит от новых методов, новых открытий и новых идей – возможно, именно в таком порядке.

Сидней Бреннер[604]

Если мы правы, <…> то возможно вызывать в клетках предсказуемые и наследуемые изменения. Это давняя мечта генетиков.

Освальд Т. Эвери[605]

Кроссинговер

Что за мастерское создание – человек! Как благороден разумом! Как беспределен в своих способностях, обличьях и движениях! Как точен и чудесен в действии! Как он похож на ангела глубоким постижением! Как он похож на некоего бога!

Уильям Шекспир.

Гамлет, акт II, сцена 2[606]

Зимой 1968-го Пол Берг вернулся в Стэнфорд после 11-месячного академического отпуска, проведенного в Ла-Хойе, в Институте Солка. Бергу исполнился 41 год. У него было атлетическое телосложение и привычка слегка горбиться при ходьбе. Детство в Бруклине наложило едва уловимый отпечаток на манеры Берга – это ощущалось, скажем, в том, как в пылу научного спора он вскидывал руку и начинал предложение со слова «смотри». Его восхищали люди искусства, особенно художники и особенно абстрактные экспрессионисты: Поллок и Дибенкорн, Ньюман и Франкенталер. Берга очаровывала отлично удавшаяся им трансмутация старого языка в новый: то, как художники сумели приспособить ключевые инструменты абстракционизма – свет, линии, формы – к сотворению гигантских холстов, пульсирующих необыкновенной жизнью.

После защиты диссертации Берг занимался биохимией[607] в Университете Вашингтона в Сент-Луисе вместе с Артуром Корнбергом, и с ним же потом основал кафедру биохимии в Стэнфорде. Большую часть своей академической жизни Берг изучал синтез белков, но поездка в Ла-Хойю дала ему возможность обдумать и другие темы. Забравшийся на высокое плато над Тихим океаном, Институт Солка по утрам часто прятался за плотной стеной тумана, напоминая монашескую обитель. Присоединившись к группе вирусолога Ренато Дульбекко, Берг сфокусировался на изучении вирусов животных. Все 11 месяцев он размышлял о генах, вирусах и передаче наследственной информации.

Особенно заинтересовал Берга обезьяний вирус 40, или SV_40, поражающий клетки обезьян и человека. Каждый вирус, образно выражаясь, профессиональный носитель генов. У этих существ очень простая структура: часто это не более чем генный комплект в оболочке – «плохие новости в белковой упаковке»[608], по выражению иммунолога Питера Медавара. Внедряясь в клетку, вирус теряет оболочку и начинает использовать клетку как фабрику для копирования своих генов и производства новых оболочек, в результате чего наружу выходят миллионы новых вирусов. Это жизненный цикл, дистиллированный до самого необходимого, до чистого смысла. Вирусы существуют для того, чтобы заражать и размножаться, а заражают и размножаются для того, чтобы существовать.

Но даже в таком незамысловатом мире кристаллизованных сущностей жизненный цикл SV_40 казался экстремально упрощенным. Его геном – ничтожный клочок ДНК: он в 600 тысяч раз короче генома человека и содержит всего семь генов (для сравнения: у человека их примерно 21 тысяча). В отличие от большинства вирусов, как узнал Берг[609], SV_40 может достаточно мирно сосуществовать с некоторыми типами зараженных клеток. Вместо того чтобы сразу запускать производство миллионов новых вирионов и губить тем самым клетку. SV_40 может внедрять свою ДНК в хромосому хозяина и впадать в репродуктивную дрему, ожидая особых активирующих сигналов.

Эффективность проникновения в клетку и компактность генома SV_40 делали его идеальным транспортом для доставки генов в клетки человека. Берга поглотила эта идея: если суметь экипировать SV_40 «чужим» геном (чужим для вируса, по крайней мере), вирус контрабандой протащит его в клетку человека и, соответственно, изменит ее наследственную информацию. Такой трюк определенно откроет новые горизонты генетики. Но прежде чем мечтать о модификации человеческого генома, Бергу нужно было решить техническую задачу: найти способ внедрить чужеродный ген в геном вируса. Требовалось искусственно сотворить генетическую химеру – гибрид вирусной и чужой ДНК.

В отличие от генов человека, которые распределены по линейным хромосомам, как нанизанные на гитарные струны бусины, гены SV_40 собраны на кольцевой ДНК. Такой геном подобен молекулярному ожерелью. Когда вирус заражает клетку и вносит свои гены в ее хромосомы, «застежка» раскрывается, «ожерелье» распрямляется и внедряется в клеточную ДНК. Чтобы вставить чужой ген в геном SV_40, Берг должен принудительно открыть застежку, прикрепить ген и заново соединить концы ожерелья. Остальную работу проделает вирус: он перенесет ген в клетку и вставит его в человеческую хромосому[610].

Берг не был единственным биологом, размышлявшим над размыканием и смыканием вирусной ДНК для вставки чужих генов. Питер Лоббан, аспирант из соседней лаборатории в Стэнфорде[611], в 1969-м писал диссертацию и планировал похожие генетические манипуляции с другим вирусом. До Стэнфорда Лоббан учился в Массачусетском технологическом институте (МТИ) и был инженером по образованию – или, точнее, по складу ума. Свои исследовательские планы он обосновывал тем, что гены ничем не отличаются от стальных стержней: их так же можно перепрофилировать, изменить, подогнать под требования человека и пустить в работу. Главное – найти для каждой затеи подходящий инструментарий. Под научным руководством Дейла Кайзера Лоббан даже провел предварительные эксперименты, в которых для переноса генов из одной молекулы ДНК в другую пытался использовать ферменты из стандартного биохимического арсенала.

На самом деле главный секрет – Берг и Лоббан вычислили его независимо друг от друга – заключался в том, чтобы забыть о вирусной природе SV_40 и обращаться с его геномом как с простым химическим веществом. Гены в 1971-м, может, и были «недосягаемы», но вот ДНК была доступна совершенно. Эвери, в конце концов, даже вываривал ДНК в раствор[612] как простое вещество, и она все равно передавала информацию между бактериями. Корнберг добавлял к ней ферменты и заставлял реплицироваться прямо в пробирке. Все, что было нужно Бергу для внедрения гена в SV_40, – это провести серию реакций. Один фермент должен был раскрыть геномное ожерелье, а другой – «вклеить» в него фрагмент чужеродной ДНК. Возможно, после этого вирус (или, скорее, его информационный посыл) вернулся бы к жизни.

Но где искать ферменты, способные резать и вставлять ДНК? Ответ, как то часто случалось в истории генетики, пришел из мира бактерий. С 1960-х микробиологи выделяли бактериальные ферменты, пригодные для манипуляций с ДНК в пробирке. Клетка бактерии – да и любая другая на самом деле – нуждается в собственном «наборе инструментов» для управления ДНК: каждый раз, когда клетка делится, восстанавливает поврежденные гены или переносит гены между хромосомами, она использует ферменты для копирования генов и заполнения утраченных участков.

«Склейка» двух фрагментов ДНК просто не могла не входить в этот обязательный набор реакций. Берг знал, что даже примитивнейшие организмы умеют соединять свои гены. Цепи ДНК, напомню, могут рваться под действием агрессивных факторов вроде ионизирующего излучения. Поломки ДНК происходят в клетках постоянно, и для их починки клетка производит специальные ферменты, способные сшивать разорванные участки. Непосредственно этим занимается фермент под названием «лигаза» (от лат. ligare – связывать): он создает химическую связь между двумя фрагментами расколовшегося остова ДНК, восстанавливая целостность двойной спирали. Фермент «полимераза», который осуществляет копирование ДНК, вовлекается в починку сломанных генов, если нужно заполнить «прорехи».

А вот режущие ферменты пришлось добывать из более необычного источника. Практически у всех клеток есть лигазы и полимеразы для восстановления поврежденной ДНК, при этом у большинства клеток нет веских доводов иметь «в свободном выгуле» фермент, разрезающий ДНК. Однако бактерии – организмы, выживающие в самых неблагополучных задворках природы, где ресурсы катастрофически ограничены, борьба за существование обострена, а соседи суровы, – вынуждены были обзавестись такими ножеподобными ферментами для защиты от вирусов. Эти ферменты, будто выкидные ножи, распарывают ДНК захватчика, и атака проваливается. Такие белки назвали «ферменты рестрикции» (ограничения), потому что они ограничивают заражение некоторыми вирусами. Эти молекулярные ножницы узнают определенную последовательность нуклеотидов и разрезают двойную цепь в строго определенном месте. Специфичность – это главное: в молекулярном мире прицельный удар в уязвимое место может стать летальным. Микробы парализуют молекулярных вторженцев, разрезая их информационные цепи.

Этот ферментный инструментарий, заимствованный у микробов, должен был стать основой экспериментов Берга. Ученый знал, что ключевые компоненты для генной инженерии лежат в пяти морозильных камерах пяти разных лабораторий. Ему требовалось лишь пройти по лабораториям, собрать ферменты и выстроить цепь реакций. Разрезать одним ферментом, склеить другим. Любые два фрагмента ДНК можно будет сшивать, и ученые смогут манипулировать генами невероятно изящно и ловко.

Берг осознавал значение рождающейся технологии. Гены можно будет объединять, создавая новые комбинации или комбинации комбинаций; их можно будет перекраивать, изменять действием мутагенов и тасовать между организмами. Ген лягушки, к примеру, можно вставить в геном вируса и таким образом ввести его в клетку человека. Человеческий ген можно передать бактериальной клетке. Если развить технологию до крайности, гены станут бесконечно податливыми: мы сможем создавать новые мутации или стирать старые; не исключено, что мы покусимся даже на наследственность – научимся отмывать ее метки, вычищать их, изменять на собственное усмотрение. Берг вспоминал относительно своих генетических химер, что «ни одна из отдельных процедур и манипуляций[613], ни один из реагентов, использованных для создания рекомбинантной ДНК, не были новыми; новизна заключалась в особой схеме их комбинирования». Воистину решающим прорывом стало нарезание и сшивание идей – перегруппировка и сплавление знаний и методик, уже почти десятилетие существовавших в области генетики.

Зимой 1970 года Берг и Дэвид Джексон[614], выполнявший постдокторантское исследование в лаборатории Берга, предприняли первые попытки разрезать и соединить два кусочка ДНК. Это были утомительнейшие эксперименты – «кошмар биохимика», по словам Берга. Необходимо было очистить ДНК, смешать ее с тем или иным ферментом, еще раз очистить в охлажденных колонках, а затем повторять процесс до тех пор, пока каждая реакция не пройдет безупречно. Проблема заключалась в том, что работа режущих ферментов – рестриктаз, если кратко – не была оптимизирована, и эффективность реакции оказывалась мизерной. Лоббан, занятый конструированием собственных генных гибридов, тем не менее продолжал снабжать Джексона важными техническими идеями. Он придумал способ добавлять на концы сшиваемых молекул маленькие фрагменты ДНК, чтобы получались как бы две части застежки, смыкающиеся по принципу комплементарности. Эти «липкие концы» значительно повышали эффективность формирования генетических гибридов.

Несмотря на мучительные технические препятствия, Берг и Джексон сумели соединить целый геном SV_40 с фрагментом ДНК бактериального вируса лямбда (бактериофага λ) и тремя генами бактерии E. coli.

По тем временам это было выдающееся достижение. Хотя и фаг λ, и SV_40 – вирусы, они отличаются друг от друга так, как, скажем, конь и морской конек: SV_40 проникает в клетки приматов, а λ заражает исключительно бактерий. Ну а E. coli – это и вовсе другая «зверюшка» – бактерия из человеческого кишечника. В итоге вышла странная химера: в единую молекулу ДНК были сшиты гены с далеких ветвей эволюционного древа.

Берг назвал гибрид рекомбинантной ДНК. Этот осмотрительно выбранный термин отсылал к естественному феномену рекомбинации – к образованию гибридных генов в ходе полового размножения. В природе генетическая информация нередко перемешивается между хромосомами для повышения разнообразия. Участок ДНК мужской хромосомы меняется местами с аналогичным участком женской, образуя «отцовско-материнский» генный гибрид – Морган назвал этот феномен кроссинговером, то есть пересечением. Берг, создавая свои гибриды с помощью тех же инструментов, которые в естественных условиях разрезают, соединяют и чинят гены, расширил принцип кроссинговера, вывел его за рамки размножения. Он получал такие же гибриды, но из генетического материала разных организмов, смешивая его в пробирке. Рекомбинация без репродукции: Берг пересек границу, за которой простирался новый биологический космос.

Рисунок взят из бумаг Пола Берга, посвященных рекомбинантной ДНК. Научившись объединять гены любых организмов, ученые смогут конструировать генетическую информацию по собственному желанию и откроют эру генотерапии и геномной инженерии человека.

* «ДНК из организма 2» – это плазмида (способная к репликации и поддержанию в клетке молекула ДНК, чаще кольцевая), которая содержит генетический материал из двух источников: область фага λ, обеспечивающую его и этой плазмиды репликацию, и полный галактозный оперон E. coli. Иными словами, это «ДНК из геномов 2 и 3», полученная заранее по тому же принципу, что показан на схеме.

Той зимой к команде Берга решила присоединиться аспирантка Джанет Мерц. Она не стеснялась высказывать собственное мнение, была упорной и «чертовски умной», как описывал ее Берг. Мерц представляла собой аномалию в мире биохимиков: она была одной из двух женщин, связавших свою жизнь со стэнфордской кафедрой биохимии за 10 лет ее существования. Как и Лоббан, Мерц пришла в Стэнфорд из МТИ, где обучалась инженерии и биологии. Ее заинтересовали эксперименты Джексона, и она увлеклась идеей создания химер из генов разных организмов.

Но что, если «вывернуть» экспериментальную цель Джексона? Он внедрял генетический материал бактерии в геном SV_40. А что, если Мерц сконструирует гибрид с генами SV_40 в геноме E. coli, то есть не вирус будет нести бактериальные гены, а наоборот?

Эта инверсия логики – или, скорее, инверсия объектов – давала значительные технологические преимущества. Как и во многих бактериях, в E. coli помимо хромосомы содержатся крошечные дополнительные молекулы ДНК, или плазмиды. Как и геном SV_40, плазмиды – кольцевые структуры, ДНК-ожерелья, которые «живут» и размножаются копированием внутри бактерии. По мере увеличения бактериальной биомассы умножается и количество плазмид. Мерц поняла, что если бы ей удалось поместить гены SV_40 в плазмиду E. coli, то можно было бы использовать бактерию как фабрику по наработке новых генных гибридов. Бактерия будет расти и делиться, и число плазмид с чужеродным геном многократно возрастет. Копии копий модифицированных молекул ДНК, нагруженных чужими генами, бактерия будет создавать сама. В конце концов образуются миллионы реплик фрагмента ДНК – клоны[615].

В июне 1971-го Мерц отправилась из Стэнфорда[616] в Колд-Спринг-Харбор, штат Нью-Йорк, на обучающие курсы, посвященные животным клеткам и вирусам. В рамках программы студенты должны были представить исследовательский проект, который они хотели бы осуществить в будущем. В своем выступлении Мерц рассказала о планах по созданию генетических химер SV_40 и E. coli и возможном их размножении в бактериальных клетках.

Презентации аспирантов на летних курсах обычно не вызывают большого ажиотажа. Однако к тому моменту, когда Мерц закончила демонстрацию своих слайдов, всем уже было понятно, что это не типичная студенческая болтовня. Сначала повисла тишина – а затем студенты и преподаватели обрушили на Мерц лавину вопросов: обдумывала ли она риски, связанные с получением подобных гибридов? что, если организмы, которых создадут Берг и Мерц, проникнут в человеческую популяцию? рассматривали ли они этические аспекты конструирования новых генетических сущностей?

Сразу же после студенческих выступлений один из преподавателей, вирусолог Роберт Поллак, поспешил позвонить Бергу. Поллак настаивал, что опасность, скрытая в «преодолении эволюционных барьеров, которые выстраивались между бактериями и людьми со времен их последнего общего предка», чересчур велика, чтобы вот так непринужденно, в рутинном режиме продолжать эксперименты.

Дело было особенно щекотливым из-за того, что SV_40, как тогда уже было известно, вызывает опухоли у хомячков, а E. coli обитает в кишечнике человека (по современным данным, SV_40 едва ли может вызвать рак у человека, но в 1970-х об этом еще не знали). Что, если Берг с Мерц состряпают чудовищную генетическую катастрофу – кишечную бактерию с генами, вызывающими у хозяина рак? «Можно перестать расщеплять атомы[617], можно перестать летать на Луну, можно перестать использовать аэрозоли. <…> Но невозможно отозвать, вернуть в небытие новую форму жизни, – писал биохимик Эрвин Чаргафф. – [Новые генетические гибриды] переживут и нас, и наших детей, и детей наших детей. <…> Скрещивание Прометея с Геростратом неизбежно даст зловещий результат».

Берг несколько недель размышлял над опасениями Поллака и Чаргаффа. «Сначала я думал: да это абсурд[618]. Я действительно не видел никаких рисков». Эксперименты проводились в изолированном помещении со стерилизуемым оснащением; SV_40 никогда еще напрямую не ассоциировался с человеческим раком. На самом деле многие вирусологи заражались этим вирусом, и ни у одного рак не развился. Раздосадованный постоянной общественной истерией вокруг этого вопроса, Дульбекко даже предлагал пить SV_40[619], чтобы доказать отсутствие связи с заболеванием.

Но, стоя на краю потенциальной пропасти, Берг не мог позволить себе пускаться в авантюры. В поисках независимого мнения относительно рисков он написал нескольким онкобиологам и микробиологам. Дульбекко был твердо уверен в безопасности SV_40, но может ли в принципе хоть кто-то достоверно оценить неизвестный риск? В конце концов Берг заключил, что биоугроза была минимальной, хотя и не нулевой: «Честно говоря, я знал, что риск мал[620]. Но я не мог убедить себя, что его нет вовсе. <…> Должно быть, я осознал, что сам много, много раз ошибался, предсказывая исход экспериментов, и окажись я неправ насчет риска в этот раз, жить с грузом такого рода последствий я совсем не хотел бы». Берг наложил на свои действия мораторий до установления точного характера риска и просчитывания мер по недопущению утечки генетических конструкций. Пока же гибридные ДНК, содержащие участки SV_40, останутся в пробирках и не попадут в живой организм.

Мерц тем временем сделала еще одно значимое открытие. В изначальном, предложенном Бергом и Джексоном виде процесс резки и сшивания ДНК протекал в шесть утомительных ферментативных стадий. Мерц придумала, как заметно сократить этот путь. Она использовала режущий фермент EcoRI, полученный от Герберта Бойера, микробиолога из Сан-Франциско, и обнаружила, что получить и сшить фрагменты теперь можно всего за два шага[621]. «Джанет действительно сильно повысила эффективность процесса[622], – вспоминал Берг. – Теперь мы могли создавать новую ДНК всего за пару химических реакций. <…> Она разреза́ла молекулы, смешивала, добавляла фермент, соединяющий концы с концами, и демонстрировала готовый продукт со свойствами двух исходных ДНК». Мерц создавала рекомбинантную ДНК, но из-за самоналоженного командой Берга моратория не могла переносить генные гибриды в живые бактериальные клетки.

В ноябре 1972-го, пока Берг взвешивал риски вирусо-бактериальных гибридов, тот самый Герберт Бойер, который снабдил Мерц ферментами рестрикции, отправился на гавайскую конференцию микробиологов. Он родился в 1936-м в шахтерском городке штата Пенсильвания и в старшей школе открыл для себя биологию, так что его подростковыми кумирами стали Уотсон и Крик (он даже назвал в их честь своих сиамских котов). В начале 1960-х Бойер пытался поступить в медицинский, но провалил экзамен по философии медицины и переключился на микробиологию.

Летом 1966-го Бойер прибыл в Сан-Франциско[623] – с прической афро, в неизменном кожаном жилете и рваных джинсах – в качестве ассистент-профессора Калифорнийского университета. Его экспериментальная работа заключалась главным образом в выделении новых ферментов, режущих ДНК. Бойер слышал от Мерц о ее хирургических манипуляциях с ДНК и знал о последующем упрощении создания гибридов.

Конференция на Гавайях была посвящена бактериальной генетике. Много энтузиазма на встрече вызвали недавно открытые в E. coli плазмиды – кольцевые мини-хромосомы, которые реплицируются внутри бактерий и могут передаваться между клетками разных штаммов. После длинной утренней сессии презентаций Бойер сбежал на пляж для передышки, да так там и остался потягивать ром с кокосовым молоком.

Поздно вечером Бойер наткнулся на Стэнли Коэна[624], профессора из Стэнфорда. Бойер знал Коэна по его научным работам, но лично они никогда не встречались. Аккуратная седеющая бородка, круглые очки с толстыми стеклами и осторожная, неторопливая манера речи делали Коэна «живым воплощением мудреца Талмуда», по выражению одного ученого. А его знания микробной генетики не уступали Талмуду по объему. Коэн работал с плазмидами и, конечно, знал об открытой Фредериком Гриффитом реакции трансформации – способе, позволяющем доставлять ДНК в бактериальные клетки.

Ужин уже закончился, но Коэн и Бойер были голодны. Вместе со знакомым микробиологом Стэнли Фалкоу они вышли из отеля и отправились на тихую темную улочку в торговой зоне у пляжа Вайкики. Закусочная в нью-йоркском стиле, с яркой мерцающей вывеской и неоновым декором, спасительно маячила в тени вулканов – и там был свободный столик. Официант путал кишке с кнышем, но в меню удалось найти солонину и рубленую печень. За сэндвичами с пастромой Бойер, Коэн и Фалкоу обсуждали плазмиды, генные химеры и бактериальную генетику.

И Бойер, и Коэн знали об успехах Берга и Мерц в создании лабораторных генетических гибридов. Беседа естественным образом переключилась на работу Коэна. Он выделил из кишечной палочки несколько плазмид, одна из которых не доставляла неудобств при изоляции и с легкостью передавалась между разными штаммами E. coli. Некоторые из этих плазмид несли гены, наделявшие бактерий устойчивостью к антибиотикам – скажем, тетрациклину или пенициллину.

А что, если Коэн вырежет ген устойчивости к антибиотику из одной плазмиды и вставит его в другую? Будут ли тогда бактерии, прежде погибавшие от антибиотика, выживать, плодиться и получать селективное преимущество, в то время как бактерии с негибридными плазмидами продолжат гибнуть?

Мысль блеснула словно неоновая вывеска в островной тьме. В своих пионерских экспериментах Берг и Джексон не могли быстро опознавать бактерию или вирус, в которые попал чужеродный ген. Гибридную молекулу можно было вычленить из биохимического супа только по размеру: А + Б больше, чем А или Б. Плазмиды Коэна, несущие гены устойчивости к антибиотикам, давали мощное средство для отлова рекомбинантов. На помощь экспериментаторам придет сама эволюция. Естественный отбор, разворачивающийся в чашке Петри, природным путем отберет обладателей гибридных плазмид. Перенос устойчивости к антибиотикам от бактерии к бактерии подтвердит, что создание гибрида, то есть рекомбинантной плазмидной ДНК, прошло успешно.

Но как быть с основными техническими затруднениями Берга и Джексона? Если генетические химеры образуются с частотой одна на миллион, то даже самый искусный и эффективный метод отбора не сработает: отбирать здесь, по сути, нечего. Вдруг Бойера что-то толкнуло заговорить о ферментах, режущих ДНК, и о том, как Мерц усовершенствовала процесс создания генетических гибридов. Затем наступила тишина: у Коэна и Бойера в головах закрутилась одна и та же мысль. Конвергенция была неизбежна. Бойер очистил ферменты, позволяющие гораздо эффективнее создавать ДНК-гибриды; Коэн выделил плазмиды с простыми маркерами для отбора и способностью легко распространяться между бактериями. «Идея, – вспоминал Фалкоу, – была слишком очевидной, чтобы ее упустить».

«Это значит…» – начал Коэн медленно и отчетливо.

Берг прервал его на полуслове: «Точно… это могло бы получиться…» «Иногда в науке, как и вообще в жизни, – писал потом Фалкоу, – не обязательно заканчивать мысль или фразу». Эксперимент представлялся столь очевидным, столь восхитительно простым, что его можно было бы провести со стандартными реактивами за один вечер: «Смешаем разрезанные EcoRI плазмиды, воссоединим их и получим какой-то процент рекомбинантных молекул. Отобрав по признаку устойчивости к антибиотикам бактерии, которые получили чужеродный ген, мы отберем и эти самые гибридные ДНК. Вырастив миллион потомков одной из таких бактерий, получим миллионы гибридных ДНК. Мы клонируем рекомбинантную ДНК».

Такой эксперимент был бы не только новаторским и эффективным, но и потенциально куда более безопасным. В отличие от вирусо-бактериальных гибридов Берга и Мерц, химеры Коэна и Бойера состояли бы только из бактериальных генов, которые представлялись куда менее угрожающими. Ученые так и не нашли причин откладывать создание подобных плазмид. В конце концов, бактериям от природы дано обмениваться генетическим материалом, словно сплетнями; свободный рынок генов – одна из главных отличительных черт микромира.

Той зимой и ранней весной 1973-го Бойер и Коэн неистово работали над созданием генетических гибридов. Плазмиды и ферменты курсировали между Стэнфордом и Калифорнийским университетом в Сан-Франциско (КУСФ) по шоссе 101 в «Фольксвагене-жуке», за рулем которого сидел ассистент из лаборатории Бойера. К концу лета работа ученых увенчалась успехом: два фрагмента ДНК из двух бактерий удалось объединить в химерную молекулу. Бойер запомнил прорывной момент совершенно отчетливо: «Я смотрел на первые гели[625], и, помню, на глаза наворачивались слезы – настолько это было здорово». Наследственные идентичности, взятые у двух организмов, были перетасованы и собраны в одну новую – подобраться к философии бытия ближе было уже невозможно.

В феврале 1973-го Бойер и Коэн были готовы к размножению первой искусственно созданной химеры в живых клетках. Они разрезали две бактериальные плазмиды одинаковыми ферментами рестрикции и переместили генетический материал с одной на другую. Целостность гибридной плазмиды восстановили лигазой, и готовую химеру внедрили в бактериальные клетки с помощью модифицированной версии трансформации. Бактерии с гибридной ДНК образовали на чашке Петри крошечные полупрозрачные колонии, жемчужинами блестящие на селективном агаре.

Однажды вечером Коэн перенес в колбу со стерильным питательным бульоном одну колонию бактерий с гибридным геномом. Всю ночь бактерии размножались при непрерывном взбалтывании среды на лабораторной «качалке». В колбе постепенно появлялись сотни, тысячи, а затем и миллионы копий генетических химер, каждая из которых сочетала в себе наследственный материал двух совершенно разных организмов. Новый мир тихонько рождался в ночи под механическое «тук-тук-тук» бактериального инкубатора.

Новая музыка

Каждому поколению нужна новая музыка[626].

Фрэнсис Крик[627]

Люди сегодня из всего делают музыку[628].

Ричард Пауэрс,

«Орфей» (Orfeo)

Пока Берг, Бойер и Коэн перемешивали в пробирках фрагменты генов в Стэнфорде и КУСФ, не менее важный прорыв в генетике случился в Англии, в одной из лабораторий Кембриджа. Чтобы понять суть этого открытия, нужно вновь обратиться к официальному языку генетики. Основные структурные элементы генетического, как и любого другого языка, – это алфавит, словарь, синтаксис и грамматика. В «алфавите» генов всего четыре буквы – А, Ц, Г и Т. «Словарь» состоит из триплетов – три нуклеотида ДНК, прочтенные вместе, кодируют одну аминокислоту в белке: АЦТ кодирует треонин, ЦАТ кодирует гистидин, ГГТ кодирует глицин, и так далее. Белки – это «предложения», зашифрованные в генах, где определяемые трехбуквенным кодом «слова» выстроены цепочкой: АЦТ-ЦАТ-ГГТ кодирует пептид треонин-гистидин-глицин. А система регуляции генов, как обнаружили Моно и Жакоб, создает контекст для этих слов и предложений, тем самым придавая им значение. Регуляторные последовательности, примыкающие к гену и служащие сигналами для его включения или выключения в определенное время в определенной клетке, можно рассматривать как внутреннюю грамматику генома.

Но алфавит, грамматика и синтаксис генетики существуют исключительно внутри клетки, для человека это не родной язык. Чтобы биологи могли читать и писать на нем, нужно было изобрести новый набор инструментов. «Писать» – значит собирать слова и фразы в уникальные комбинации, создавая новые смыслы. В Стэнфорде Берг, Коэн и Бойер уже учились писать «на генетическом», используя молекулярное клонирование: они строили из ДНК предложения, которых раньше в природе не было (бактериальный ген в соединении с вирусным давал новый генетический элемент). А вот «чтение» генов, то есть определение последовательности нуклеотидов того или иного участка ДНК, все еще было гигантской технической проблемой.

Забавно, что именно те свойства, которые позволяют клеткам читать ДНК, делают ее неразборчивой для людей – в частности, для химиков. ДНК, как предсказывал Шрёдингер, уже своей структурой бросает им вызов: это молекула изумительных противоречий – однородная и в то же время бесконечно разнообразная, до предела повторяющаяся и при этом до предела своеобразная. Обычно химики, определяя структуру молекулы, разбивают ее на все меньшие фрагменты, будто детали мозаики, а затем воссоздают ее из минимальных составляющих. Но если разбить на кусочки ДНК, то получится месиво из четырех нуклеотидов – А, Ц, Г и Т. Невозможно прочитать книгу, раздробив все слова на отдельные буквы. То же и с ДНК: именно последовательность несет смысл. ДНК, разобранная на составляющие, превращается в первичный четырехбуквенный бульон.

Как химик может установить нуклеотидную последовательность гена? На краю кембриджского болота, в полуподвальной лаборатории, напоминающей сарай, биохимик Фредерик Сэнгер с 1960-х бился над секвенированием ДНК. Он был одержим химической структурой сложных биомолекул. В начале 1950-х Сэнгер расшифровал[629] аминокислотную последовательность белка инсулина, применив одну из разновидностей традиционного метода измельчения. Впервые чистый инсулин получили в 1921 году в Торонто: хирург и физиолог Фредерик Бантинг вместе со своим студентом[630] Чарльзом Бестом выделил его из размолотых собачьих поджелудочных желез[631]. В чемпионате по получению очищенных белков это был суперприз: гормон, введенный детям-диабетикам, быстро купировал их изнуряющее, смертоносное отравление глюкозой. К концу 1920-х фармацевтическая компания Eli Lilly могла производить лишь единичные граммы инсулина из огромного чана разжиженных коровьих и свиных поджелудочных.

Тем не менее инсулин продолжал стойко сопротивляться попыткам его молекулярной характеристики. Сэнгер подошел к задаче с профессиональной методологической неумолимостью – как всякий химик, он знал: решение – в разрушении. Всегда. Любой белок состоит из аминокислот, выстроенных в цепочки: метионин-гистидин-аргинин-лизин, или глицин-гистидин-аргинин-лизин, или еще что-то подобное. Сэнгер понял, что для определения последовательности белка ему понадобится провести серию реакций деградации. Он отщепит одну аминокислоту от конца цепочки, поместит ее в растворитель и, охарактеризовав химически, поймет: это метионин. Затем он повторит процесс со следующей аминокислотой. Разрушение и идентификация снова и снова: гистидин… щелк… аргинин… щелк… лизин… щелк, – пока Сэнгер не переберет весь белок. Он обратит клеточный процесс построения белка, как если бы постепенно разбирал ожерелье. Звено за звеном, и расчленение инсулина обнажит его структуру. В 1958 году за это открытие, значение которого невозможно переоценить, Сэнгер получит Нобелевскую премию[632].

С 1955 по 1962 год Сэнгер определил первичные последовательности еще нескольких важных белков, пользуясь разными вариантами того же подхода, но вот проблемы секвенирования ДНК он особо не касался. Это были, как он писал, его «семь тощих лет»[633], прожитых в тени собственной славы. Публиковался Сэнгер редко. Его невероятно детальные работы были посвящены секвенированию белков и оценивались коллегами как ведущие в области, но сам он не считал это значимым достижением. Летом 1962-го Сэнгер перебрался[634] в другую кембриджскую лабораторию, в здание Совета по медицинским исследованиям, где его окружили новые соседи, в том числе Крик, Перуц и Бреннер – известные адепты культа ДНК.

Смена лаборатории повлекла за собой благодатную смену научных интересов. Одни ученые, как Крик и Уилкинс, питали страсть к ДНК с самого начала. Другие – Уотсон, Франклин, Бреннер – подхватили ее со временем. Фредерику Сэнгеру ДНК навязали.

В середине 1960-х Сэнгер переключился с белков на нуклеиновые кислоты и начал серьезно обдумывать секвенирование ДНК. Но подход, великолепно показавший себя в работе с инсулином, – щепить и растворять, щепить и растворять – для ДНК не подходил. Химическая структура белков такова, что аминокислоты можно последовательно отрывать от цепочки, для ДНК же подобного инструмента не существовало. Сэнгер пробовал как-то приспособить свою технологию деградации, но эксперименты всегда выливались в химический хаос. Нарезанная и растворенная ДНК несла уже не генетическую информацию, а сплошную белиберду.

Озарение пришло к Сэнгеру внезапно, зимой 1971 года, в форме методологической инверсии. Он десятки лет учился разбирать молекулы на части, чтобы понять их структуру. Но что, если он перевернет свою стратегию и попробует не разрушать ДНК, а строить ее? Чтобы понять ген, рассудил Сэнгер, вы должны думать как ген. Клетки строят гены постоянно: всякий раз перед своим делением они создают копию каждого гена. Если бы биохимик мог оседлать ДНК-полимеразу, когда та создает копию гена, и документировать один за другим все добавляемые нуклеотиды – А, Ц, Т, Г, Ц, Ц, Ц и так далее, – то он узнал бы структуру гена. Это напоминало бы подсматривание за копировальной машиной: по копии можно было бы реконструировать изначальный объект. Зеркальное отражение всегда проливает свет на оригинал, и Дориан Грей воссоздается, фрагмент за фрагментом, по своему портрету.

В 1971-м Сэнгер начал разрабатывать технологию секвенирования генов на основе копирующей реакции ДНК-полимеразы. (В Гарварде Уолтер Гилберт и Аллан Максам тоже создавали систему чтения ДНК, но с другими реактивами. Их способ работал, но его быстро вытеснил метод Сэнгера.) На первых порах метод Сэнгера был малоэффективным и часто не срабатывал по необъяснимым причинам. Одна из причин проблемы заключалась в слишком высокой скорости реакции копирования: полимераза мчалась вдоль участка ДНК, добавляя нуклеотиды в таком умопомрачительном темпе, что Сэнгер не успевал делать промежуточные шаги. В 1977-м ученый внес остроумное изменение: он застопоривал реакцию с помощью добавки химически модифицированных нуклеотидов. Они мало отличались от А, Ц, Г и Т, так что полимераза их еще узнавала и встраивала, но продолжать копирование после них уже не могла. Сэнгер составлял карту гена, ориентируясь на точки застревания полимеразы – тут А, там Т, здесь Г, и так далее – все тысячи нуклеотидов ДНК[635].

24 февраля 1977 года в журнале Nature вышла статья[636] Сэнгера о том, как он с помощью своей технологии целиком определил последовательность одноцепочечной ДНК вируса ΦX_174. Это был крошечный бактериальный вирус длиной всего 5386 нуклеотидов – весь его геном размером уступал некоторым из самых коротких генов человека, – но та публикация знаменовала поистине переломный научный прорыв. «В последовательности выявляются характерные участки[637], отвечающие за производство белков девяти известных генов организма», – писал Сэнгер. Он научился читать язык генов.

Новые генетические методики – секвенирование и молекулярное клонирование – незамедлительно пролили свет на ранее неизвестные характеристики генов и генома. Первое и самое удивительное открытие касалось уникальной особенности генов животных и вирусов животных. В 1977 году ученые Ричард Робертс и Филлип Шарп[638] независимо друг от друга обнаружили, что животные белки чаще всего кодируются не длинными непрерывными последовательностями ДНК, а совокупностью отдельных модулей. У бактерий каждый ген – это единый, цельный участок ДНК, который начинается со старт-кодона (АТГ) и не прерывается до финального сигнала «стоп». Бактериальные гены не состоят из модулей, разделенных промежутками. А у животных и их вирусов, как показали Робертс и Шарп, гены обычно разбиты на отрезки, перемежающиеся длинными, ничего не значащими «прокладками».

В качестве аналогии рассмотрим слово «структура». У бактерии ген представлен в геноме именно в таком виде – структура, – без разрывов, промежутков, вставок и пауз. В геноме же человека это слово прерывается промежуточными последовательностями ДНК: ст… ру… к… т… ур… а.

Протяженные участки ДНК, обозначенные многоточиями (…), не несут никакой информации о белке. После транскрипции такого прерывистого гена – то есть после построения по ДНК РНК-послания – все «прокладки» из мРНК вырезаются, и целостность послания восстанавливается уже без ненужных, бессмысленных участков: ст… ру… к… т… ур… а превращается в просто структура. Позже Робертс и Шарп придумали для этого процесса название – сплайсинг генов, или сплайсинг РНК[639] (от английского слова, означающего «сращивать», потому что после удаления промежутков концы оставшихся фрагментов РНК сращиваются).

Поначалу прерывистая структура генов озадачила ученых: почему гено́м животных тратит столько ДНК на разделение кусочков гена, а потом все равно сшивает эти кусочки в цельное РНК-послание? Но вскоре внутренняя логика этого явления стала понятной: поделив ген на модули, клетка может, комбинируя их, собирать разные РНК-сообщения (а затем и белки) на базе единственного гена. Из слова ст… ру… к… т… ур… а можно сшить и рука, и кура, и что-нибудь еще, создав таким образом много разных сообщений – «изоформ» – по последовательности одного и того же гена. Из слова г… е… н… ом с помощью сплайсинга можно сотворить слова ген, гном и ом. У модульного генома есть и эволюционное преимущество: если соединить отдельные модули разных генов, можно получить совершенно новые гены (ст… е… н… а).

Уолтер Гилберт, генетик из Гарварда, придумал для генных модулей специальное слово – экзоны. Промежуточные, вырезаемые, участки назвали интронами. Для генов человека интроны не исключение, а правило. Человеческие интроны часто огромны: они могут простираться на сотни тысяч нуклеотидов. Сами гены тоже отделены друг от друга длинными участками межгенной ДНК. Считается, что в межгенной ДНК и внутригенных интронах содержатся те самые последовательности, которые определяют контекст для регуляции генов. Если вернуться к нашей аналогии, то межгенную ДНК можно изобразить как длинные многоточия, по которым то тут, то там разбросаны знаки препинания. Тогда геном человека можно представить так:

Это…… (…)…… ст… рукт…… ура………. вашего……… ге… но… ма;

Слова здесь изображают гены, длинные многоточия между словами – участки межгенной ДНК, а короткие многоточия внутри слов (ст… рукт… ура) – интроны. Знаки пунктуации – скобки и точка с запятой – это участки ДНК, отвечающие за регуляцию генов.

Сестринские технологии секвенирования и молекулярного клонирования спасли генетику от экспериментального застоя. В конце 1960-х генетики обнаружили, что находятся в тупике. Для каждой экспериментальной науки критически важна возможность намеренно вмешиваться в работу системы и замерять эффекты этого вмешательства. Но единственным инструментом изменения генов был мутагенез – по сути, процесс случайный, – а оценить эффект позволяли лишь изменения структуры и функций. Можно было окатить дрозофил рентгеновскими лучами, как делал Мёллер, и получить бескрылых или безглазых мушек, но не было способа намеренно манипулировать генами, кодирующими глаза и крылья, или хотя бы точно определять, как эти гены изменились. По выражению одного ученого, «ген был чем-то недосягаемым».

Недоступность гена особенно удручала проповедников «новой биологии» вроде Джеймса Уотсона. В 1955-м, через два года после открытия структуры ДНК, он перебрался на биологический факультет Гарварда, где моментально вывел из себя некоторых особо почитаемых профессоров. Биология, как виделось Уотсону, раскалывалась надвое. С одной стороны от трещины оставалась старая гвардия – натуралисты, систематики, анатомы и экологи, до сих пор занятые классификацией живых существ и преимущественно качественным описанием их анатомии и физиологии. «Новые» биологи, в отличие от традиционных, изучали молекулы и гены. Старая школа обсуждала разнообразие и изменчивость. Новая говорила об универсальном коде, общих механизмах и «центральной догме»[640].

«Каждому поколению нужна новая музыка», – сказал как-то Крик; старую музыку Уотсон откровенно презирал. Естествознанию – преимущественно описательной дисциплине, как охарактеризовал ее Уотсон, – придет на смену энергичная и мускулистая экспериментальная наука, которую он помогал создавать. Динозавров, изучающих динозавров, вскоре самих постигнет участь вымершего вида. Уотсон называл традиционных биологов «собирателями марок»[641], высмеивая их озабоченность коллекционированием и классификацией биологических экземпляров.

Но даже Уотсон был вынужден признать, что невозможность направленных генетических вмешательств и точной оценки генных изменений крушили надежды «новых» биологов. Если бы они научились «читать» гены и манипулировать ими, перед учеными открылись бы широчайшие экспериментальные горизонты. Пока же биологи толклись на этапе оценки функций генов единственным доступным инструментом – случайным мутагенезом ДНК простых организмов. Представители старой школы могли бы ответить на выпады Уотсона равносильным ударом: если они – «собиратели марок», то «новые» молекулярные биологи – лишь «охотники за мутантами».

Но всего за одно десятилетие, с 1970 по 1980 год, охотники за мутантами превратились в генных манипуляторов и дешифровщиков. Только подумайте: в 1969-м можно было обнаружить ген, связанный с каким-то заболеванием человека, однако у ученых не было простого способа определить мутацию в нем, сравнить измененный ген с его обычной формой и воссоздать мутацию в другом организме, чтобы изучить ее свойства. А в 1979-м тот же самый измененный ген можно было перенести в бактерию, внедрить в вирусный вектор, доставить в геном клетки млекопитающего, клонировать, секвенировать и сравнить с обычным вариантом.

В декабре 1980-го Нобелевская премия по химии – за плодотворные достижения в генетических технологиях – досталась Фредерику Сэнгеру, Уолтеру Гилберту и Полу Бергу, «читателям и писателям» ДНК. «Арсенал химических манипуляций[642] [с генами]», как выразился один научный журналист, был полностью укомплектован. «Генная инженерия[643], – писал биолог Питер Медавар, – подразумевает целенаправленное генетическое изменение путем манипуляций с ДНК, носителем наследственной информации. <…> Не это ли главный закон технологии: все, что возможно в принципе, будет сделано <…>? Высадиться на Луну? Да пожалуйста. Победить оспу? С удовольствием. Исправить недостатки человеческого генома? Ну-у, в общем, да – хотя посложнее будет и не так скоро. До этого мы еще не дошли, но точно движемся в верном направлении».

Технологии манипулирования, клонирования и секвенирования ДНК изначально были разработаны для переноса генов между бактериями, вирусами и клетками млекопитающих (как это делали Берг, Бойер и Коэн), но затем их влияние охватило всю биологию организмов. Словосочетания «клонирование генов» и «молекулярное клонирование» придумали для обозначения наработки идентичных молекул ДНК («клонов») внутри бактерий. Однако вскоре они превратились в условные названия всей палитры техник, позволяющих выделять ДНК из организмов, что-то творить с ней в пробирках, создавать гибридные молекулы ДНК и размножать их в живых клетках (в конце концов, клонировать ген без комбинации всех этих техник и не удастся). «Освоив экспериментальное управление генами[644], – сказал Берг, – можно научиться экспериментально управлять организмами. Должным образом сочетая инструменты для манипуляций с генами и секвенирования генов, ученый может осваивать не только генетику организмов, но и всю биологическую вселенную с такой экспериментальной дерзостью, какую раньше нельзя было и вообразить».

Предположим, ученый вознамерился разгадать фундаментальную загадку иммунологии – понять, как Т-лимфоциты узнают и уничтожают чужие клетки в теле человека. Десятки лет было известно, что Т-лимфоцит распознает вторгшиеся клетки[645] и клетки, зараженные вирусом, с помощью сенсора на его поверхности. Этот сенсор, называемый Т-клеточным рецептором (ТКР), состоит из белков, которые производят только Т-лимфоциты. Рецептор опознает короткие чужеродные белки на поверхности другой клетки и связывается с ними. Это связывание, в свою очередь, запускает сигнальные системы, работающие на уничтожение инородной клетки, и, соответственно, служит защитным механизмом для организма.

Но что именно представляет собой Т-клеточный рецептор? Биохимики подходили к этому вопросу с их типичной склонностью к разрушению и редукции: содержимое добытых Т-лимфоцитов они превращали с помощью мыла и детергентов в серый пенящийся клеточный бульон, затем отделяли мембраны со всеми липидами и постепенно очищали полученный материал, переходя ко все более мелким частицам, чтобы выследить нужный белок. Но рецептор, растворенный где-то в этом адском вареве, постоянно ускользал.

Молекулярное клонирование могло бы предложить другую тактику. Предположим на секунду, что главная отличительная черта ТКР заключается в способности синтезироваться только в Т-лимфоцитах, а не в нейронах, яичниках или печени. Ген ТКР должен быть в каждой клетке человека – даже в нервной или печеночной, раз у всех клеток геномы идентичны, – а вот его мРНК образуется только в Т-лимфоцитах. Так нельзя ли тогда сравнить «каталоги РНК» двух разных клеток, выбрать по ним и клонировать функционально подходящий ген? Подход биохимиков вращается вокруг концентрации: найти белок там, где он предположительно концентрируется, и выделить его из смеси. Подход генетиков опирается на информацию: найти ген, исходя из различий в «базах данных» близкородственных клеток, и клонированием размножить ген в бактериях. Биохимики вычленяют и очищают структуры – генетики умножают информацию.

В 1970-м вирусологи Дэвид Балтимор и Говард Темин[646] совершили прорывное открытие, позволившее в том числе и сравнивать клеточные ассортименты РНК. Независимо друг от друга эти ученые обнаружили фермент, который содержался в ретровирусах и мог строить ДНК по матрице РНК. Фермент назвали обратной транскриптазой – «обратной» потому, что она обращала стандартное направление информационного потока: переводила записанное языком РНК на язык ДНК, что противоречило принятой версии «центральной догмы», которая допускала движение генетической информации только от гена к РНК-посланию, но никак не наоборот.

Вооружившись таким инструментом, как обратная транскриптаза, любую клеточную РНК биологи могли использовать в качестве матрицы для синтеза ее гена. Это давало возможность составлять каталоги всех активных генов клетки – что-то вроде библиотек, где книги рассортированы по темам. Могли появиться отдельные библиотеки активных генов Т-лимфоцита, эритроцита, нейрона сетчатки, инсулин-секретирующей клетки поджелудочной железы, и так далее[647]. Сравнивая каталоги двух клеток – скажем, Т-лимфоцита и поджелудочной, – иммунолог мог отловить гены, активные в одной из них и выключенные в другой (например, гены ТКР и инсулина). После идентификации эти гены можно было размножить в бактериях, получив миллионы их копий, секвенировать, определить последовательность соответствующих РНК и белков, найти регуляторные области, изменить ген и ввести его в другую клетку, чтобы установить его функции. В 1984 году этот методический арсенал применили[648] к гену Т-клеточного рецептора. Его клонирование стало одним из ключевых достижений для иммунологии.

Биология, как вспоминал один генетик[649], была «освобождена клонированием <…> и начала фонтанировать сюрпризами». Загадочные, важные и неуловимые гены, за которыми охотились десятки лет, – гены регуляторов роста, антител и гормонов; гены, контролирующие свертывание крови, нейропередачу и репликацию других генов; гены, ассоциированные с раком, диабетом, депрессией и сердечной недостаточностью, – все они скоро будут выделены и клонированы с помощью генных библиотек, пополняемых из самых разных клеток.

Технологии клонирования и секвенирования генов преобразовали абсолютно все области биологии. Если экспериментальная биология стала «новой музыкой», то в роли ее дирижера, оркестра, рефрена, ведущего инструмента и партитуры выступил ген.

Эйнштейны на пляже

В делах людей прилив есть и отлив,

С приливом достигаем мы успеха.

Когда ж отлив наступит, лодка жизни

По отмелям несчастий волочится.

Сейчас еще с приливом мы плывем.

Воспользоваться мы должны теченьем

Иль потеряем груз.

Уильям Шекспир,

«Юлий Цезарь», акт IV, сцена 3[650]

Я верю в неотъемлемое право каждого взрослого ученого выставлять себя полным придурком конфиденциально.

Сидней Бреннер[651]

На западном побережье Сицилии, в Эриче, на 700-метровом утесе возвышается норманнская крепость XII века. Крепость видна издалека и кажется продолжением ландшафта – будто ее каменные стены выросли из скалы под действием каких-то природных сил. Замок Эриче, или, как предпочитают некоторые, замок Венеры, был возведен на месте древнего римского храма. Старую постройку разобрали на камни и сложили из них замковые стены и башни. Уже давно исчезло храмовое святилище, но говорят, что почитали там Венеру Эриксинскую. Римская богиня плодородия, плотской любви и желания появилась на свет крайне неестественным путем: из морской пены, произведенной отнятым у бога Целуса половым органом.

Летом 1972-го, через несколько месяцев[652] после того, как Пол Берг в Стэнфорде создал первые химерные ДНК, он отправился в Эриче на научную конференцию. Берг прибыл в Палермо поздно вечером и за пару часов добрался до побережья на такси. Уже наступила ночь. Берг спросил у прохожего, как попасть в центр города, и мужчина неопределенно махнул рукой в темноту – туда, где почти на километровой высоте мерцали слабые огоньки.

Конференция началась на следующее утро. Аудитория состояла из нескольких профессоров и примерно восьми десятков молодых мужчин и женщин, в основном аспирантов европейских биологических факультетов. Берг прочитал несколько неформальных лекций – он называл их коллективными обсуждениями, – представив свою работу с химерными генами, рекомбинантной ДНК и вирусо-бактериальными гибридами.

Студенты были взбудоражены. Берга засыпали вопросами, как он и ожидал, – но вот направленность вопросов его удивила. На прошлогодней презентации Джанет Мерц в Колд-Спринг-Харбор слушателей больше всего беспокоили вопросы безопасности: как могут Берг и Мерц гарантировать, что их генетические химеры не утопят человечество в биологическом хаосе? На Сицилии же разговор быстро накренился в сторону политики, культуры и этики. Берг припомнил потом характерные вопросы студентов: что насчет такой угрозы генной инженерии людей, как контроль поведения? что, если мы научимся лечить генетические заболевания? или программировать цвет глаз ребенка? его интеллект? рост? и каковы будут последствия для отдельных людей, для общества?

Кто сможет поручиться, что никакая сила, наделенная мощными рычагами влияния, не выведает генетические технологии и не использует их с недобрыми намерениями – как уже однажды случилось на этом континенте? Берг определенно разбередил старые раны. В Америке перспектива генетических манипуляций вызывала боязнь в основном биологических угроз. В Италии, в нескольких сотнях миль от территорий бывших нацистских лагерей смерти, люди больше опасались моральных угроз самой генетики.

Тем вечером студент из Германии собрал импровизированную команду коллег, чтобы продолжить дебаты. Они вскарабкались на крепостной вал и смотрели оттуда на поглощаемый тьмой берег и мерцающие внизу огоньки города. На этой второй части конференции Берг со студентами до поздней ночи пили пиво и обсуждали естественные и неестественные способы появления сущностей – «начало новой эры[653], <…> [ее] возможные угрозы и перспективы генной инженерии».

В январе 1973-го, через несколько месяцев после поездки в Эриче, Берг решил организовать в Калифорнии небольшую конференцию: он считал необходимым отреагировать на растущие опасения по поводу генно-инженерных технологий. Встреча проходила в городке Пасифик-Гроув, почти в 130 км от Стэнфорда, в Асиломарском конференц-центре – обширном комплексе построек на ветреном берегу залива Монтерей. Туда съехались представители всевозможных дисциплин: вирусологи, генетики, биохимики, микробиологи. «Асиломар I»[654], как Берг впоследствии назвал встречу, породила много ажиотажа, но мало конкретных рекомендаций. Конференция по большей части была посвящена вопросам биологической безопасности. Горячая дискуссия развернулась вокруг использования SV_40 и других человеческих вирусов. «В то время мы еще пипетировали вирусы и химикаты ртом», – рассказывал мне Берг. Марианна Дикманн, ассистентка Берга, вспоминала случай со студентом, нечаянно пролившим содержимое пипетки на свою сигарету (тогда никого не смущали разбросанные по всей лаборатории пепельницы с недокуренными сигаретами). Студент просто пожал плечами и продолжил курить, обращая вирусные частицы в пепел.

Благодаря Асиломарской конференции появилась важная книга[655], «Биоопасности в биологических исследованиях» (Biohazards in Biological Research), но никаких значительных выводов сделано не было. Как описал это Берг, «по правде сказать, все, что у нас вышло, – это понять, как мало мы пока знаем».

Следующий всплеск тревоги по поводу молекулярного клонирования произошел летом 1973-го, когда на другой конференции Бойер и Коэн представили[656] свои эксперименты с гибридными бактериальными генами. Тем временем в Стэнфорде ученые со всего мира заваливали Берга просьбами выслать им реактивы для рекомбинации генов. Один исследователь из Чикаго предлагал внедрять гены высокопатогенного вируса человеческого герпеса в бактериальную клетку, создавая так кишечную палочку, начиненную генами смертоносных токсинов – якобы для изучения действия вирусных продуктов (Берг вежливо отказался). Гены устойчивости к антибиотикам рутинно передавали от бактерии к бактерии. ДНК тасовали между видами и родами, преодолевая разрыв в миллионы лет эволюции так обыденно, будто перешагивали тонкую черту на песке. Вихрь сомнений все усиливался, и, уловив это, Национальная академия наук США предложила Бергу возглавить комиссию по работе с рекомбинантными ДНК.

Комиссия – восемь ученых, в том числе Берг, Уотсон, Дэвид Балтимор и Нортон Зиндер – собралась в Бостоне, в МТИ, промозглым апрельским вечером 1973-го. Они без промедления приступили к работе, устроив мозговой штурм на тему возможных механизмов контроля и регуляции в сфере молекулярного клонирования. Балтимор предложил создавать «увечные, а потому „безопасные“ вирусы, плазмиды и бактерии»[657], не способные вызывать заболевания. Но даже такие меры предосторожности не обеспечивали бы абсолютную надежность. Как можно гарантировать, что «увечные» патогены останутся поврежденными навсегда? Вирусы и бактерии все-таки не пассивные, инертные объекты. Даже в лабораторных условиях они живут, перемещаются, эволюционируют. Одна мутация – и обезоруженная бактерия вновь встанет на путь вирулентности.

После нескольких часов обсуждений Зиндер предложил план, который казался прямо-таки реакционным: «Что ж, если у нас хватит мужества[658], мы можем просто сказать людям не проводить такие эксперименты». Над столом повисла тишина. Это было далеко не идеальное решение – с явным душком лицемерия от того, что одни ученые ограничивали работу других, – но оно, по крайней мере, могло действовать как временный мораторий. «Какой бы неприятной ни была эта мера, мы думали, что она хотя бы сработает», – вспоминал Берг. Комиссия составила официальное письмо, ходатайствующее о моратории на определенные виды работ по рекомбинантной ДНК. В письме ученые взвешивали риски и преимущества технологий генетической рекомбинации и предлагали отложить некоторые эксперименты до тех пор, пока не решатся вопросы безопасности. «Не все возможные эксперименты несли угрозу, – отмечал Берг, – но некоторые определенно были рискованнее остальных». Необходимо было строго регламентировать хотя бы три типа процедур с участием рекомбинантной ДНК. «Не помещайте в E. coli гены токсинов[659]. Не помещайте в E. сoli гены устойчивости к препаратам. И не помещайте в E. coli гены рака», – увещевал Берг. Пока будет действовать мораторий, рассудили Берг и его коллеги, у ученых будет время тщательно обдумать последствия своей работы. Вторую встречу, на которой уже больше исследователей смогли бы обсудить эти проблемы, запланировали на 1975 год.

В 1974-м «Письмо Берга» напечатали в журналах[660] Nature, Science и Proceedings of the National Academy of Sciences. Оно мгновенно привлекло внимание людей по всему земному шару. В Британии созвали комитет для выявления «возможных преимуществ и потенциальных опасностей» рекомбинантной ДНК и молекулярного клонирования. Во Франции отклики на письмо опубликовали в газете Le Monde. Той зимой Франсуа Жакоба (знаменитого работами по регуляции генов) попросили написать рецензию на грантовую заявку: исследователи собирались внедрить в вирус ген человеческой мышечной ткани. Следуя примеру Берга, Жакоб настоятельно рекомендовал повременить с подобными идеями до тех пор, пока не разработают национальные меры регулирования технологий молекулярного клонирования. На конференции в Германии в 1974-м многие генетики проявляли ту же осмотрительность. Жесткие ограничения на эксперименты с рекомбинантной ДНК должны действовать до тех пор, пока не будут очерчены риски и прописаны официальные рекомендации.

Исследователи тем временем мчались вперед, снося биологические и эволюционные барьеры с такой легкостью, будто те были сложены из зубочисток. В Стэнфорде Бойер и Коэн со своими студентами перенесли из одной бактерии в другую ген устойчивости к пенициллину, создав нечувствительную к этому препарату E. coli. В теории можно было перенести любой ген из одного организма в другой. Бойер и Коэн делали дерзкие предсказания: «Может быть полезно <…> внедрять гены, отвечающие за специфический метаболизм или синтез, свойственные другим биологическим классам, растениям или животным». Виды, шутливо провозгласил Бойер, «это лишь видимость»[661].

В первый день нового 1974 года[662] исследователь, работавший с Коэном в Стэнфорде, объявил, что внедрил ген лягушки в бактериальную клетку. Мимоходом был преодолен еще один эволюционный барьер, пересечена еще одна граница. В биологии «быть естественным», по выражению Оскара Уайльда, и правда оказывалось «просто позой».

В феврале 1975-го Берг, Балтимор и еще три ученых организовали «Асиломар II» – одну из самых необычных конференций[663] в истории науки. Ученые вернулись к дюнам ветреного пляжа, чтобы вновь обсудить гены, рекомбинацию и очертания будущего. Это было незабываемо красивое время года. Путь ежегодной миграции бабочек-монархов к канадским лугам проходил вдоль побережья, и секвойи с низкорослыми соснами то и дело исчезали под красно-оранжево-черными волнами.

Участники встречи прибыли 24 февраля – и среди них были не только биологи. Берг и Балтимор прозорливо пригласили юристов, писателей и журналистов. Здесь решалось будущее генетических манипуляций, и требовалось мнение более широкого круга мыслителей, чем профильные ученые. Деревянные дорожки вокруг конференц-центра способствовали рассудительному ведению бесед: прогуливаясь по настилам и песчаному берегу, биологи обменивались замечаниями по поводу рекомбинации, клонирования и манипуляций с генами. В главном же зале – похожем на собор пространстве с безрадостно скользящими по каменным стенам лучами калифорнийского солнца – находился эпицентр конференции. Вскоре здесь должны были разгореться яростные дебаты о молекулярном клонировании.

Первым говорил Берг. Он суммировал данные и обозначил масштабы проблемы. Недавно, исследуя методы химического изменения ДНК, биохимики открыли относительно простой способ комбинирования генетической информации от разных организмов. Технология, по словам Берга, была «до смешного простой», и даже биолог-любитель мог бы создавать химерные гены в лаборатории. Такую гибридную молекулу – рекомбинантную ДНК – можно размножить в бактерии (то есть клонировать) и получить миллионы ее копий. Некоторые из таких молекул можно переносить и в клетки млекопитающих. Осознавая как большой потенциал, так и возможные риски технологии, предварительное собрание выступило за временный мораторий на такие эксперименты. Конференцию «Асиломар II» созвали, чтобы обсудить следующие шаги. По масштабам и оказанному влиянию она настолько превзошла предыдущую, что со временем потеряла номер в названии и стала просто Асиломарской конференцией – или даже Асиломаром.

Атмосфера быстро накалилась в первое же утро. Главным вопросом все еще был самопровозглашенный мораторий: следует ли ученым ограничиваться в своих экспериментах с рекомбинантной ДНК? Уотсон был против. Он желал абсолютной свободы и призывал развязать ученым руки в науке. Балтимор и Бреннер вновь завели речь об «увечных» переносчиках генов, способных обеспечивать безопасность. Мнения остальных участников резко разделились. Открываются ошеломительные возможности, протестовали некоторые, а мораторий парализует весь прогресс. Один микробиолог сильнее прочих был разгневан строгостью предложенных ограничений: «Да вы просто в сортир слили все плазмидные коллективы»[664], – обвинил он комиссию. В какой-то момент Берг пообещал засудить Уотсона за неспособность адекватно оценить характер рисков рекомбинантной ДНК. В ходе особенно деликатных обсуждений угроз молекулярного клонирования Бреннер попросил журналиста газеты Washington Post отключить диктофон. «Я верю в неотъемлемое право каждого взрослого ученого выставлять себя полным придурком конфиденциально», – объяснил он. Его тут же обвинили в «фашизме»[665].

Пятеро членов оргкомитета – Берг, Балтимор, Бреннер, Ричард Роблин и биохимик Максин Сингер – тревожно ходили по аудитории кругами, оценивая градус растущего напряжения. «Споры все продолжались и продолжались, – писал один журналист. – Некоторым участникам это осточертело[666], и они ушли на пляж курить марихуану». Сидя в своей комнате, Берг сердился и переживал, что конференция закончится ничем.

И действительно, ничего не было формализовано вплоть до последнего вечера, когда сцену заняли юристы. Пять адвокатов предложили обсудить правовые нюансы клонирования и обрисовали мрачную картину потенциальных рисков: если хоть один сотрудник лаборатории заразится рекомбинантным микробом и у него появятся хоть малейшие признаки болезни, то глава лаборатории, лаборатория и все учреждение будут привлечены к юридической ответственности. Остановят работу целого университета, лабораторию закроют на неопределенный срок, ее двери начнут осаждать пикетчики и блокировать люди в защитных костюмах, похожие на космонавтов; национальных регуляторов здоровья забросают вопросами – в общем, начнется настоящий ад. Органы государственной власти отреагируют введением драконовских мер, которые коснутся не только рекомбинантной ДНК, но и более широкого круга биологических исследований. В итоге все может вылиться в куда более строгие ограничения по сравнению с правилами, которые ученые могут установить для себя сами.

Выступление юристов, стратегически верно проведенное в последний день Асиломарской конференции, стало ее поворотным пунктом. Берг понимал, что встреча не должна – не может – завершиться без составления официальных рекомендаций. В тот вечер Балтимор, Берг, Сингер, Бреннер и Роблин в своем бунгало до глубокой ночи ели китайскую еду из коробочек, делали пометки на доске и разрабатывали план на будущее. В 5:30 утра, всклокоченные и сонные, распространяя запах кофе и чернил, они вышли из пляжного домика с готовым документом. Документ начинался с признания существования странной параллельной биологической вселенной, куда ученые нечаянно проникли с помощью молекулярного клонирования: «Новые методы, позволяющие комбинировать[667] генетическую информацию очень разных организмов, забросили нас в область биологии со множеством неизвестных. <…> Именно это неведение вынудило нас заключить, что было бы разумнее проявлять изрядную осторожность во время подобных исследований».

Для минимизации рисков документ предлагал[668] четырехуровневую схему ранжирования потенциальных биоугроз от генетически модифицированных организмов и давал рекомендации по мерам защиты от утечки для каждого уровня (внедрение онкогена в человеческий вирус, к примеру, требовало самой высокой степени изоляции, а перенос гена лягушки в бактериальную клетку – самой низкой). По настоянию Балтимора и Бреннера в документ включили-таки предложение разработать дефектные векторы и организмы для поддержания клонируемых генов в лабораториях. В заключительной части документ настоятельно рекомендовал постоянные ревизии процедур рекомбинации и контроля распространения – с целью ослабления или ужесточения ограничений в ближайшем будущем.

Когда в 8:30 началась последняя утренняя сессия Асиломара, все члены комитета с волнением ожидали, что их проект отвергнут. Но, как ни странно, его одобрили почти единогласно.

После Асиломарской конференции некоторые историки науки хотели продемонстрировать ее масштабы, разыскав подобные моменты в научной летописи. Но таких просто не было. Максимально похожим документом, пожалуй, можно считать двухстраничное письмо, которое в августе[669] 1939-го Альберт Эйнштейн и Лео Силард отправили президенту Рузвельту, чтобы предупредить его о тревожной возможности создания мощнейшего оружия. Эйнштейн писал, что открыт «новый и важный источник», позволяющий «генерировать громадное количество энергии. <…> Кроме того, это новое явление несет потенциал для создания бомб, и, думается, <…> исключительно мощных бомб нового типа. Одна бомба этого типа, доставленная лодкой и взорванная в порту, вполне способна разрушить весь порт». Письмо Эйнштейна – Силарда вызвало мгновенную реакцию. Интуитивно поняв неотложность вопроса, Рузвельт созвал научную комиссию для его исследования. Спустя несколько месяцев комиссия Рузвельта превратилась в Урановый комитет, тот к 1942-му трансформировался в Манхэттенский проект, пришедший к финишу с атомной бомбой.

Но Асиломар был не таков: здесь ученые предупреждали сами себя о рисках собственной технологии и стремились контролировать и ограничивать свою работу. В истории мало случаев, когда ученые выступали бы саморегуляторами. Как писал в 1962-м Алан Уотерман[670], глава Национального научного фонда США, «науку в ее чистом виде не интересуют последствия сделанных открытий. <…> Ее адепты заинтересованы только в обнаружении истины».

Но с рекомбинантной ДНК, утверждал Берг, ученые не могли позволить себе фокусироваться лишь на «обнаружении истины». Истина была запутанной, неудобной и требующей тщательного анализа. Экстраординарные технологии нуждались в экстраординарных предосторожностях, и едва ли можно было доверить политикам ответственность за риски и возможности молекулярного клонирования (к слову сказать, в прошлом госчиновники распоряжались генетическими технологиями не очень-то мудро, о чем и напомнили Бергу студенты в Эриче). В 1973-м, меньше чем за два года до Асиломара, Никсон разочаровался в своих научных консультантах[671] и мстительно уничтожил Управление по делам науки и технологий, заставив все научное сообщество биться в тревожных судорогах. Импульсивный, авторитарный, с подозрением относящийся к науке даже в самые благополучные времена, президент в любой момент мог лишить ученых автономности и взять их работу под свой деспотичный контроль.

Надо было делать решающий выбор, и на кону стояло многое: ученые могли отдать контроль над молекулярным клонированием в руки непредсказуемых управленцев, которые ограничили бы работу произвольно, – или же могли сами стать регуляторами науки. Но как биологи могли противостоять рискам и неопределенностям технологии рекомбинантных ДНК? Конечно же, используя методы, которыми они владели лучше всего: собирая данные, анализируя факты, оценивая риски, принимая решения в условиях недостатка информации – и бесконечно споря. «Самым важным уроком Асиломара[672], – говорил Берг, – стала демонстрация способности ученых к самоуправлению». Привыкшие к «безграничным исследовательским устремлениям» должны были учиться себя ограничивать.

Другой отличительной чертой этой встречи был характер общения ученых с публикой. Письмо Эйнштейна – Силарда было осознанно секретным; Асиломар же, напротив, стремился обнародовать беспокойства по поводу молекулярного клонирования, сделав свой форум предельно открытым. Как объяснял Берг, «доверие общественности несомненно повысил тот факт[673], что более десяти процентов участников представляли новостные медиа. Они могли свободно описывать, комментировать и критиковать дискуссии и заключения. <…> Обсуждения, споры, свирепые обвинения, колебания мнений и достижение консенсуса – все это широко освещалось репортерами».

Последняя особенность Асиломара заслуживает отдельного пояснения – ведь речь идет о том, чего не было. В то время как биологические риски молекулярного клонирования обсуждались на конференции в изобилии, ни единого отчетливого слова не пало об этических и моральных аспектах проблемы. Что случится, если манипулировать человеческими генами научатся прямо в людях? Что, если мы начнем «вписывать» новую информацию в наши геномы? Беседа, которую завела сицилийская аудитория с Бергом, здесь так и не продолжилась.

Позже Берг размышлял над этим упущением: «Намеренно ли организаторы и участники[674] Асиломарской конференции ограничили диапазон беспокойств? <…> Конференцию критиковали за то, что она не стала разбираться с потенциалом применения рекомбинантной ДНК в дурных целях или с этическими дилеммами, которые породит применение технологии для генетического скрининга <…> и генотерапии. Но не стоит забывать, что такие перспективы еще скрывались в тумане далекого будущего. <…> Короче говоря, повестка трехдневной конференции фокусировалась на оценке [биологических] рисков. Мы решили разбираться с остальными вопросами, когда они станут более насущными и весомыми». Некоторые участники обратили внимание на отсутствие такой дискуссии, но во время самой конференции об этом никто не упомянул. И к этой теме мы еще вернемся.

Весной 1993-го я поехал в Асиломар с Бергом и группой исследователей из Стэнфорда. Тогда я был студентом в лаборатории Берга, и всем отделом мы отправились на ежегодную вылазку. Караваном легковушек и автофургонов мы покинули Стэнфорд, обогнули побережье у Санта-Круз и взяли курс на изогнутый, как шея птицы, полуостров Монтерей. Корнберг с Бергом возглавляли караван. Я ехал в арендованном фургоне, который вел другой студент, в невероятной компании оперной-дивы-ставшей-биохимиком: она работала над репликаций ДНК и периодически разражалась темами Пуччини.

В последний день поездки я прогуливался по сосновой роще с Марианной Дикманн, которая уже давно была ассистентом и коллегой Берга. Дикманн устроила для меня нетрадиционную экскурсию по Асиломару, во время которой показывала памятные места самых неистовых брожений и споров. Это было путешествие по Холмам Разногласий. Асиломар запомнился Дикманн как самая склочная конференция из всех, на которых она побывала.

Я поинтересовался у спутницы, чего же теми спорами добились. Она задумалась, переведя взгляд на море. Отлив оставил на пляже узоры от волн. Дикманн начертила ногой линию на влажном песке и ответила, что Асиломар прежде всего ознаменовал собой переход. Обретение навыка манипулировать генами означало трансформацию генетики. Мы выучили новый язык, и нам нужно было убедить себя и всех остальных, что для пользования им мы достаточно ответственны.

Наука стремится познать природу, а технология стремится ею управлять. Рекомбинантная ДНК перетащила генетику из царства науки в царство технологии. Гены больше не были абстракцией. Тысячелетиями они томились в геномах организмов, а теперь их можно было освободить, перенести в другой вид, размножить, очистить, удлинить, укоротить, перемешать, наградить мутацией, разрезать, вставить, отредактировать; человек мог лепить из них все что угодно. Гены теперь служили не только объектом, но и инструментом исследования. Есть такой яркий момент в развитии ребенка, когда он постигает рекурсивность языка – осознает, что точно так же, как с помощью мыслей можно создавать слова, с помощью слов можно создавать мысли. Рекомбинантная ДНК сделала язык генетики рекурсивным. Биологи потратили десятилетия на то, чтобы познать природу гена, – а теперь можно было использовать гены, чтобы познать биологию. Если кратко, мы перешли от размышлений о генах к мышлению генами.

Асиломар, таким образом, отметил пересечение этих ключевых осей. Он был и торжеством, и экспертизой, и объединением, и противостоянием, и предупреждением. Он начался речью и закончился документом. Он стал церемонией вручения аттестата зрелости новой генетике.

«Клонируй или умри»

Если вы знаете вопрос[675] – значит, вы уже на полпути к ответу.

Герберт Бойер

Любая достаточно развитая технология[676] неотличима от магии.

Артур Кларк[677]

Стэнли Коэн и Герберт Бойер тоже посетили Асиломар, чтобы обсудить будущее рекомбинантной ДНК. Конференция вызвала у них раздражение, даже досаду. Бойер не переносил грызню и обзывательства; он назвал ученых эгоистами, а конференцию – ночным кошмаром. Коэн отказался подписывать Асиломарское соглашение (в итоге все же пришлось: его грантодателями были Национальные институты здоровья).

Вернувшись в свои лаборатории, ученые продолжили разрабатывать тему, которую забросили из-за всей этой суеты. В мае 1974-го лаборатория Коэна опубликовала результаты эксперимента «Царевна-лягушка», который состоял в переносе лягушачьего гена в бактериальную клетку. Когда один из коллег спросил Коэна, как он определяет бактерий, у которых экспрессируются гены лягушки, тот шутливо ответил, что целует каждую бактерию и смотрит, не обратится ли она в царевну.

Поначалу этот эксперимент казался просто академическим упражнением и привлек внимание только биохимиков (биолог Джошуа Ледерберг, лауреат Нобелевской премии и коллега Коэна по Стэнфорду, был одним из немногих, кто дальновидно считал, что это упражнение «может совершенно поменять подход фармакологической индустрии[678] к производству таких биологических субстанций, как инсулин и антибиотики»). Но постепенно средства массовой информации осознали потенциал этого механизма. В мае газета San Francisco Chronicle[679] выпустила о Коэне статью, которая фокусировалась на возможности грядущего применения генно-модифицированных бактерий в качестве биологических «фабрик» по производству лекарств и химикатов. Вскоре статьи о технологиях молекулярного клонирования появились в журнале Newsweek и газете New York Times. Сам же Коэн быстро прошел боевое крещение[680] на темной стороне научной журналистики. Стоило ли целый вечер терпеливо рассказывать газетному репортеру о рекомбинантной ДНК и переносе бактериальных генов, чтобы следующим утром наткнуться на истерический заголовок: «Рукотворные микробы опустошают Землю»?

В патентном бюро Стэнфордского университета Нильс Реймерс, смекалистый бывший инженер, узнал о работе Коэна и Бойера из газет и был заинтригован ее потенциалом. Реймерс, будучи не столько офисным клерком, сколько искателем талантов, действовал активно, даже напористо: он обычно не дожидался, пока изобретатели принесут ему свои изобретения, а по собственной инициативе прочесывал научную литературу в поисках чего-нибудь интересного. Реймерс связался с Коэном и Бойером, чтобы убедить их подать совместную патентую заявку на их технологию молекулярного клонирования (их университеты, Стэнфорд и КУСФ соответственно, тоже должны были войти в число патентообладателей). Оба ученых были поражены. За время постановки экспериментов у них даже мысли не возникало, что методы получения рекомбинантных ДНК могут быть патентоспособными или смогут в будущем обрести коммерческую ценность. Зимой 1974-го, скептически настроенные, но все же поддавшиеся на уговоры Реймерса, Коэн и Бойер подали заявку на патент[681].

Новость о патентовании молекулярного клонирования дошла до научного сообщества. Корнберг и Берг были в ярости. Претензия Коэна и Бойера на «коммерческое владение технологией клонирования[682] всех возможных ДНК, во всех возможных векторах, соединенных всеми возможными способами, во всех возможных организмах – [это] сомнительно, нахально и бесцеремонно», – писал Берг. Ученые заявили, что патент приватизирует результаты биологических исследований, оплаченных государственными, общественными средствами. Берга также беспокоило, что исполнение рекомендаций Асиломарской конференции невозможно будет надлежащим образом обеспечивать и контролировать в частных компаниях. Бойер и Коэн, однако, полагали, что все делают из мухи слона. Для них патент на рекомбинантные ДНК был не более чем стопкой бумаг, путешествующих по инстанциям, и стоил он, возможно, меньше потраченных на него чернил.

Осенью 1975-го, когда кипы бумаг еще проталкивались по правовым каналам, научные пути Коэна и Бойера разошлись. Их сотрудничество было чрезвычайно продуктивным: за пять лет они совместно опубликовали 11 знаковых работ, но их интересы постепенно начали расходиться. Коэн занял должность консультанта в калифорнийской компании Cetus Corporation. Бойер же в своей лаборатории в Сан-Франциско сосредоточился на экспериментах по переносу бактериальных генов.

Зимой Герберту Бойеру неожиданно позвонил 28-летний венчурный капиталист Роберт Суонсон. Молодой человек, большой любитель научно-популярных журналов и научной фантастики, услышал о новой технологии под названием «получение рекомбинантной ДНК» и захотел договориться с Бойером о встрече. У Суонсона был нюх на новые технологии; он не очень-то разбирался в биологии, однако сразу почувствовал, что рекомбинантная ДНК знаменует тектонический сдвиг в осмыслении генов и наследственности. Он где-то откопал потрепанную брошюру с Асиломарской конференции, составил список важных игроков в сфере молекулярного клонирования и принялся отрабатывать его в алфавитном порядке. Берг шел перед Бойером. Но Берг терпеть не мог желавших примазаться к кому-то дельцов, наудачу звонивших в его лабораторию, и жестко отказал Суонсону. Запрятав гордость поглубже, предприниматель продолжил двигаться вниз по списку. Б… Бойер был следующим. Согласится ли он на встречу? Поглощенный экспериментами, Герберт Бойер рассеянно ответил на телефонный звонок. Он мог выделить Суонсону 10 минут своего времени вечером в пятницу.

Встреча Суонсона с Бойером состоялась в январе 1976-го[683]. Лаборатория Бойера находилась в грязноватом внутреннем дворике корпуса медицинских наук КУСФ. Суонсон был в темном костюме и галстуке. Бойер вышел из-за нагромождений заплесневелых чашек Петри и термостатов, одетый в джинсы и свой знаменитый кожаный жилет. Он знал о Суонсоне лишь то, что этот венчурный капиталист хочет создать фирму, имеющую какое-то отношение к рекомбинантной ДНК. Если бы ученый провел небольшую разведку, он мог бы обнаружить, что почти все предыдущие инвестиции Суонсона в стартапы обернулись провалом. Молодой человек был безработным, снимал комнату в Сан-Франциско, водил разбитый «Датсун» и питался бутербродами.

Оговоренные 10 минут в итоге затянулись на часы. Суонсон с Бойером переместились в ближайший бар, обсуждая рекомбинантную ДНК и будущее биологии. Суонсон предложил основать компанию, которая использовала бы технологию молекулярного клонирования для изготовления лекарств. Эта идея пленила Бойера. У его сына предварительно диагностировали задержку роста, и ученый ухватился за возможность производить человеческий гормон роста – белок, помогающий при таких нарушениях. Бойер понимал, что мог бы получать гормон роста и в своей лаборатории, с помощью собственного метода сшивания генов и внедрения их в бактериальную клетку, но смысла в этом не было: ни один вменяемый человек не станет вводить своему ребенку бактериальный бульон из лабораторной пробирки. Чтобы сделать настоящий медицинский препарат, нужно было создать фармацевтическую компанию нового типа – такую, где лекарства производили бы с помощью генов.

Три часа (и три кружки пива) спустя Суонсон и Бойер заключили предварительное соглашение: каждый из них уплачивает по 500 долларов пошлины на открытие компании. Суонсон составил шестистраничный бизнес-план и обратился к своим бывшим работодателям, венчурной фирме Kleiner Perkins, чтобы получить 500 тысяч долларов в качестве стартового капитала. Взглянув на бизнес-план, фирма сократила сумму до 100 тысяч («Это крайне рискованная инвестиция, – потом писал, оправдываясь, Перкинс финансовому регулятору штата Калифорния, – но наш бизнес и состоит в том, чтобы делать крайне рискованные инвестиции»).

У Бойера и Суонсона было практически все, что нужно для новой компании. Разве что кроме продукта и названия. Но, по крайней мере, с самого начала было очевидно, что первым продуктом должен стать инсулин. Несмотря на множество попыток найти альтернативный способ производства, инсулин все еще добывали из перемолотых внутренностей коров и свиней – меньше 500 граммов гормона из 3600 килограммов поджелудочных желез. Иными словами, в ходу был метод практически средневековый, малоэффективный и дорогостоящий. Если бы Бойер и Суонсон смогли получить инсулин путем генных манипуляций в клетках, это стало бы внушительным достижением для новой компании. Оставалось только придумать ей название. Бойер счел предложенное Суонсоном HerBob[684] больше подходящим для цирюльни в Кастро. Сам он в момент творческого озарения предложил аббревиатуру словосочетания «технология генетической инженерии» – Gen-en-tech (Genetic Engineering Technology).

Инсулин – гарбо[685] мира гормонов. В 1869 году в Берлине студент-медик Пауль Лангерганс[686] изучал в микроскоп поджелудочную железу – нежный листик ткани, спрятанный под желудком, – и обнаружил рассыпанные по ее поверхности крошечные островки необычных клеток. Эти клеточные архипелаги впоследствии назвали островками Лангерганса, но их назначение еще долго оставалось загадкой. Два десятилетия спустя два хирурга[687], Оскар Минковский и Йозеф фон Меринг, удалили собаке поджелудочную железу с целью определить функции органа. Пес начал испытывать неутолимую жажду и мочиться на пол.

Меринг и Минковский были озадачены: почему удаление органа брюшной полости провоцирует такой нетипичный синдром? Разгадка пришла откуда не ждали. Через несколько дней один ассистент заметил, что лаборатория наводнена мухами: они буквально облепляли лужицы собачьей мочи, которая стала густой и липкой, как патока[688]. Изучив собачьи кровь и мочу, Меринг и Минковский обнаружили в обеих жидкостях страшный избыток сахара. У пса развился тяжелейший диабет. Ученые поняли, что в поджелудочной железе синтезируется какое-то вещество, которое регулирует уровень сахара в крови, а нарушение синтеза ведет к диабету. Позже выяснили, что вещество это – гормон белковой природы, выделяемый в кровь теми «островковыми клетками», которые обнаружил Лангерганс. Гормон сперва назвали «айлетин» – «островной белок» (от англ. island – остров), а затем без изменения смысла переименовали в «инсулин».

За обнаружением инсулина в тканях поджелудочной железы последовало состязание за приоритет в его очистке, но выделить инсулин из органов животных удалось лишь еще через два десятилетия. В 1921 году хирург Бантинг и его группа получили[689] немного вещества из поджелудочных желез собак, а затем и коров. Инсулин, введенный детям-диабетикам, восстановил у них нормальный уровень сахара в крови, умерил жажду и мочеиспускание. Но с гормоном было чудовищно сложно работать: он был нерастворимый, термолабильный, капризный, нестабильный и таинственный (как и положено островным сущностям). В 1953-м, еще через три десятилетия[690], Фредерик Сэнгер сумел определить аминокислотную последовательность инсулина. Этот белок, как обнаружил Сэнгер, состоял из двух аминокислотных цепочек разной длины, соединенных между собой химическими связями. Формой он напоминал букву U – крошечную молекулярную руку с противопоставленным большим пальцем, идеально подходящую для нажатия кнопок и переключения рычажков управления сахарным метаболизмом в нашем теле.

Проект Бойера по наработке инсулина был чуть ли не до смешного прост. Ученый не располагал готовым геном человеческого инсулина – его ни у кого не было, – но мог бы построить его с нуля химическим путем, следуя правилам генетического кодирования: нуклеотид за нуклеотидом, триплет за триплетом – АТГ, ЦЦЦ, ТЦЦ, и так до стоп-кодона. Бойер синтезировал бы один ген для цепи А, другой – для цепи В, поместил бы оба гена в бактерию и хитростью заставил бы ее синтезировать человеческие белки. Затем нужно было бы лишь изолировать две аминокислотные цепи и сшить их химическими связями в ту самую U-образную молекулу. Просто как дважды два. Так Бойер блок за блоком из деталек ДНК-конструктора построил бы самую вожделенную для клинической медицины молекулу.

Но даже Бойер, со всем его авантюризмом, не рискнул сразу замахнуться на инсулин. Он хотел начать с чего-то попроще, покорить пробный пологий холм, прежде чем взбираться на молекулярный Эверест. И Бойер выбрал другой белок – соматостатин, тоже гормон, но с меньшим коммерческим потенциалом. Главным преимуществом этого белка был размер. Длина инсулина слегка пугала: 51 аминокислота, из которых 30 – в одной цепочке, 21 – в другой. Несмотря на близость происхождения[691], соматостатин в сравнении с ним был коротышкой и простаком: всего одна цепь в 14 аминокислот.

Чтобы сотворить соматостатин с нуля[692], Бойер позвал на помощь двух химиков из лос-анджелесского отделения знаменитого лечебно-исследовательского центра «Город надежды», Кейчи Итакуру и Артура Риггса – ветеранов синтеза ДНК[693]. Суонсон же был категорически против этого плана. Он боялся, что соматостатин отвлечет Бойера от главной цели – инсулина. У Genentech тогда не было ничего своего – ни места, ни средств. Под гордым именем «фармацевтическая компания» скрывалась, по сути, арендованная клетушка в офисном центре в Сан-Франциско с «филиалом» в микробиологической лаборатории КУСФ, которая, в свою очередь, должна была привлечь на субподряд двух химиков из другой лаборатории – этакая фармацевтическая схема Понци[694]. Тем не менее Бойер уговорил Суонсона дать соматостатину шанс. Они наняли юриста Тома Кили, чтобы заключить соглашение между КУСФ, Genentech и «Городом надежды». Кили до этого даже не слышал термина «молекулярная биология», но чувствовал себя уверенно. Дело в том, что его послужной список включал много необычных заказов: до Genentech самым известным его клиентом была Мисс Обнаженная Америка.

У Genentech, казалось, даже времени не было, которым они могли бы распоряжаться по своему усмотрению. Бойер и Суонсон знали, что два корифея, два настоящих кудесника в генетике, тоже вступили в «инсулиновую гонку». В Гарварде Уолтер Гилберт, биохимик, который разделил Нобелевскую премию с Бергом и Сэнгером, возглавил внушительный научный коллектив, намеренный производить инсулин с помощью молекулярного клонирования. Даже в КУСФ, прямо под боком у Бойера, другая команда уверенно мчалась по параллельной дорожке к вожделенной цели клонирования генов. «Кажется, мы думали об этом почти непрерывно[695] <…> чуть ли не каждый день, – вспоминал один из коллег Бойера. – Я постоянно возвращался в мыслях к вопросу, когда же мы услышим объявление об успехе Гилберта?»

К лету 1977-го Риггс и Итакура, работавшие не покладая рук под неусыпным, тревожным оком Бойера, собрали все нужные составляющие для синтеза соматостатина. Фрагменты гена выстроили и в составе плазмиды внедрили в бактериальные клетки. Трансформированные бактерии росли, множились и были готовы производить белок. В июне Бойер и Суонсон прилетели в Лос-Анджелес, чтобы увидеть финальный акт своими глазами. Утром команда собралась в лаборатории Риггса. Ученые склонились над детектором, который должен был уловить молекулы соматостатина в бактериях. Счетчик мигнул и погас. Тишина. Ни малейшего следа белка.

Суонсон был раздавлен. На следующее утро неотложка увезла его в больницу с острым расстройством желудка. Тем временем ученые в поисках недочетов тщательно просматривали план эксперимента, утешая себя кофе и пончиками. Бойер, работавший с бактериями десятки лет, знал, что эти организмы способны переваривать собственные белки. Быть может, соматостатин разрушила сама бактерия – в последней попытке избежать закабаления генетиками? В качестве решения Бойер предложил добавить в общую копилку трюков еще один: прицепить ген гормона к другому бактериальному гену, чтобы получить сшитый, гибридный белок, от которого уже потом отрезать соматостатин. Это было генетическое мошенничество: бактерия подумает, что делает собственный белок, а на самом деле (контрабандой) секретирует человеческий.

Еще три месяца ушло на то, чтобы собрать генетического троянского коня, в котором за бактериальным геном прятался соматостатиновый. В августе 1977 года все вновь собрались в лаборатории Риггса. Суонсон нервно взглянул на мигнувшие экранчики и сразу отвернулся. Вновь послышалось фоновое потрескивание детектора белков. Как вспоминал Итакура, они «сделали десять или пятнадцать проб. Затем посмотрели на распечатку данных радиоиммунного анализа, и она совершенно четко показала, что ген экспрессировался». Итакура повернулся к Суонсону: «Соматостатин есть».

Ученые Genentech с трудом уняли восторг от удачи с соматостатином. Один вечер – один новый человеческий белок; к следующему утру команда уже была готова атаковать инсулин. Инсулиновая гонка отличалась жестокой конкуренцией, подогреваемой изобилием слухов. Команда Гилберта якобы уже клонировала природный, то есть добытый из клеток, ген человеческого инсулина и была готова производить гормон ведрами. Или соперники из КУСФ будто бы получили несколько микрограммов белка и уже планировали вводить его пациентам. Возможно, соматостатин отвлек-таки команду от главного. В какой-то момент Суонсон и Бойер с горестью подумали, что на развилке выбрали неверный путь, и теперь в гонке за инсулином им суждено быть догоняющими. Суонсон, не отличавшийся крепостью желудка и в лучшие времена, очутился на грани нового приступа тревоги и несварения.

По иронии судьбы именно Асиломарская конференция, которую Бойер столь громогласно порицал, пришла на помощь их команде. Как и большинство университетских лабораторий с госфинансированием, гарвардская лаборатория Гилберта в работе с рекомбинантной ДНК была связана асиломарскими ограничениями. Ограничения оказались для Гилберта особенно жесткими, потому что он пытался изолировать «натуральный», природный человеческий ген и клонировать его в бактериальных клетках. А Риггс и Итакура решили, не отступая от соматостатиновой стратегии, химически синтезировать ген инсулина, выстроить его с нуля нуклеотид за нуклеотидом. Синтетический ген – фрагмент ДНК, созданный чисто как химикат, – попадал в серую зону асиломарской градации и мог использоваться относительно свободно. К тому же Genentech как компания с частным финансированием не обязана была следовать федеральным рекомендациям[696]. Сочетание этих факторов дало компании решающее преимущество. Как вспоминал один из ее сотрудников, «Гилберт изо дня в день таскался[697] через воздушный шлюз и окунал ботинки в формальдегид по пути в бокс, где обязан был проводить свои эксперименты. Мы же в Genentech просто синтезировали ДНК и засовывали ее в бактерии, и ничего не нужно было приводить в соответствие с рекомендациями Национальных институтов здоровья». В мире постасиломарской генетики «природность» становилась помехой.

«Офисом» Genentech все еще была знаменитая каморка в Сан-Франциско, и дальше так продолжаться не могло. Суонсон начал прочесывать город в поисках подходящего места для лаборатории своей новоиспеченной компании. Весной 1978-го, прочесав район залива вдоль и поперек, он такое место наконец нашел. На рыжевато-коричневом, выжженном солнцем склоне холма, в нескольких километрах к югу от Сан-Франциско растянулся «Индустриальный город» – правда, это место едва ли можно было назвать индустриальным, и уж никак не городом. Лаборатория Genentech разместилась почти на 1000 квадратных метров складского помещения в строении 460 по бульвару Пойнт-Сан-Бруно[698]. Строение окружали силосные башни, свалки и ангары аэропорта. В дальней части склада хранил свой товар дистрибьютор порно. «Войдя через заднюю дверь Genentech[699], вы проходили мимо всех этих кассет на полках», – писал один из новых сотрудников. Бойер нанял еще нескольких ученых – некоторые из них только-только закончили учиться – и принялся устанавливать оборудование. Первым делом соорудили стены, разделившие огромное общее пространство на помещения. Импровизированную лабораторию отгородили черным брезентом, натянутым до самой крыши. Высококлассный пивоваренный чан – первый биореактор, предназначенный для выращивания галлонов микробной биомассы, – привезли в том же году. Дэвид Гёддел, третий нанятый сотрудник, расхаживал по складу в кроссовках и черной футболке с надписью «Клонируй или умри».

Но человеческого инсулина у них пока даже на горизонте не было. Суонсон узнал, что Гилберт тем временем встал на тропу войны – буквально. Сытый по горло ограничениями по рекомбинантным ДНК в Гарварде (на кембриджских улицах молодежь с плакатами протестовала против молекулярного клонирования), Гилберт заполучил доступ в военную биолабораторию с высоким уровнем защиты в Англии и отправил туда своих лучших специалистов. Правила работы на военном объекте были строгими до абсурда. «Полная смена одежды, душ[700] при входе, душ при выходе – и противогазы всегда под рукой, чтобы при сигнале тревоги можно было стерилизовать лабораторию целиком», – вспоминал Гилберт. Конкурирующая команда из КУСФ, в свою очередь, отправила студента в фармацевтическую лабораторию в Страсбурге, надеясь создать инсулин на отлично приспособленных для такого французских мощностях.

Команда Гилберта балансировала на грани успеха. Летом 1978-го Бойер узнал, что Гилберт[701] собирается объявить об успешном выделении гена человеческого инсулина. Суонсон готовился к своему третьему срыву. Но тут, к его глубочайшему облегчению, выяснилось, что Гилберт клонировал не человеческий ген, а крысиный: грызун как-то умудрился загрязнить своими молекулами тщательно простерилизованное оборудование. Клонирование генов дало возможность преодолеть барьер между видами, но вместе с тем и риск подменить ген одного вида геном другого в биохимической реакции.

Работа Гилберта в Англии и ошибочное клонирование гена крысиного инсулина создали крошечную временную фору, благодаря которой Genentech вырвалась вперед. Это был почти классический сюжет – академический Голиаф против фармацевтического Давида: один – неповоротливый, могучий и ограниченный своими же габаритами; второй – ловкий, быстрый и искусно лавирующий между правилами. К маю 1978-го команда Genentech синтезировала в бактериях две цепочки инсулина. К июлю очистила белки от бактериальных остатков. В начале августа отрезала маскировочные бактериальные белки и изолировала две отдельные цепочки. Ночью 21 августа 1978 года Гёддел соединил цепи[702] в пробирке и получил первые молекулы рекомбинантного инсулина.

В сентябре, через две недели после успеха Гёддела, Genentech подала патентную заявку на инсулин. И сразу же компания столкнулась с чередой беспрецедентных юридических проблем. С 1952 года Закон о патентах в США определял четыре патентуемые категории изобретений: методы, механизмы, материалы и композиции веществ (составы). Но как классифицировать инсулин по этой системе? Это «материал», но буквально каждый человеческий организм способен создавать его и без помощи Genentech. Это «состав», но также, бесспорно, природный. Чем патент на инсулин – в виде гена или белка – отличался бы от патента на любой другой компонент человеческого тела – скажем, нос или холестерин?

Ученые Genentech выбрали остроумное и неожиданное решение этой проблемы. Вместо того чтобы патентовать инсулин в категориях продуктов, они дерзнули протащить его как одну из разновидностей «метода». Их заявка претендовала на патентную защиту «переносчика ДНК», который доставлял ген в бактериальную клетку и запускал там наработку рекомбинантного белка. Это было настолько в новинку – еще никто не производил в клетках рекомбинантный человеческий белок для медицинского использования, – что их дерзость окупилась. В 1982 году, 26 октября, Ведомство США[703] по патентам и товарным знакам (USPTO) выдало Genentech патент на использование рекомбинантной ДНК для производства таких белков, как инсулин или соматостатин, в микроорганизмах. Один обозреватель тогда писал: «Фактически действие патента покрывало[704] в качестве изобретения [все] генетически модифицированные микроорганизмы». В итоге этот патент Genentech стал одним из самых выгодных и спорных патентов за всю историю технологий.

Инсулин был грандиозной вехой в истории биотехнологической промышленности и бестселлером Genentech. Но не он стал тем лекарством, которое вбросило технологию молекулярного клонирования в центр внимания общественности.

В апреле 1982-го Кен Хорн, артист балета из Сан-Франциско, посетил дерматолога с жалобами на совершенно необъяснимый набор симптомов. Хорн уже несколько месяцев ощущал слабость; у него начался кашель и устойчивые к лечению приступы диареи. Из-за потери веса его щеки впали, а мышцы шеи напоминали кожаные ремни. Его лимфоузлы распухли, ну а теперь вот – танцор стащил с себя рубашку – по коже распространилась сеть узелков всех оттенков пурпурно-синего, похожая на сыпь из какого-то макабрического комикса.

Случай Хорна не был уникальным. С мая по август 1982-го, пока жители побережья плавились от жары, похожие странные эпизоды фиксировали в Сан-Франциско, Нью-Йорке и Лос-Анджелесе. Специалисту Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в Атланте поступило девять заявок на пентамидин – необычный антибиотик, используемый как резервное средство для лечения пневмоцистной пневмонии[705]. Это была какая-то бессмыслица: пневмоцистная пневмония – очень редкая инфекция, которая обычно поражает онкобольных с совершенно подавленным иммунитетом. Однако все заявки были для молодых мужчин с прежде отличным здоровьем, у которых иммунная система внезапно, совершенно необъяснимым образом коллапсировала.

Тем временем Хорну поставили диагноз «саркома Капоши»: довольно лениво развивающиеся новообразования кожи, нередко поражающие пожилых мужчин средиземноморского происхождения. Но случай Хорна, как и девять других, появившихся в следующие четыре месяца, не очень походил на описанные в научной литературе медленно растущие опухоли. Это был бурный, агрессивный рак, который быстро распространялся по коже, переходил в легкие и, казалось, питал склонность к гомосексуалам Нью-Йорка и Сан-Франциско. Тем временем Хорн продолжил озадачивать медиков все новыми и новыми головоломками. К прошлым проблемам у него добавились пневмоцистная пневмония и менингит. К концу августа уже было ясно, что на ровном месте разразилась настоящая эпидемия. Отмечая преобладающую ориентацию зараженных мужчин, врачи начали называть болезнь «иммунодефицит, ассоциированный с гомосексуальностью» (gay-related immune deficiency, GRID). Многие газеты в обвинительном ключе[706] писали о «чуме голубых».

Но уже в сентябре ошибочность термина стала очевидной: симптомы иммунологического коллапса, включая пневмоцистную пневмонию и странные варианты менингита, появились у трех пациентов с гемофилией А. Такая гемофилия, напомним, заставляла истекать кровью представителей английских монарших родов, а вызывает ее единственная мутация в гене фактора свертывания крови VIII. Столетиями страдающие гемофилией жили в постоянном страхе перед кровотечениями: царапинка на коже быстро могла вылиться в катастрофу. Однако к середине 1970-х гемофиликам уже научились помогать введением концентрированного фактора VIII. Из нескольких тысяч литров человеческой крови выделяли одну дозу этого препарата, так что она оказывалась эквивалентной сотне переливаний. В обычного пациента с гемофилией, таким образом, проникал сгущенный экстракт крови тысяч доноров. Случаи загадочного иммунологического коллапса у пациентов, подвергавшихся множественным переливаниям крови, четко указывали на причину недуга – какое-то содержащееся в крови болезнетворное начало, загрязнившее запасы фактора VIII. Возможно, новый вирус. Болезнь получила новое название – синдром приобретенного иммунного дефицита, СПИД.

Весной 1983-го, когда заболеваемость СПИДом еще не набрала обороты, Дэвид Гёддел в Genentech начал работать над клонированием гена фактора VIII. Как и в случае с инсулином, логика этого выбора была очевидной: вместо того чтобы выуживать недостающее вещество из литров человеческой крови, почему бы не создать его искусственно, используя молекулярное клонирование? Если удастся получить фактор VIII именно так, то он уже изначально будет лишен любых человеческих загрязнений и, следовательно, окажется куда безопаснее любых белков, добытых из крови. И тогда можно будет остановить волну заражений и смертей хотя бы среди гемофиликов. Слоган со старой футболки Гёддела, «Клонируй или умри», воплощался в жизнь.

Гёддел и Бойер не были единственными генетиками, задумавшими клонировать ген фактора VIII. Затея в итоге переросла в гонку наподобие инсулиновой, только с другими участниками. В массачусетском Кембридже команда исследователей из Гарварда под руководством Тома Маниатиса и Марка Пташне нацелилась на фактор VIII уже в стенах собственной компании под названием Genetics Institute («Институт генетики», в обиходе просто «Джи»). Обе команды понимали, что этому проекту суждено прощупать верхний предел возможностей технологии молекулярного клонирования. Соматостатин состоит из 14 аминокислот, инсулин – из 51. В факторе VIII их 2350. Совершить более чем 160-кратный скачок – это примерно как сразу после первого парения Уилбера Райта близ Китти-Хок Линдбергу пересечь Атлантику.

Разница в длине была не только количественным барьером: ученые не смогли бы добиться успеха без разработки новых стратегий клонирования. Гены соматостатина и инсулина создавали с нуля, сшивая друг с другом кирпичики ДНК: А химически связывали с Г, потом добавляли Ц, и так далее. Новый же ген был чересчур велик для такой химической сборки. Чтобы добыть его, и Genentech, и Genetics Institute должны были извлечь природный ген из клеток человека – вытянуть его, как червя из норки.

Только вот достать «червя» из генома, притом целым и невредимым, было нелегко. У человека большинство генов, напомним, прерываются интронами – участками ДНК, которые можно сравнить с бессмысленными символами, вклиненными в логичное сообщение. Ген для слова «геном» выглядел бы примерно так: ге……… но……м. Интроны в генах человека часто бывают неимоверно протяженными, что делает прямое клонирование гена практически невозможным (вместе с интронами он слишком велик и просто не поместится в бактериальную плазмиду).

Маниатис нашел блестящее решение, разработав технологию получения генов по матрице РНК с помощью обратной транскриптазы – фермента, катализирующего синтез ДНК по РНК. Применение обратной транскриптазы существенно повысило эффективность молекулярного клонирования: появилась возможность клонировать ген без всех ненужных вставок, потому что их уже вырезал клеточный аппарат сплайсинга. Клетка сама делала всю работу: даже такие громоздкие, напичканные интронами гены, как ген фактора VIII, доводились до состояния готовности к клонированию.

К концу лета 1983-го обе команды, использовав все доступные технологии, клонировали ген фактора VIII. Теперь им предстоял неистовый финишный рывок. В декабре соперники, все еще двигаясь плечо к плечу, объявили об успешном внедрении кодирующей последовательности гена в плазмиды. Затем плазмиды ввели в клетки, выделенные из яичников хомяка: эту клеточную культуру выбрали за ее способность производить огромное количество белка. В январе 1984-го в культуральной среде появились первые молекулы фактора VIII. В апреле, ровно через два года[707] после регистрации первых случаев СПИДа в Америке, и Genentech, и Genetics Institute заявили о получении чистого рекомбинантного фактора VIII в пробирке – фактора свертывания, не загрязненного человеческой кровью.

В марте 1987-го гематолог Гилберт Уайт провел в Центре лечения тромбозов в Северной Каролине первые клинические испытания рекомбинантного фактора VIII, полученного в клетках хомяка. Первым пациентом стал Дж. М., мужчина 43 лет, больной гемофилией. Пока первые капли внутривенного препарата поступали в кровь, Уайт в тревоге нарезал круги вокруг кушетки с пациентом, пытаясь вовремя уловить реакцию на лекарство. Через несколько минут после начала процедуры Дж. М. перестал говорить. Его глаза были закрыты, подбородок покоился на груди. «Скажите же что-нибудь!» – взывал Уайт. Ответа не было. Рука Уайта уже тянулась к тревожной кнопке, когда Дж. М. вдруг повернулся, издал хомячий звук и разразился смехом.

Новость об успешном лечении Дж. М. разнеслась по отчаявшемуся сообществу гемофиликов. Для людей с этим диагнозом СПИД был все равно что цунами во время наводнения. В отличие от гомосексуалов, которые быстро сориентировались и дали эпидемии согласованный, яростный и громкий отпор – бойкотом гей-клубов и саун, пропагандой безопасного секса, кампаниями за использование презервативов, – гемофилики наблюдали за нависающей над ними тенью смертельной болезни с немым ужасом: едва ли они могли бойкотировать кровь. С апреля 1984-го по март 1985 года, когда Управление США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило первый тест на зараженность крови вирусом иммунодефицита человека, перед каждым гемофиликом, попавшим в больницу, вставал ужасающий выбор: умереть от потери крови или заразиться смертельной инфекцией. Число инфицированных ошеломляло: за этот период ВИЧ с препаратами крови получили 90 % страдающих тяжелой формой гемофилии[708].

Рекомбинантный фактор VIII появился слишком поздно, не успев спасти жизни этих мужчин и женщин. Почти все ВИЧ-инфицированные гемофилики первой волны умерли от осложнений СПИДа. Тем не менее производство фактора VIII на основе его гена спровоцировало важный концептуальный перелом – правда, сквозила в этом и своеобразная ирония. Асиломарские страхи развернулись на 180 градусов. Получилось так, что именно природный патоген устроил хаос в человеческой популяции. А чудно́е искусство молекулярного клонирования – внедрение гена человека в бактерию и последующий синтез белка в клетках хомяка – оказалось потенциально самым безопасным способом производить медицинские продукты.

Историю технологий так и тянет рассматривать через призму эволюции их продуктов: колесо – микроскоп – аэроплан – интернет… Но нагляднее будет использовать призму переходов: от линейного движения к вращательному; от видимого мира к невидимому; от движения по земле к движению по воздуху; от физических связей к виртуальным.

Возможность синтезировать белки на основе рекомбинантных ДНК стала одним из таких ключевых переходов в медицинской технологии. Чтобы осознать важность перехода от гена к лекарству, нужно иметь представление об истории медицинских препаратов. Любой препарат по сути своей не что иное, как молекула, способная вызывать терапевтические изменения в человеческой физиологии. Лекарство может быть простым веществом – например, вода в соответствующих обстоятельствах и в правильной дозе вполне может стать сильнодействующим средством, – а может состоять из сложных, многомерных, полиморфных молекул. И веществ с такими свойствами поразительно мало. Люди вроде бы используют тысячи разных препаратов – одних разновидностей аспирина несколько десятков, – однако на деле доля молекулярных реакций, подверженных влиянию этих лекарств, в общем количестве физиологических реакций ничтожна. Из нескольких миллионов биомолекул[709] человеческого тела (ферментов, рецепторов, гормонов и так далее) современная фармакопея терапевтически модулирует не более 250, то есть примерно 0,025 %. Если представить физиологию человека как всемирную телефонную сеть из кабелей, сходящихся в узлы, то медицинская химия сегодня затрагивает лишь долю от доли этой сложной системы: переключает несколько линий в уголке, словно телефонист в канзасском Уичито.

Главная причина этой медикаментозной скудости – специфичность. Почти все препараты работают путем связывания со своей мишенью, активируя или подавляя ее функцию, то есть поворачивают молекулярный рубильник в положение «вкл» или «выкл». Чтобы приносить пользу, лекарство должно взаимодействовать только с избранным набором рубильников, неразборчивое же лекарство ничем не отличается от яда. Большинство молекул не способно достичь высокого уровня избирательности, а вот белки созданы именно для таких задач. Напомню, что белки – это дирижеры биологического мира. Это активаторы, репрессоры, провокаторы, регуляторы, стражи и операторы клеточных реакций. Они и есть те самые рубильники, которыми стремится управлять большинство лекарств.

Белки, таким образом, вполне могли бы стать одними из самых мощных и избирательных фармпрепаратов. Но чтобы получить белок, необходимо иметь в распоряжении его ген – и тут главным подспорьем становится технология рекомбинантных ДНК. Клонирование человеческих генов позволило ученым производить разнообразнейшие белки, а это, в свою очередь, дало возможность нацелиться на миллионы биохимических реакций в теле человека. Белки открыли химикам путь к ранее недоступным аспектам нашей физиологии. Технология получения белков с помощью рекомбинантных ДНК, таким образом, ознаменовала переход не просто от одного гена к одному лекарству, а от генов к новой фармацевтической вселенной.

14 октября 1980 года был продан миллион акций[710] компании Genentech, размещенных на фондовой бирже под заманчивым торговым символом GENE. Первые же продажи показали, что это был один из самых блестящих дебютов технологических компаний за всю историю Уолл-стрит: за несколько часов компания обзавелась капиталом в 35 миллионов долларов. А затем фармацевтический гигант Eli Lilly приобрел лицензию на производство и продажу рекомбинантного инсулина. Рынок сбыта препарата под «очеловеченным» названием «Хумулин», отстраивающим его от коровьего и свиного инсулина, стремительно расширился. Продажи выросли с 8 миллионов долларов в 1983 году до 90 миллионов в 1996-м и 700 миллионов в 1998-м. Суонсон, описанный в журнале Esquire как «невысокий коренастый 36-летний мужчина с бурундучьими щеками», теперь был мультимиллионером – как и Бойер. Даже студент, который получил несколько акций за помощь в клонировании гена соматостатина летом 1977-го, однажды утром проснулся владельцем состояния в несколько миллионов.

В 1982 году в Genentech начали производить рекомбинантный человеческий гормон роста (соматотропин), предназначенный для лечения некоторых видов карликовости. В 1986-м биологи компании клонировали ген α-интерферона, мощного иммуномодулятора, помогающего справиться с раком крови. В 1987-м они создали рекомбинантный t-PA (тканевой активатор плазминогена) – «разжижитель» крови, растворяющий тромбы, которые образуются при инсульте или инфаркте. В 1990-м компания запустила проект по созданию вакцин с помощью рекомбинантных генов, начав с вакцины от гепатита В. В декабре 1990-го фармгигант Roche Pharmaceuticals приобрел контрольный пакет акций Genentech за 2,1 миллиарда долларов. Суонсон покинул пост генерального директора; Бойер ушел с должности вице-президента в 1991-м.

К лету 2001-го территориальная экспансия[711] превратила Genentech в крупнейший в мире биотехнологический исследовательский комплекс: разбросанные по внушительному участку земли здания со стеклянными фасадами, зеленые насаждения, играющие во фрисби студенты-исследователи – не отличить от любого университетского кампуса. В центре этого обширного комплекса размещена скромная бронзовая скульптура: мужчина в костюме, слегка наклонившись над столом, жестами объясняет что-то сидящему напротив человеку в жилете и джинсах клеш, а тот с озадаченным видом смотрит вдаль поверх плеча своего собеседника.

Суонсон, увы, не был на церемонии открытия скульптуры, запечатлевшей его первую встречу с Бойером. В 1999-м у него, 52-летнего, диагностировали мультиформную глиобластому – опухоль мозга. Суонсон умер 6 декабря того же года в своем доме в Хиллсборо, всего в нескольких милях от кампуса Genentech.

Часть IV

«На самого себя направь ты взгляд»

Генетика человека (1970–2005)

Вотще за Богом смертные следят[712].

На самого себя направь ты взгляд.

Александр Поуп,

«Опыт о человеке»[713]

Как род людской красив! И как хорош

Тот новый мир, где есть такие люди!

Уильям Шекспир,

«Буря», акт V, сцена 1[714]

Страданья моего отца

Олбани

…узнал откуда

Ты про страданья своего отца?[715]

Эдгар

Я сам пытался их уврачевать.

Уильям Шекспир,

«Король Лир», акт V, сцена 3[716]

Весной 2014 года мой отец упал. Он сидел в своем любимом кресле-качалке – монструозном, неуклюжем устройстве, сделанном на заказ местным столяром, – как вдруг, когда спинка слишком сильно качнулась назад, кресло перевернулось (столяр сконструировал механизм, позволяющий креслу качаться, но забыл установить механизм, не позволяющий ему опрокинуться). Моя мама нашла его лежащим ничком на веранде с неестественно подвернутой под туловище рукой, будто это было сломанное крыло. Его правое плечо было залито кровью. Мама не смогла стянуть с него рубашку, поэтому взяла ножницы и разрезала ее. Отец в это время кричал от физической боли, но едва ли не сильнее болела его душа – из-за того, что на его глазах безжалостно распороли еще совсем целую одежду. «Ты могла бы попытаться сохранить ее», – брюзжал он позже, пока они ехали в травмпункт. Эта размолвка уходила корнями в глубины прошлого: его мать, у которой никогда не бывало для пяти ее сыновей пяти пригодных для носки рубашек одновременно, нашла бы способ спасти одежду. Вы можете извлечь человека из раздела[717], но извлечь раздел из человека не удастся.

Он рассек кожу на лбу и сломал правое плечо. Как и я, он был ужасным пациентом: импульсивным, подозрительным, безрассудным; он тревожился об ограничении подвижности и неверно представлял себе ход восстановления. Я прилетел в Индию, чтобы увидеть его. К тому моменту, как я добрался домой из аэропорта, уже наступила ночь. Отец лежал в кровати, безучастно глядя в потолок. Казалось, он резко постарел. Я спросил у него, знает ли он, какое сегодня число.

«Двадцать четвертое апреля», – сказал он, и это был верный ответ.

«А какого года?»

«Тысяча девятьсот сорок шестого, – ответил он, но затем поправился, будто прощупывая собственную память. – Две тысячи шестого?»

Память его предала. Я сказал ему, что сейчас 2014-й. В 1946-м, отметил я про себя, случилась еще одна трагедия – умер Раджеш.

За следующие несколько дней мама выходила его до почти здорового состояния. Ясность сознания вернулась к нему, долговременная память в целом тоже, а вот кратковременная оставалась заметно нарушенной. Мы установили, что инцидент с падением был не так прост, как казалось. Отец не опрокинулся назад, а попытался встать с кресла, но потерял равновесие и завалился вперед, не в состоянии выровняться. Я попросил его пройти по комнате и заметил едва уловимое шарканье в его походке. Было что-то роботизированное в его движениях, что-то их ограничивало, будто ноги были железными, а пол – большим магнитом. «Попробуй быстро развернуться», – попросил я его, и он снова чуть не упал вперед.

Позже, той ночью, случилось еще кое-что унизительное: он обмочил постель. Я застал его в ванной растерянным и сконфуженным, в руках он сжимал свое нижнее белье. В Библии потомков Хама прокляли, потому что Хам наткнулся на собственного отца, лежащего пьяным и нагим посреди поля в слабом свете зари[718]. В современной версии этой истории вы натыкаетесь на собственного отца, нагого, с мутнеющим разумом, в слабом электрическом свете гостевой ванной – и отчетливо видите свое проклятое будущее.

Недержание мочи, как я узнал позже, появилось у него несколько раньше. Оно начиналось с неотложных позывов в туалет – неспособности терпеть, когда мочевой пузырь наполовину заполнен, – и постепенно дошло до непроизвольных мочеиспусканий в постели. Он сказал о проблеме лечащим врачам, но те отмахнулись от нее, списав на увеличение простаты. Это все старость, говорили они: ему было 82. Ну а что, старики падают. Теряют память. Мочат кровать.

Диагноз, объединивший все эти симптомы, огорошил нас на следующей неделе, когда папе сделали МРТ головного мозга. Желудочки мозга, которые позволяют омывать этот орган спинномозговой жидкостью, оказались расширенными, из-за чего мозговая ткань отодвинулась к периферии черепной коробки. Это была нормотензивная гидроцефалия (НТГ). Считается, что она развивается из-за нарушения тока жидкости в мозге, в результате чего жидкость накапливается в желудочках – возникает что-то вроде гипертензии, как объяснил невролог. НТГ характеризуется странным сочетанием трех симптомов: неустойчивостью походки, недержанием мочи и деменцией. Мой отец упал не случайно. Он упал потому, что болел.

В следующие несколько месяцев я узнал об этом состоянии все, что только мог. Точные причины болезни неизвестны, но ей обычно болеют родственники. Один из ее вариантов сцеплен с X-хромосомой и гораздо чаще встречается у мужчин. В некоторых семьях она проявляется у мужчин уже в 20–30 лет, в других поражает только пожилых. В одних случаях ее наследуют почти все родственники, в других – лишь немногие. Самым молодым пациентам с официально зарегистрированной НТГ, было 4–5 лет, самым старым – 70–90.

Одним словом, это сильно походило на генетическое заболевание – только не такое по молекулярной природе, как серповидноклеточная анемия или гемофилия. Нет какого-то одного гена, отвечающего за восприимчивость к этой странной болезни. Множество генов с разных хромосом определяют, как формируются желудочки мозга во время эмбрионального развития, – точно так же множество генов с разных хромосом определяют, как образуется крыло у дрозофилы. Некоторые из этих генов, как я выяснил, управляют конфигурированием протоков и сосудов желудочков (по аналогии с тем, как гены формирования паттернов определяют вид и взаиморасположение структур мушиного тела). Другие кодируют молекулярные каналы, через которые жидкость перемещается между компартментами. Третьи кодируют белки, регулирующие всасывание жидкости из мозга в кровь и другие процессы. А поскольку головной мозг и его протоки растут в ограниченном пространстве черепной коробки, гены, которые определяют размер и форму черепа, тоже косвенно влияют на пропорции системы тока жидкости.

Изменения в любом из этих генов могут повлиять на физиологию каналов и желудочков мозга, то есть на параметры тока жидкости по ним. Средовые факторы вроде старения или мозговых травм добавляют к физиологической картине новые уровни сложности. В ней нет четкого соответствия конкретного гена конкретному заболеванию. Даже если вы унаследовали полный набор генных вариантов, при котором у кого-то возникла НТГ, может потребоваться какое-то событие или обстоятельство, чтобы спровоцировать проявление недуга (у моего отца триггером, скорее всего, послужил возраст). Если же вы унаследовали частичную комбинацию таких вариантов – скажем, такую, которая определяет специфическую скорость всасывания жидкости при специфическом размере протоков мозга, – у вас может быть повышен риск развития НТГ. Эта болезнь подобна той самой дельфийской лодке: она порождается не одним геном, а взаимоотношениями разных генов друг с другом и со средой.

«Какая причина является началом каждого возникновения, первым движущим и производящим?»[719] – вопрошал Аристотель. Ответ на этот вопрос в отношении модельных организмов – гороха, дрозофилы и хлебной плесени – запустил развитие современной генетики. В конечном счете он вылился в создание этой грандиозно важной схемы, формирующей основу нашего понимания потоков информации в живых системах:

Но болезнь моего отца дает нам еще одну призму, сквозь которую можно рассмотреть, как наследственная информация влияет на строение, работу и судьбу организма. Было ли падение отца обусловлено его генами? И да и нет. Гены создали вероятность этого события, но не предопределили его. Было ли падение обусловлено средой? И да и нет. В конце концов, именно кресло устроило падение, но отец качался в нем без каких-либо происшествий чуть ли не 10 лет – пока болезнь его не свалила (в буквальном смысле слова). Были ли причиной непредвиденные обстоятельства? Да: кто бы знал, что некоторые предметы мебели в определенном положении не хуже катапульты вышвыривают людей? Был ли это несчастный случай? Да, но физическая неустойчивость отца практически гарантировала падение.

Основным вызовом для генетики при ее переходе от изучения простых организмов к изучению человека стала необходимость переосмысления природы наследственности, потоков информации, функций и судьбы. Как взаимодействие генов с факторами среды обусловливает нормальное или же патологическое функционирование? И что в таком случае норма относительно патологии? Как вариабельность генов выражается в вариабельности строения и работы человеческого организма? Как один исход определяется множеством разных генов? Как люди могут быть столь единообразными и столь разными одновременно? Как варианты генов могут поддерживать типичную работу организма и при этом порождать уникальные патологии?

Рождение клиники

Я исхожу из предпосылки, что все заболевания человека – генетические.

Пол Берг[720]

В 1962 году, через несколько месяцев после того как Ниренберг с коллегами в Бетесде расшифровал триплетный код ДНК, в New York Times вышла статья[721] о «взрывоопасном» будущем генетики человека. Теперь, когда код «взломали», прогнозировала статья, человеческие гены превратятся в объекты вмешательств. «Можно смело утверждать, что какие-то из „биологических бомб“, которые с высокой вероятностью скоро взорвутся вследствие [взламывания генетического кода], по значимости для человека посоперничают с атомной бомбой. Вот примеры некоторых из них: выявление механизмов мышления, <…> разработка лекарств от недугов, которые сегодня излечить невозможно, – в частности, от рака и множества тяжелых наследственных болезней».

Тогдашних скептиков, впрочем, можно простить за недостаток энтузиазма: предрекаемый громкий взрыв «бомбы» человеческой генетики до сих пор напоминает скорее жалкий писк. Ошеломляющий скачок в развитии молекулярной генетики с 1943 по 1962 год – от эксперимента Эвери по трансформации до определения строения ДНК и механизмов генетической регуляции и репарации – позволил сформировать механистическое представление о гене, которое постепенно обрастало новыми деталями. Однако это представление едва ли влияло на жизнь людей. С одной стороны, нацистские евгеники так дискредитировали область генетики человека, что она вместе с базовыми атрибутами науки утратила и всяческое доверие в научном мире. С другой стороны, простые модельные организмы – бактерии, мухи, черви – оказались гораздо более удобными экспериментальными объектами, чем люди. Когда в 1934 году Томас Морган приехал в Стокгольм получить Нобелевскую премию за свой вклад в генетику, он подчеркнуто пренебрежительно отзывался о значимости собственной работы для медицины. «На мой взгляд, важнейший вклад генетики в медицину[722] был чисто интеллектуальным», – писал он. Слово «интеллектуальный» в данном случае было не похвалой, а унижением. Генетика, как отмечал Морган, вряд ли даже минимально повлияет на здравоохранение в ближайшем будущем. Представление, что врач «захочет связаться с друзьями-генетиками, чтобы те его проконсультировали», казалось ему глупой, безосновательной фантазией.

Однако проникновение или, точнее сказать, возвращение генетики в мир людей было вызвано именно медицинской необходимостью. В 1947 году Виктор Маккьюсик[723], молодой терапевт в больнице Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, наблюдал юного пациента с пятнами на губах и языке и множественными полипами во внутренних органах. Маккьюсика удивили и заинтересовали эти симптомы. У родственников подростка они тоже проявлялись, и в литературе упоминались подобные семейные случаи. Маккьюсик описал увиденное[724] в New England Journal of Medicine, выдвинув предположение, что на первый взгляд не связанные друг с другом симптомы – пятна на языке, полипы, непроходимость кишечника и рак – на самом деле составляли единую по происхождению группу и были следствием мутации в одном и том же гене.

Наблюдаемый Маккьюсиком клинический случай – впоследствии эту патологию назвали синдромом Пейтца – Егерса в честь первых описавших ее врачей – пробудил в нем интерес к изучению связей между генетикой и заболеваниями человека. Маккьюсик начал с исследования человеческих болезней, в которых влияние генов было очевидно и наиболее сильно, – патологий, обусловленных каким-то одним геном. Пусть таких заболеваний и немного, их известные примеры просто невозможно забыть: это та же гемофилия у представителей английской королевской династии или серповидноклеточная анемия у выходцев из Африки и стран Карибского бассейна. Копаясь в старых статьях медицинской библиотеки Университета Джонса Хопкинса, Маккьюсик обнаружил, что лондонский врач, работавший в начале XX века, описал первый пример заболевания человека, по всей видимости, вызванного единственной генной мутацией.

В 1899 году английский врач Арчибальд Гаррод[725] описал странный недуг, который передавался в семьях из поколения в поколение и проявлялся уже в первые дни после рождения. Гаррод впервые наблюдал его у ребенка в лондонской Лечебнице для больных детей[726]. Через несколько часов после рождения того мальчика его пеленки почернели из-за мочи необычного цвета. Проведя тщательную работу по выявлению всех пациентов с подобной симптоматикой и их родственников, Гаррод обнаружил, что заболевание было семейным и не проходило в зрелости. У взрослых мог темнеть пот, и его капли окрашивали в коричневый подмышечные зоны одежды. Ушная сера у таких пациентов при контакте с воздухом краснела наподобие ржавеющего железа.

Гаррод предположил, что у всех этих пациентов изменен какой-то наследуемый фактор. Мальчик с темной мочой, рассуждал Гаррод, наверняка родился с изменениями в одной из единиц наследственности, которые нарушили обменные процессы в клетках так, что состав мочи отклонился от стандартного. Гаррод отметил, что «феномены ожирения и разнообразия по цвету[727] волос, кожи и глаз» можно объяснить вариациями в единицах наследственности, определяющими «химические различия» организмов разных людей. Его объяснение кажется сейчас провидческим. Как раз тогда, когда другой англичанин, Бэтсон, переоткрывал понятие гена (и лет за десять до введения самого слова «ген»), Гаррод умозрительно оформил идею человеческого гена и объяснил вариации в облике и физиологии людей «химическими различиями», которые кодируются единицами наследственности. Гены делают нас людьми, рассудил Гаррод. А мутации делают людей разными.

Вдохновленный работой Гаррода, Маккьюсик начал систематический сбор информации для каталога генетических заболеваний человека – «энциклопедии фенотипов, генетических признаков и расстройств». Перед ним открылся диковинный мир; спектр заболеваний человека, определяемых отдельными генами, оказался шире и удивительнее, чем он предполагал. При синдроме Марфана, который впервые описал французский педиатр в 1890-х, мутировал ген, контролирующий структурную целостность скелета и кровеносных сосудов. Больные вырастали необычно высокими, с удлиненными руками и пальцами, и были склонны умирать от внезапного разрыва аорты или от неполноценности сердечных клапанов (последние десятилетия историки медицины подозревают, что у Авраама Линкольна[728] был недиагностированный синдром Марфана). Члены других семей страдали от несовершенного остеогенеза – заболевания, вызываемого мутацией в гене коллагена[729], белка, который формирует и укрепляет кости. У детей с такой мутацией кости были хрупкими с самого рождения и могли крошиться от малейшего воздействия, словно старая штукатурка. Дети могли беспричинно сломать ногу или же проснуться однажды утром с переломанными ребрами (такие случаи часто относили на счет домашнего насилия, и в сферу внимания медиков многие из них попадали благодаря полицейским расследованиям).

В 1957 году Маккьюсик основал при университетской больнице Джонса Хопкинса клинику Мура. Названная в честь Джозефа Эрла Мура, балтиморского врача, посвятившего жизнь борьбе с хроническими заболеваниями, клиника сосредоточила внимание на наследственных недугах.

Сам Маккьюсик тем временем превратился в ходячий справочник по генетическим синдромам. Он обнаружил пациентов, неспособных усваивать ионы хлора и потому страдающих от некупируемой диареи и постоянной нехватки питательных веществ. Он выяснил, что существуют мужчины, рискующие стать жертвой инфаркта в 20 лет; семьи, из поколения в поколение одолеваемые шизофренией, депрессией или патологической агрессивностью; дети, рожденные с перепончатой шеей[730], лишними пальцами или неистребимым запахом рыбы. К середине 1980-х Маккьюсик[731] со своими студентами каталогизировал 2239 генов, связанных с заболеваниями человека, и 3700 заболеваний, связанных с единичными мутациями. В 1998 году в 20-м издании своей книги Маккьюсик[732] описал уже целых 12 тысяч вариантов генов, связанных с определенными признаками и заболеваниями разной степени вредоносности.

Воодушевленные выстроенной таксономией заболеваний, обусловленных мутациями какого-то одного гена, то есть моногенных, Маккьюсик и его студенты отважились покуситься на болезни, вызванные конвергентным влиянием множества генов, то есть полигенные. Как оказалось, они бывают двух видов.

Часть из них обусловлена лишними хромосомами. Так, при синдроме Дауна, впервые описанном в 1860-х, люди рождаются с лишней копией 21-й хромосомы, несущей больше 300 генов[733]. Гены лишней хромосомы влияют на работу множества органов. Дети с синдромом Дауна рождаются с уплощенными лицами и переносицами, маленькими подбородками и характерными складками у глаз[734]. У таких детей страдают интеллект, слух и репродуктивная функция, быстрее развиваются болезни сердца, повышается риск злокачественных заболеваний крови; многие умирают еще в младенчестве или раннем детстве, и лишь некоторые доживают до пожилого возраста. Интереснее всего, впрочем, то, что дети с синдромом Дауна очень добрые – будто с дополнительной хромосомой они приобретают нечто, забирающее у них всякую злобу и жестокость (если сомневаетесь, что генотип может влиять на характер и личность, одна встреча с таким ребенком вас переубедит).

Генетические заболевания из последней категории Маккьюсика были самыми сложными: полигенные болезни, развивающиеся под влиянием множества генов, разбросанных по всему геному. В отличие от двух других категорий, представленных в основном редкими и необычными синдромами, в эту входили хорошо всем знакомые, повсеместно распространенные хронические заболевания: диабет II типа, ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, шизофрения, депрессия, бесплодие, ожирение.

Эти заболевания по сути своей были противоположны тем, что укладывались в парадигму «один ген – одна болезнь», потому что здесь многие гены определяли многие болезни. Гипертоническая болезнь, к примеру, имела тысячи разновидностей, и на нее влияли сотни генов, каждый из которых вносил небольшой вклад в эффект на кровяное давление и целостность сосудов. В отличие от синдромов Марфана или Дауна, когда единственная точечная мутация или хромосомная аберрация была необходимым и достаточным условием для развития недуга, эффект любого отдельно взятого гена при полигенных синдромах был весьма умеренным. А вот зависимость от факторов среды – влияний на организм в утробе матери, возраста, курения, количества питательных веществ и других характеристик рациона – прослеживалась четче. Фенотипы отличались большим разнообразием и размытостью границ между вариантами, а схема наследования – сложностью. Генетическая составляющая действовала только как спусковой крючок у ружья с несколькими крючками: она была необходима, но недостаточна для проявления недуга.

Из созданной классификации генетических заболеваний вытекало четыре важных вывода. Во-первых, Маккьюсик осознал, что мутации в одном и том же гене способны вызвать многообразные проявления болезни в разных органах. При синдроме Марфана, к примеру, мутация в гене структурного белка фибрилл[735] влияет на состояние всех типов соединительной ткани – и сухожилий, и хрящей, и костей, и связок. Людям с синдромом Марфана свойственны легко узнаваемые аномалии суставов и позвоночника. Возможно, не так очевидны и специфичны, но нередки сердечно-сосудистые проявления болезни: структуру крупных артерий и клапанов сердца поддерживает тот же белок, что входит в состав связок и хрящей. Мутации в его гене, таким образом, могут приводить к сердечной недостаточности и разрывам аорты с катастрофическим исходом. Люди с синдромом Марфана часто умирают еще в молодости из-за того, что их кровеносные сосуды разрывает потоком крови.

Во-вторых, как ни странно, ровно обратное тоже верно: множество генов может влиять на один и тот же физиологический процесс. К примеру, кровяное давление регулируется множеством цепочек генетических взаимодействий, и нарушения в одной или нескольких из них приводят к одному и тому же заболеванию – гипертонии. Абсолютно верно выражение «гипертония – генетическое заболевание», но так же верно и дополнение к нему: «Не существует гена, ответственного за гипертонию». Многие гены снижают и повышают кровяное давление, действуя как сеть нитей, прикрепленных к разным частям марионетки. Если изменить длину одной из таких нитей, изменится кукольная поза в целом.

Третья догадка Маккьюсика касалась важности пенетрантности и экспрессивности генов в развитии заболеваний человека. Генетики, которые работали с дрозофилами и червями, обнаружили, что некоторые гены проявляются в фенотипе только вследствие особых средовых воздействий или вообще случайным образом. К примеру, активность гена, благодаря которому в мушином глазу формируются фасетки, зависит от температуры. У червя один из вариантов другого гена изменяет морфологию кишечника – но только у 20 % его носителей. Понятие «неполная пенетрантность» означает, что даже если в геноме есть мутация, ее способность «проникать» в физиологические или морфологические признаки не всегда стопроцентна.

Маккьюсик нашел у человека несколько примеров патологических генетических вариантов с неполной пенетрантностью. При некоторых недугах, включая болезнь Тея – Сакса, пенетрантность практически полная: у человека с соответствующей генной мутацией болезнь проявляется почти наверняка. Но в случае других заболеваний вклад отдельного гена в их развитие определяется сложнее. Как мы позже выясним, наследование мутантного гена BRCA1 резко повышает риск заболеть раком груди – однако он развивается не у всех женщин с мутациями в этом гене, к тому же сильно различающимися по пенетрантности. Та же гемофилия определенно развивается из-за генетической аномалии, но частота опасных кровотечений существенно разнится между пациентами. У кого-то каждый месяц происходят жизнеугрожающие кровопотери, а у кого-то кровотечения вообще редки.

Четвертая догадка Маккьюсика так важна для моей истории, что я отделил ее от остальных. Как и эксперт по генетике дрозофил Феодосий Добржанский, Маккьюсик понимал, что мутации – это просто генетические вариации. Хотя утверждение звучит банально, оно выражает важную, глубинную истину. Мутация, как осознал Маккьюсик, имеет отношение к области статистики, а отнюдь не патологии или этики. Факт мутации не предполагает автоматического развития болезни, приобретения или потери какой-либо функции. Формально мутация означает отклонение от общепринятой нормы (антоним «мутанта» – не «нормальный организм», а «организм дикого типа» – обладатель такого набора характеристик, который чаще прочих встречается в дикой природе). Таким образом, мутация – понятие скорее статистическое, чем нормативное. Высокий человек, заброшенный в страну лилипутов, будет мутантом, как и светловолосый ребенок, рожденный среди брюнетов. Оба они «мутанты» в точно таком же смысле слова, что и мальчик с синдромом Марфана на фоне «нормальных» детей, не имеющих этого синдрома.

Получается, сами по себе мутант или мутация не дают достоверной информации о заболевании или отклонении. Заболевание определяется скорее через призму специфических нарушений, вызванных несоответствием между генетическим багажом индивида и актуальными условиями среды – между мутацией, обстоятельствами жизни человека и его намерениями выжить или преуспеть. Болезнь в конечном счете вызывает не мутация, а рассогласованность.

Эта рассогласованность может по силе достигать инвалидизирующих масштабов. Ребенку с тяжелейшей формой аутизма, целыми днями монотонно раскачивающемуся в углу или расчесывающему кожу до язв, достался настолько неудачный генетический багаж, что он не согласуется практически ни с какими вариантами среды и жизненными целями. В то же время другой ребенок с иным – и более редким – вариантом аутизма может нормально функционировать в большинстве обстоятельств, а в некоторых, возможно, справляться даже лучше других (скажем, играть в шахматы или что-то запоминать). Его заболевание – ситуационное: оно отчетливее проявляется при несоответствии особенностей конкретного генотипа конкретным обстоятельствам. Даже природа этого несоответствия в каком-то смысле мутирует: поскольку среда постоянно меняется, определение болезни должно меняться вместе с ней. В стране слепых зрячий окажется королем, но стоит залить ее ядовитым, слепящим светом, как власть вернется к слепым.

Вера Маккьюсика в эту парадигму – фокусироваться на том, чем болезнь мешает человеку, а не на том, чем такой человек отличается от нормы, – выражалась в подходе к лечению пациентов в его клинике. К примеру, людьми с карликовостью занималась междисциплинарная группа генетических консультантов, неврологов, хирургов-ортопедов, медсестер и психиатров, которых обучали работать именно с ограничивающими особенностями низкорослых пациентов. Хирургические вмешательства приберегали только для устранения отдельных деформаций по мере их появления. Перед врачами стояла цель не вернуть тело к «норме», а придать человеку жизненных сил, работоспособности и поводов радоваться жизни.

Маккьюсик переоткрыл базовые принципы современной генетики, только уже в свете патологии человека. У людей, как и у диких дрозофил, было множество генетических вариаций. И точно так же варианты генов, факторы среды и взаимодействия генов со средой совместно определяли итоговый фенотип – только в случае человеческой патологии под фенотипом подразумевалась болезнь. Здесь у некоторых генов тоже наблюдалась неполная пенетрантность, а экспрессивность варьировала в широких пределах. Один ген мог быть причиной множества заболеваний, а причиной одного заболевания могло быть множество генов. И здесь тоже нельзя было оценивать «приспособленность» в абсолютных величинах. Скорее недостаток приспособленности – проще говоря, болезнь – определялся относительным несоответствием между особенностями организма и среды.

«Несовершенство – наша благодать»[736], [737], – писал Уоллес Стивенс. Если мы и могли усвоить какой-то урок из вторжения генетики в мир людей немедленно, то он был таким: несовершенство – не просто наша благодать, это неотъемлемое свойство нашего бренного мира. Степень генетической изменчивости человека, как и сила ее влияния на наши патологии, оказалась совершенно неожиданной. Мир предстал перед нами огромным и многообразным. Генетическая разнородность была нашей неотъемлемой чертой, нашим естественным состоянием – и не только в каких-то дальних, изолированных уголках мира, а повсюду вокруг нас. Популяции, которые казались гомогенными, на самом деле были удивительно гетерогенны. Мы увидели мутантов – и ими были мы.

Выход «мутантов» в общественную зону видимости, возможно, нигде не был так очевиден, как в надежном барометре тревог и фантазий американцев – комиксах. В начале 1960-х люди-мутанты стремительно ворвались в мир персонажей комиксов. В ноябре 1961-го компания Marvel Comics[738] представила «Фантастическую четверку» – серию выпусков о четырех астронавтах, которые в ловушке космического корабля, словно дрозофилы Германа Мёллера в бутылках, попали под действие радиации и приобрели мутации, наделившие их сверхъестественными способностями. Успех «Фантастической четверки» подтолкнул ее создателей к новому, еще более популярному проекту – «Человек-паук». Это сага о юном научном гении, Питере Паркере, которого укусил паук, облученный «невероятной дозой радиации»[739]. Мутантные гены паука передались Паркеру, судя по всему, путем горизонтального переноса – какой-то человеческой его версии, аналогичной трансформации бактерий в эксперименте Эвери. Это придало Паркеру «ловкость, пропорциональную устойчивость и силу паукообразного».

«Человек-паук» и «Фантастическая четверка» познакомили американскую публику с мутантами-супергероями, а «Люди-икс», вышедшие в сентябре 1963-го[740], довели тему мутантов до психологической кульминации. Основная сюжетная линия «Людей-икс», в отличие от их предшественников, касалась конфликта между мутантами и обычными людьми. У «нормалов» росло недоверие к мутантам, и мутанты, опасаясь слежки и насилия со стороны толпы, укрылись в уединенной Школе для одаренных подростков, созданной специально для защиты и реабилитации подобных детей, – в эдакой клинике Мура для мутантов из комиксов. Самой примечательной особенностью истории про людей-икс было не возросшее многообразие персонажей-мутантов – росомахоподобный мужчина с металлическими когтями, женщина, способная призывать типичную английскую погоду, и много кто еще, – а смена ролей жертвы и обидчика. В типичном комиксе 1950-х люди убегали и прятались от ужасающей тирании монстров. В «Людях-икс» мутанты были вынуждены убегать и прятаться от ужасающей тирании нормальности.

Весной 1966 года эта озадаченность[741] вопросами несовершенства, мутаций и нормальности перепрыгнула со страниц комиксов в инкубатор 60×60 сантиметров. В Коннектикуте два ученых, исследовавших генетику умственной отсталости, Марк Стил и Рой Брег, отобрали несколько миллилитров амниотической жидкости[742], содержащей клетки плода, у беременной женщины. Они размножили добытые клетки в чашке Петри, окрасили их хромосомы, а затем проанализировали состояние хромосом под микроскопом.

Ни одна из примененных методик не была новой. Клетки плода из амниона впервые использовали для определения пола будущего ребенка (по хромосомным парам XX или XY) в 1956-м. Амниотическую жидкость умели безопасно отсасывать уже в начале 1890-х, а окрашивание хромосом применял еще Бовери в опытах с морскими ежами[743]. Но с развитием генетики человека изменилась значимость этих процедур. Брег и Стил осознали, что хорошо изученные генетические синдромы с очевидными хромосомными аномалиями – Дауна, Клайнфельтера, Тёрнера – можно диагностировать еще в утробе, и если у плода выявляется какая-то из этих аномалий, беременность можно прерывать по желанию женщины. Две довольно рутинных и относительно безопасных медицинских процедуры – амниоцентез и аборт – можно было таким способом объединить в технологию, возможности которой значительно превосходили бы возможности ее отдельных частей.

Мы мало знаем о первых женщинах, прошедших через это суровое испытание. От тех событий остались – в виде кратких заметок в медицинских картах – истории беременных, которым пришлось столкнуться с ужасным выбором, свидетельства их горя, замешательства и разрешения дилеммы. В апреле 1968 года 29-летнюю Дж. Г. наблюдали в медицинском центре Даунстейт в нью-йоркском Бруклине. Ее семье досталась наследственная форма болезни Дауна. Дед и мать женщины были носителями дефекта. Шестью годами ранее у Дж. Г. случился выкидыш на поздних сроках: то была девочка с синдромом Дауна. Летом 1963-го родилась вторая девочка, на сей раз здоровая. Еще через два года, весной 1965-го, женщина родила мальчика, у которого обнаружили синдром Дауна, задержку психического развития и тяжелые врожденные аномалии, включая два незаросших отверстия в сердце. Мальчик прожил пять с половиной месяцев. Почти вся эта короткая жизнь была сплошным несчастьем. После череды героических попыток хирургов исправить его врожденные дефекты ребенок умер в реанимации от остановки сердца.

На шестом месяце четвертой беременности с такой мучительной предысторией Дж. Г. пришла к своему акушеру и попросила провести ей пренатальную диагностику. Первый амниоцентез, в начале апреля, оказался неудачным. На пороге третьего триместра, 29 апреля, попытались сделать еще один. На этот раз пласты клеток плода удалось вырастить в инкубаторе. Хромосомный анализ показал, что это мальчик с синдромом Дауна.

На последней неделе срока, допускающего проведение абортов, 31 мая, Дж. Г. решила прервать беременность[744]. Останки плода, извлеченные 2 июня, отчетливо демонстрировали признаки синдрома Дауна. Мать, как утверждает медкарта, «перенесла процедуру без осложнений» и была выписана двумя днями позже. Больше о ней или ее семье ничего не известно. Первый «терапевтический аборт», проведенный исключительно на основании результатов генетического теста, вошел в историю человечества, окутанный таинственностью, страданием и горем.

Пренатальная диагностика и аборты хлынули мощным потоком летом 1973-го. Спровоцировал это неожиданный событийный вихрь. В сентябре 1969-го Норма Маккорви[745], 21-летняя ярмарочная зазывала из Техаса, забеременела в третий раз. Без денег, часто без дома и без работы, она решила прервать нежеланную беременность, но не смогла найти клинику, где это сделали бы легально, ну или хотя бы с соблюдением санитарных норм. Одно из попавшихся ей мест, как она позже рассказывала, размещалось в заброшенном здании бывшей больницы, где «по всей комнате валялись грязные инструменты, а <…> на полу засохла кровь».

В 1970-м два адвоката представили ее иск против штата в техасский суд, настаивая на том, что Маккорви имела законное право на аборт. Ответчиком назначили Генри Уэйда, окружного прокурора Далласа. На судебном разбирательстве Маккорви вместо собственного имени пользовалась псевдонимом Джейн Роу. Иск «Роу против Уэйда» прошел через техасские суды и в том же году добрался до Верховного.

Верховный суд США слушал прения сторон в деле «Роу против Уэйда» в 1971–1972-м. В январе 1973-го он вынес историческое решение – удовлетворить иск Маккорви. Выражая мнение большинства, член Верховного суда Гарри Блэкман постановил, что штаты не могут больше считать аборты незаконными. Право женщины на неприкосновенность частной жизни, писал Блэкман, «достаточно широко, чтобы включать [ее] решение прервать или сохранить беременность»[746].

Однако «право женщины на неприкосновенность частной жизни» не было абсолютным. В акробатической попытке уравновесить права женщины, вступающие в конфликт с растущей вместе со сроком беременности «индивидуальностью» плода, Верховный суд решил, что штат не может ограничивать право на аборт в течение первого триместра беременности, однако по мере созревания плода потребность в защите его «индивидуальности» постепенно растет, и штат уже может это право ограничивать. Разделение срока беременности на триместры было биологически необоснованным, но юридически необходимым нововведением. Как выразился правовед Александр Бикел, «в первые три месяца интересы индивида [матери] ставятся выше интересов общества; во втором триместре – тоже, но уже в нормативных рамках системы здравоохранения; в третьем триместре нужды общества превалируют».

Энергия, высвобожденная решением по делу Роу, моментально распространилась по медицинской среде. Да, суд передал женщинам право контролировать собственное размножение, но это в значительной степени передало право контролировать зародышевый геном медицине. До дела Роу пренатальное генетическое тестирование пребывало в законодательном чистилище: амниоцентез был разрешен, а вот правовой статус абортов точно определен не был. Теперь же, когда аборты в первом и втором триместрах легализовали и признали примат врачебного мнения, генетическое тестирование было просто обречено на распространение по медицинским учреждениям всей страны. Человеческие гены отныне стали «применимыми на практике».

Последствия широкого распространения генетического тестирования и абортов скоро стали заметны. В некоторых штатах встречаемость синдрома Дауна за период с 1971 по 1977 год упала на 20–40 %. В 1978-м у нью-йоркских женщин из группы высокого риска больше беременностей закончились абортом, чем родами в положенный срок[747]. К середине 1970-х генетическая диагностика позволяла еще в утробе выявить почти 100 хромосомных аномалий и 23 метаболических заболевания. Среди этих недугов были синдромы Тёрнера и Клайнфельтера, болезни Тея – Сакса и Гоше. Как писал один генетик, «дефектик за дефектиком», медицина потихоньку прокладывала себе путь в пространстве «риска нескольких сотен известных наследственных заболеваний». А один историк отметил, что «генетическая диагностика превратилась в медицинскую индустрию. <…> Выборочное абортирование пораженных плодов переросло в первичное мероприятие геномной медицины».

Окрыленная вновь обретенной способностью влиять на наследственность человека, медицинская генетика вступила в период такого безрассудства, что даже начала переписывать собственное прошлое. В 1973-м, через несколько месяцев после вынесения решения по делу «Роу против Уэйда», Маккьюсик переиздал свое пособие по медицинской генетике. В главе о «дородовом выявлении наследственных болезней» педиатр Джозеф Данцис писал:

В последние годы у врачей и широкой общественности укрепилось мнение, что мы должны заботиться не просто об обеспечении рождения ребенка, а рождения такого ребенка, который не стал бы обузой для общества, родителей или самого себя. «Право быть рожденным» ограничивается другим правом – иметь разумные шансы на счастливую жизнь, проведенную с пользой. О таком сдвиге позиции свидетельствует, среди прочего, рост популярности движения за реформирование или даже отмену закона об абортах.

Данцис осторожно, но ловко перевернул историю с ног на голову. Это не движение за разрешение абортов, как то представил Данцис, увлекло вперед генетику человека тем, что дало врачам возможность прерывать беременность плодом с генетическими нарушениями. Скорее это генетика человека тащила за собой тихоходную повозку движения за узаконивание абортов, изменив «позицию» в отношении лечения разрушительных врожденных недугов и тем самым смягчив настрой против абортов. Далее Данцис выразил мнение, что в общем-то любое заболевание с достаточно сильным генетическим компонентом можно предотвратить пренатальным тестированием и выборочными абортами. «Право быть рожденным» можно было трактовать как «право быть рожденным с правильными генами».

В июне 1969 года женщина по имени Хетти Парк родила дочь с младенческой поликистозной болезнью почек. Появившись на свет с аномальными почками, ребенок через пять часов умер. Потрясенные и раздавленные, Парк и ее муж решили проконсультироваться с лонг-айлендским акушером Гербертом Чессиным. Ошибочно решив, что заболевание ребенка не было генетическим (на самом деле такой поликистоз почек, как и муковисцидоз, характерен для детей с двумя мутантными копиями соответствующего гена, по одной от каждого родителя[748]), Чессин успокоил родителей и отправил их домой. По мнению Чессина, вероятность того, что следующий ребенок пары будет болен тем же, пренебрежимо мала – возможно, она вообще нулевая. Следуя совету Чессина, в 1970-м Парки снова зачали ребенка, и у них снова родилась дочь. К сожалению, у Лоры Парк тоже был поликистоз почек. Она перенесла множество госпитализаций и наконец умерла от осложнений почечной недостаточности в два с половиной года.

В 1979-м, когда мнения, подобные точке зрения Данциса, регулярно зазвучали в медицинской и научно-популярной литературе, супруги Парк подали иск на Герберта Чессина, обвинив его в неверном медицинском консультировании. Как утверждали Парки, если бы они знали истинные генетические предрасположенности их ребенка, они его вообще не стали бы зачинать. Их дочь Лора была жертвой ошибочной оценки нормальности. Возможно, самой необычной чертой иска было описание причиненного вреда. Как правило, в судебных тяжбах по поводу врачебных ошибок ответчик (обычно врач) обвинялся в причинении смерти по неосторожности. Супруги Парк же утверждали, что Чессин, их акушер, был повинен в равноценном, хоть и противоположном прегрешении – «причинении жизни по неосторожности». Суд в своем историческом решении согласился с Парками. Мнение судьи звучало так: «Потенциальные родители имеют право не заводить ребенка, если можно надежно установить, что у него будут серьезные дефекты». Один комментатор тогда отметил: «Суд посчитал право ребенка родиться без [генетических] отклонений правом основным».

«Вмешивайтесь, вмешивайтесь, вмешивайтесь»

Тысячелетиями люди в большинстве своем[749] рожали детей в счастливом неведении относительно рисков, которым они подвергались. Теперь нам всем, возможно, придется действовать со всей ответственностью, которую налагает на нас генетическая прозорливость. <…> Нам никогда еще не приходилось задумываться о такой стороне медицины.

Джеральд Лич,

«Выведение лучших людей» (Breeding Better People, 1970)

Ни один новорожденный[750] не может быть признан человеком, пока не пройдет в установленном порядке проверку «генетического багажа».

Фрэнсис Крик

Джозеф Данцис не просто переписывал прошлое, он еще и анонсировал будущее. Даже ординарные читатели экстраординарных заявлений – что каждый родитель должен принять на себя ответственность производить детей, которые не будут «обузой для общества», или что право на рождение без «генетических отклонений» следует считать одним из базовых прав – могли заметить в них крик возрождения: так во второй половине XX века реинкарнировала, пусть и в более мягкой форме, евгеника.

«Вмешивайтесь, вмешивайтесь, вмешивайтесь», – напутствовал в 1910 году британский евгеник Сидней Вэбб. Через 60 с небольшим лет легализация абортов и развитие методов анализа генов определили первую формальную систему координат для нового вида генетического «вмешательства» в человеческий организм – новой формы евгеники.

Она – как спешили подчеркнуть сторонники – не была той «дедовской» евгеникой нацистов. В отличие от американской евгеники образца 1920-х или ее более вирулентного европейского штамма 1930-х, новая евгеника не предполагала насильной стерилизации, заточения или уничтожения в газовых камерах. Женщин не ссылали в вирджинские изоляционные лагеря. Судей не ангажировали на навешивание ярлыков «имбецил», «дебил» и «идиот», а «правильное» число хромосом не выбирали на чей-то личный вкус. Генетические тесты, на которых основан отбор эмбрионов, были, по утверждениям их сторонников, объективными, стандартизованными и научно точными. Корреляция между результатами анализа и последующим развитием выявляемого им синдрома приближалась к 100 %: к примеру, у всех детей с лишней копией 21-й хромосомы либо с нехваткой одной копии X-хромосомы проявлялась хотя бы часть ключевых симптомов синдрома Дауна или Тёрнера соответственно. А самое главное, пренатальную диагностику и избирательное прерывание беременности проводили без государственных предписаний и централизованных распоряжений, зато с полной свободой выбора. Женщина сама решала, проводить диагностику или нет, узнавать ее результаты или нет, прерывать беременность или сохранять – даже если у плода выявили аномалии. Так выглядело благожелательное воплощение евгеники, которое ее адепты назвали неоевгеникой, или ньюгеникой.

Ключевое различие между новой и старой евгеникой заключалось в использовании генов в качестве единиц отбора. Для Гальтона, американских евгеников вроде Придди и нацистских евгеников единственным способом обеспечить генетический отбор был отбор по физическим или психическим качествам – то есть по фенотипическим признакам. Однако все эти признаки были сложными, четкую связь которых с генами не так легко установить. Уровень умственного развития, к примеру, может зависеть от генов, но гораздо вероятнее, что он определяется совокупным действием генов, условий среды, их взаимоотношений, различных триггеров, случайностей и возможностей, предоставляемых организму. Таким образом, отбор по признаку умственного развития не может гарантировать, что селекция ведется и по «генам умственного развития» – точно так же, как отбор по признаку богатства не означает, что идет селекция способности накапливать ресурсы.

По убеждению приверженцев новой евгеники, ее важнейшим улучшением по сравнению с подходом Гальтона и Придди было то, что ученые теперь могли отбирать не фенотипы как суррогаты их генетических детерминант, а напрямую нужные гены – с помощью изучения генотипа плода.

Многим энтузиастам неоевгеники казалось, что эта область знаний сбросила с себя зловещую вуаль прошлого и заново выпорхнула из куколки науки. Диапазон интересов новой евгеники расширился к середине 1970-х. Пренатальная диагностика и избирательные аборты создали платформу для частной версии негативной евгеники – отбора против ряда генетических заболеваний. Но неразрывно связанным с ней было стремление развить столь же обширную и свободную от вмешательств форму позитивной евгеники – отбора в пользу благоприятных генетических черт. Генетик Роберт Синсхаймер описал это так: «Старая евгеника была ограничена[751] наращиванием численности лучших составляющих нашего генофонда. Новой евгенике, по идее, под силу обеспечить перевод всего непригодного на новый генетический уровень».

В 1980-м Роберт Грэм[752], предприниматель-миллионер, разработавший ударопрочные солнцезащитные очки, основал в Калифорнии банк спермы, где хранился бы генетический материал мужчин исключительно «высшего интеллектуального калибра», и его могли бы использовать для оплодотворения исключительно здоровых и умных женщин. Названный Репозиторием для выбора зародышей, банк выискивал сперму нобелевских лауреатов по всему миру. Физик Уильям Брэдфорд Шокли[753], изобретатель кремниевого транзистора, был одним из немногих ученых, согласившихся на донорство. Пожалуй, предсказуемо Грэм позаботился о сохранении собственной спермы в этом банке – под предлогом того, что он «будущий нобелевский лауреат» (хотя стокгольмский комитет пока не отдал должное его заслугам[754]), гений на подходе. Как бы ни был Грэм предан собственным фантазиям, общественность его криогенной утопией не увлеклась. За 10 лет с момента основания банка лишь 15 детей было зачато с использованием спермы из репозитория[755]. О каких-либо долгосрочных достижениях большинства детей ничего не известно, и, видимо, ни один из них пока не получил Нобелевскую премию.

Хотя грэмовский «банк спермы гениев» высмеивали, а потом и вовсе закрыли, некоторые ученые одобряли изначально продвигаемые им идеи «выбора зародышевых клеток», наделяющие людей свободой выбирать генетические детерминанты своего потомства. Банк спермы избранных генетических гениев был явно сыроватой идеей – однако, с другой стороны, отбор «генов гениев» в сперме казался абсолютно здравой перспективой.

Вот только как отбирать сперматозоиды (или яйцеклетки), несущие в себе специфические улучшенные генотипы? Можно ли внести в геном человека новый наследственный материал? Хотя тогда еще не были прорисованы четкие контуры технологии позитивной евгеники, некоторые ученые видели в этом лишь техническое препятствие, устранимое в ближайшем будущем. В рядах проповедников позитивной евгеники громко звучали голоса биологов-эволюционистов Эрнста Майра и Джулиана Хаксли, генетика Германа Мёллера, популяционного биолога Джеймса Кроу. До рождения евгеники единственным механизмом селекции благоприятных человеческих генотипов был естественный отбор, управляемый жестокой логикой Мальтуса и Дарвина – борьбой за выживание и медленным, утомительным закреплением позиций выживших. Естественный отбор, как писал Кроу[756], свиреп, нелеп и неэффективен. Искусственный же отбор генов и манипуляции с ними, напротив, могут опираться на «здоровье, развитие ума или счастье». Движение поддержали ученые, интеллектуалы, писатели и философы. Фрэнсис Крик, как и Джеймс Уотсон, решительно выступал за неоевгенику. Джеймс Шеннон, директор Национальных институтов здоровья, заявил Конгрессу США, что генетический скрининг – это предмет не только «морального долга представителей медицинской профессии[757], но и серьезной социальной ответственности».

Поскольку неоевгеника набирала интернациональную популярность, ее основатели отважно пытались разорвать ассоциации нового движения с его неприглядным прошлым, а конкретно – уничтожить призрак нацистской евгеники. Они утверждали, что немецкая евгеника низверглась в бездну нацистских ужасов из-за двух критических ошибок: научной безграмотности и политической нелегитимности. Лженауку использовали для поддержки лжегосударства, а лжегосударство, в свою очередь, пестовало лженауку. Новые евгеники собирались обойти эти ловушки за счет приверженности двум магнетическим ценностям – научной точности и свободы выбора.

Научная точность гарантировала бы, что пороки нацистской евгеники не инфицируют новую систему. Генотипы оценивали бы объективно, без помех или предписаний со стороны государства, исключительно на основе строгих научных критериев. Возможность выбора сохранялась бы на каждом этапе, что гарантировало бы полную свободу принятия решений в рамках евгенической селекции – как относительно пренатальной диагностики, так и относительно абортов.

И все же, по мнению критиков, неоевгенику пронизывали некоторые из тех же принципиальных недостатков, что снискали дурную славу ее предшественнице. Самая резонансная критика новой евгеники пришла (что неудивительно) со стороны той дисциплины, которая и вдохнула в нее жизнь, – генетики человека. По мере продвижения своих исследований Маккьюсик и его коллеги все четче понимали, что взаимосвязи человеческих генов с заболеваниями гораздо сложнее, чем могли ожидать евгеники. Синдром Дауна и карликовость предоставляли в этом отношении поучительные примеры. В случае синдрома Дауна, при котором хромосомные аномалии четко выражены и легко выявляются, а связь между ними и клиническими проявлениями в высшей степени предсказуема, пренатальная диагностика и аборты могли показаться оправданными. Но даже при этом синдроме, как и при карликовости, индивидуальные различия между пациентами с одинаковыми мутациями были поразительными. У большинства людей с синдромом Дауна наблюдались серьезные физические и умственные отклонения. Однако у некоторых, вне всяких сомнений, функциональность по большей части сохранялась, и такие пациенты могли вести относительно самостоятельную жизнь, требующую минимального вмешательства. Даже целая лишняя хромосома – самая значительная из возможных для человеческих клеток генетических аномалий – не могла самостоятельно и однозначно предопределять недееспособность: она существовала в конкретном генетическом контексте, и ее влияние корректировали факторы среды и геном в целом. Генетическое заболевание и генетическое благополучие были не обособленными соседними странами, а скорее плавно переходящими друг в друга территориями, разделенными тончайшими, зачастую прозрачными, границами.

Еще сложнее дело обстояло с полигенными заболеваниями – скажем, с шизофренией или аутизмом. Хотя было отлично известно, что в развитии шизофрении значителен генетический компонент, уже ранние исследования указывали на глубокую вовлеченность в процесс множества генов, расположенных на разных хромосомах. Как отрицательный отбор мог бы искоренить все эти независимые детерминанты? И что, если какие-то из генетических вариантов, запускающих в особых средовых и генетических контекстах развитие психического расстройства, были бы именно теми генами, которые в других условиях расширяют возможности? По иронии судьбы, Уильям Шокли – самый выдающийся из доноров грэмовского банка спермы – страдал от параноидного синдрома, плохой переносимости общества и приступов агрессии, что некоторые его биографы относили на счет высокофункционального аутизма[758]. А если бы когда-нибудь в будущем при внимательном изучении в «гениальных образцах» из репозитория обнаружили бы те самые варианты генов, которые при других обстоятельствах посчитали бы «болезнетворными»? Или так: а если бы «болезнетворные» варианты генов заодно способствовали гениальности?

Маккьюсик, к примеру, был убежден, что «излишний детерминизм» в генетике и его огульное приложение к селекции человека приведут к созданию того, что он называл генетико-коммерческим комплексом. «Ближе к концу своего срока президент Эйзенхауэр[759] предупреждал об угрозах военно-промышленного комплекса, – говорил Маккьюсик. – Было бы уместным предупредить людей и о потенциальной опасности генетико-коммерческого комплекса. Растущая доступность тестов, выявляющих ожидаемые (или вредные) генетические качества, может привести к тому, что коммерческий сектор и рекламщики с Мэдисон-авеню будут оказывать мягкое или даже не мягкое давление на супругов в вынесении ценностных суждений при выборе своих половых клеток для воспроизводства».

В 1976-м опасения Маккьюсика по-прежнему казались больше теоретическими. Хотя список человеческих заболеваний с генетической подоплекой экспоненциально рос, бо́льшую часть генов-виновников еще только предстояло идентифицировать. Технологии клонирования и секвенирования генов (и та и другая появились в конце 1970-х) сделали возможным успешный поиск таких генов у человека, а значит, и появление диагностических тестов. Но в гаплоидном геноме человека 3 миллиарда нуклеотидных пар, а типичная болезнетворная мутация может затрагивать всего одну из них. Клонировать и секвенировать все гены в геноме ради отлова одного такого изменения было немыслимо. Чтобы найти связанный с интересующим заболеванием ген, его нужно было как-то картировать, то есть понять, в каком месте генома он находится – и чем точнее, тем лучше. Но как раз этого и недоставало диагностической технологии: хотя казалось, что генов, связанных с болезнями, предостаточно, найти их на просторах человеческого генома было совсем непросто. Как выразился один генетик, генетика человека завязла в элементарной проблеме «иголки в стоге сена»[760].

Случайная встреча в 1978-м укажет на решение этой проблемы и позволит генетикам картировать и клонировать гены, связанные с разнообразными человеческими заболеваниями. Та встреча вместе с последовавшим за ней открытием ознаменует один из поворотных моментов в изучении генома человека.

Деревня танцоров, атлас родинок

Хвала тебе, Господь, за пестроту вокруг[761].

Джерард Мэнли Хопкинс,

«Пятнистая краса»[762]

Мы неожиданно столкнулись с двумя женщинами[763], матерью и дочерью. Обе они были высокими, тощими, словно мертвецы, и обе сгибались, извивались и гримасничали.

Джордж Хантингтон

В 1978 году два генетика[764], Дэвид Ботштейн из МТИ и Рон Дэвис из Стэнфорда поехали в Солт-Лейк-Сити в качестве членов комиссии по оценке магистерских работ студентов Университета Юты. Встреча проходила в нескольких километрах от города, в местечке Альта высоко в горах Уосатч. Ботштейн и Дэвис делали пометки во время многих докладов, но одно выступление особенно зацепило их обоих. Магистрант Керри Кравиц и его научный руководитель Марк Сколник кропотливо изучали наследование гена, ответственного за гемохроматоз. Эту болезнь, знакомую врачам еще с античных времен, вызывает мутация в гене, регулирующем всасывание железа в кишечнике. У больных гемохроматозом всасывание идет невероятно интенсивно, и их тело медленно забивается отложениями железа. Металл душит печень, поджелудочная железа перестает работать, кожа постепенно бронзовеет, а потом становится землисто-серой. Орган за органом тело превращается в минерал, подобно Железному Дровосеку из «Волшебника страны Оз», что ведет к дегенерации тканей, отказу органов и в конечном счете к смерти.

Задача, которую задумали решить Кравиц и Сколник, касалась базового концептуального пробела в генетике. К середине 1970-х идентифицировали уже тысячи генетических заболеваний, включая гемохроматоз, гемофилию и серповидноклеточную анемию. И тем не менее выявить генетическую подоплеку болезни не то же самое, что определить конкретный ген, отвечающий за развитие этого недуга. Характер наследования гемохроматоза, к примеру, четко указывал на моногенную природу болезни и рецессивный тип мутации, предполагающий проявление болезни только в случае получения дефектной копии гена от каждого родителя. Однако характер наследования ничего не говорил нам о том, что из себя представляет ген гемохроматоза[765] и каковы его функции.

Кравиц и Сколник предложили гениальное решение для выявления этого гена. Первым этапом поиска должно было стать картирование – определение точного положения гена на хромосоме. После этого можно было использовать стандартные методы клонирования, чтобы выделить ген, секвенировать его и проверить, какие функции он выполняет. Для картирования гена гемохроматоза, рассуждали Кравиц и Сколник, они используют свойство, присущее всем генам: сцепленное с соседями по хромосоме наследование.

Проведем такой мысленный эксперимент. Положим, ген гемохроматоза находится на 7-й хромосоме, а его ближайший сосед по хромосоме – ген, определяющий, насколько прямыми или вьющимися будут волосы. Теперь представим, что когда-то давно в эволюции дефект гена гемохроматоза возник у мужчины с кудрявыми волосами. Каждый раз, когда этот предковый вариант гена передавался от родителя ребенку, вместе с ним передавался и «кудрявый» вариант гена структуры волос: оба гена сидят на одной хромосоме, а поскольку хромосомы редко расщепляются, два этих варианта неизбежно оказываются связанными друг с другом. В рамках одного поколения эта связь может быть неочевидна, но после смены множества поколений начнет вырисовываться статистическая закономерность: именно кудрявые дети из этой семьи будут склонны к гемохроматозу.

Кравиц и Сколник использовали эту логику в своих интересах. Изучив чрезвычайно ветвистые родословные деревья мормонов штата Юта[766], они обнаружили, что ген гемохроматоза был сцеплен с одним из генов иммунного ответа, представленным несколькими сотнями вариантов. Более ранние исследования показали, что этот ген иммунного ответа расположен на 6-й хромосоме, значит, и ген гемохроматоза должен находиться на ней же.

Внимательный читатель может возразить, что приведенный выше пример надуман: очень уж удачно ген гемохроматоза оказался связан с многовариантной детерминантой легко определяемого признака. Однако такие признаки, разумеется, исчезающе редки. То, что ген, интересовавший Сколника, сидел бок о бок с геном иммуноактивного белка, множество форм которого легко определить, стало удачным исключением. Разве для подобного картирования любого другого гена не должен геном быть усеян рядами разных, легко узнаваемых маркеров – эдаких хорошо освещенных указателей, удобно расставленных через каждый «километр» хромосомы?

Ботштейн, однако, знал, что такие «указатели» могут существовать. За сотни лет эволюции человеческий геном отошел от предковой формы достаточно, чтобы породить тысячи мелких вариаций последовательности ДНК. Такие вариации называются полиморфизмами – «множественными формами» – и по сути соответствуют аллелям и вариантам генов, за исключением того, что не обязаны находиться непосредственно в генах: они могут лежать в длинных участках межгенной ДНК – интронах.

Эти вариации можно рассматривать как молекулярные версии цвета глаз или кожи, существующие в человеческой популяции в тысячах разновидностей. У членов одной семьи в определенном участке хромосомы может быть фрагмент АЦААГТЦЦ, а у членов другой в том же месте окажется АГААГТЦЦ – разница составит всего одну нуклеотидную пару[767]. В отличие от цвета волос или иммунного ответа, эти вариации невидимы человеческому глазу. Они не обязаны провоцировать изменения фенотипа или даже просто менять работу гена. Их нельзя определить, опираясь на стандартные биологические или физические признаки, однако можно выявить с помощью изящных молекулярных методов. К примеру, эндонуклеаза рестрикции, которая узнаёт сайт АЦААГ, но не АГААГ, сможет разрезать молекулу ДНК только с первой последовательностью, а со второй – оставить целой.

Когда Ботштейн и Дэвис в 1970-х[768] впервые обнаружили ДНК-полиморфизмы в геномах дрожжей и бактерий, они не знали, как эти полиморфизмы можно использовать. Тогда же они нашли несколько полиморфизмов, разбросанных по геномам людей, однако не было известно, насколько такие вариации распространены и как распределены по ДНК. Поэт Луис Макнис как-то писал[769] об ощущении «опьянения от наличия различий в вещах»[770]. Мысль о крошечных молекулярных различиях, рассыпанных случайным образом по геному, как родинки по телу, вероятно, позабавила бы подвыпившего генетика, но сложно было представить, как с пользой распорядиться полученной информацией. Этот феномен мог казаться невероятно красивым и невероятно бесполезным – как карта родинок.

Когда тем утром в Юте Ботштейн слушал Кравица, его осенила захватывающая идея: если в человеческом геноме существуют такие генетические указатели, то, выявив связь интересующего генетического признака с одним из них, можно найти примерное место любого гена на карте генома. Карта генетических «родинок» вовсе не была бесполезной: ее можно было приспособить для построения базового анатомического плана генов. Полиморфизмы послужили бы внутренней системой координат генома, а положение гена можно было бы выяснить благодаря его сцеплению с одним из таких полиморфизмов. К обеду Ботштейна почти трясло от воодушевления. Сколник потратил больше 10 лет на поиски маркера иммунного ответа и картирование гена гемохроматоза. «Мы можем дать вам маркеры[771], <…> маркеры, разбросанные по всему геному», – сказал Ботштейн Сколнику.

Ботштейн понял, что залог успеха в картировании человеческих генов кроется не в нахождении нужного гена, а в нахождении нужных людей. Если найдется семья достаточно большого размера, обремененная каким-то – любым – генетическим признаком, и если обнаружится корреляция этого признака с любым вариативным маркером где-нибудь в геноме, картирование гена превратится в тривиальную задачу. Если все члены семьи, страдающие муковисцидозом, «сонаследуют» с ним какой-то из вариантов ДНК-маркера (назовем его «вариант икс») на конце 7-й хромосомы, значит, ген муковисцидоза должен находиться поблизости.

Ботштейн, Дэвис, Сколник и Рэй Уайт, специалист по генетике человека, опубликовали свои мысли по поводу картирования генов в American Journal of Human Genetics в 1980-м. «Мы описали новый фундамент[772] для составления <…> карты человеческого генома», – резюмировал Ботштейн. Это было странное исследование, затерянное в глубинах не особо известного журнала и обвешанное статистическими выкладками и математическими формулами, как та переломная статья Грегора Менделя.

До полного осознания важности этой идеи должно было пройти время. Как я уже говорил, главные открытия в генетике всегда знаменуют собой переходы – от статистических признаков к единицам наследственности, от генов к ДНК. Ботштейн тоже осуществил важный концептуальный переход – от человеческих генов как наследуемых биологических характеристик к их физической локализации на хромосомах.

Нэнси Векслер, психолог, узнала о затее Ботштейна в 1978-м, когда переписывалась с Рэем Уайтом и Дэвидом Хаусманом, генетиком из МТИ. У Векслер была веская и горькая причина обратить на нее внимание. Летом 1968 года мать 22-летней Нэнси, Леонор Векслер, в Лос-Анджелесе отчитал полицейский за беспорядочную манеру перехода улицы. Леонор мучили необъяснимые приступы депрессии, но физически больной ее никогда не считали. У двух ее братьев, Пола и Сеймура, в прошлом членов нью-йоркского свинг-бэнда, в 1950-х нашли редкий наследственный синдром под названием болезнь Хантингтона. Третий брат, Джесси, торговец, любивший показывать фокусы, вдруг обнаружил, что во время представлений его пальцы неконтролируемо пляшут. Ему поставили тот же диагноз. Их отец, Абрахам Сабин, умер от болезни Хантингтона в 1929-м. Леонор посетила невролога в мае 1968-го и услышала тот же вердикт.

Увековечив фамилию лонг-айлендского врача, первым описавшего это состояние в 1870-х, болезнь Хантингтона вначале назвали хореей Хантингтона – от греческого слова χορεία, «пляска». Конечно, эта «пляска» – прямая противоположность настоящей, безрадостная патологическая карикатура, зловеще демонстрирующая разрегулированную работу мозга. Эта болезнь наследуется по аутосомно-доминантному типу – для ее развития достаточно одной дефектной копии соответствующего гена, – но первые 30–40 лет жизни носители мутации чаще всего неврологически здоровы. У них могут быть разве что нечастые перепады настроения или слабые признаки социальной отчужденности. Затем появляются небольшие, едва уловимые подергивания. Предметы становится трудно удерживать. Винные бокалы и часы выскальзывают из рук, а движения принимают форму рывков и судорог. В конце концов начинается непроизвольная «пляска», словно управляемая музыкой дьявола. Руки и ноги некоординируемо двигаются по извилистым, дугообразным траекториям, и эти движения перемежаются стаккато, ритмичными трясками – «как будто смотришь шоу гигантских марионеток[773], <…> управляемых невидимым кукловодом». Поздние стадии заболевания характеризуются выраженным снижением умственных способностей и почти полной потерей двигательного контроля. Больные умирают от дефицита питания, деменции и инфекций – но до последнего продолжают «плясать».

Ужас исхода болезни Хантингтона дополняется коварством ее позднего начала. Носители дефектного гена узнают о своей роковой проблеме лет в 30 или 40 – обычно когда уже заведут детей. Так недуг и сохраняется в человеческих популяциях. Поскольку у страдающего болезнью Хантингтона клетки обычно несут по одной нормальной и одной мутантной копии гена, каждый его ребенок с вероятностью 50 % тоже заболеет. Жизнь таких детей превращается[774] в «зловещую рулетку – игру в ожидание появления симптомов»[775], как выразилась Нэнси Векслер. Один пациент описал странный ужас этого чистилища так: «Я не знаю, в какой момент закончится[776] серая зона и начнется нечто гораздо более мрачное. <…> Я играю в жуткую игру ожидания, гадая, когда это случится и что мне принесет».

Милтон Векслер, отец Нэнси, клинический психолог[777] из Лос-Анджелеса, обрушил на двух дочерей новость о диагнозе их матери в 1968-м. У Нэнси и Элис пока не было никаких симптомов, но для каждой вероятность носительства составляла 50 %, а генетический тест, способный разрешить эту неопределенность, еще не разработали. «Каждая из вас с вероятностью одна вторая[778] заболеет, – объявил дочерям Милтон, – и если заболеете вы, ваши дети с вероятностью одна вторая заболеют тоже». «Мы все висли друг на друге и рыдали, – вспоминала Нэнси. – Пассивное ожидание того, что болезнь придет и убьет меня, было невыносимым».

В том году Милтон Векслер основал[779] некоммерческую организацию и назвал ее Фондом по изучению наследственных заболеваний. Деятельность фонда была посвящена поддержке исследований хореи Хантингтона и других редких генетических заболеваний. Векслер решил, что первым шагом на пути к диагностике и лечению болезни Хантингтона станет обнаружение ответственного за нее гена. Тогда у его дочерей появится возможность предсказать свою болезнь и планировать действия исходя из прогноза.

Тем временем Леонор Векслер постепенно затягивало в пучину болезни. Контроль над артикуляцией у нее слабел, и речь становилась неразборчивой. «Новая обувь снашивалась, как только оказывалась у нее на ногах, – вспоминала дочь. – В доме инвалидов она сидела[780] на стуле в узком пространстве между кроватью и стеной. Неважно, куда ставили стул, сила ее постоянных движений вжимала его в стену, пока голова не начинала биться о штукатурку. <…> Мы старались поддерживать ее вес на должном уровне; по какой-то непонятной причине люди с болезнью Хантингтона лучше себя чувствуют полными, однако постоянное движение доводит их до худобы. <…> Как-то раз она с вызывающе довольной ухмылкой за полчаса прикончила полкило рахат-лукума. Но веса так никогда и не набрала. Его набрала я. Я ела за компанию и ела, чтобы не плакать».

Леонор умерла 14 мая 1978 года[781], в День матери. В октябре 1979-го Нэнси Векслер[782] из Фонда по изучению наследственных заболеваний, Дэвид Хаусман, Рэй Уайт и Дэвид Ботштейн организовали симпозиум на базе Национальных институтов здоровья, чтобы сосредоточиться на лучшей стратегии картирования гена. Ботштейновский метод картирования во многом еще оставался теоретическим: на тот момент ни один человеческий ген не был успешно картирован с его помощью. Так что вероятность использования именно его для позиционирования гена болезни Хантингтона была призрачной. Методика Ботштейна все-таки критически зависела от установления связи между заболеванием и маркерами: больше изученных случаев – сильнее связь – точнее генетическая карта. Хореей Хантингтона болели всего несколько тысяч жителей Соединенных Штатов, и она казалась совершенно не подходящей для этой методики картирования.

И все же Нэнси Векслер не могла выкинуть образ генетических карт из головы. Несколькими годами ранее Милтон Векслер узнал от венесуэльского невролога о поразительной распространенности болезни Хантингтона в двух соседних деревнях, Барранкитас и Лагунетас, на озере Маракайбо. В нечетком черно-белом любительском фильме, снятом неврологом, Векслер увидел больше десятка бродящих по улицам селян с неконтролируемо трясущимися конечностями. В деревнях была просто уйма пораженных болезнью Хантингтона. Если бы был хоть какой-то шанс, что метод Ботштейна сработает, рассуждала Нэнси Векслер, ей точно стоило бы добраться до геномов той венесуэльской когорты. Вероятность достать ген, ответственный за болезнь ее семьи, была максимальной именно в Барранкитасе, за тысячи километров от Лос-Анджелеса. В июле 1979-го Векслер отправилась в Венесуэлу охотиться на ген болезни Хантингтона. «В моей жизни было несколько моментов[783], когда я ощущала абсолютную уверенность в правильности чего-то, и тогда я уже не могла усидеть на месте», – писала Векслер.

Гость Барранкитаса может не сразу[784] заметить в жителях деревни что-то необычное. Вот по пыльной дороге идет мужчина, а за ним – компания детей без рубах. Вот худая темноволосая женщина в цветастом платье выходит из лачуги с железной крышей и направляется на рынок. Двое мужчин, сидящих друг против друга, коротают время за беседой и игрой в карты.

Но первое ощущение нормальности быстро уходит. Что-то в походке мужчины кажется крайне неестественным. Через несколько шагов он начинает двигаться рывками, рукой описывая в воздухе извилистые дуги. Его трясет и отбрасывает в сторону, затем он выравнивает свою траекторию. Его мимические мышцы время от времени сокращаются, придавая лицу хмурое выражение. Руки женщины тоже изгибаются и выкручиваются, очерчивая в воздухе широкие полукружия. Она выглядит истощенной и пускает слюну, демонстрируя явные признаки далеко зашедшей деменции. Один из карточных игроков вдруг угрожающе выкидывает вперед руку, но затем общение продолжается, словно ничего и не произошло.

Когда венесуэльский невролог Америко Негретте[785] впервые приехал в Барранкитас в 1950-х, он подумал, что попал в деревню алкоголиков. Вскоре он понял, что был неправ: все мужчины и женщины с деменцией, тиками, потерей мышечной массы и неконтролируемыми движениями имели один и тот же наследственный неврологический синдром, болезнь Хантингтона. Если в США людей с этим синдромом нужно было еще поискать – он поражал только одного человека из 10 тысяч, – то в некоторых уголках Барранкитаса и соседнего Лагунетаса[786] с болезнью Хантингтона жил минимум каждый двадцатый.

Векслер приземлилась в городе Маракайбо в июле 1979-го. Там она наняла команду из восьми местных работников, отправилась в приозерные районы и начала документировать родословные больных и здоровых местных жителей (хотя Векслер получила образование клинического психолога, к тому моменту она уже стала одним из ведущих мировых экспертов по хореям и нейродегенеративным заболеваниям вообще). «Там просто невозможно было проводить исследования», – вспоминал ее ассистент. Пришлось развернуть временную амбулаторию, чтобы неврологи могли выявлять больных, описывать клиническую картину и историю болезни, обеспечивать пациентов информацией и поддерживающей помощью. Векслер особенно нуждалась в людях с двумя мутантными копиями гена[787] болезни Хантингтона, то есть в гомозиготах. Их можно было найти только в семьях, где болели оба родителя. Однажды утром местный рыбак сообщил важную зацепку: он знал о поселении лодочников в двух часах пути по озеру, где многие семьи поразил el mal[788]. Не желает ли Векслер пробраться через болота в ту деревню?

Векслер желала. На следующий день она с двумя помощниками отправилась на лодке к pueblo de agua, деревне на сваях. Жара была нестерпимой. Они гребли в стоячей воде несколько часов – а затем, обогнув изгиб бухты, увидели женщину в платье с коричневыми узорами. Она сидела на крылечке, скрестив ноги. Приближение лодки напугало женщину. Она встала, чтобы зайти в дом, и на полпути внезапно начала хоретически, типично для болезни Хантингтона, двигаться. За целый материк от дома Векслер столкнулась с мучительно знакомой пляской. «То была смесь дико странного[789] с абсолютно знакомым, – вспоминала Нэнси. – Я чувствовала себя одновременно и сопричастной, и отчужденной. Я была потрясена».

Мгновения спустя, когда Векслер заплыла в центр деревни, она обнаружила семейную пару, отдыхавшую в гамаках. Оба супруга тряслись и «плясали» – и были родителями 14 детей. По мере сбора информации об этих детях и их детях составляемая Векслер родословная быстро росла. Через несколько месяцев список Нэнси включал уже сотни взрослых с болезнью Хантингтона и их детей. В последующие месяцы она возвращалась в поселения с командой специально обученных медсестер и врачей, чтобы пробирка за пробиркой собирать кровь. Вместе с помощниками Векслер старательно строила генеалогическое древо[790] венесуэльцев. Образцы крови переправляли в бостонскую лабораторию Джеймса Гузеллы в Массачусетской больнице общего профиля и в Индианский университет, популяционному генетику Майклу Коннелли.

Гузелла выделял из клеток крови ДНК, очищал ее и резал уймой ферментов в надежде распознать генетический вариант, связанный с болезнью Хантингтона. Группа Коннелли анализировала данные и количественно оценивала статистическую связь между ДНК-вариантами и заболеваемостью. По всем ожиданиям, трехкомпонентная команда должна была медленно тащиться к цели – ей предстояло просеять тысячи полиморфизмов, – однако сюрприз не заставил себя долго ждать. В 1983-м, всего через три года после получения образцов крови, команда Гузеллы наткнулась на один вариантный фрагмент ДНК, который располагался на 4-й хромосоме и демонстрировал удивительно четкую связь с заболеванием. Стоит отметить, что группа Гузеллы собирала образцы крови и в одной малочисленной когорте[791] пациентов с болезнью Хантингтона в США. Здесь заболеваемость тоже в какой-то мере ассоциировалась с ДНК-маячком именно на 4-й хромосоме. Раз результаты хотя бы по двум столь независимым родословным совпадали, сомнений в достоверности выявленной генетической связи быть не могло.

В августе 1983-го Векслер, Гузелла и Коннелли опубликовали[792] в журнале Nature статью, в которой окончательно связали на генетической карте человека ген болезни Хантингтона с отдаленным локусом 4-й хромосомы – 4p16.3[793]. То был странный, по большей части пустынный участок генома: в нем «проживало» всего несколько генов, притом неизвестных. Для команды генетиков этот результат был чем-то сродни внезапной высадке на заброшенный плацдарм без видимых ориентиров.

Установление хромосомного адреса гена с помощью анализа сцепления напоминает постепенный наезд камеры из космоса на мегаполис. Оно существенно уточняет местоположение гена, но до его идентификации все еще далеко. Генетическую карту постепенно детализируют, выявляя все больше «маячков» – маркеров сцепления – и сужая область поиска до все меньших участков хромосомы. И вот уже видны районы и микрорайоны, из точек вырастают кварталы и дома.

Последние шаги невероятно трудоемки. Часть хромосомы, несущую вероятного виновника болезни, дробят на отрезки и подотрезки. Каждый такой фрагмент извлекают из клеток человека и вставляют в ДНК-векторы дрожжей или бактерий для получения миллионов его копий, то есть клонирования. Клонированные фрагменты секвенируют и анализируют на содержание в них гена-кандидата. Процесс повторяют и уточняют, каждый фрагмент секвенируют и перепроверяют до тех пор, пока в каком-то из них не обнаружат часть гена-кандидата. В самом конце необходимо секвенировать ген у здоровых и больных людей и сопоставить результаты для подтверждения, что он действительно изменен у пациентов с наследственным недугом. Это все равно что ходить из дома в дом, пытаясь опознать преступника.

В 1993 году одним унылым февральским утром Джеймс Гузелла получил электронное письмо от своего старшего постдока, состоявшее из одного слова: «Бинго». Это означало, что цель достигнута. После того как ген, мутация которого вызывает хорею Хантингтона, в 1983 году локализовали на 4-й хромосоме, международный коллектив из 6 ведущих исследователей и еще 58 ученых (организованный и поддерживаемый интеллектуально и материально Фондом по изучению наследственных заболеваний) 10 безрадостных лет выслеживал тот самый ген на той самой хромосоме. Ученые перепробовали все кратчайшие способы его выделения. Ни один не сработал. Фонтан удачи, орошавший их в начале пути, иссяк. Расстроенные, они вернулись к методичному перебору одного гена за другим. В 1992-м их усилия наконец сосредоточились на одном гене, который сначала назвали IT_15 – «интересный транскрипт номер 15», – а позже переименовали в Huntingtin.

Обнаружилось, что IT_15 кодирует исполинский белок – биохимическое чудище из 3144 аминокислот, превосходящее по размеру чуть ли не все человеческие белки (инсулин, например, состоит всего из 51). Тем февральским утром постдок Гузеллы определяла нуклеотидные последовательности гена IT_15 у здоровых людей из контрольной группы и у пациентов с болезнью Хантингтона. При оценке положения полос ДНК в секвенирующем геле она обнаружила очевидную разницу между генами пациентов и их родственников, которых болезнь не затронула. Ген-кандидат нашелся[794].

Векслер собиралась уже лететь в Венесуэлу за новыми образцами, когда ей позвонил Гузелла. Новость ее потрясла. Она никак не могла унять слезы. «Мы нашли его, мы нашли его[795], – вскоре поведала она интервьюеру. – Это было долгое путешествие во мраке».

О продукте гена Huntingtin – белке хантингтин[796] – известно мало. Его находят в нейронах и семенниках. Мышам он необходим для развития мозга. Но еще более загадочна мутация, вызывающая заболевание. Нормальная последовательность нуклеотидов этого гена содержит фрагмент с большим количеством повторов одного триплета: ЦАГЦАГЦАГЦАГ… – этакий молекулярный припев в среднем из 17 повторов (у одних людей их 10, а у других может быть до 35). Мутация, которую нашли у больных хореей Хантингтона, типичной не назовешь. Серповидноклеточную анемию, скажем, вызывает изменение одной аминокислоты в белке. К болезни Хантингтона приводит не изменение одной или двух аминокислот, а увеличение числа повторов с 35 и менее в нормальном гене до 40 и более в патологическом, который и считается мутантным. Повышенное число повторов удлиняет белок хантингтин, а именно удлиненная его форма, как считается, образует скопления в нейронах. Эти скопления собираются в запутанные мотки, вероятно, нарушающие работу и убивающие клетки.

Причина этого странного молекулярного «заикания» – изменения числа повторов – до сих пор остается загадкой. Возможно, совершается ошибка при копировании генов. Например, фермент, реплицирующий ДНК, добавляет лишние ЦАГ к уже существующим вереницам повторов, как ребенок вставляет лишние «с» в слово «Миссисипи». Вообще у наследования болезни Хантингтона есть примечательная особенность[797], которую называют феноменом антиципации: в семьях, отягощенных этим недугом, число ЦАГ-повторов из поколения в поколение растет, превышая в итоге 50 или даже 60 (ребенок, однажды неверно написавший «Миссиссипи», продолжает добавлять в это слово лишние «с»). По мере увеличения числа повторов болезнь становится тяжелее и проявляется раньше, поражая все более молодых членов семьи. В Венесуэле порой болеют уже 12-летние мальчики и девочки, при этом в гене хантингтина у них встречаются вереницы из 70–80 повторов.

Предложенный Дэвисом и Ботштейном метод картирования генов, позднее названный позиционным клонированием, ознаменовал переломный момент в генетике человека. В 1989-м методику использовали для определения гена, ответственного за муковисцидоз – разрушительное заболевание, поражающее легкие, поджелудочную железу, желчные протоки и кишечник. В отличие от мутации, вызывающей болезнь Хантингтона, которая в большинстве человеческих популяций (кроме необычного скопления больных в Венесуэле) встречается крайне редко, мутантный ген, вызывающий муковисцидоз, очень распространен: его несет 1 из 25 человек европейского происхождения. У людей с одной мутантной копией симптомов обычно не бывает. Если у двух таких бессимптомных носителей рождается ребенок, с вероятностью одна четвертая ему достанутся две мутантные копии. Последствия такого стечения обстоятельств могут быть фатальными. У некоторых мутаций пенетрантность приближается к 100 %. До 1980-х средняя продолжительность жизни ребенка, несущего два таких мутантных аллеля, составляла 20 лет.

То, что муковисцидоз как-то связан с солью и секрецией, подозревали столетиями. В 1857 году швейцарский альманах[798] с детскими песнями и играми беспокоился о здоровье ребенка, чей «лоб солен, когда его целуешь». Было известно, что дети с этой патологией выделяют с секретом потовых желез такие невероятные количества соли, что их пропитанная потом одежда, если ее повесить на проволоку сушиться, разъедает металл подобно морской воде. Секрет их легких был столь вязким, что закупоривал слизистыми сгустками воздухоносные пути, и те превращались в инкубаторы для бактерий, вызывавших частые пневмонии – они-то и были одной из типичных причин смерти. Жизнь больных была ужасной – тело тонуло в собственных выделениях, – и порой не менее ужасно она заканчивалась. В 1595 году профессор анатомии из Лейдена так описал гибель ребенка: «Внутри перикарда сердце плавало[799] в ядовитой жидкости цвета морской волны. Смерть наступила от повреждения поджелудочной железы, которая странным образом распухла. <…> Девочка была очень худой, измученной гектической лихорадкой – то резко спадающей, то резко нарастающей, но никогда не прекращающейся». Практически нет сомнений в том, что это описание случая муковисцидоза.

В 1985-м Цуй Лапчи[800], специалист по человеческой генетике из Торонто, обнаружил в геноме «безымянный маркер», один из ботштейновских вариантов ДНК, связанный с детерминантой муковисцидоза. Маркер быстро локализовали на 7-й хромосоме, однако ген муковисцидоза по-прежнему скрывался в ее хроматиновых дебрях. Цуй начал охоту за этим геном, постепенно сужая предполагаемую область его нахождения. К поискам присоединились Джек Риордан, тоже работавший в Торонто, и Фрэнсис Коллинз, генетик из Мичиганского университета.

Коллинз разработал остроумную модификацию стандартной технологии поиска генов. При картировании обычно приходилось «гулять» по хромосоме – клонировать сначала один ее кусочек, потом соседний, перекрывающийся с предыдущим, и так далее. Это была жутко кропотливая и трудоемкая задача, подобная карабканью по канату с перехватами «впритык», когда человек вынужден ставить одну руку прямо над другой. Метод Коллинза позволил двигаться вверх-вниз по хромосоме «с перехватом на вытянутую руку». Он назвал это «прыжками по хромосоме».

К весне 1989-го Коллинз, Цуй и Риордан[801] «прыжками» по 7-й хромосоме сузили рамки поиска до нескольких генов-кандидатов. Теперь нужно было секвенировать эти гены, подтвердить причастность к муковисцидозу какого-то из них и определить, что за мутация нарушала его работу у больных. Одним дождливым вечером в конце того же лета пребывавшие в Бетесде на симпозиуме по картированию генов Цуй и Коллинз стояли, сгорбившись, над факсом: постдок из лаборатории Коллинза должен был отправить им нуклеотидные последовательности «прочитанных» генов. По мере того как машина выплевывала пачки бумаг, испещренных строчками букв «АТГЦЦГГТЦ…», Коллинз осознавал, что наблюдает за материализацией откровения: у больных детей обе копии только одного гена всегда содержали мутации, а их здоровые родители несли всего по одной его мутантной копии.

Выяснилось, что этот связанный с муковисцидозом ген[802] кодирует молекулу, переносящую соль, хлорид натрия, через клеточные мембраны. Самая распространенная его мутация – делеция трех нуклеотидов ДНК, приводящая к выпадению всего одной аминокислоты из белка-переносчика. В результате белок теряет способность транспортировать хлорид-ионы – одну из составляющих поваренной соли – через мембраны. Из-за этого соль, содержащаяся в секрете потовых желез, не может всасываться обратно в тело, и пот становится необычно соленым. Кроме того, организм не может выделять соль и воду в просвет кишечника, что приводит к появлению абдоминальных симптомов[803].

Клонирование гена муковисцидоза стало одной из вех в развитии генетики человека. Всего через несколько месяцев появился диагностический тест для выявления мутантного аллеля. В начале 1990-х уже можно было в рутинном порядке и проводить скрининг на носительство, и выявлять болезнь в утробе, что давало родителям возможность решать, абортировать ли пораженный плод или отслеживать ранние проявления недуга у ребенка. Пары-носители, в которых оба партнера имели хотя бы по одной копии мутантного гена, могли принять решение не заводить детей или взять приемных. За прошедшее десятилетие сочетание прицельного скрининга[804] потенциальных родителей и пренатальной диагностики позволило снизить количество новорожденных с муковисцидозом на 30–40 % в популяциях с максимально высокой встречаемостью мутантного аллеля. В 1993-м одна нью-йоркская больница[805] запустила агрессивную кампанию по проверке евреев-ашкеназов на носительство детерминант трех генетических заболеваний: муковисцидоза, болезни Гоше и болезни Тея – Сакса (просто потому, что соответствующие мутации чаще встречаются именно у ашкеназов). Будущие родители могли свободно выбирать, проходить ли им скрининг, проводить ли амниоцентез для пренатальной диагностики и прерывать ли беременность, если обнаружится, что плод поражен. С момента запуска программы в этой больнице не появилось на свет ни одного ребенка с какой-либо из этих генетических патологий.

Важно очертить единым контуром трансформацию, произошедшую в генетике между 1971-м – годом, когда Берг и Джексон создали первую молекулу рекомбинантной ДНК, – и 1993-м, годом, когда окончательно идентифицировали ген болезни Хантингтона. Хотя уже к концу 1950-х ДНК признали главной молекулой генетики, тогда еще не было возможности секвенировать, синтезировать, изменять ее или как-то манипулировать ею. Если отбросить несколько примечательных исключений, генетическая подоплека человеческих заболеваний была по большей части неизвестна. Тогда удалось надежно связать с конкретными генами разве что серповидноклеточную анемию, талассемию и гемофилию B. Единственными клинически доступными для людей генетическими вмешательствами были амниоцентез и аборт; инсулин и факторы свертывания получали из органов свиней и человеческой крови; ни одно лекарство еще не создали с помощью генной инженерии; гены человека еще целенаправленно не экспрессировали вне его клеток. Перспектива изменять геном организма путем внедрения чужеродных генов или направленного мутагенеза собственных оставалась далеко за пределами технологических возможностей того времени. Даже слова «биотехнология» еще не было в Оксфордском словаре.

Спустя два десятилетия ландшафт генетики существенно изменился: человеческие гены картировали, выделяли, секвенировали, синтезировали, клонировали, перекраивали и сшивали, вводили в бактериальные клетки, перемещали в вирусные геномы и использовали для создания лекарств. Физик и историк Эвелин Фокс Келлер[806] отобразила эту трансформацию так: как только «молекулярные биологи [разработали] методы, с помощью которых они могли манипулировать [ДНК]», тут же «возникли технологические ноу-хау, которые решительно изменили наше историческое ощущение неизменяемости „природы“. Если традиционный взгляд предполагал, что „природа“ означает „судьбу“, а „воспитание“ – „свободу“, роли теперь, кажется, сменились. <…> У нас лучше получалось контролировать первое [то есть гены], чем второе [то есть среду] – не только в качестве долгосрочной цели, но и в ближайшей перспективе».

В 1969-м, накануне десятилетия открытий, генетик Роберт Синсхаймер написал очерк о будущем. Способность синтезировать гены, секвенировать их и манипулировать ими, по его расчетам, должна была открыть «новые горизонты в истории человека»[807]. «Кто-то может усмехнуться и решить[808], что это лишь новая версия старой мечты о совершенстве человека. Это так, да не совсем: здесь есть нечто большее. Старинные мечты о культурном совершенствовании человека всегда резко сдерживались внутренне присущими ему наследуемыми несовершенствами и ограничениями. <…> Теперь же перед нами забрезжил другой путь – возможность легко, осознанно и до неведомых нам сейчас пределов улучшать замечательный продукт двух миллиардов лет эволюции».

Другие ученые, предчувствуя эту биологическую революцию, оценивали ее не столь оптимистично. Как отметил генетик Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн в 1923-м, лишь только удастся укротить силы контроля над генами, «в безопасности уже не будут никакие верования[809], никакие ценности и никакие институции».

«Получить геном»

Охотиться идем, охотиться идем!

Поймаем лиса, в короб уберем,

Ну а потом – отпустим.

Детская песенка XVIII века[810]

Нашей способности читать последовательность[811] собственного генома присущи черты философского парадокса. Может ли разумное существо осмыслить инструкцию, как сделать само себя?

Джон Салстон

Исследователи кораблестроения времен Возрождения часто спорили, какая технология более всего способствовала взрывному развитию трансокеанического мореходства в конце 1400-х и в 1500-х, которое в итоге вылилось в открытие Нового Света. Было ли это обретение возможности строить более крупные корабли – галеоны, каракки и флейты? Или же помогло изобретение новых навигационных приборов – лучшей астролябии, навигационного компаса и предтечей секстанта?

В истории науки, как и технологий, прорывы, по всей видимости, случаются в двух основных формах. Есть сдвиги масштаба, когда принципиальный прорыв – это результат лишь размерного изменения (ракета для полета на Луну, как отметил один инженер, была лишь большим реактивным самолетом, направленным вверх). А есть концептуальные сдвиги, или сдвиги мышления, когда прогресс обеспечивается радикально новой концепцией или идеей. По правде говоря, эти две формы не взаимоисключающие, а взаимоусиливающие. Сдвиги масштаба прокладывают дорогу сдвигам мышления, а те, в свою очередь, требуют сдвигов масштаба. Микроскоп пролил свет на мир, не видимый невооруженным глазом. Были обнаружены клетки и внутриклеточные органеллы, появились вопросы о клеточной анатомии и физиологии. Так сформировалась потребность в более мощных микроскопах, способных прояснить строение и функции субклеточных компонентов.

Между серединой 1970-х и серединой 1980-х генетика пережила множество концептуальных сдвигов – клонирование генов, картирование генов, расщепление генов, генная инженерия, новые способы регуляции работы генов, – но ни одного радикального сдвига масштаба. Целое десятилетие сотни отдельных генов изолировали, секвенировали и клонировали на основании их функциональных характеристик – однако полного каталога генов хотя бы одного клеточного организма[812] не существовало. В принципе, технологию секвенирования целого генома тогда уже разработали, однако громадный масштаб предстоящих усилий сдерживал ученых. В 1977-м, когда Фредерик Сэнгер[813] прочитал геном вируса ΦX 174 из 5386 нуклеотидов, он достиг временной вершины возможностей секвенирования. Человеческий геном содержит[814] 3 095 677 412 нуклеотидных пар[815], что дает сдвиг масштаба в 574 тысячи раз.

Потенциальную пользу полногеномного секвенирования особенно ярко высветила история выделения генов, связанных с болезнями человека. Хотя популярная пресса в начале 1990-х и восторгалась картированием и идентификацией ключевых генов из этой категории, генетики – и пациенты – в частном порядке выражали обеспокоенность неэффективностью и трудоемкостью процесса. Например, в случае болезни Хантингтона потребовалось не менее 25 лет, чтобы продвинуться от одного пациента (матери Нэнси Векслер) к гену (и 121 год, если отсчитывать от первого описания болезни Хантингтоном). Наследственные формы рака груди были известны с древних времен, а самый распространенный ген, связанный с этим заболеванием, BRCA1, выявили только в 1994-м[816]. Даже после разработки новых технологий вроде «прыжков по хромосоме»[817], которую использовали для выделения гена муковисцидоза, обнаружение и картирование генов оставались удручающе долгими. «Нехватки исключительно умных людей[818] среди ищущих у человека те или иные гены не было, – отмечал Джон Салстон, специалист по червям. – Однако они тратили время, теоретизируя на тему, в каких кусках последовательности нужно искать». Салстон боялся, что подход поочередного перебора генов в конце концов заведет в тупик.

Джеймса Уотсона тоже разочаровал темп «генетики отдельного гена». «Но даже учитывая огромную силу[819] методик, основанных на рекомбинантных ДНК, – говорил он, – выделить большинство генов, связанных с заболеваниями, в середине восьмидесятых казалось задачей за пределами человеческих возможностей». Уотсона интересовало всеобъемлющее секвенирование генома человека – прочтение всех трех миллиардов его спаренных оснований, от первого до последнего нуклеотида. Каждый известный ген человека со всеми его кодирующими и регуляторными последовательностями, каждым интроном и экзоном, все длинные промежутки между генами и все белок-кодирующие участки были бы в этом сиквенсе. Эта последовательность могла бы служить шаблоном для характеристики любых генов, которые откроют позже: если бы генетик нашел новый ген, например, повышающий вероятность развития рака груди, он смог бы узнать его точное местоположение и нуклеотидную последовательность, сопоставляя его с уже известным сиквенсом человеческого генома. А еще эта последовательность могла бы быть лекалом «нормальности», помогающим характеризовать аномальные – то есть мутантные – гены: сравнивая тот же связанный с раком груди ген у больных и здоровых женщин, генетик мог бы картировать мутацию, вызывающую болезнь.

Простимулировали тотальное секвенирование человеческого генома два обстоятельства. Подход «один ген за раз» в совершенстве работал с моногенными заболеваниями, такими как муковисцидоз и болезнь Хантингтона. Но человеческие патологии в большинстве своем не возникают из-за изменений одного гена. Они составляют категорию не генных, а скорее геномных болезней: множество участков ДНК, случайным образом разбросанных по геному, определяют риск заболеть. Поэтому нельзя докопаться до сути этих недугов, полагаясь на знания об одном-единственном гене. Их можно понять, диагностировать или прогнозировать, только изучив взаимоотношения между несколькими генами.

Типичное геномное заболевание – это рак. То, что рак – заболевание наследственного материала, известно уже больше века: в 1872 году бразильский офтальмолог Илариу де Гувеа[820] описал историю болезни семьи, в которой редкая опухоль, ретинобластома, упорно, многие поколения поражала глаза. У родственников общими, конечно, могут быть не только гены, но и влияния среды – вредные привычки, плохое питание, неврозы, навязчивости, окружение и поведение, – однако то, что болезнь широко распространялась в пределах отдельных семей, наводило на мысль о ее генетической природе. Де Гувеа предположил, что причиной опухоли был какой-то «наследуемый фактор». За семь лет до этого на другой стороне земного шара неизвестный монах-ботаник по фамилии Мендель опубликовал статью о наследственных факторах гороха – но де Гувеа не читал ее и со словом «ген» знаком не был[821].

Целым веком позже, к концу 1970-х, ученые начали сходиться в неприятном понимании, что разные виды рака возникают из нормальных клеток, накопивших мутации в генах контроля клеточного роста[822]. В норме эти гены действуют как мощные ростовые регуляторы, и рана на коже вовремя сворачивает процесс заживления, не превращаясь в опухоль (если изъясняться языком генетики, гены говорят клеткам в ране, когда начинать размножаться и когда прекращать). В раковых клетках, как уяснили генетики, это общение каким-то образом нарушалось. Запускающие рост гены заклинивало в положении «вкл», а останавливающие – «выкл»; гены, изменяющие метаболизм клетки и ее идентичность, повреждались, так что она просто не могла перестать размножаться.

То, что рак – результат изменений своих же генетических сетей организма – «искаженная версия нас нормальных», как говорил биолог-онколог Харольд Вармус, – страшно тревожило: десятилетиями ученые надеялись, что универсальной причиной рака служит какой-то внешний агент вроде вируса или бактерии, потенциально побеждаемых вакциной или антибиотиком. Тесные отношения между раковыми и нормальными генами выявили главный вызов онкобиологии: как возвращать мутантные гены в их включенные или выключенные состояния, не затрагивая при этом нормальные ростовые процессы? Это было – и до сих пор остается – ключевой целью, вечным двигателем воображения и глубочайшей дилеммой в терапии рака.

Онкогенные изменения в здоровых клетках появляются в основном за счет четырех механизмов. Мутации могут вызывать влияния окружающей среды, включая табачный дым, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, то есть факторы, атакующие ДНК и меняющие ее структуру. Мутации могут возникать из-за спонтанных ошибок при делении клеток (во время каждой репликации ДНК возникает вероятность ошибок копирования: скажем, А может замениться на Т, Г или Ц). Мутантные, предрасполагающие к раку гены могут передаваться от родителей и циркулировать в семьях поколениями, как это происходит в случае с ретинобластомой или наследственными формами рака груди. И наконец, патологические гены могут попасть в клетки с помощью вирусов, профессиональных генных переносчиков и «менял» микромира. Работа всех четырех механизмов приводит к одному и тому же патологическому процессу – неадекватной активации или инактивации генетических путей, контролирующих клеточный цикл, что запускает злокачественное, нерегулируемое деление клеток, характерное для рака.

То, что одно из самых стихийных заболеваний в человеческой истории возникает из-за нарушений в двух самых стихийных биологических процессах, не совпадение: рак сочетает в себе логику и эволюции, и наследственности – это патологическая конвергенция Менделя и Дарвина. Раковые клетки возникают благодаря мутациям, выживанию приспособленных, естественному отбору и размножению. И посредством генов они передают инструкции по злокачественному размножению дочерним клеткам. Таким образом, в начале 1980-х биологи поняли, что рак представляет собой «новый» вид генетического заболевания – результат совместного действия наследственности, эволюции, среды и случайностей.

Но сколько же генов обычно вовлекается в онкогенез у людей? Один ген на каждую разновидность рака? Дюжина? Сотня? В конце 1990-х Берт Фогельштейн, специалист по онкогенетике из Университета Джонса Хопкинса, решил создать всеобъемлющий каталог генов, связанных с различными видами рака у человека. Фогельштейн к тому времени уже выяснил[823], что рак возникает пошагово, в результате накопления в клетке десятков мутаций. Ген за геном клетка «склоняется» к раку: приобретает одну, две, четыре, наконец десятки мутаций, сваливающих ее физиологию в состояние неконтролируемого размножения.

Онкогенетикам эти данные четко говорили о неэффективности подхода «один ген за раз» для понимания, диагностики и лечения рака. Важнейшая особенность рака – его колоссальная генетическая вариабельность: две опухоли, одновременно извлеченные из разных молочных желез одной и той же женщины, могут нести совершенно разные наборы мутаций – и потому вести себя по-разному, расти с разной скоростью и поддаваться разным схемам химиотерапии. Чтобы понять рак, биологам необходимо оценить весь геном перерожденной клетки.

Раз без тотального секвенирования «раковых» геномов – а не отдельных генов – нельзя было понять физиологию и разнообразие опухолей, становилось все очевиднее, что сначала нужно секвенировать нормальный геном. «Обычный» человеческий геном стал бы ориентиром для оценки ракового, ведь мутацию можно описать только в сравнении с геном нормальным, «дикого типа». Без такого лекала нормальности нельзя было даже надеяться на вскрытие принципов биологии рака.

Как и в случае рака, выяснилось, что в развитие наследственных психических заболеваний вовлекаются десятки генов. Шизофрения, в частности, всколыхнула внимание общественности в 1984-м, когда одним июльским днем в Сан-Диего[824] склонный к параноидным галлюцинациям Джеймс Хьюберти заехал в «Макдоналдс» и застрелил 21 человека. За день до расправы Хьюберти оставил работнику регистратуры психиатрической клиники отчаянное сообщение с мольбой о помощи и несколько часов ждал у телефона ответного звонка. Ему так и не перезвонили: регистратор по ошибке записал его фамилию как «Шуберти» и не утрудился зафиксировать его номер[825]. На следующий день, все еще в тумане паранойи, он вышел из дома с заряженным полуавтоматическим пистолетом, завернутым в клетчатый плед, сказав своей дочери, что «идет охотиться на людей»[826].

Катастрофа с Хьюберти случилась через семь месяцев после того, как Национальная академия наук США опубликовала результаты огромного исследования, однозначно связавшие шизофрению с генетическими причинами. С помощью близнецового метода, впервые примененного Гальтоном в 1890-х, а затем нацистскими генетиками в 1940-х, исследователи НАН показали, что у однояйцевых[827], то есть генетически почти идентичных, близнецов конкордантность по шизофрении была удивительно высока – 30–40 %. В более раннем исследовании, которое генетик Ирвинг Готтесман опубликовал[828] в 1982-м, обнаружили еще более неожиданную, в 40–60 %, корреляцию между идентичными близнецами. Если у одного однояйцевого близнеца диагностировали шизофрению, риск ее развития у второго превышал в 50 раз общепопуляционный уровень. У идентичных близнецов с самой тяжелой формой[829] шизофрении Готтесман выявил коэффициент конкордантности 75–90 %: почти у каждого однояйцевого близнеца с тяжелейшей шизофренией, получается, был близнец с такой же болезнью. Такая высокая конкордантность свидетельствовала о сильном влиянии генетических факторов на развитие болезни. Но примечательно, что в исследованиях и Академии наук, и Готтесмана конкордантность резко падала у разнояйцевых близнецов (примерно до 10 %).

Такой характер наследования дает генетику важные подсказки для уточнения генетической основы заболевания. Предположим, шизофрению вызывает одна доминантная высокопенетрантная мутация в одном гене. Если один из идентичных близнецов унаследует такой мутантный ген, то и у другого он точно будет. У обоих проявится болезнь, и конкордантность приблизится к 100 %. Неидентичные близнецы и просто сиблинги унаследуют этот ген приблизительно в половине случаев, и конкордантность в паре упадет до 50 %.

А теперь предположим, что шизофрения – это не одна болезнь, а семейство заболеваний. Представим, что когнитивный аппарат мозга – сложный механический двигатель, состоящий из коленчатого вала, блока цилиндров и десятков более мелких поршней и подшипников для регуляции и точной настройки его работы. Если ломаются коленвал с цилиндрами, то весь «когнитивный двигатель» выходит из строя. Это аналогично тяжелой форме шизофрении: комбинация нескольких высокопенетрантных мутаций в генах, контролирующих взаимодействие и развитие нейронов, может вызвать поломку коленвала и цилиндров, что приведет к тяжелым умственным нарушениям. Так как однояйцевые близнецы наследуют одинаковые геномы, оба точно получат мутации в генах коленвала и блока цилиндров. И раз эти мутации вызывают симптомы с высокой вероятностью, конкордантность у однояйцевых близнецов все равно будет стремиться к 100 %.

Теперь представим, что в умственном двигателе ломаются несколько подшипников, свечей зажигания и какой-нибудь поршень. В этом случае двигатель выйдет из строя не полностью; он будет рокотать и сипеть, а степень ухудшения его работы будет больше зависеть от обстоятельств: проблема усугубится, например, зимой. Это соответствует более мягкому варианту шизофрении, когда неполадки вызываются комбинацией низкопенетрантных мутаций в генах подшипников, поршней и свечей, более тонко регулирующих работу когнитивного двигателя. В этом случае оба однояйцевых близнеца одинаково унаследуют, скажем, все пять мутаций в таких генах, но из-за их неполной пенетрантности и высокой ситуативности триггеров конкордантность в паре идентичных близнецов может упасть до 30–50 %. У разнояйцевых близнецов и сиблингов общими окажутся лишь некоторые из этих мутаций. Законы Менделя гарантируют нижайшую вероятность «пакетного» наследования двумя сиблингами всех пяти генных вариантов. Значит, конкордантность в таких парах упадет еще резче – до 5–10 %.

Последний тип наследования наблюдается в случае шизофрении чаще всего. Тот факт, что конкордантность у однояйцевых близнецов достигает всего 50 %, то есть оба из одной пары заболевают только в половине случаев, явно указывает на необходимость других триггеров (факторов среды или случайных событий) для переключения режима предрасположенности в режим болезни. Но если ребенок пациента с шизофренией сразу после рождения попадет в семью, где шизофрении нет, у него в любом случае с вероятностью 15–20 % разовьется болезнь. Этот риск где-то в 20 раз превышает средний по популяции, показывая, что генетические факторы могут быть очень сильными и действовать независимо, несмотря на огромные различия в условиях жизни. Подобные закономерности наследования решительно свидетельствуют в пользу того, что шизофрения – комплексное, полигенное заболевание, в развитие которого вовлечены многочисленные гены и их варианты, факторы среды и случайные триггеры. Поэтому, как и в ситуации с раком и другими полигенными недугами, исследовательский подход «ген за геном» едва ли может раскрыть механизмы шизофрении.

Народные тревоги по поводу генов[830], психических заболеваний и преступности усилились летом 1985 года после публикации провокационной книги «Преступность и человеческая природа» (Crime and Human Nature: The Definitive Study of the Causes of Crime), написанной политологом Джеймсом К. Уилсоном и бихевиористом Ричардом Херрнштейном. Авторы выражали мнение, что определенные разновидности психических болезней – в частности, шизофрения в ее самой агрессивной, разрушительной форме – особенно распространены среди преступников, вероятно, генетически обусловлены и, возможно, служат причиной преступного поведения. Заметный генетический компонент есть и у склонностей к зависимостям и насилию. Эта гипотеза овладела народным воображением. В послевоенной академической криминологии господствовали «средовые» теории преступности, утверждающие, что люди становятся преступниками из-за дурных влияний: «плохие друзья, плохие соседи[831], ярлык плохого человека». Уилсон и Херрнштейн учитывали эти факторы, но добавили к ним наиболее спорный, четвертый – «плохие гены». Не почва была заражена, полагали они, но семя. «Преступность и человеческая природа» превратилась в крупный медиафеномен: 20 ведущих новостных изданий, среди которых были New York Times, Newsweek и Science, публиковали отрывки из книги и писали рецензии. Time даже усилила ее главный посыл заголовком «Преступниками не становятся, а рождаются?» Подзаголовок в Newsweek был еще резче: «Преступников рожают и воспитывают».

На книгу Уилсона и Херрнштейна обрушился шквал критики. Даже убежденные сторонники генетической теории возникновения шизофрении вынуждены были признать, что этиология болезни по большей части неизвестна, что влияния среды играют важную инициирующую роль (отсюда и не 100-процентная, а 50-процентная конкордантность у однояйцевых близнецов) и что чаще всего шизофреники живут в ужасающей тени своего заболевания, но никак не связаны с преступностью.

Однако публику, обуреваемую в 1980-х беспокойством по поводу насилия и преступности, страшно прельщала мысль о том, что человеческий геном может содержать ответы на вопросы не только о заболеваниях организма, но и о социальных недугах вроде морального разложения и девиантного поведения, склонности к насилию, извращениям, алкоголизму и другим зависимостям. В интервью газете Baltimore Sun один нейрохирург задавался вопросом, можно ли «предрасположенных к преступности» людей (таких как Хьюберти) выявлять, изолировать и лечить до того, как они что-то совершат – то есть проводить генетическое профилирование потенциальных преступников. Один психиатрический генетик так прокомментировал влияние, которое установление таких генов может оказать на общественную дискуссию вокруг преступности, ответственности и наказания: «Связь [с генетикой] вполне очевидна. <…> Наивно было бы не полагать, что одним из аспектов [излечения от преступности] будет биологический».

На таком грандиозном фоне шумихи и ожиданий первые обсуждения подходов к секвенированию человеческого генома казались в высшей степени обескураживающими. Летом 1984-го Чарльз Делизи, научный управляющий из Министерства энергетики США, провел совещание экспертов с целью оценить техническую осуществимость секвенирования генома человека. С начала 1980-х исследователи министерства изучали воздействие радиации на человеческие гены. Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945-м облучили сотни тысяч японских граждан разными дозами радиации. Среди тех людей были 12 тысяч детей, которые дожили до 1980-х, и им тогда уже исполнилось по 40–50 лет. Сколько же мутаций накопилось у этих детей, в каких генах и за какое время? Так как вызванные радиацией мутации, скорее всего, были случайным образом рассыпаны по геному, их поиск «ген за геном» не дал бы результата. В декабре 1984-го ученых созвали снова[832] – на сей раз чтобы оценить, можно ли прибегнуть к полногеномному секвенированию для выявления генетических изменений у облученных детей. Совещание проходило в штате Юта, в Альте – том же горном городке, где у Ботштейна и Дэвиса зародилась идея картировать гены человека, ориентируясь на сцепление и полиморфизмы.

На первый взгляд, встреча в Альте с треском провалилась. Ученые поняли, что доступные тогда технологии секвенирования даже близко не позволяли картировать мутации в человеческом геноме. Однако это совещание стало критически важной платформой для старта серьезных обсуждений полногеномного секвенирования. За ним последовала целая вереница встреч по этой теме: в мае 1985-го – в Санта-Крузе, в марте 1986-го – в Санта-Фе, а поздним летом того же года Джеймс Уотсон созвал в Колд-Спринг-Харбор, пожалуй, один из определяющих симпозиумов, дав ему амбициозное название «Молекулярная биология Homo sapiens». Как когда-то в Асиломаре, безмятежность кампуса, расположенного на пологих холмах, вырастающих прямо из кристально чистых вод тихой бухты, сильно контрастировала с кипучей энергией научных дискуссий.

На встрече обсуждали множество новых исследований, благодаря которым полное секвенирование генома внезапно показалось технически достижимым. Основной технологический прорыв совершил[833], пожалуй, Кэри Муллис – биохимик, изучавший репликацию ДНК. Чтобы секвенировать гены, критически важно располагать достаточным количеством исходного материала, то есть ДНК. Одну бактериальную клетку можно размножить до сотен миллионов и покрыть таким образом потребность в бактериальной ДНК для секвенирования. Но вот вырастить сотни миллионов человеческих клеток сложно. Муллис открыл гениальный способ сократить путь. С помощью ДНК-полимеразы он произвел копию человеческого гена в пробирке, затем на основе гена и его копии построил новые копии и многократно, десятки раз, повторил этот процесс. В каждом цикле копирования ДНК преумножалась – амплифицировалась, – что вело к экспоненциальному росту числа копий, то есть «урожая» гена. Этот метод в итоге получил название «полимеразная цепная реакция» (ПЦР) и стал ключевым для проекта «Геном человека»[834].

Перешедший в стан биологов математик Эрик Ландер рассказал аудитории о новых математических методах поиска генов, ассоциированных со сложными, полигенными болезнями. Лерой Худ из Калтеха описал полуавтоматическое устройство, способное ускорить секвенирование по методу Сэнгера в 10–20 раз.

Ранее Уолтер Гилберт, пионер секвенирования ДНК, подготовил на скорую руку расчет необходимых затрат и количества персонала. По его оценке, прочтение всех 3 миллиардов нуклеотидных пар[835] человеческой ДНК заняло бы около 50 тысяч человеко-лет и стоило бы чуть больше 3 миллиардов долларов – грубо говоря, по доллару за пару. Пока Гилберт со свойственным ему щегольством шагал к доске, чтобы записать это число, в аудитории разгорелся жаркий спор. «Число Гилберта» – которое, кстати, окажется поразительно точным – перевело геномный проект в осязаемую реальность. И действительно, объективно стоимость проекта не была так уж высока: программа «Аполлон» на своем пике задействовала почти 400 тысяч человек и суммарно обошлась где-то в 100 миллиардов долларов. Если Гилберт не ошибался, геном человека можно было прочитать меньше чем за тридцатую часть стоимости высадки на Луну. Как потом шутил Сидней Бреннер, секвенирование человеческого генома в конце концов может ограничиться не стоимостью технологии, а лишь суровым однообразием труда. Он предлагал рассмотреть возможность распределения работы по секвенированию между осужденными преступниками – в качестве наказания: 1 миллион нуклеотидов – за грабеж, 2 миллиона – за причинение смерти, 10 миллионов – за умышленное убийство.

Когда на залив опустились сумерки, Уотсон завел разговор с несколькими учеными о разворачивающемся в его жизни кризисе. В ночь перед одной из конференций, 27 мая, его 15-летний сын Руфус Уотсон сбежал из психиатрической лечебницы в Уайт-Плейнс. Позже его нашли бродящим по лесу возле железнодорожных путей и отправили обратно в клинику. Несколькими месяцами ранее Руфус пытался разбить окно во Всемирном торговом центре, чтобы выпрыгнуть из здания. Ему поставили диагноз «шизофрения». Уотсону, глубоко убежденному в генетической основе болезни, проект «Геном человека» однозначно пришелся ко двору – буквально. Тогда не было ни животных моделей шизофрении, ни информации о тесно связанных с ней полиморфизмах, которая позволила бы генетикам выследить соответствующие гены. «Единственный способ подарить Руфусу жизнь[836] состоял в том, чтобы понять, почему он был болен. А единственным способом, которым мы могли это сделать, было получить геном».

Но какой геном нужно было «получать»? Некоторые ученые, включая Салстона, ратовали за поэтапный подход: начинать с простых организмов вроде пекарских дрожжей (или червей, или мух) и затем двигаться вверх по лестнице сложности и размера к геному человека. Другие, включая Уотсона, хотели перескочить через все ступени прямо к нему. После продолжительных дебатов ученые достигли компромисса. Секвенирование геномов простых организмов начнется в первую очередь. Эти работы будут носить названия соответствующих организмов: проект «Геном червя», проект «Геном дрозофилы», – и они помогут точнее настроить технологию секвенирования. Параллельно продолжится секвенирование генов человека. Уроки, усвоенные в ходе прочтения простых геномов, пойдут на пользу секвенированию гораздо более крупного и сложного генома человека. Это беспрецедентное по масштабу начинание – всеобъемлющее секвенирование человеческого генома – получило название «Геном человека».

Тем временем Национальные институты здоровья (НИЗ) и Министерство энергетики (МЭ) боролись за контроль над проектом «Геном человека». К 1989 году после нескольких слушаний[837] в Конгрессе США удалось достичь второго компромисса: НИЗ выступят официальным «ведущим агентством», а МЭ будет финансировать проект и вести стратегическое управление. Уотсона избрали руководителем проекта. В скором времени к инициативе подключились организации-партнеры из других стран – Британский совет по медицинским исследованиям и фонд Wellcome Trust, – а затем и научные коллективы из Франции, Японии, Китая, Германии.

В январе 1989-го в конференц-зале[838] Здания 31 на отшибе кампуса НИЗ в Бетесде собрался совет из 12 экспертов. Председательствовал на совете Нортон Зиндер, генетик, который участвовал в разработке проекта Асиломарского моратория. «Сегодня мы начинаем, – провозгласил Зиндер. – Мы запускаем нескончаемое исследование[839] биологии человека. Во что бы оно ни вылилось, это будет настоящее приключение, устремление, которому нет цены. И когда закончим мы, кто-то другой сядет и скажет: „Время начинать“».

28 января 1983 года[840], накануне запуска проекта «Геном человека», Кэрри Бак скончалась в доме престарелых в Уэйнсборо, штат Пенсильвания. Ей было 76: ее рождение и смерть обрамляли почти век истории гена. Поколение Бак стало свидетелем научного возрождения генетики, ее вторжения в общественный дискурс, ее перерождения в социальную инженерию и евгенику и ее послевоенного перехода в центральную тему «новой» биологии. Этому поколению довелось во всей полноте наблюдать влияние генетики на человеческую физиологию и патологию, ее мощнейшую способность объяснять сущность заболеваний и ее неизбежное пересечение с вопросами судьбы, идентичности и выбора. Кэрри была одной из первых жертв искаженного понимания новой мощной науки. И она наблюдала, как эта наука меняла наше понимание медицины, культуры и общества.

Но что насчет ее «генетической имбецильности»? В 1930-м, через три года после одобренной Верховным судом стерилизации Кэрри Бак, ее выпустили из вирджинской колонии для эпилептиков и умственно отсталых и отправили работать с семьей в округ Блэнд того же штата. Ее единственная дочь Вивиан Доббс[841] – ребенок, которого обследовали по решению суда и объявили имбецилом, – умерла от воспаления кишечника в 1932-м. В свои восемь с небольшим Вивиан довольно хорошо училась. В первом классе ей ставили пятерки и четверки по поведению и правописанию, но тройки по математике (этот предмет всегда давался ей с трудом). В апреле 1931-го ее имя поместили на доску почета. Из сохранившихся школьных ведомостей следовало, что она была веселым, приятным, беззаботным ребенком с успеваемостью не лучше и не хуже, чем у сверстников. Ничего в биографии Вивиан даже отдаленно не намекало на унаследованную имбецильность и предрасположенность к психическим заболеваниям – диагноз, который решил судьбу Кэрри Бак в суде.

Географы

Так карту Африки пустынной[842]

Географ сделает картиной,

Рисуя пальмы и слонов

За неименьем городов.

Джонатан Свифт,

«О поэзии. Рапсодия»[843]

Проект «Геном человека», вроде бы одно[844] из самых благородных начинаний человечества, все больше и больше напоминает борьбу в грязи.

Джастин Гиллис,

2000

Справедливости ради следует сказать, что первый сюрприз проекту «Геном человека» преподнесли вовсе не гены. В 1989 году, пока Уотсон, Зиндер и их коллеги готовились к запуску проекта, малоизвестный нейробиолог из НИЗ Крейг Вентер предложил[845] способ ускорения геномного секвенирования.

Задиристый и целеустремленный, поначалу не слишком усидчивый студент со средней успеваемостью, заядлый серфингист и мореход, участник войны во Вьетнаме[846], Вентер обладал способностью с головой уходить в незнакомые проекты. Он был подкован в нейробиологии и большую часть своей научной жизни изучал адреналин. В середине 1980-х, работая в НИЗ, Вентер заинтересовался секвенированием генов, которые экспрессировались в мозге человека. В 1986-м он услышал о быстром секвенаторе[847] Лероя Худа и спешно купил одну из первых его моделей для своей лаборатории. Когда прибор доставили, Вентер нарек его «мое будущее в ящике»[848]. У него были умелые руки инженера и присущая биохимикам любовь к смешиванию растворов. За несколько месяцев он стал экспертом в быстром чтении генома с помощью полуавтоматического секвенатора.

Вентеровская стратегия геномного секвенирования основывалась на радикальном упрощении. Хотя человеческий геном, конечно же, содержит гены, огромная его часть их лишена. Протяженные участки между генами, которые называют межгенной ДНК, чем-то напоминают длинные трассы между канадскими городами. И, как продемонстрировали Филлип Шарп и Ричард Робертс, даже белок-кодирующие зоны самих генов разделены на отрезки длинными «прокладками», интронами.

Межгенная ДНК и интроны – промежутки и «прокладки» – не кодируют никакой информации о белках. Однако эти отрезки могут содержать информацию, позволяющую регулировать и координировать экспрессию генов во времени и пространстве. Иными словами, часть из них кодирует прилагающиеся к генам «кнопки» включения и выключения[849]. Другая же часть не кодирует ни одной известной функции. Устройство человеческого генома, таким образом, можно сравнить с предложением:

Это…… ст…… рукт…… ура……, ва…… шего……. (……. ген……. ома…….)…….

Слова здесь соответствуют генам, многоточия – промежуткам между генами и интронам внутри генов, а редкие запятые и скобки – регуляторным последовательностям.

Придуманный Вентером способ «срезать путь» заключался в том, чтобы игнорировать в геноме человека все эти промежутки и «прокладки»[850]. Межгенная ДНК и интроны не несут информации о белках, рассуждал он, так почему бы не сфокусироваться на «активных», белок-кодирующих участках? Но в надежде срезать путь еще сильнее он предположил, что анализировать эти активные участки можно еще быстрее, если секвенировать лишь какие-то фрагменты генов. Убежденный в эффективности фрагментарного подхода, Вентер начал секвенировать сотни таких кусочков ДНК из мозговой ткани.

Если продолжить наше сопоставление генома с предложением, то получится, что Вентер решил найти обрывки слов – ст, шего и ген – в человеческом геноме. Он понимал, что таким способом может и не узнать содержание всего предложения, однако у него был шанс выудить из обломков достаточно данных, чтобы разобраться в ключевых элементах человеческих генов.

Уотсон пребывал в смятении. «Фрагментарная» стратегия Вентера была, без сомнений, быстрее и дешевле, но многие генетики считали ее неряшливой и неполноценной, так как она давала лишь отрывочную информацию о геноме[851]. Конфликт усилился из-за необычного события. Летом 1991 года, когда группа Вентера начала получать сиквенсы генных фрагментов, выделенных из мозга, бюро трансфера технологий НИЗ связалось с Вентером[852] по поводу патентования фрагментов новых генов. Уотсон увидел в этом обескураживающий диссонанс: получалось так, будто одна часть НИЗ теперь добивалась исключительных прав на ту же информацию, которую другая часть пыталась добыть и сделать общедоступной.

Но по какой такой логике гены – или в случае Вентера «активные» фрагменты генов – можно было патентовать? Помнится, в Стэнфорде Бойер и Коэн запатентовали метод рекомбинации частей ДНК для создания генетических химер. Genentech запатентовала процесс генно-инженерного получения белков, таких как инсулин, в бактериях. В 1984-м Amgen подала заявку[853] на патентную защиту синтеза с помощью рекомбинантной ДНК эритропоэтина – гормона, стимулирующего кроветворение. Но даже тот патент при внимательном прочтении включал схему наработки и выделения конкретного белка с конкретной функцией. Никто никогда не патентовал ген или любую другую часть генетической информации сами по себе. Разве ген человека не такая же часть тела, как нос или левая рука, и потому в принципе непатентуем? Или открытие новой генетической информации было настолько неординарным, что заслуживало права собственности и патентной защиты? Салстон, к примеру, категорически отвергал идею генных патентов. «Патенты (по крайней мере, как я считал)[854] придуманы для защиты изобретений, – писал он. – В обнаружении [генных фрагментов] не прослеживается никакого „изобретения“, так как же их можно патентовать?» Другой исследователь презрительно писал: «Это поспешный и грязный захват земель»[855].

Дискуссии вокруг генных патентов Вентера накалились еще сильнее из-за того, что фрагменты секвенировали беспорядочно, не привязывая никаких функций к большинству из попадавшихся генов. Поскольку подход Вентера часто приводил к обрывочному секвенированию генов, общий характер информации неминуемо искажался. Иногда фрагменты оказывались достаточно длинными, чтобы можно было вычислить функции гена, но чаще понять назначение обрывков было невозможно. «Могли бы вы запатентовать слона[856], описав его хвост? А как насчет патентования слона по описанию трех разрозненных частей его хвоста?» – аргументировал свою позицию Эрик Ландер. На слушании в Конгрессе, посвященном геномному проекту, Уотсон разразился негодованием, заявив, что «практически любая обезьяна» могла бы генерировать такие фрагменты. Английский генетик Уолтер Бодмер предупредил[857], что если американцы зарегистрируют патенты на вентеровские фрагменты генов, то британцы начнут конкурирующий патентный процесс. За какие-то недели геном будет полностью «балканизирован» – нарезан на тысячи колоний под американскими, британскими и немецкими флагами.

10 июня 1992 года, сытый по горло бесконечными препирательствами, Вентер покинул НИЗ и вплотную занялся организацией собственного частного института, ориентированного на секвенирование. Сначала он назвал его Институтом исследований генома (Institute for Genome Research), но остроумно подметил изъян в аббревиатуре, которая произносилась бы близко к IGoR, вызывая досадные ассоциации с косоглазым готическим персонажем фильмов о Франкенштейне. Вентер переименовал свое детище в Институт геномных исследований[858] (The Institute for Genomic Research, то есть TIGR) [859].

На страницах прессы – или как минимум научных статей – TIGR выглядел феноменально успешным. Вентер сотрудничал со светилами науки вроде Берта Фогельштейна и Кена Кинцлера в поисках новых генов, связанных с раком. Но что еще важнее, Вентер продолжал штурмовать технологические рубежи в секвенировании геномов. Он оказался не только исключительно чувствительным к критике, но и исключительно отзывчивым на нее: уже в 1993-м он расширил свои методические притязания до секвенирования целых генов и геномов. Работая с новым союзником, микробиологом[860] и нобелевским лауреатом Хамилтоном Смитом, Вентер решил секвенировать целый геном бактерии Haemophilus influenzae (гемофильной палочки), вызывающей у человека смертельные пневмонии.

Стратегия Вентера заключалась в расширении «фрагментарного» подхода, который он применял к работающим в мозге генам, – но с важным изменением. Теперь он собирался дробить бактериальный геном на миллионы частей, разрезая его во множестве случайных мест. Затем он должен был вразнобой секвенировать сотни тысяч из полученных фрагментов и, ориентируясь потом по перекрывающимся участкам, собрать все фрагменты в единый прочитанный геном. Возвращаясь к нашей аналогии с предложением, нужно было составить слово из следующих фрагментов: стру, укту, ура, трукт, тура. Компьютер мог бы, используя перекрывающиеся части, собрать слово целиком: структура.

Решение вопроса, таким образом, зависело от присутствия перекрывающихся последовательностей: если бы перекрытия не было или какой-то фрагмент выпал, собрать правильное слово не удалось бы. Но Вентер был уверен в том, что с помощью этого подхода сможет раздробить и пересобрать бо́льшую часть генома. Это была стратегия Шалтая-Болтая: вся королевская рать должна собрать пазл, воссоединив части разбитого целого. Эту технику чтения геномов, названную методом дробовика, Фредерик Сэнгер, изобретатель секвенирования, применил еще в 1980-х, но атака Вентера на геном Haemophilus стала самым амбициозным примером применения этого метода в его истории.

Вентер и Смит запустили проект по чтению генома гемофильной палочки зимой 1993 года. К июлю 1995-го они его завершили. «Перед публикацией финальной [статьи] нам понадобилось написать[861] 40 черновиков, – позже отмечал Вентер. – Мы знали, что статья станет исторической, и я настаивал на ее максимальном приближении к совершенству».

Это было чудо: генетик из Стэнфорда Люси Шапиро описывала, как сотрудники ее лаборатории не спали всю ночь, читая геном гемофильной палочки и «испытывая трепет от первого знакомства[862] с полным генетическим содержанием живого организма». Там были гены для производства энергии, гены для построения белков клеточной оболочки, гены для выработки прочих белков, для регуляции питания, для ускользания от иммунной системы… Сам Сэнгер написал Вентеру, обозначив эту работу «великолепной».

Пока Вентер секвенировал бактериальные геномы в TIGR, в проекте «Геном человека» происходили радикальные внутренние перемены. В 1993-м после череды ссор с главой НИЗ Уотсон покинул пост директора проекта. Его немедленно заменил Фрэнсис Коллинз, генетик из Мичигана, известный клонированием гена муковисцидоза в 1989-м.

Если бы геномный проект не нашел Коллинза в 1993-м, то был бы вынужден его изобрести: Коллинз, можно сказать, сверхъестественно подходил для решения специфических задач этой инициативы. Образцовый христианин из Вирджинии, умелый коммуникатор и администратор, первоклассный ученый, Коллинз был сдержанным, предусмотрительным и дипломатичным. Если Вентер напоминал маленькую яхту, яростно рассекающую волны наперекор ветрам, то Коллинз походил на трансокеанский лайнер, почти не замечающий бурление вокруг. В начале 1995-го, когда TIGR, рыча, несся вперед по геномному проекту Haemophilus, проект «Геном человека» сконцентрировал свои усилия на оттачивании основных технологий секвенирования. В противоположность стратегии TIGR, предполагавшей дробление генома на мелкие фрагменты, их клонирование, секвенирование случайно выбранных фрагментов из библиотеки клонов и пересборку последовательности в самом конце, подход «Генома человека» выглядел более упорядоченным: первым делом составление из фрагментов генома физической карты («кто за кем стоит») – с учетом идентичности и перекрываний фрагментов из клоновой библиотеки, – а затем уже последовательное секвенирование клонов.

Для ранних лидеров проекта «Геном человека» сборка «клон за клоном» была единственной осмысленной стратегией. Эрик Ландер, переквалифицировавшийся в биолога из математика и уже ставший экспертом по секвенированию, не принимал метод дробовика на уровне эстетического отвращения и благоволил идее полногеномного секвенирования отрезок за отрезком, которое напоминало ему решение алгебраической задачи. Его беспокоило, что следование стратегии Вентера неизбежно оставит в геноме пробелы. «Что будет, если вы возьмете слово[863], разобьете его на части, перемешаете их и попытаетесь восстановить слово? – спрашивал Ландер. – Это может получиться, если удастся найти каждую часть и все части будут перекрываться друг с другом. Но что, если некоторых букв будет недоставать?» Есть вероятность, что составленное из доступных букв слово по смыслу окажется даже противоположным исходному: что, если вы найдете только .лубок……. в слове глубокомыслие?

Участники международного общественного проекта также опасались ложного опьянения «недорезультатом»: если секвенаторы оставят за бортом, скажем, 10 % генома, полную его последовательность можно не узнать никогда. «Настоящим вызовом для проекта[864] „Геном человека“ было не начать секвенирование, а закончить его. <…> Если оставить дыры в геноме, но убедить себя в его завершенности, ни у кого не хватит терпения довести секвенирование до конца. Ученые поаплодируют, отряхнут руки, похлопают друг друга по спине и двинутся дальше. А черновик так и останется черновиком», – говорил потом Ландер.

Подход «клон за клоном» требовал больше денег, более серьезных вложений в инфраструктуру и одной вещи, которой, казалось, сильно не хватало исследователям генома: терпения. В МТИ Ландер собрал внушительную команду молодых ученых – математиков, химиков, инженеров – и группу 20-летних компьютерных хакеров, злоупотреблявших кофеином. Математик Филип Грин из Вашингтонского университета разрабатывал алгоритмы для методичного прочесывания генома. Британская команда, спонсируемая фондом Wellcome Trust, создавала собственные платформы для анализа и сборки последовательностей. Больше десятка групп по всему миру получали и сводили данные.

В мае 1998-го постоянно пребывавший в движении Вентер снова резко повернул против ветра. Хотя успешность работы по секвенированию методом дробовика не вызывала сомнений, Вентер все равно нервничал – из-за организационной структуры TIGR. Институт формально был странным гибридом – некоммерческим учреждением, гнездящимся внутри коммерческой компании под названием Human Genome Sciences[865] (HGS). Вентеру эта матрешкообразная система казалась нелепой, он беспрестанно спорил с руководством HGS и в конце концов решил обрубить свои связи с TIGR. Он основал еще одну компанию, которая должна была полностью сфокусироваться на секвенировании человеческого генома. Вентер назвал ее Celera, сократив слово accelerate[866].

За неделю до переломной встречи по проекту «Геном человека» в Колд-Спринг-Харбор Вентер встретил Коллинза в баре Red Carpet Lounge в вашингтонском аэропорту имени Даллеса. Celera тогда готовилась к беспрецедентному рывку – секвенировать геном человека методом дробовика, как прозаическим тоном объявил Вентер. Компания закупила 200 самых продвинутых секвенаторов и собиралась использовать их на износ, чтобы завершить чтение последовательности в рекордное время. Вентер согласился сделать большую часть информации общедоступной – но с угрожающей оговоркой: Celera будет стремиться к патентованию 300 важнейших генов, которые могут служить терапевтическими мишенями при таких болезнях, как рак груди, шизофрения и диабет. Он назвал крайне амбициозные сроки: Celera надеялась собрать полный геном человека к 2001 году, на четыре года раньше прогнозируемого дедлайна проекта «Геном человека», который оплачивался из бюджетов государств и общественных фондов. Вентер резко встал и улетел ближайшим рейсом в Калифорнию.

Подстегнутый к действию, Wellcome Trust удвоил финансирование общественного геномного проекта. Конгресс открыл шлюзы федерального финансирования, направив 60 миллионов долларов в виде грантов на секвенирование семи американским организациям. Мэйнард Олсон и Роберт Уотерстон выступили в роли стратегических руководителей и координаторов проекта и давали важнейшие советы по продолжению систематической сборки генома.

В декабре 1998 года триумфально[867] завершился проект «Геном червя». Джон Салстон, Роберт Уотерстон и другие исследователи, работавшие над проектом, объявили новость, что геном круглого червя C. elegans полностью прочитан с помощью подхода «клон за клоном» – того самого, что предпочли и для «Генома человека».

Если геном Haemophilus в 1995-м чуть не заставил генетиков пасть на колени от изумления, то геном червя – первая полная последовательность ДНК многоклеточного организма – уж точно заслуживал преклонения. Черви устроены гораздо сложнее гемофильной палочки и гораздо больше похожи на людей. У них есть рты, кишки, мышцы, нервная система – и даже простейшие мозги. Они двигаются, чего-то касаются, чувствуют. Они отворачивают голову от болевых раздражителей. Они общаются. Может быть, они ощущают что-то вроде червячной тревоги, когда у них заканчивается еда. Вероятно, они чувствуют мимолетный импульс удовольствия, когда спариваются.

У C. elegans обнаружили 18 891 белок-кодирующий ген[868], [869], и для 36 % их продуктов нашли похожих родственников среди белков человеческих. Примерно у 10 тысяч прочих генов не выявили никакого сходства с известными человеческими генами: либо они были уникальными для червей, либо, что гораздо вероятнее, служили ярким напоминанием о том, как мало мы знаем о собственных генах (и действительно, для многих из них позже найдут человеческие ортологи). Примечательно, что только 10 % генов червя были подобны каким-то бактериальным генам. Иными словами, 90 % генома нематоды были посвящены уникальным усложнениям строения организма, и это в очередной раз демонстрировало взрывное появление эволюционных новшеств, вылепивших многоклеточных созданий из одноклеточных предков несколько миллионов лет назад.

Как и в случае с генами человека, у одного гена червя может быть множество функций. К примеру, ген под названием ceh-13 управляет[870] положением клеток в развивающейся нервной системе, позволяет клеткам мигрировать к переднему концу тела и обеспечивает правильное формирование вульвы. И наоборот, одну функцию могут контролировать комбинации генов: так, рот у червей формируется за счет координированной работы множества генов.

Открытие 10 тысяч новых белков с более чем 10 тысячами новых функций в полной мере обосновало бы новизну проекта – но все же самой удивительной чертой генома червя были не белок-кодирующие гены, а число генов, создающих не транслируемые в белки РНК-сообщения. Эти гены, названные некодирующими (поскольку они не кодируют белки), были разбросаны по геному, но все же имели склонность группироваться на определенных хромосомах. Их были сотни, возможно, тысячи. Функции некоторых некодирующих генов уже знали: например, рибосома, гигантская внутриклеточная машина, создающая белки, содержит специализированные молекулы РНК, которые участвуют в трансляции. Другие некодирующие гены, как выяснилось, кодируют короткие молекулы РНК, микроРНК, которые с поразительной специфичностью регулируют работу генов. Но многие из таких генов были – и остаются – загадочными и плохо описанными. Это даже не темная, а теневая материя генома – видимые генетикам, они умело скрывают от них свои функции.

Но что же тогда такое ген? Для Менделя, открывшего его в 1865-м, это был лишь абстрактный феномен – обособленный наследственный фактор, передающийся неделимым сквозь поколения и определяющий один видимый признак, или фенотип: окраску цветка, например, или текстуру поверхности горошин. Морган и Мёллер углубили эти представления, показав, что гены – это материальные структуры, расположенные на хромосомах. Эвери развил представление о генах, определив химическую природу их материала: генетическую информацию несет ДНК. Уотсон, Крик, Уилкинс и Франклин разгадали ее молекулярную структуру: ДНК представляет собой двойную спираль из двух спаренных по принципу комплементарности цепей.

В 1930-х Бидл и Тейтем поняли механизм действия генов, обнаружив, что те «работают», определяя структуру белка. Бреннер и Жакоб идентифицировали РНК как молекулу-посредника, необходимую для перевода генетической информации на язык белков. Моно и Жакоб дополнили динамическую концепцию гена, показав, что количество молекул этого РНК-посредника можно увеличивать и уменьшать, включая и выключая гены с помощью регуляторных переключателей при каждом гене.

Всеобъемлющее секвенирование генома C. elegans расширило и модифицировало представление о том, что такое ген. Да, ген определяет какую-то функцию в организме, но один ген может отвечать более чем за одну функцию. Ген не обязан предоставлять инструкции по построению белка – он может ограничиться кодированием нетранслируемой РНК. Ген далеко не всегда представлен единым фрагментом ДНК, он может состоять из нескольких частей. К гену прилагаются регуляторные последовательности, но они не обязательно прилегают к нему вплотную.

Полногеномное секвенирование открыло дверь в неизведанную вселенную биологии организмов. По аналогии с бесконечно рекурсивной энциклопедией, в которой статья «Энциклопедия» должна постоянно обновляться, секвенирование генома изменяет наше представление о генах и, следовательно, о самом геноме.

Публикацию генома C. elegans в специальном выпуске[871] журнала Science, на обложке которого красовалась увеличенная с миллиметровых до гигантских размеров нематода, в декабре 1998 года с воодушевлением встретило все научное сообщество. Это стало важнейшим событием в поддержку проекта «Геном человека». Спустя несколько месяцев Ландер уже сообщал о впечатляющем прогрессе: в рамках общественного проекта геном человека прочитан на четверть. В индустриальной зоне близ Кендалл-сквер массачусетского Кембриджа в темном, сухом, склепоподобном складском помещении 125 полуавтоматических секвенаторов[872], похожих на огромные серые ящики, прочитывали каждую секунду около 200 «букв» ДНК (с вирусом, который Сэнгер секвенировал три года, они расправились бы за 25 секунд). Последовательность нуклеотидов целой человеческой хромосомы – 22-й – была полностью собрана и ожидала окончательного подтверждения. В октябре 1999-го проект «Геном человека» преодолел знаменательный рубеж: была прочитана миллиардная нуклеотидная пара[873] – Г/Ц, как выяснилось.

Однако коллектив Celera не намеревался выступать догоняющим в этой «гонке вооружений». Получив финансовые вливания от частных инвесторов, компания удвоила темпы чтения нуклеотидных последовательностей. Почти через девять месяцев после публикации генома червя, 17 сентября 1999 года, в ходе контрнаступления Celera собрала в отеле «Фонтенбло» (Майами-Бич, Флорида) крупную конференцию, посвященную прочтению генома плодовой мушки Drosophila melanogaster. В сотрудничестве с генетиком Джерри Рубином, специалистом по дрозофилам, и группой генетиков из Беркли и Европы команда Вентера собрала геном мушки[874] рекордным 11-месячным рывком – быстрее, чем в любом из предыдущих проектов по секвенированию. По мере того как Вентер, Рубин и Марк Адамс сменяли друг друга на ораторской трибуне, становился ясен масштаб прогресса: за 90 лет, прошедших с начала экспериментов Томаса Моргана с дрозофилами, генетики идентифицировали примерно 2500 генов. То есть геномный набросок, с которым предстояло работать команде Celera, состоял из 2500 генов – и одним махом его нарастили на 10 500 новых. В ту тихую, полную благоговения минуту, которая последовала за выступлениями, Вентер без промедления воткнул нож в спину своих соперников: «О, да, кстати, мы только что начали секвенировать геном человека, и, кажется, технические препятствия будут доставлять нам меньше проблем, чем в случае дрозофилы».

В марте 2000 года Science опубликовал[875] последовательность ДНК дрозофилы в другом спецвыпуске журнала, на обложке которого на этот раз была гравюра 1934 года с изображением самца и самки этой мухи. Даже строжайших критиков секвенирования методом дробовика отрезвили качество и глубина этих данных. Из-за использования этого метода в последовательности осталось несколько приличных пробелов – но основные участки генома дрозофилы удалось прочесть полностью. Сравнение геномов человека, червя и мухи выявило несколько интересных закономерностей. Из 289 человеческих генов[876], которые к тому времени уже связали с болезнями, у 177 – то есть больше чем у 60 %[877] – были «родственники» в геноме дрозофилы. Там не нашли генов серповидноклеточной анемии или гемофилии – у мух нет эритроцитов и тромбообразования, – зато обнаружили ортологи генов, вовлеченных в развитие рака прямой кишки, рака груди, болезни Тея – Сакса, мышечной дистрофии, муковисцидоза, диабета, болезней Альцгеймера и Паркинсона. Различавшиеся четырьмя лапками, двумя крыльями и миллионами лет эволюционной биографии, мухи и люди демонстрировали общие каскады биохимических реакций и сети генетических взаимодействий. Выходит, не на пустом месте Уильям Блейк в 1794-м увидел в мухе себя[878].

Не менее поразительным открытием при анализе генома дрозофилы стал его размер. Точнее, тот пресловутый факт, что размер не имеет значения. Вопреки ожиданиям самых опытных экспертов по дрозофиле, у нее нашли всего 13 601 ген – на 5000 генов меньше, чем у червя. То есть меньше генов понадобилось, чтобы построить больше: всего 13 тысяч генов создали организм, который спаривается, производит потомство, стареет, пьянеет, испытывает боль[879], видит, чувствует запах, вкус, прикосновения и разделяет нашу непреодолимую тягу к спелым фруктам. «Из этого можно сделать вывод, что сложность[880] организма, наблюдаемая [у дрозофилы], не достигается большим числом генов, – отметил Рубин. – Человеческий геном, <…> скорее всего, лишь усиленная версия генома дрозофилы. <…> Добавленные сложные признаки эволюционируют в основном организационно: вопрос сводится к построению новых взаимодействий, необходимость в которых вытекает из разного временного и пространственного разделения весьма похожих компонентов».

Как говорит Ричард Докинз, «все животные, возможно, располагают более или менее похожим репертуаром белков, которые нужно „призывать“ по мере необходимости». Разница между сложным организмом и простым, «между человеком и нематодой[881] не в том, что у людей больше этих базовых деталей устройства, а в том, что люди могут побуждать их к действию по более сложным схемам и в более заковыристом диапазоне мест». Геном дрозофилы показал, что суть, опять же, не в размере судна, а в компоновке его досок, – он сам был той дельфийской лодкой.

В мае 2000 года, когда Celera и «Геном человека» шли ноздря в ноздрю к черновому прочтению человеческого генома, Вентеру позвонил его приятель Ари Патринос из Министерства энергетики. Патринос связывался с Фрэнсисом Коллинзом, чтобы позвать к себе на вечерний бокал вина. Не пожелает ли Вентер присоединиться? Не будет никаких секретарей, советников или журналистов, никаких инвесторов или спонсоров. Беседа будет приватной, выводы – строго конфиденциальными.

Этот звонок Патриноса тщательно планировали несколько недель. Новость о «гонке вооружений» между Celera и проектом «Геном человека» просочилась по политическим каналам в Белый дом. Президент Клинтон с его безотказным чутьем к народным настроениям осознал, что известия о соревновании могли поставить правительство в неловкое положение, особенно если Celera первой объявит победу. Клинтон отправил своим помощникам записку с лаконичной визой на полях: «Исправьте это!»[882] И Патриноса назначили «исправителем».

Неделю спустя Вентер и Коллинз встретились в цокольной комнате отдыха таунхауса Патриноса в Джорджтауне. Атмосфера была ожидаемо холодной. Хозяин дождался небольшой оттепели и деликатно поднял тему встречи: а не рассматривают ли Коллинз и Вентер возможность совместного объявления результатов секвенирования человеческого генома?

И Вентер, и Коллинз пришли морально подготовленными к такому предложению. Вентер обдумал этот вариант и решил принять – но с несколькими оговорками. Он согласился участвовать на территории Белого дома в совместной торжественной церемонии по поводу сборки черновой последовательности генома и опубликовать статьи обеих групп в одном номере Science. Вентер не давал никаких обязательств относительно сроков. Это, как писал потом один журналист, была самая «тщательно срежиссированная ничья».

Эта «подвальная» встреча стала первой[883] в череде приватных встреч Вентера, Коллинза и Патриноса. Следующие три недели Коллинз и Вентер со всеми предосторожностями продумывали общую схему торжественного объявления: президент Клинтон откроет событие, за ним выступит Тони Блэр, а затем сделают доклады Коллинз и Вентер. По сути, Celera и проект «Геном человека» разделят звание победителя в гонке за прочтение человеческого генома. Белый дом немедленно узнал о возможности провести такое мероприятие и поспешил утвердить дату. Вентер и Коллинз вернулись к своим коллективам и договорились сделать совместное заявление 26 июня 2000 года.

В 10:19 утра 26 июня Вентер[884], Коллинз и президент собрались в Белом доме, чтобы объявить о «первом исследовании» человеческого генома большой группе ученых, журналистов и сановников из-за рубежа (на самом деле ни Celera, ни «Геном человека» не закончили сведение последовательностей, но обе группы все-таки решили не откладывать и в качестве символического жеста проанонсировать результат; даже когда Белый дом торжественно обнародовал «первое исследование» генома, научные команды Celera и межгосударственного проекта суматошно стучали по клавиатурам, пытаясь выстроить нуклеотиды в осмысленное целое). Тони Блэр, находившийся в Лондоне, присоединился к собранию по спутниковой связи. Среди публики были Нортон Зиндер, Ричард Робертс, Эрик Ландер и Хамилтон Смит, к ним подошел и Джеймс Уотсон в белоснежном костюме. Клинтон говорил первым и сравнивал карту[885] человеческого генома с картой Северо-Американского континента, созданной Льюисом и Кларком:

Почти два столетия назад в этой комнате, на этом полу Томас Джефферсон и его ближайший помощник развернули удивительную карту – карту, которую в своих молитвах Джефферсон просил увидеть до отбытия в мир иной. <…> Это была карта, определившая контуры и навсегда расширившая границы нашей земли и нашего воображения. Сегодня мир присоединяется к нам здесь, в Восточной комнате, чтобы увидеть карту еще большего значения. Мы собрались, чтобы отпраздновать завершение первого исследования полного генома человека. Несомненно, это самая важная, самая дивная карта, когда-либо созданная человечеством.

Вентер, выступавший последним, не мог удержаться от напоминания аудитории, что эта «карта» появилась на свет в том числе благодаря параллельным усилиям частной экспедиции, возглавляемой частным первопроходцем:

Сегодня в двенадцать тридцать на совместной пресс-конференции с государственным геномным проектом компания Celera Genomics расскажет о первой сборке генетического кода человека, проведенной с помощью метода дробовика. <…> Метод, используемый Celera, определил генетический код пяти индивидов. Мы секвенировали геномы[886] трех женщин и двух мужчин, которые причисляли себя к латиноамериканцам, азиатам, белым или афроамериканцам.

Как и многие другие боевые затишья, хрупкое, добытое ухищрениями перемирие между Вентером и Коллинзом закончилось, едва успев начаться. Конфликт отчасти вращался вокруг старых раздоров. Хотя статус генных патентов Celera все еще был неопределенным, компания решила монетизировать проект по секвенированию, продавая подписки на свою базу данных академическим исследователям и фармацевтическим компаниям (как прозорливо рассуждал Вентер, фармгигантам могут понадобиться последовательности генов для создания новых лекарств – прежде всего препаратов, прицельно действующих на интересующие белки). Но вместе с тем Вентер хотел опубликовать прочитанную Celera последовательность человеческого генома в ведущем научном журнале вроде Science, а это требовало размещения сиквенсов в общедоступной базе (нельзя опубликовать научную статью в открытом ресурсе, одновременно настаивая на сохранении секретности ее основополагающих данных). Уотсон, Ландер и Коллинз в язвительной манере, но совершенно справедливо раскритиковали попытку Celera усидеть на двух стульях – оседлать и коммерческий, и академический миры. «Самым большим моим успехом[887], – говорил Вентер в интервью, – было то, что я умудрился стать ненавистным обоим мирам».

Тем временем проект «Геном человека» испытывал технические затруднения. Секвенировав огромные отрезки человеческого генома с помощью подхода «клон за клоном», проект достиг критической точки: нужно было окончательно собрать все детали пазла. Однако эта задача – вроде бы несложная в теории – в реальности оказалась заковыристой вычислительной проблемой. Существенных кусков последовательности все еще недоставало. Не всякая часть генома поддавалась клонированию и секвенированию, а «склейка» неперекрывающихся фрагментов по сложности превзошла все ожидания и напоминала попытку собрать пазл без деталей, провалившихся в мебельные щели. Ландер призвал на помощь[888] еще одну команду ученых – Дэвида Хаусслера, специалиста по компьютерным наукам из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, и его 40-летнего протеже, программиста Джеймса Кента, переквалифицировавшегося в молекулярные биологи. В неистовом порыве вдохновения Хаусслер убедил университет купить сотню компьютеров, так что Кент мог писать и прогонять десятки тысяч строк кода одновременно, ночью держать запястья во льду, а утром снова кодировать.

Сотрудников Celera проблема сборки генома тоже начинала выводить из себя. Они натыкались на части генома, полные странных повторяющихся последовательностей, напоминавших, по словам Вентера, «большие куски пазла с изображением голубого неба». Биоинформатики, которые отвечали за сборку генома, трудились неделя за неделей, упорядочивая фрагменты ДНК, но полная последовательность никак не складывалась.

В конце осени 2000 года оба проекта близились к завершению – но отношения между группами, напряженные и в лучшие времена, разрушились вовсе. Вентер обвинил государственный проект в «вендетте против Celera». Ландер выражал редакторам Science письменный протест против стратегии Celera, предполагавшей сочетать продажу базы сиквенсов подписчикам и ограничение общественного доступа к отдельным ее частям с публикацией других фрагментов в журнале, – Celera пыталась «обладать геномом и одновременно продавать его». «В истории научных публикаций, начиная[889] с семнадцатого века, – сетовал Ландер, – обнародование данных было неразрывно связано с объявлением открытия. Это основа современной науки. В Средние века можно было сказать „я нашел ответ“ или „я превратил свинец в золото“, объявить об открытии и отказаться показывать результаты. Но сейчас вся суть профессиональных научных журналов – в раскрытии информации об исследовании и авторах».

Что еще хуже, Коллинз и Ландер обвинили Celera в «молекулярном плагиате» – использовании опубликованной «Геномом человека» последовательности в качестве каркаса для сборки собственного сиквенса (Вентер назвал эту идею смехотворной: его компания расшифровала без подобных «каркасов» все прочие геномы). Ландер заявил, что сами по себе данные Celera были не больше чем «геномным винегретом»[890].

Пока Celera дорабатывала финальный вариант своей статьи, ученые исступленно умоляли компанию выложить результаты секвенирования в GenBank, общедоступное хранилище нуклеотидных последовательностей. В конце концов Вентер согласился открыть доступ к данным академическим ученым – однако с некоторыми важными ограничениями. Неудовлетворенные таким компромиссом, Салстон, Ландер и Коллинз решили отправить свою статью в конкурирующий журнал – Nature.

15 и 16 февраля 2001 года консорциум проекта «Геном человека» и компания Celera опубликовали свои статьи в Nature и Science соответственно. Обе работы были огромными, размером почти в два журнала (статья «Генома человека», содержащая 66 тысяч слов, стала самой большой экспериментальной публикацией в истории Nature). Каждая великая научная статья – это беседа с ее собственной историей, и вводные абзацы статьи в Nature были написаны с полным осознанием судьбоносности момента:

Переоткрытие менделевских законов наследственности в первые недели двадцатого века дало стимул научным исканиям, направленным на выяснение природы и содержания генетической информации и двигавшим биологию вперед последнюю сотню лет. Научный прогресс, достигнутый [с тех пор], естественным образом разделился на четыре крупных этапа, примерно соответствующих четвертям века.

На первом этапе установили клеточную основу наследственности – хромосомы. На втором – молекулярную: двойную спираль ДНК. На третьем раскрыли информационную основу наследственности [генетический код], заодно выявив биологический механизм, который позволяет клетке читать генетическую информацию, и изобретя полагающиеся на технологию рекомбинантных ДНК клонирование и секвенирование, которые позволяют ученым делать то же самое.

Секвенирование генома человека, по утверждению авторов, послужило отправной точкой четвертого этапа прогресса генетики, на котором объектами исследований стали уже целые геномы, включая человеческий: началась эра геномики. Одна старинная философская дилемма задается вопросом: может ли умная машина расшифровать инструкцию по использованию самой себя? Полная инструкция для людей была добыта. Теперь дело стало за ее расшифровкой и осознанием.

Книга человека (в 23 томах)

Неужели вот это, собственно, и есть человек? Присмотритесь к нему.

Уильям Шекспир,

«Король Лир», акт III, сцена 4[891]

За горами еще горы.

Гаитянская поговорка

• В ней 3 088 286 401 «буква» ДНК (плюс-минус в зависимости от новых уточнений[892]).

• Если бы ее опубликовали как реальную книгу со стандартным размером шрифта, текст всего из четырех букв – АГЦТТГЦАГГГГ… – растянулся бы на непостижимые 1,5 миллиона страниц, что в 66 раз превышает размеры «Британской энциклопедии».

• Она поделена на 23 пары хромосом – всего 46 – в большинстве клеток тела. У всех человекообразных обезьян, включая гориллу, шимпанзе и орангутана, по 24 пары. В какой-то момент эволюции гоминидов две среднего размера хромосомы у одной из предковых обезьян объединились. Человеческий геном, сердечно попрощавшись с геномом других обезьян несколько миллионов лет назад, постепенно приобретал новые мутации и вариации. Мы потеряли хромосому, но обрели сильно противопоставленный большой палец[893].

• Она кодирует в совокупности 20 687 (или близко к тому) генов[894], [895], – всего на 1796 больше, чем у червей, на 12 тысяч меньше, чем у кукурузы, и на 25 тысяч меньше, чем у риса или пшеницы. Разница между человеком и хлопьями для завтрака – это вопрос не числа генов, а сложности сетей их взаимодействий. Дело не в том, чем мы обладаем, а в том, как мы это используем.

• Она невероятно изобретательна. Она извлекает сложность из простоты. Она управляет активацией или подавлением нужных генов в нужное время и только в нужных клетках, формируя уникальный контекст и круг партнеров для каждого гена во времени и пространстве. Таким образом она создает почти бесконечное разнообразие функций из ограниченного генного репертуара. К тому же она перемешивает и соединяет модули, называемые экзонами, внутри отдельных генов, чтобы выжать из своего репертуара еще больше комбинаций. Обе эти стратегии – регуляция работы генов и их сплайсинг – в человеческом геноме, видимо, используются шире, чем в геномах большинства организмов. Не столько огромное число генов, разнообразие их типов или оригинальность функций, сколько изобретательность нашего генома – залог сложности нашего организма.

• Она динамична. В некоторых клетках она перемешивает собственное содержимое, чтобы создавать новые варианты себя. Клетки иммунной системы секретируют антитела – ракетоподобные белки, конструктивно приспособленные для присоединения к вторгшимся в организм патогенам. Но поскольку патогены постоянно эволюционируют, должны уметь меняться и антитела – эволюционирующий патоген требует эволюционирующего хозяина. Геном совершает такую контрэволюцию путем перестановки своих генетических элементов, достигая ошеломляющего разнообразия (с… тру… кт… ура и ген… ом… а перемешиваются с образованием совершенно нового слова а… к… т). Перестройки генов[896] обеспечивают разнообразие антител. В таких клетках каждый геном способен породить совершенно иные геномы.

• Некоторые ее части на удивление красивы. На огромном по протяженности участке 11-й хромосомы, к примеру, есть перемычка, посвященная исключительно обонянию. Здесь скопление из 155 близкородственных генов кодирует серию белковых рецепторов, работающих профессиональными нюхачами. Каждый рецептор связывается с уникальным участком химического вещества, как ключ с замком, и создает в мозге ощущение характерного запаха – мяты, лимона, тмина, жасмина, ванили, имбиря, перца… Сложная система генетической регуляции гарантирует, что в каждом обонятельном нейроне в носу только один ген обонятельного рецептора выбирается из кластера и экспрессируется, в конечном счете позволяя нам различать тысячи запахов.

• Гены, как ни странно, составляют лишь небольшую ее часть. Поразительно огромная ее доля – 98 % – приходится не на сами гены, а на протяженные отрезки ДНК, которые разбросаны между генами (межгенная ДНК) или внутри генов (интроны). Эти длинные промежутки не кодируют ни РНК, ни белки: они остаются в геноме либо потому, что регулируют экспрессию генов, либо по причинам, которые мы пока не понимаем, либо вовсе без причин (то есть действительно соответствуют понятию «мусорной» ДНК). Если бы геном был линией, протянутой через Атлантический океан между Северной Америкой и Европой, гены казались бы редкими вкраплениями суши в уходящей за горизонт темной водной глади. А вот совокупность этих крапинок, расположенных вплотную друг за другом, не превзошла бы по длине самый большой из Галапагосских остров или токийскую железнодорожную ветку.

• Она пронизана историей. В нее внедрены диковинные фрагменты ДНК – например, происходящие от древних вирусов, – которые геном приютил в далеком прошлом и с тех пор пассивно таскает тысячелетиями. Некоторые из подобных фрагментов когда-то могли активно «прыгать» между генами и даже организмами[897], но теперь они в большинстве своем покалечены и заглушены. Подобно отправленным на покой коммивояжерам, эти кусочки навечно прикованы к нашему геному, неспособные переместиться или уйти. Их гораздо больше, чем генов, из чего вытекает еще одна странность нашего генома: огромная доля генома человека не очень-то и человеческая.

• В ней часто повторяются одни и те же элементы. Назойливая, загадочная последовательность Alu из трех сотен пар нуклеотидов появляется в ней вновь и вновь миллионы раз, хотя ее происхождение и назначение неизвестны.

• В ней проживают огромные «генные семейства» – гены, похожие друга на друга, выполняющие похожие функции и часто тяготеющие друг к другу пространственно. Две сотни близкородственных генов, сгруппированных в архипелаги на определенных хромосомах, кодируют белки семейства Hox, многие из которых критически важны для определения судьбы, идентичности и строения эмбриона, его сегментов и органов.

• Она содержит тысячи «псевдогенов» – генов, которые когда-то были рабочими, но утратили свои функции, то есть теперь не производят ни белков, ни РНК. Останки этих инактивированных генов рассыпаны по всему геному, словно ископаемые, разлагающиеся на пляже.

• Она накапливает достаточно генетических вариантов, чтобы сделать каждого из нас особенным, но сохраняет достаточную стабильность, чтобы каждый представитель нашего вида был легко отличим от шимпанзе или бонобо, чьи геномы на 96 % совпадают с нашим.

• Первый ген первой ее хромосомы кодирует белок, позволяющий ощущать запахи (опять эти вездесущие обонятельные гены!). Последний ген ее последней, X-хромосомы, кодирует белок, регулирующий взаимодействия клеток иммунной системы. (Первая и последняя хромосомы выбраны произвольно. Первую назвали первой, потому что она самая длинная.)

• Концы ее хромосом маркированы теломерами. Как маленькие пластиковые «колпачки» на шнурках, эти последовательности ДНК служат для защиты хромосом от износа и разрушения.

• Хотя мы полностью понимаем генетический код – то есть то, как информация, закодированная в отдельном гене, используется для построения белка, – мы почти ничего не смыслим в геномном коде – то есть в том, как гены координируют во времени и пространстве экспрессию множества рассеянных по хромосомам генов, определяющую построение человека, поддержание его жизнедеятельности и починку. Генетический код предельно прост: по ДНК строится РНК, а по РНК – белок; тройка нуклеотидов в ДНК соответствует одной аминокислоте в белке. Геномный код куда сложнее: к гену прилагаются особые последовательности ДНК, несущие информацию о месте и моменте его включения. Мы не знаем, почему те или иные гены расположены в конкретных местах генома и как межгенные участки ДНК регулируют и координируют физиологию генов. Здесь за кодами еще коды, как за горами еще горы.

• Она наносит на себя или стирает химические метки в ответ на изменения среды – так она кодирует своеобразную клеточную память[898] (об этом мы еще поговорим).

• Она непостижима, уязвима, вынослива, адаптивна, единообразна и уникальна.

• Она нацелена на развитие. Она усеяна обломками прошлого.

• Она создана выживать.

• Она напоминает нас.

Часть V

В Зазеркалье

Генетика идентичности и «нормальности» (2001–2015)

Как бы мне хотелось поглядеть[899], куда ведет Зазеркальный коридор! Наверняка он приводит в такие чудеса!

Льюис Кэрролл,

«Алиса в Зазеркалье»[900]

«Значит, мы одинаковые»[901]

Нужно провести повторное голосование[902]. Тут что-то не так.

Снуп Догг,

узнавший, что генетически он меньше африканец, чем Чарльз Баркли[903]

Что у меня общего с евреями?[904] У меня даже с самим собой мало общего.

Франц Кафка[905]

Социолог Эверетт Хьюз однажды с иронией заметил, что медицина воспринимает мир через «зеркальное письмо». Болезни определяют критерии здоровья. Аномалии прочерчивают границы нормальности. Отклонения ограничивают пространство единообразия. Такое зеркальное письмо может приводить[906] к катастрофически извращенному видению человеческого тела. Ортопед начинает думать о костях как о зонах возможного перелома; мозг в воображении невролога становится местом, где теряется память. В одной старой байке бостонский хирург, который как раз таки сам потерял память, вспоминал знакомых только по названиям операций, которые он им делал.

Бо́льшую часть истории биологии человека, как отметил научный журналист Мэтт Ридли, гены тоже видели в кривых зеркалах – идентифицировали по аномалиям и болезням, вызываемым их мутациями. Отсюда ген муковисцидоза, ген Хантингтона, ген рака молочной железы BRCA_1 и многие другие. Для биолога такая номенклатура абсурдна: функция BRCA1 не в том, чтобы, мутируя, вызывать рак груди, а в том, чтобы в нормальном состоянии обеспечивать репарацию ДНК. «Доброкачественный» ген рака молочной железы BRCA1 предназначен исключительно для починки сломанной ДНК. Сотни миллионов женщин с семейными историями без рака груди наследуют этот доброкачественный вариант. Мутантный вариант, или аллель, – назовем его м-BRCA_1 – определяет такие изменения в структуре белка BRCA_1, которые блокируют его способность чинить ДНК. Таким образом, неисправность BRCA1 приводит к мутациям, благоприятствующим развитию рака.

Ген дрозофилы, названный wingless («бескрылый»), кодирует белок, настоящая функция которого не создавать насекомых без крыльев, а инструктировать построение этих органов. Называть ген геном муковисцидоза, по словам Ридли, «столь же абсурдно, как определять органы[907] их заболеваниями: печень вызывает цирроз, сердце – инфаркт, а мозг служит причиной инсульта».

Проект «Геном человека» позволил генетикам обратить это зеркальное письмо. Исчерпывающий каталог нормальных генов человеческого генома – и инструменты, созданные для его составления, – дали принципиальную возможность подступиться к «неотраженной» генетике, и необходимость использовать патологию для обозначения границ нормальной физиологии отпала. В 1988 году Национальный исследовательский совет США внес в документ о геномном проекте важное утверждение, обозначившее контуры будущих геномных исследований: «В последовательности ДНК закодированы фундаментальные[908] детерминанты таких ключевых для человеческой культуры умственных способностей, как память, способность к обучению и владение языком. Здесь же локализованы мутации и вариации, которые служат причиной или повышают риск развития множества болезней, приносящих людям значительные страдания».

Внимательный читатель мог заметить, что в этих двух предложениях отражены два направления притязаний новой науки. Традиционно генетика человека ставила во главу угла патологии – «болезни, приносящие людям значительные страдания». Но теперь, вооружившись новыми инструментами и методами, она свободно могла исследовать и прежде недоступные аспекты человеческой биологии. Генетика перешла с берега патологий на берег нормальности. Новая наука могла бы углубить понимание истории, языка, памяти, культуры, сексуальности, идентичности и расы. В самых смелых своих устремлениях генетика могла бы стать наукой нормы – платформой для исследования здоровья, идентичности и судьбы.

Смещение траектории генетики ознаменует и поворот в биографии гена. До этого момента наш рассказ был организован по историческому принципу: путешествие от зарождения представлений о гене до проекта «Геном человека» проходило в соответствии с более-менее линейной хронологией концептуальных прорывов и открытий. Но генетика человека сместила фокус с патологии на норму и лишила хронологический подход возможности охватить все многообразие исследовательских направлений. Наука перешла на более узкие темы, организовав себя вокруг отдельных, хотя и пересекающихся вопросов биологии человека, и теперь мы говорим о генетике расы, гендера, сексуальности, интеллекта, темперамента и личности.

С ростом могущества концепции гена значительно углубляются представления о том, как гены влияют на нашу жизнь. Однако попытка подобраться к человеческой нормальности, отталкиваясь от генов, подведет генетику к необходимости решать одни из самых сложных научных и моральных дилемм в ее истории.

Если мы хотим понять, что говорят о нас гены, вначале лучше разобраться с тем, что они говорят о нашем происхождении. В середине XIX века, задолго до рождения человеческой генетики, антропологи, биологи и лингвисты пытались определиться с происхождением человека, устраивая ожесточенные схватки. В 1854 году швейцарско-американский естествоиспытатель Луи Агасси прославился как один из самых пламенных апологетов теории полигенизма. Эта теория предполагала, что три основные человеческие расы – «белые, азиаты и негры», как их обычно называли полигенисты – произошли независимо друг от друга из разных предковых линий несколько миллионов лет назад.

Агасси был, вероятно, самым выдающимся расистом за всю историю науки: расистом в фундаментальном смысле слова – потому что верил в наследуемые различия между человеческими расами – и расистом в прикладном смысле – потому что приписывал одним расам естественное превосходство над другими. В ужасе отвергая всякую возможность делить общего предка с африканцами, Агасси утверждал, что у каждой расы есть свои праотцы и праматери, расы независимо зародились и независимо развивались во времени и пространстве (имя Адам, как полагал ученый, происходит от слова на иврите, означающего «тот, кто краснеет», – а краснеть заметно может только белый человек. Агасси заключил, что должно было быть несколько Адамов, краснеющих и не краснеющих, по одному на каждую расу).

В 1859-м теории Агасси был брошен вызов: опубликовали «Происхождение видов». Хотя Дарвин там намеренно не касался вопроса происхождения человека, его представление об эволюции путем естественного отбора очевидно шло вразрез с идеей Агасси о раздельных родословных человеческих рас: если все вьюрки или все черепахи происходили от общего предка, то с чего бы у людей было иначе?

Эта академическая дуэль, как и почти всякая другая, была до комичного односторонней. Агасси, гарвардский профессор с солидными бакенбардами, был одним из известнейших натуралистов в мире, в то время как о Дарвине, зараженном сомнениями самоучке, биологе-бывшем-священнике из «другого» Кембриджа, за пределами Англии особо никто и не слышал. Тем не менее, предчувствуя потенциально фатальное для него противостояние, Агасси с невероятным грохотом обрушил лавину опровержений на книгу Дарвина: «Если бы мистер Дарвин или его сторонники[909] предоставили хотя бы один-единственный факт, демонстрирующий, что особи с течением времени меняются таким образом, чтобы в конце концов образовывать виды, <…> положение дел могло бы быть иным».

Но даже Агасси пришлось признать, что его теория о разных предках разных рас рискует столкнуться не с «одним-единственным» опровергающим фактом, а с множеством. В 1848 году в немецкой долине Неандерталь[910] рабочие известнякового карьера случайно обнаружили необычный череп. Он напоминал человеческий, но все же существенно отличался, например, вытянутой мозговой частью, утопленным подбородком, мощным сложением челюстей и выраженными надбровными дугами. Сперва сочли, что это останки какого-то уродливого безумца, застрявшего в пещере в результате несчастного случая, однако в последующие десятилетия из ущелий и пещер, разбросанных по Европе и Азии, извлекли множество похожих черепов и костей. Реконструкция скелета из найденных образцов явила миру ходящего прямо на кривоватых ногах гоминида с крепким телосложением и сильно выдающимися надбровьями – этакого вечно насупившегося рестлера[911]. Этот вид гоминид назвали неандертальцами – в честь места, где их впервые обнаружили.

Поначалу многие ученые считали, что неандертальцы представляют собой предковую форму современного человека, одно из «недостающих звеньев» эволюционной цепочки между обезьяной и человеком. В 1922 году, например, в статье журнала Popular Science Monthly неандертальцев назвали «ранней стадией эволюции человека»[912]. Текст сопровождала вариация широко известной сегодня схемы эволюции, на которой гиббоноподобная обезьяна превращается в гориллу, горилла – в прямоходящего неандертальца, и так далее до получения современного человека. Но к 1970–1980-м годам гипотезу «неандертальцы – предки человека» опровергли и заместили куда более удивительной идеей – что ранние представители современных людей сосуществовали с неандертальцами. Изображения «эволюционной цепочки» пришлось пересмотреть: гиббоны, гориллы, неандертальцы и современные люди не сменяли друг друга последовательно, хоть и происходили от общего предка. Дальнейшие антропологические находки показали, что современные люди – тогда еще в виде кроманьонцев – появились на неандертальской сцене около 45 тысячелетий назад, скорее всего, в результате миграции в части Европы, населенные неандертальцами. Сейчас мы знаем, что 40 тысяч лет назад неандертальцы вымерли, прожив, таким образом, 5 тысяч лет рядом с людьми современного типа.

Кроманьонцы действительно были нашими более близкими, настоящими предками – с уменьшенным черепом и уплощенным лицом без выраженных надбровных дуг и с относительно изящной челюстью, как у современных людей (политкорректное обозначение анатомически корректного кроманьонца – европейский ранний современный человек, EEMH). Эти ранние современные люди пересекались с неандертальцами по крайней мере кое-где в Европе и наверняка конкурировали с ними за ресурсы и территорию – то есть неандертальцы были нашими соседями и соперниками. По некоторым свидетельствам, мы с ними скрещивались, а борьба за еду и другие ресурсы, возможно, внесла вклад в их вымирание. Мы их любили – и да, мы их убили.

Но виток повествования о различиях между неандертальцами и современными людьми возвращает нас к исходным вопросам: когда появился человек? откуда он взялся? В 1980-х биохимик из Калифорнийского университета в Беркли, Аллан Чарльз Уилсон, попробовал ответить на эти вопросы[913] с помощью инструментов генетики[914]. В основу экспериментов Уилсона легла довольно простая идея. Представьте, что вы вдруг оказались на новогодней вечеринке. Вы не знаете ни гостей, ни хозяев. Сотня мужчин, женщин и детей окружает вас, все потягивают пунш, и внезапно начинается игра: вас просят упорядочить толпу на основе семейной принадлежности, родства и происхождения. Вам нельзя спрашивать фамилии и возраст участников. Вы должны работать вслепую: запрещено выстраивать генеалогические деревья, ориентируясь на внешнее сходство или поведение.

Для генетика эта задача решаема. Прежде всего он умеет распознавать сотни естественных вариаций (мутаций), разбросанных по каждому геному. Чем ближе родство индивидов, тем ближе наборы их вариаций (геномы близнецов идентичны, отец и мать вкладывают в геном ребенка в среднем по половине своего генома, и так далее). Если идентифицировать такие вариации у каждого индивида, родословную можно выстроить мгновенно: степень родства будет функцией от «мутированности». Так же, как черты лица, цвет кожи и рост часто схожи у родственников, одинаковые вариации с большей вероятностью встречаются в одной семье, чем в разных (на самом деле черты лица и рост у родственников сходны как раз из-за общих генетических вариаций).

А что, если генетика попросят определить семью, в которой больше всего поколений участвует в вечеринке, при этом возраст никого из участников он знать не будет? Предположим, одна из семей здесь состоит из прадеда, деда, отца и сына – то есть из четырех поколений. Другую семью тоже представляют четыре человека – отец с тремя детьми, однояйцевыми близнецами – то есть всего два поколения. Можем ли мы определить в толпе семью с самым большим числом поколений, не зная имен и не видя лиц? Простой подсчет родственников не сработает: семьи отца с тройняшками и прадеда с его разновозрастными потомками здесь равновелики.

Гены и мутации предоставляют нам умное решение. Мутации накапливаются в поколениях – то есть по мере увеличения межпоколенческого разрыва, – а значит, семья с самым высоким разнообразием генетических вариаций будет и семьей с наибольшим числом поколений. У тройняшек почти идентичные геномы, их генетическое разнообразие минимально. А у прадеда с правнуком геномы будут родственными, но с максимальным числом различий. Эволюция – это метроном, отсчитывающий время мутациями. Генетическое разнообразие, таким образом, работает как молекулярные часы, и вариации позволяют выстраивать схемы родства. Межпоколенческий разрыв между любыми двумя членами семьи пропорционален степени генетических различий между ними.

Уилсон осознал, что эту технику можно применить не только к отдельной семье, но и ко всей популяции организмов. Вариации генов можно использовать для построения карты родственных связей, а генетическое разнообразие – для вычисления старейших популяций внутри вида: генетически более разнородная группа будет древнее.

На основе геномной информации можно было бы оценивать возраст любого вида – если бы не одно но. Метод Уилсона работал бы безошибочно в случае образования генетических вариаций исключительно в результате мутаций. Но ученый знал, что хромосомы представлены в большинстве клеток двумя копиями и в ходе кроссинговера копии могут обмениваться генами, генерируя вариации и разнообразие альтернативным способом. Этот способ повышения числа различий неизбежно вносил бы путаницу в вычисления. Уилсон понял, что для построения идеальных генетических линий нужны куда более точные молекулярные часы – такие сегменты человеческого генома, которые по своей природе не подвергались бы перестройкам и кроссинговеру – одинокие, уязвимые закутки генома, изменяющиеся только за счет накопления мутаций.

Но где искать такие непарные и чувствительные к мутациям участки? Уилсон нашел гениальное решение. Гены человека хранятся в клеточном ядре – но есть одно исключение. Каждая клетка содержит в цитоплазме структуры, которые производят энергию и называются митохондриями. У митохондрий есть собственный мини-геном из 37 генов, что составляет примерно шеститысячную часть от количества ядерных генов человека. (Многие ученые полагают, что митохондрии произошли от древних бактерий, проникших в одноклеточные организмы. Эти бактерии вступили с хозяином в симбиотический союз: они поставляли энергию, но использовали клеточную среду для питания, обмена веществ и защиты. На то, что митохондриальные гены остались нам[915] от того древнего симбиотического взаимодействия, указывает их гораздо большее сходство с генами бактерий, чем человека.)

У митохондриального генома нет второй копии иного происхождения, с которой мог бы произойти кроссинговер, и вообще эти молекулы ДНК рекомбинируют редко. Мутации митохондриальных генов переходят невредимыми из поколения в поколение, постепенно накапливаясь, что делает их идеальным генетическим хронометром. Самое главное, как понял Уилсон, этот метод реконструкции эпох абсолютно самодостаточен и объективен: он не опирается ни на палеонтологическую летопись, ни на лингвистические родословные, ни на геологические слои, ни на географические карты или антропологические исследования. Мы, живые люди, носим эволюционную историю своего вида прямо внутри генома, как если бы постоянно носили в кошельке фотографии каждого из своих предков.

С 1985 по 1995 год Уилсон со своими студентами учился применять этот метод к человеческим существам (сам он умер в 1991-м от лейкемии, но студенты продолжили работу). Результаты этих исследований были поразительными сразу по трем причинам. Во-первых, когда Уилсон измерил общее разнообразие[916] человеческого митохондриального генома, оно оказалось на удивление низким – ниже, чем у соответствующего генома шимпанзе. Другими словами, современные люди существенно моложе и существенно гомогеннее, чем шимпанзе (возможно, на взгляд человека, все обезьяны похожи друг на друга, но для проницательного шимпанзе как раз таки все люди одинаковы). Обратный отсчет показал, что возраст человека составляет приблизительно 200 тысяч лет – крошечная вспышка, миллисекунда в масштабах эволюции.

Откуда пришли первые современные люди? К 1991 году Уилсон уже мог реконструировать[917] родственные связи между популяциями из разных частей мира и вычислять относительный возраст любой популяции, используя генетическое разнообразие в качестве молекулярных часов. По мере развития техник секвенирования и аннотации генома генетики совершенствовали этот анализ, распространив свое внимание за пределы митохондриальных вариаций и исследовав тысячи людей из сотен популяций земного шара.

В ноябре 2008-го участники фундаментального исследования[918] под руководством Луиджи Кавалли-Сфорца, Маркуса Фельдмана и Ричарда Майерса из Стэнфордского университета охарактеризовали 642 690 генетических вариаций у 938 индивидов из 51 субпопуляции. Второй поразительный вывод о происхождении человека был сделан как раз благодаря этому исследованию: современные люди, видимо, сформировались 100–200 тысяч лет назад на довольно узкой полоске африканской земли южнее Сахары, откуда потом мигрировали в северном и восточном направлениях, заселив Ближний Восток, Европу, Азию и обе Америки. «Мы видим все меньше и меньше вариаций[919] по мере удаления от Африки, – писал Фельдман. – Эта закономерность согласуется с теорией, по которой первые современные люди заселяли мир поэтапно, оставив Африку менее 100 тысяч лет назад. Каждая их группка, отколовшись с целью освоения новой территории, уносила с собой лишь часть генетического разнообразия родительской популяции».

Старейшие популяции людей[920] – их геномы усеяны многообразными и древними вариациями – это народы сан (бушмены) Южной Африки, Намибии и Ботсваны, а также пигмеи мбути, живущие в дебрях леса Итури в Конго. Самые же «юные» люди[921] – это коренные народы Северной Америки, которые покинули Европу и перешли на полуостров Сьюард на Аляске по Берингову перешейку, а далее – по безледному коридору 15–30 тысяч лет назад. Эту теорию происхождения и миграции человека, подкрепленную палеонтологическими и археологическими находками, геологическими данными и лингвистическими закономерностями, всецело приняло большинство генетиков. Она называется гипотезой африканского происхождения[922], или моделью недавнего африканского происхождения (слово «недавний» подчеркивает удивительно свежую эволюцию современного человека, а аббревиатура ROAM, которую можно еще и перевести как «бродить», – трогательное напоминание о древней жажде странствий, кажется, записанной прямо в наших геномах).

Описание третьего из ключевых выводов этих исследований требует небольшого теоретического введения. Рассмотрим генезис одноклеточного эмбриона, появившегося в результате оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Генетический материал этого эмбриона происходит из двух источников: отцовские гены – из сперматозоида, материнские – из яйцеклетки. Но клеточный материал эмбриона берется исключительно из яйцеклетки. Сперматозоид – не более чем разрекламированное транспортное средство для мужской ДНК, геном, экипированный энергичным хвостиком.

Помимо белков, рибосом, питательных веществ и мембран яйцеклетка предоставляет эмбриону уникальные структуры, называемые митохондриями. Это энергетические фабрики клетки, настолько анатомически особенные и функционально специализированные, что клеточные биологи относят их к «органеллам» – мини-органам, расположенным внутри клетки. Напомню, основные 23 пары хромосом человека находятся в клеточном ядре, митохондрии же несут в себе дополнительный маленький и независимый геном.

Исключительно женская природа митохондрий в эмбрионе ведет к важным умозаключениям и последствиям. Все люди, как мужчины, так и женщины, наследуют митохондрии от матерей, которые получили их от своих матерей, и так далее по неразрывной линии женских предков, уходящей в бесконечно глубокое прошлое (можно посмотреть на это и с другой стороны: женщины несут в собственных клетках митохондриальные геномы всех своих будущих потомков. Забавно, но существуй в реальности тот самый гомункул, благодаря чисто женскому происхождению он фактически был бы фемункулом).

Теперь вообразим древнее племя с двумя сотнями женщин, каждая из которых приносит одного ребенка. Если это девочка, женщина неизбежно передает свои митохондрии следующему поколению, а через дочь своей дочери – через поколение. Но если у женщины есть только сын, а дочерей нет, ее митохондриальная родословная заходит в генетический тупик и обрывается (эмбрион не получает митохондрии от сперматозоида, поэтому ее сын не передаст митохондриальный геном своим детям). За время эволюции племени десяткам тысяч таких митохондриальных линий не посчастливится, и они оборвутся. И вот в чем соль: если популяция – основатель вида была достаточно невелика и если прошло достаточно много времени, то количество материнских линий будет сокращаться и сокращаться, пока их не останется всего несколько. Если половина из 200 женщин племени родит только сыновей, 100 митохондриальных линий разобьется о стену мужского наследования, исчезнув через поколение. Вторая половина линий сохранится до следующего поколения, где часть из них вновь оборвется на детях мужского пола, и так далее. Через несколько поколений митохондриальная родословная каждого потомка племени независимо от пола сведется всего к нескольким предковым женщинам.

Для современных людей число таких линий достигло единицы: каждый из нас может проследить свою митохондриальную родословную до одной и той же женщины, жившей в Африке около 200 тысяч лет назад. Это общая мать нашего вида. Мы не знаем, как она выглядела, но известно, что ее ближайшие современные родственницы – бушменки из Ботсваны и Намибии.

Я нахожу феномен такой матери-основательницы бесконечно завораживающим. В генетике человека она известна под красивым именем – митохондриальная Ева.

В 1994 году, будучи аспирантом, интересующимся генетическими истоками иммунной системы, я путешествовал по Великой рифтовой долине из Кении в Зимбабве, направляясь через бассейн реки Замбези к равнинам Южной Африки. Это было эволюционное путешествие человека наоборот. Конечной точкой маршрута значилось почти равноудаленное от Намибии и Ботсваны засушливое южноафриканское плато, где когда-то жила часть племен сан. Это было место лунной пустоты – сухой и плоский, словно столешница, массив земли, обезглавленный какой-то мстительной геофизической силой, нависал над окрестными равнинами. К тому моменту череда краж и потерь свела количество моего имущества почти к нулю: у меня были четыре пары боксеров, которые я нередко сдваивал и носил как шорты, коробка протеиновых батончиков и бутылочки воды. «Нагими мы приходим», – сказано в Библии. Примерно таким пришел и я.

Немного воображения, и мы восстановим историю человечества, приняв это открытое всем ветрам плато за отправную точку. Отсчет начинается около 200 тысячелетий назад, когда популяция ранних современных людей заселила эту территорию или подобное место неподалеку (эволюционные генетики Бренна Хенн, Маркус Фельдман и Сара Тишкофф указывают на более западную точку начала миграции людей, рядом с побережьем Намибии). Мы абсолютно ничего не знаем о культуре и обычаях этого древнего племени. Те люди не оставили никаких артефактов – ни инструментов, ни рисунков, ни пещерных жилищ – за исключением самого глубокого из возможных следов: их генов, накрепко вшитых в наши собственные.

Популяция, скорее всего, была небольшой, даже крошечной по современным меркам – не более 6–10 тысяч человек. По самым же смелым оценкам, их могло быть всего сотен семь – примерно столько людей может населять один городской квартал или деревню. Митохондриальная Ева должна была жить среди них и иметь как минимум одну дочь и по крайней мере одну внучку. Мы не знаем, когда и почему эти люди перестали скрещиваться с другими гоминидами, но нам известно, что они начали ограничиваться связями почти исключительно друг с другом примерно 200 тысяч лет назад. («Сексуальные отношения начались[923] в тысяча девятьсот шестьдесят третьем», – написал поэт Филип Ларкин. Он промахнулся примерно на 200 тысяч лет.) Возможно, эти люди оказались изолированными из-за климатических изменений или географических преград. Быть может, они просто начали влюбляться.

Отсюда они отправились на запад, как это часто делают молодые люди, а затем повернули на север[924]. Они карабкались по ущелью рифтовой долины либо нырнули под сень влажного тропического леса в районе бассейна реки Конго, где сейчас обитают мбути и банту.

Эта история не столь географически целостна и проста, как может показаться на первый взгляд. Некоторые группы ранних современных людей, как мы знаем, ушли обратно в Сахару – в то время цветущую долину, рассеченную узкими озерами и реками, – и примешались к местным популяциям гоминид, сосуществовали с ними и даже допускали эволюционно обратные скрещивания. Как описывал это палеоантрополог Крис Стрингер, «в отношении современного человека это означает[925], что <…> у некоторых современных людей есть более древние гены, чем у других. Кажется, это действительно так. И это возвращает нас к вопросу: а что такое современный человек? Следующие год или два одни из самых интересных исследований будут посвящены ДНК, которую кое-кто из нас унаследовал от неандертальцев. <…> Ученые будут рассматривать эту часть ДНК и задаваться вопросом, функциональна ли она. Отвечает ли за какие-то процессы в организмах этих людей? Влияет ли на мозг, анатомию, физиологию и так далее?»

Однако продолжим путь. Около 75 тысяч лет назад группа людей прибыла на северо-восточную оконечность современной Эфиопии (возможно, и Египта), где Красное море сужается в щелевидный пролив между вздернутым плечом Африки и опущенным локтем Аравийского полуострова. Здесь не было никого, с кем пришлось бы делить океан. Мы не знаем, что побудило этих мужчин и женщин пересечь воды и как им это удалось (море тогда было мельче, и некоторые геологи задаются вопросом, не «перепрыгнули» ли наши предки через пролив в Азию и Европу по цепочкам песчаных островов). Где-то 70 тысячелетий назад в Индонезии извергся вулкан Тоба, который выбросил в небо достаточно черного пепла, чтобы устроить зиму длиной в десятилетия – это могло стать причиной отчаянного броска за пищей в новые земли.

В последние годы сложилось мнение[926], что расселение происходило многократно, в разные периоды истории человечества[927] под влиянием менее крупных катастроф. Согласно доминирующей теории, состоялись как минимум два независимых перехода. Первый из них произошел примерно 130 тысяч лет назад. Мигранты оказались на Ближнем Востоке и двинулись «курортным» маршрутом по Азии, обогнули побережье Индии и разделились, направившись к Бирме, Малайзии и Индонезии. Следующий переход случился позже, около 60 тысяч лет назад. Эти путешественники отправились на север, к Европе, и столкнулись с неандертальцами. В обоих маршрутах Аравийский полуостров выступил узловой точкой. Это был настоящий «плавильный котел» человеческого генома.

Можно точно сказать, что после каждой из рискованных переправ через море выживших оставалось немного – возможно, не более 600 мужчин и женщин. Все европейцы, азиаты, австралийцы и американцы – потомки прошедших через те нещадные бутылочные горлышки, и тот штопор истории, несомненно, оставил свой след в наших геномах. С генетической точки зрения почти все мы, оставившие Африку ради земли и воздуха, связаны куда теснее, чем предполагали ранее. Все мы были в одной лодке, брат.

Что же это говорит нам о расах и генах? Очень много всего. Во-первых, это напоминает нам, что расовая классификация людей исходит из крайне ограниченной по своей сути предпосылки. Политолог Уоллес Сейр любил пошутить, что чрезвычайно яростный характер академических диспутов обусловлен чрезвычайно низкими ставками. Так и наши все более ожесточенные дебаты о расах, возможно, стоило бы начинать с признания факта, что диапазон геномных различий у людей поразительно мал – меньше, чем у множества других видов (тех же шимпанзе, например). Учитывая кратковременность нашего существования в качестве вида, сходств между нами куда больше, чем различий. Из-за расцвета нашей юности у нас пока не было времени даже вкусить запретный плод.

Тем не менее и у самых молодых видов есть своя история. Научная проницательность геномики особенно ярко проявляется, в частности, в ее способности распределять даже близкородственные геномы по классам и подклассам. Если мы начнем целенаправленную охоту на различающие черты или их сочетания, мы их точно найдем. Тщательная проверка покажет, что вариации человеческого генома специфически комбинируются в пределах географических регионов, континентов и традиционных расовых границ. Каждый геном несет в себе отметки о своем происхождении. Изучив генетические характеристики индивида, можно с поразительной точностью определить его родной континент, национальность, страну или даже клан. Это, бесспорно, торжество мельчайших различий, и если мы именно это называем расой, значит, расовая концепция не просто выжила в эру геномики, но и нашла в ней подкрепление.

Проблема расовой дискриминации, однако, состоит не в том, что расу человека определяют исходя из его генетических характеристик. Она заключается как раз в обратном: в том, что характеристики человека выводят из его расы. Вопрос не в возможности узнать что-то о предках или исторической родине индивида, изучив цвет его кожи, структуру волос или язык, – это лишь вопрос биологической систематики: родственных связей, таксономии, расовой географии, биологического различения. Конечно, такая возможность есть, и геномика значительно упростила получение результата. Можно просканировать любой индивидуальный геном и сделать довольно глубокие выводы о происхождении его обладателя. Куда более спорный обратный вопрос: зная расовую принадлежность – допустим, принадлежность к африканцам или азиатам, – можно ли вычислить индивидуальные характеристики: не только цвет кожи или волос, а более сложные черты вроде интеллекта, привычек, характера или способностей? Гены определенно могут поведать нам о расе, но может ли раса рассказать нам о генах?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо оценить, как генетические вариации распределены по расам. Различий больше внутри расы или между расами? Позволяет ли знание о чьем-то, скажем, африканском, а не европейском происхождении делать сколько-нибудь надежные выводы о генетических особенностях человека, его характере, физических и интеллектуальных свойствах? Или же в пределах категорий «европеец» и «африканец» вариабельность так высока, что внутрирасовое разнообразие преобладает над межрасовым, делая сами эти категории спорными?

Сегодня мы знаем точные, выраженные в числах ответы на эти вопросы. Целый ряд исследований был посвящен измерению уровня генетического разнообразия в геноме человека. По последним оценкам, самая значительная доля[928] генетических различий (85–90 %) наблюдается внутри так называемых рас (например, азиатов или африканцев), и лишь малая доля (7 %) – между расами (интересно, что генетик Ричард Левонтин примерно так и оценил это распределение еще в 1972 году). Некоторые гены действительно резко различаются у представителей разных рас или этносов: серповидноклеточная анемия – афро-карибское и индийское заболевание, а болезнь Тея – Сакса гораздо чаще поражает евреев-ашкеназов. Но что касается большей части генома, генетическое разнообразие внутри любой расовой группы превосходит различия между группами, притом весьма значительно. Такая степень внутрирасовой вариабельности делает термин «раса» дурным суррогатом в отношении почти всех характеристик: африканец из Нигерии генетически настолько отличается от африканца из Намибии, что довольно бессмысленно относить их к одной и той же категории.

Для рас и генетики, таким образом, геном – это улица с односторонним движением. Изучив геномы, можно предсказать происхождение А или В. Но зная происхождение А и В, мало что можно сказать об их геномах. Или так: каждый геном несет отпечаток личной родословной – но личная расовая родословная почти ничего не говорит нам о конкретном геноме. Можно секвенировать ДНК афроамериканца и установить, что его предки прибыли из Сьерра-Леоне или Нигерии. Но если вы встретите мужчину, чьи прапрадеды жили в Нигерии или Сьерра-Леоне, то почти ничего не сможете утверждать о его личных качествах. Генетики возвращаются домой усталые, но довольные; расисты уходят с пустыми руками.

Как писали Маркус Фельдман и Ричард Левонтин[929], «никакого общебиологического интереса вопросы расового распределения больше не представляют. Для человеческого вида такое распределение индивидов не несет сколь-нибудь значимой информации о генетических различиях». В опубликованном в 1994 году монументальном исследовании[930] генетики человека, миграции и рас стэнфордский ученый Луиджи Кавалли-Сфорца назвал проблему расовой классификации «пустым занятием», движимым культурными условностями, а не генетическим разделением. «Уровень, на котором мы должны остановиться в своей классификации, абсолютно произволен <…> Мы можем идентифицировать „кластеры“ популяций, <…> но каждый уровень кластеризации предполагает другое разграничение, <…> и нет биологических причин отдавать предпочтение какому-то из них, – пояснял Кавалли-Сфорца. – Эволюционное объяснение здесь очень простое. Генетическое разнообразие в популяциях велико, даже в самых небольших. Эти индивидуальные различия копились очень долго: большинство [генетических вариаций] существовало еще до расселения по континентам, а возможно, и до происхождения вида менее полумиллиона лет назад. <…> Следовательно, прошло слишком мало времени, чтобы накопились существенные расхождения между группами».

Это феноменальное итоговое утверждение обращено в прошлое: оно представляет собой аргументированное научное возражение Агасси и Гальтону, американским евгеникам XIX века и нацистским генетикам XX. Генетика в XIX веке выпустила из бутылки джинна научного расизма. Геномика, к счастью, загнала его обратно. Как Эйби, афроамериканская служанка, прямо сказала[931] Мэй Мобли в романе «Прислуга»: «Значит, мы одинаковые. Просто разного цвета»[932].

В том же 1994-м, когда Луиджи Кавалли-Сфорца[933] опубликовал свой исчерпывающий обзор по генетике в приложении к расовому вопросу, Америку потрясла и встревожила совершенно иная книга о расах и генах[934]. «Колоколообразная кривая» (The Bell Curve), написанная психологом-бихевиористом Ричардом Хернштейном и политологом Чарльзом Мюрреем, была, по описанию газеты Times, «разжигающим рознь трактатом о классах[935], расах и интеллекте». Эта книга наглядно показала, как легко можно исказить язык генов и как сильно эти искажения могут отразиться на культуре, одержимой вопросами наследственности и расы.

В деле разжигания общественных конфликтов у Хернштейна уже была набита рука: работой 1985 года, «Преступление и природа человека»[936] (Crime and Human Nature), он распалил общественную дискуссию, напрямую связав такие природой данные человеку свойства, как характер и темперамент, со склонностью к криминальному поведению. Десятилетие спустя «Колоколообразная кривая» выдала настоящую зажигательную смесь заявлений. Мюррей и Хернштейн предположили, что интеллект – тоже по большей части свойство природное, генетически обусловленное – распределен между расами неравномерно. Белые и азиаты в среднем обладают более высоким IQ, чем африканцы и афроамериканцы. Этим различием в «интеллектуальном потенциале», по мнению авторов, в основном и обусловлена хронически низкая эффективность афроамериканцев в социальной и экономической сферах. Афроамериканцы не преуспевают в США не из-за системных изъянов в наших социальных конструкциях, а из-за системных изъянов в их ментальных функциях.

Чтобы понять посыл «Колоколообразной кривой», мы должны определиться с термином «интеллект». Предсказуемо Мюррей и Хернштейн выбрали узкое значение этого понятия, отбрасывающее нас назад к биометрии и евгенике XIX века. Гальтон и его ученики, как мы помним, были одержимы измерением интеллектуальных способностей. В период с 1890 по 1910 год в Европе и Америке разработали десятки тестов, претендовавших на объективное количественное измерение этих способностей. В 1904-м британский статистик Чарльз Спирмен[937] обратил внимание на важную особенность таких тестов: человек, который хорошо справлялся с одним из них, чаще показывал хорошие результаты и в других. Спирмен предположил, что эта положительная корреляция существует, так как все тесты косвенно измеряют один и тот же загадочный фактор. По мнению ученого, это были не знания как таковые, а способности приобретать абстрактные знания и манипулировать ими. Спирмен назвал измеряемую величину фактором общего интеллекта и обозначил как g[938].

В начале XX века g завладел воображением общественности. В первую очередь он очаровал ранних адептов евгеники. В 1916-м стэнфордский психолог Льюис Термен, рьяно поддерживавший американское евгеническое движение, разработал стандартизированный тест, который позволял быстро количественно оценивать общий интеллект: Термен надеялся с помощью теста отбирать умнейших людей для евгенических скрещиваний. Осознав, что результаты детей меняются с количеством прожитых лет, ученый выбрал новый показатель для оценки[939] возраст-специфичного интеллекта. Если «ментальный возраст» субъекта совпадал с возрастом физическим, то его коэффициент интеллекта, или IQ, принимался равным 100. Если ментальный возраст отставал от физического, то IQ был ниже 100, а если опережал его, то выше.

Количественное измерение интеллекта прекрасно отвечало требованиям Первой и Второй мировых войн, когда новобранцам нужно было раздавать военные задания в соответствии с наклонностями, выявляемыми быстрой численной оценкой. Вернувшиеся после войн ветераны вдруг обнаруживали, что и их гражданской жизнью управляет тестирование интеллекта. К началу 1940-х IQ-тесты стали неотъемлемой частью американской культуры. Их использовали, чтобы ранжировать претендентов на рабочие места, принимать детей в школу и нанимать агентов в разведку. В 1950-х американцы привычно указывали свой IQ в резюме, приносили результаты теста на собеседование и даже выбирали на их основе супругов. Бумажки с баллами IQ прикалывали к одежде участников конкурса на лучшего ребенка (хотя как у двухлеток измеряли интеллект, осталось загадкой).

Эти риторические и исторические сдвиги в концепции интеллекта стоит держать в голове, потому что мы вернемся к ним чуть ниже. Фактор общего интеллекта (g) возник как статистическая взаимосвязь между тестами, пройденными определенными людьми в определенных обстоятельствах. Взаимосвязь трансформировалась в понятие «общего» интеллекта из-за гипотезы о природе приобретения знаний человеком. Затем его закодировали в IQ ради удовлетворения специфических военных потребностей. В культурном смысле понятие g оказалось поразительно самоусиливающимся феноменом: тех, кто им располагал, нарекали «умными», а у привилегированных носителей такого «знака качества» были все мотивы на свете, чтобы пропагандировать это понятие. Эволюционный биолог Ричард Докинз определил мем как культурную единицу, которая вирусно распространяется в обществе посредством мутаций, репликаций и отбора. Мы могли бы увидеть в g такую самовоспроизводящуюся единицу. Мы даже могли бы называть его «эгоистичный g».

Чтобы противостоять культуре, нужна контркультура – и, видимо, было неизбежным то, что масштабные политические движения, охватившие Америку в 1960–1970-х, до самого основания расшатали представления об общем интеллекте и IQ. Феминизм и движение за гражданские права направили прожектор на укорененное социальное и политическое неравенство в США, и стало очевидно, что биологические и психологические черты не всегда или не полностью врожденные: судя по всему, на их формирование сильно влияют контекст и среда. Догме о единственной форме интеллекта новые научные свидетельства тоже бросили вызов. Психологи развития, включая Луиса Тёрстоуна (в 1950-х)[940] и Говарда Гарднера (в конце 1970-х), доказывали, что «общий интеллект» – это довольно неуклюжий показатель, скомкавший вместе гораздо более контекст-специфичные и тонкие формы интеллекта вроде зрительно-пространственного, математического и вербального. Проанализировав эти данные, генетик мог бы заключить, что фактор g как меру гипотетического качества, изобретенную для обслуживания особых целей, едва ли стоит привязывать к генам. Но разубедить Мюррея и Хернштейна это, скорее всего, не могло. В значительной мере черпая вдохновение из более ранней статьи[941] психолога Артура Дженсена, они решили доказать, что фактор g наследуется, что он неодинаков у разных этнических групп и, самое главное, что причина расового неравенства кроется во врожденных, генетических различиях между белыми и афроамериканцами.

Так наследуется ли g? В определенном смысле – да. В 1950-х ряд сообщений указывал[942] на сильную генетическую составляющую. В этом вопросе самыми показательными были близнецовые исследования. Тестируя росших вместе идентичных близнецов – то есть детей с общими генами и средой, – психологи тогда выявили поразительную степень сходства их IQ: коэффициент корреляции в парах достигал 0,86[943]. В конце 1980-х в исследованиях близнецов, разлученных после рождения и росших порознь, корреляция снизилась до 0,74 – но это тоже было число поразительное.

Наследование характеристики – вне зависимости от его степени – могут определять многие гены, каждый из которых вносит свой небольшой вклад. Если это так, то однояйцевые близнецы будут показывать сильную корреляцию в g – в отличие от родителей с детьми. Коэффициент интеллекта наследуется как раз по такой схеме. Например, если родители и дети живут вместе, корреляция между ними снижается до 0,42, а если раздельно, то аж до 0,22. Что бы ни измеряли IQ-тесты, это будет наследуемый фактор, на который влияет множество генов и, похоже, сильно действует среда – отчасти природа, отчасти воспитание.

Самый логичный вывод из этих фактов таков: определенная комбинация генов и факторов среды может сильно влиять на g, но эта комбинация редко передается в первозданном виде от родителей детям. Законы Менделя, по сути, гарантируют, что каждый конкретный комплект генов будет все больше разобщаться в каждом новом поколении. А воздействия среды настолько трудно уловимы и предсказуемы, что невозможно точно воспроизводить их раз за разом. Короче говоря, интеллект можно считать характеристикой наследственной (то есть подверженной влиянию генов), но не примитивно наследуемой (то есть переходящей в неизменном виде из одного поколения в другое).

Приди Мюррей и Хернштейн к подобным выводам, они опубликовали бы более корректную, хотя и менее провокационную книгу о наследовании интеллекта. Но раскаленной сердцевиной «Колоколообразной кривой» было не наследование IQ, а его расовое распределение. Авторы начали с обзора 156 независимых исследований, в которых сравнивали IQ у представителей разных рас. В совокупности они выявили, что средний IQ равен 100 у белых (средний IQ типовой популяции по определению должен быть таким) и 85 у афроамериканцев – разница составила 15 баллов. Мюррей и Хернштейн попытались, даже в некотором роде отважно, исключить возможную предвзятость в отношении афроамериканцев. Они отобрали для анализа тесты, проведенные только после 1960-го[944] и только не в южных штатах, надеясь минимизировать влияние локальных предубеждений, – но разница в 15 баллов осталась.

Могла ли «черно-белая» разница в баллах IQ вытекать из социоэкономического статуса? Уже не один десяток лет было известно, что дети из бедных семей хуже справляются с тестом независимо от расы. Действительно, из всех гипотез, объяснявших разницу в расовых IQ, самой правдоподобной казалась такая: огромной частью «черно-белых» различий мы обязаны преобладанию в афроамериканской выборке бедных детей. В 1990-х психолог Эрик Туркхаймер[945] убедительно подтвердил эту теорию, показав вторичность влияния генов на IQ людей, вынужденных жить в крайней бедности. Если поместить ребенка в условия нищеты, голода и болезней, то влияние этих переменных на IQ будет доминировать. Роль генов, контролирующих IQ, обретет значимость только после ликвидации этих ограничений.

Подобный эффект можно с легкостью продемонстрировать в лабораторных условиях: если вы выращиваете растения двух сортов – низкорослого и высокорослого – в условиях дефицита питания, оба экземпляра будут низкими, невзирая на разный генетический потенциал. Но если снять ограничения по питанию, растение высокорослого сорта достигнет положенных ему размеров. Доминирует ли влияние генов или среды – природы или воспитания, – зависит от контекста. Сдерживающие обстоятельства оказывают непропорционально сильное воздействие, но как только ограничения снимаются, власть переходит к генам[946].

Эффект бедности и лишений казался вполне разумным объяснением всех «черно-белых» различий в IQ, но Мюррей и Хернштейн решили копнуть глубже. Они обнаружили, что даже с поправкой на социоэкономический статус разница в баллах не обнулялась. Если построить графики зависимости IQ белых и афроамериканцев от социоэкономического статуса, то IQ в обоих случаях будет ожидаемо расти вместе с тем самым статусом. Дети из богатых семей определенно набирают больше баллов, чем их бедные сверстники, – и в белой, и в афроамериканской популяции. Тем не менее межрасовые различия в результатах сохраняются. На самом деле разница даже парадоксально увеличивается с ростом социоэкономического статуса: разрыв в баллах IQ между самыми состоятельными белыми и самыми состоятельными афроамериканцами не сужается, а становится только шире.

Литры и литры чернил загинули на страницах книг, научных и ненаучных журналов и газет, пытавшихся проанализировать, перепроверить, развенчать эти результаты. К примеру, в гневной статье для журнала New Yorker[947] эволюционный биолог Стивен Джей Гулд отрицал возможность делать какие-то статистические выводы о различиях, потому что обнаруженный эффект был крайне незначительным, а вариабельность в тестах при этом зашкаливала. Орландо Паттерсон, историк из Гарварда[948], в статье с остроумным заголовком «По ком кривит колокол» напоминал читателям, что обшарпанное наследие рабства, расизма и ханжества углубило культурный разрыв между белыми и афроамериканцами настолько, что биологические атрибуты рас невозможно сравнивать отвлеченно и по существу. Будто вторя Паттерсону, социальный психолог Клод Стил показал интересную закономерность. Когда темнокожие студенты проходят IQ-тест под предлогом испытания новой электронной ручки или нового метода подсчета баллов, результаты оказываются высокими. Но стоит им сообщить, что это тест «на интеллект», результаты драматически ухудшаются. Иными словами, реально измеряемая переменная здесь не интеллект, а расположенность к прохождению тестов или самооценка, а если еще проще – эго или тревожность. В обществе, где темнокожие мужчины и женщины подвергаются рутинной, всеобъемлющей замаскированной дискриминации, обнаруженная тенденция может быть чем-то вроде цикличного самосбывающегося пророчества: их дети хуже проходят тесты, так как слышали[949], что в тестах они не сильны; набрав в итоге меньше баллов, они укрепляются в низком мнении о собственном уме – и так до бесконечности.

Но фатальный изъян «Колоколообразной кривой» кроется в чем-то гораздо более простом, в исчезающе неприметном факте, которому посвящен[950] единственный абзац, затерянный в недрах 800-страничной книги. Если мы возьмем афроамериканцев и белых с одинаковым уровнем IQ, скажем 105, и оценим их успехи в субтестах на разные формы интеллекта, то темнокожие дети с большей вероятностью преуспеют в одном наборе тестов (например, на кратковременную память и припоминание), а светлокожие – в другом (скажем, на зрительно-пространственный интеллект и переключение восприятия). Другими словами, содержание IQ-теста оказывает глубокое влияние на успешность его прохождения разными расовыми группами с их разными генетическими вариациями: меняя долю тех или иных компонентов одного и того же теста, вы изменяете и показатель интеллекта.

Главное подтверждение такого искажения получено в почти забытом исследовании 1976 года[951], проведенном Сандрой Скарр и Ричардом Вейнбергом. Скарр изучала трансрасовых приемных детей – темнокожих, усыновленных белыми родителями, – и обнаружила, что их IQ в среднем составляет 106, что сопоставимо с результатами белых детей. После анализа тщательно организованных контрольных измерений Скарр заключила, что у таких детей рос не «интеллект», а эффективность выполнения субтестов на его отдельные составляющие.

Мы не можем просто отмахнуться от этой находки на основании того, что современные IQ-тесты предсказывают эффективность деятельности в реальном мире, а значит, должно быть, построены корректно. Ну разумеется, они ее предсказывают, ведь концепция IQ – это самосбывающееся пророчество с мощным механизмом самоусиления: тест измеряет качество, которому приписали великую значимость и ценность и которое работает исключительно на укрепление своих позиций. Этот логический круг замкнут и неприступен – при том, что в действительности конструкция теста довольно случайна. Вы не превратите понятие «интеллект» в полную бессмыслицу, сдвигая баланс внутри теста – скажем, от зрительно-пространственного восприятия к припоминанию, – но вам удастся изменить уровень «черно-белых» расхождений в баллах. Вот в чем разгадка. Коварство идеи фактора g в том, что он притворяется биологическим качеством, измеримым и наследственным, хотя на самом деле определяется в основном культурными предпочтениями. Проще говоря, это самая опасная на свете вещь – мем, маскирующийся под ген.

Если история медицинской генетики и научила нас чему-нибудь, так это остерегаться подобной путаницы между биологией и культурой. Люди, как мы теперь знаем, по генетическим меркам в основном схожи – но при этом у нас достаточное количество вариаций, чтобы производить впечатление истинного разнообразия. Или, пожалуй, точнее будет сказать, что мы культурно или биологически склонны гипертрофировать различия, даже если они незначительны в общей картине генома. Тесты, которые заведомо созданы для проверки разницы в способностях, скорее всего, ее обнаружат – и, вполне возможно, граница будет проходить как раз по межрасовым линиям. Но называть результаты подобных тестов «интеллектом», особенно когда они крайне чувствительны к конфигурации теста, значит наносить оскорбление самому качеству, которое намеревались измерить.

Гены не могут подсказать нам, как упорядочить или постичь человеческое разнообразие; на это способны среда, культура, география и история. Самую распространенную генетическую вариацию мы называем нормальной – словом, которое подразумевает не только статистическое, но и качественное, и даже моральное превосходство (словарь Мерриэма – Уэбстера приводит не менее восьми определений, включая «возникающий естественным образом» и «ментально и физически здоровый»). Если же вариация редка, ее нарекают мутантной – словом, обозначающим не только статистическую нетипичность, но и качественную неполноценность или даже моральную омерзительность.

Вот так в генетическую изменчивость вклинивается лингвистическая дискриминация, смешивая биологическое и желаемое. Если генетический вариант снижает приспособленность организма к конкретным условиям – скажем, безволосый человек появляется в Антарктике, – то мы называем феномен генетическим заболеванием. Но если тот же вариант повышает приспособленность к другим условиям, то мы называем организм генетически улучшенным. Синтез эволюционной биологии и генетики напоминает нам, что такие суждения бессмысленны: улучшенный или больной – это слова, отражающие приспособленность конкретного генотипа к конкретной среде; если изменить условия, слова могут обрести противоположные значения. «Когда никто не читал[952], – пишет психолог Элисон Гопник, – дислексия не была проблемой. Когда большинство людей вынуждено было охотиться, незначительная генетическая вариация, затрагивающая вашу способность фокусировать внимание, вряд ли представляла проблему, а может, даже давала преимущество [позволяя охотнику удерживать внимание сразу на множестве целей, например]. Но когда большинству людей нужно проходить через среднюю школу, та же самая вариация может превратиться в заболевание, которое изменит всю вашу жизнь».

Желание разделить людей по расовому признаку и стремление расставить вдоль этих границ флажки с атрибутами вроде интеллекта (креативности, криминальных наклонностей, жестокости и так далее) иллюстрирует главную проблему генетической классификации. Геномы человека не хуже лиц или английских романов можно разделять или объединять по миллиону разных признаков. Но разделять ли или объединять, категоризировать ли или синтезировать – это вопрос выбора. Если озабоченность вызывает конкретная наследуемая биологическая характеристика, такая как генетическое заболевание (серповидноклеточная анемия, например), то исследовать геном с целью установить ее генетический локус – затея абсолютно осмысленная. Чем у́же определение наследуемой черты, тем выше вероятность найти ее генетический локус и обнаружить, что она тяготеет к той или иной человеческой субпопуляции (к афро-карибской – в случае серповидноклеточной анемии, к ашкеназам – в случае болезни Тея – Сакса). К примеру, марафонский бег не зря становится «генетическим» видом спорта: бегуны из Кении и Эфиопии, с узкого клина земли на востоке одного континента, доминируют на дистанциях не только благодаря таланту и тренировкам, но и потому, что марафон – это узкоспецифичный тест на определенный вид экстремальной стойкости. Гены, обеспечивающие эту стойкость (точнее, комбинации генетических вариантов, которые определяют подходящие особенности анатомии, физиологии и метаболизма), поддерживаются естественным отбором.

И наоборот, чем расплывчатее определение признака (в случае, скажем, интеллекта или темперамента), тем ниже вероятность связать его с единственным геном и – далее – с расой, племенем или субпопуляцией. Интеллект и темперамент совсем не похожи на марафонский забег: здесь нет фиксированных критериев успеха, нет линий старта и финиша, и привести к победе может даже бег в сторону или задом наперед.

Широта определения признака – это фактически вопрос идентичности, то есть того, как мы определяем, классифицируем и понимаем людей (себя) в культурном, социальном и политическом смысле. А значит, в нашем туманном разговоре о понятии «раса» упущен опорный элемент – разговор о понятии «идентичность».

Первая производная от идентичности

Антропология несколько десятилетий участвовала[953] в общей деконструкции «идентичности» как устойчивого объекта научного исследования. Представление о том, что индивид выстраивает свою идентичность на основе социальной деятельности и, следовательно, что идентичность не является фиксированной сущностью, задает тон современным исследованиям гендера и сексуальности. А концепция происхождения коллективной идентичности из политической борьбы и компромисса сегодня лежит в основе исследований расы, этничности и национализма.

Пол Бродвин,

«Генетика, идентичность и антропология эссенциализма» (Genetics, Identity, and the Anthropology of Essentialism)

Да ты не брат, а зеркало мое.

Уильям Шекспир,

«Комедия ошибок», акт V, сцена 1[954]

6 октября 1942 года, за пять лет до того, как семья моего отца покинула Барисал, моя мать была дважды рождена в Дели. Первой на свет появилась ее однояйцевая сестра Булу, спокойная и красивая. Моя мать, Тулу, родилась через несколько минут, извиваясь и убийственно крича. Акушерка, к счастью, неплохо разбиралась в младенцах и понимала, что самые красивые часто бывают самыми проблемными: тихая сестра была до крайности вялой, серьезно недобирала в весе, и ее нужно было срочно завернуть в одеяла и начать оживлять. Первые дни жизни моей тети были самыми неопределенными. Она не брала грудь. Как гласит история (а может, легенда), в 1940-х в Дели нереально было найти детскую бутылочку, и потому ребенка кормили, обмакивая хлопковый шнур в молоко, а позже – с помощью раковины моллюска каури, заменяющей ложку. За девочкой ухаживала нанятая медсестра. Когда через семь месяцев грудное молоко начало иссякать, мою мать сразу отлучили от груди, чтобы ее сестре доставались все остатки. Таким образом, с самого начала близнецы были живым генетическим экспериментом – подчеркнуто одинаковые по природе и категорически разные по воспитанию.

Моя мать, «младшая» из сестер, росла непоседой и отличалась живым, переменчивым характером. Она была беспечной и бесстрашной, быстро училась и охотно совершала ошибки. Булу же казалась физически скованной, при этом ее ум был проворнее, язык – острее, а находчивость – изощреннее. Тулу была общительной, легко заводила друзей и никогда не обижалась. Булу росла замкнутой, сдержанной, более тихой и уязвимой. Тулу любила танцы и театр. Булу предпочитала мечтать, писала прозу и стихи.

И всё же контрасты только подчеркивали сходство между близнецами. Тулу и Булу выглядели совершенно одинаково: у них были одинаковые веснушки, миндалевидные лица, нетипичные для бенгальцев высокие скулы и немного опущенные внешние углы глаз – прием, с помощью которого итальянские художники заставляли своих Мадонн источать мистическую эмпатию. Они говорили на своем уникальном языке, как это часто бывает с близнецами. И у них были шутки, которые понимали только они.

Через какое-то время их жизни разделились. Тулу вышла за моего отца в 1965-м (он переехал в Дели за три года до того). Это был договорный брак, но в то же время довольно рискованный. Мой отец был бедным приезжим, обремененным властной матерью и полусумасшедшим братом, который жил вместе с ними. Чересчур аристократичным западнобенгальским родственникам моей матери семья отца казалась воплощением восточнобенгальской косности: его братья за обедом собирали свой рис в горку и делали в ней кратер для подливки, будто обозначая ненасытный, вечный голод их деревенской жизни этими вулканами на тарелках. В сравнении с маминым брак Булу казался куда более надежной перспективой. В 1966-м она обручилась с молодым адвокатом из очень знатного калькуттского клана. В следующем году они поженились, и Булу переехала к мужу в Южную Калькутту, в его огромный ветхий семейный особняк с садом, задушенным сорняками.

Ко времени моего рождения в 1970-м судьбы сестер совершили неожиданные повороты. В конце 1960-х Калькутта начала неуклонно скатываться в ад. Экономика истощалась, слабая инфраструктура задыхалась под натиском иммиграционных волн. Политические междоусобицы часто блокировали улицы и предприятия на целые недели. Пока город конвульсировал в циклах насилия и апатии, новая семья Булу прощалась с остатками своих сбережений, чтобы хоть как-то оставаться на плаву. Ее муж, сохраняя иллюзию занятости, каждое утро покидал дом как положено, с дипломатом и обедом в коробочке, – но кому был нужен адвокат в городе, где более не было закона? В конце концов семья продала свой плесневеющий дом с большой верандой и внутренним двориком и переехала в скромную двухкомнатную квартиру – всего в паре миль от дома, приютившего мою бабушку в первую ее ночь в Калькутте.

Судьба же моего отца отражала судьбу принявшего его города. Дели, столица, была перекормленным ребенком Индии. Укрепляемые национальным стремлением создать мегаметрополис, обильно питаемые субсидиями и грантами, дороги Дели ширились, а экономика росла. Мой отец продвигался по служебной лестнице в японской мультинациональной фирме и быстро перебрался из низов среднего класса на самую его вершину. Наш район, когда-то утопавший в зарослях колючего кустарника, плотно заселенных дикими собаками и козами, быстро превратился в одно из престижнейших мест в городе. Мы проводили каникулы в Европе, учились есть палочками и плавали летом в бассейнах при отелях. В Калькутте же в сезон дождей горы уличного мусора забивали водостоки, превращая город в гигантское болезнетворное болото. Один такой стоячий водоем, кишащий комарами, каждый год образовывался возле дома Булу. Она называла его «личным бассейном».

В этой фразе было кое-что показательное – ее легкость. Можно было бы предположить, что резкие превратности судьбы сделают из Тулу и Булу совершенно разных людей. Но нет, наоборот: хоть с годами их физическое сходство и сошло почти на нет, нечто невыразимое – их образ мысли, их нрав – осталось удивительно схожим, и даже в большей степени, чем в детстве. Несмотря на растущий экономический зазор между сестрами, обе сохраняли оптимистичный взгляд на мир, любознательность, чувство юмора и невозмутимость, от которой веяло не гордыней, но благородством. Когда мы ездили за границу, мама привозила домой сувениры для Булу: деревянные игрушки из Бельгии, стеклянные безделушки из Швейцарии, фруктовую жевательную резинку из США (которая если и пахла каким-то фруктом, то точно не земным). Моя тетя читала путеводители по странам, где мы путешествовали. «Я тоже там побывала», – говорила она, расставляя сувениры за стеклом, и в ее голосе не было ни нотки горечи.

В английском языке нет слова или словосочетания, обозначающего тот миг в развитии сознания сына, когда он начинает понимать свою мать – не поверхностно, а с той же всеобъемлющей ясностью, с которой понимает себя. Мое переживание этого момента было помноженным ровно на два: когда я в каких-то глубинах детства понял свою мать, я научился понимать и ее сестру. Я знал с лучезарной уверенностью, отчего она засмеется или ощутит обиду, что ее воодушевит или заинтересует, чему она будет сочувствовать. Видеть мир глазами моей матери означало также и видеть мир глазами ее сестры-близнеца, разве что оттенок линз мог немного меняться.

Сходство между матерью и тетей, как я начинаю понимать, заключалось не столько в личности, сколько в ее склонностях – первой производной от личности, если пользоваться математическим термином. В дифференциальном исчислении первой производной функции в точке называют не ее положение в пространстве, а ее склонность к изменению положения – не то, где находится объект, а то, как он движется во времени и пространстве. Это общее качество, для кого-то непостижимое, но очевидное для четырехлетнего ребенка, прочно связывало близнецов. Тулу и Булу перестали быть идентичными внешне, но сохранили общую первую производную от идентичности.

Всякий, кто сомневается, что гены могут влиять на идентичность, должно быть, прибыл с другой планеты и еще не заметил, что люди существуют в двух основных вариантах – мужском и женском. Критики культуры, квир-теоретики[955], модные фотографы и Леди Гага напомнили нам – и они правы, – что эти категории не столь фундаментальны, как может показаться, и что тревожные неоднозначности нередко прячутся в их пограничных областях. Тем не менее трудно оспорить три основных факта: мужчины и женщины анатомически и физиологически различаются; эти анатомические и физиологические различия определяются генами; эти различия в сочетании с культурными и социальными конструктами «я» сильно влияют на определение нашей индивидуальной идентичности.

То, что гены имеют какое-то отношение к определению пола, гендера и гендерной идентичности, – относительно новая идея в нашей истории. Для продолжения разговора было бы уместно разграничить эти три понятия. Под полом я подразумеваю анатомические и физиологические аспекты тела мужчины или женщины[956]. Гендером я называю более сложную конструкцию: психические, социальные и культурные роли, которые принимает на себя индивид. Под гендерной идентичностью я понимаю то, кем сам человек себя ощущает (мужчиной или женщиной, или ни тем ни другим, или кем-то промежуточным).

Тысячелетиями истоки анатомической непохожести мужчин и женщин – «анатомического диморфизма» пола – оставались почти непознанными. Примерно в 200 году н. э. Гален, самый влиятельный анатом античного мира, производил скрупулезные вскрытия, стараясь доказать, что мужские и женские репродуктивные органы аналогичны – просто мужские вывернуты наружу, а женские втянуты внутрь. Яичники, как утверждал Гален, всего лишь внутренние яички, которые остаются в теле из-за дефицита у женщин «жизненного тепла», выталкивающего органы. «Выверните наружу женские [органы], сопоставьте с мужскими, и вы обнаружите, что это одно и то же», – писал Гален. Его ученики и последователи растянули эту аналогию (вполне буквально) до абсурдных масштабов, доказывая, что матка – это мошонка, вдутая внутрь, а фаллопиевы трубы – разорвавшиеся и растянутые семенные пузырьки. Эту теорию помогало запомнить средневековое четверостишие, анатомическая мнемоника для студентов-медиков:

Хоть пола они будут и другого,

Но в целом образ их и наш един.

Кто в поисках блюсти науку будет строго,

Найдет тот женщин лишь изнанкою мужчин.

Но какая сила выворачивала мужчин «наружу», а женщин «внутрь», словно носки? За сотни лет до Галена, около 400 года до н. э., греческий философ Анаксагор утверждал, что пол целиком и полностью зависит от местоположения – как цена на недвижимость в Нью-Йорке. Подобно Пифагору, Анаксагор верил, что носителем наследственной эссенции выступает мужское семя, а женщина лишь «придает ей форму» плода в своем чреве. Соответственно, и пол наследуется по тому же принципу. Семя, произведенное в правом яичке, дает начало мальчикам, а семя из левого яичка – девочкам. Отливка пола продолжается в матке в соответствии с тем же двусторонним кодированием, заданным при эякуляции. Зародыш мужского пола занимает – с безукоризненной избирательностью! – правую часть матки, а зародыш женского пола – левую.

Сейчас легко высмеивать теорию Анаксагора как анахроничную и дикую. Эта эксцентричная одержимость левым и правым расположением – будто речь идет о сервировке столовых приборов – явно принадлежит другой эпохе. Но для того времени теория была революционной – благодаря двум прорывным моментам. Во-первых, Анаксагор увидел в определении пола весомый элемент случайности, и для его объяснения ему понадобилось ввести случайную причину (левый или правый источник семени). А во-вторых, теория утверждала, что это первичное случайное событие нуждается в усилении и подкреплении, чтобы пол сформировался окончательно. План развития зародыша был критически важен. Правостороннее семя держало путь к правой стороне матки, где в дальнейшем развивалось в зародыш мужского пола, левостороннее же следовало налево, порождая плод женского пола. Определение пола представляло собой цепную реакцию, которая запускалась одним событием, а далее усиливалась местоположением плода до полноценного диморфизма между мужчиной и женщиной.

И по большей части на этом концепция определения пола остановилась на века. Возникали разные теории, но по сути все они были вариациями идеи Анаксагора: пол задается фактически случайным событием, а затем закрепляется и развивается средой, где находится яйцеклетка или зародыш. «Пол не наследуется»[957], – писал один генетик в 1900 году. Даже Томас Морган, пожалуй, самый именитый поборник признания вклада генов в развитие, полагал, что пол не может определяться генетически. В 1903-м он писал, что пол задают скорее множественные влияния среды, нежели исключительно гены: «Яйцеклетка, если говорить о поле[958], находится в состоянии своеобразного баланса, и условия, в которые она попадает, <…> могут определить, какой пол в результате образуется. Возможно, тщетны попытки обнаружить единственный фактор, который оказывает решающее воздействие на все типы яйцеклеток».

Зимой 1903-го, в тот самый год, когда Морган так беспечно пренебрег генетической теорией определения пола, аспирантка Нетти Стивенс провела исследование, которое полностью изменило эту область. Стивенс родилась в 1861 году в семье плотника из Вермонта. Она посещала курсы по подготовке школьных учителей, но к началу 1890-х ей репетиторством удалось скопить средства для поступления в Стэнфордский университет в Калифорнии. В 1900-м Стивенс приняла необычное для женщин тех времен решение пойти в аспирантуру по биологии. Но еще необычнее был ее выбор места полевых исследований: та самая зоологическая станция в далеком Неаполе, где Теодор Бовери собирал икру морских ежей. Девушка выучила итальянский, чтобы общаться на одном языке с местными рыбаками, которые приносили ей икру с побережья. Бовери научил ее окрашивать икринки, чтобы различать хромосомы – странные, синеющие от обработки нити внутри клеток.

Бовери удалось показать, что клетки с поврежденными хромосомами не могут нормально развиваться, а значит, наследственные инструкции для развития должны содержаться в хромосомах. Но не может ли быть там же и детерминанта пола? В 1903-м Стивенс выбрала простой организм – обычного мучного хрущака («мучного червя») – чтобы исследовать корреляции между хромосомным набором особей и их полом. Стивенс применила метод окрашивания Бовери, и ответ сразу же бросился ей в глаза: различия всего в одной хромосоме идеально соотносились с полом животного. У хрущаков всего по 20 хромосом, то есть по 10 пар (хромосомы парные у большинства животных – и человека в том числе). Клетки самок всегда несли 10 пар хромосом-близнецов. А вот в клетках самцов две хромосомы «не спаривались», то есть сильно различались размерами. Стивенс предположила, что единолично задавать пол может одна из них, маленькая шишковидная хромосома – половая, как аспирантка ее назвала[959].

Эта находка позволяла Стивенс прийти к простой теории определения пола. В мужских гонадах созревали примерно в равном количестве сперматозоиды двух видов – «мужские» и «женские»: первые несли коротенькую мужскую хромосому, вторые – женскую, нормального размера. Если яйцеклетку оплодотворял «мужской» сперматозоид, формировался эмбрион мужского пола. Если же ее оплодотворял сперматозоид «женский», получался эмбрион женского пола.

Выводы Стивенс подтвердил ее коллега, клеточный биолог Эдмунд Уилсон, который упростил терминологию и назвал мужскую хромосому Y, а женскую – X. В свете такой кодировки клетки мужчин предстали как XY, а женщин – как XX. Уилсон сформулировал обоснование этой системы. Яйцеклетка содержит единственную X-хромосому. Когда яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Y-хромосомой, получается комбинация XY, определяющая мужское начало. Когда яйцеклетку встречает сперматозоид с X-хромосомой, образуется пара XX, определяющая женское начало. Пол зависит хоть и не от левого или правого яичка, но от похожей случайности – от генетического багажа первого сперматозоида, которому удастся добраться до яйцеклетки и оплодотворить ее.

Система XY, открытая Стивенс и Уилсоном, наводила на важную мысль: если Y-хромосома содержит всю информацию, определяющую мужское начало, то она должна нести все гены, которые делают эмбрион мальчиком. Поначалу генетики рассчитывали найти на Y-хромосоме десятки таких генов: пол ведь предполагает точнейшую координацию множества анатомических, физиологических и психологических качеств, и сложно было бы вообразить, что за такое функциональное разнообразие отвечает один-единственный ген. При этом добросовестное изучение генетики неизбежно приводит к мысли, что Y-хромосома – очень негостеприимное место для генов. В отличие от всех остальных хромосом, у Y нет пары, то есть нет сестринской хромосомы, а потому каждый ее ген должен рассчитывать только на себя. Мутации в любой другой хромосоме можно «залечить», скопировав неповрежденный ген с другой хромосомы. Гены Y-хромосомы нельзя исправить или скопировать, пользуясь дублирующей хромосомой как матрицей, – иными словами, у них нет ни резервной копии, ни ориентира (эта хромосома предлагает только особую внутреннюю систему починки генов). Когда Y-хромосому атакуют мутации, она страдает от недостатка механизмов восстановления информации. Потому-то она буквально испещрена отметинами и рубцами истории – это самое уязвимое в человеческом геноме место.

Из-за непрерывной генетической бомбардировки человеческая Y-хромосома начала сбрасывать за борт информацию еще миллионы лет назад. Гены, по-настоящему важные для выживания, предпочли переместиться в другие части генома, предоставляющие более надежные условия для хранения. Гены с ограниченной ценностью устаревали, выводились из употребления или заменялись, в итоге сохранились лишь самые необходимые (некоторые из них дублировались на самой же Y, но даже такая стратегия не решила проблему). По мере потери информации Y-хромосома укорачивалась, лишаясь куска за куском в безрадостной череде мутаций и генных утрат. То, что Y выглядит самой маленькой из всех хромосом, не совпадение: она в значительной степени стала жертвой планового износа (хотя в 2014-м ученые обнаружили несколько чрезвычайно важных генов, вероятно, навсегда там закрепленных).

С точки зрения генетики сложился интересный парадокс. Пол, один из сложнейших человеческих признаков, судя по всему, не кодируется множеством генов. Мужское начало, скорее, определяется единственным геном с рискованным местоположением[960]. Читатели-мужчины, обратите внимание: мы едва уцелели.

В начале 1980-х молодой лондонский генетик по имени Питер Гудфеллоу начал охоту за «геном пола» на Y-хромосоме. Ярый футбольный болельщик – костлявый, подтянутый, не слишком опрятный, с безошибочно узнаваемым протяжным восточноанглийским произношением и нарядами в стиле «панк подружился с новой романтикой»[961], – Гудфеллоу намеревался применить метод генетического картирования, освоенный Ботштейном и Дэвисом, чтобы сузить область поиска до небольшого участка. Но как можно картировать «нормальный» ген, если нет вариаций связанного с ним фенотипа или ассоциированных с ним заболеваний? Хромосомное местоположение генов муковисцидоза и болезни Хантингтона вычислили по их связи с особыми указателями, или маячками, в геноме. В обоих случаях больной ребенок нес какую-то сигнальную вариацию ДНК, в то время как у его здоровых братьев и сестер ее не было. Но где Гудфеллоу мог найти человеческую семью с вариациями по полу – с каким-нибудь третьим полом, – которые передавались бы генетически и доставались лишь некоторым из детей?

На самом деле такие люди существуют, просто вычислить их было куда сложнее, чем кажется. В 1955 году английский эндокринолог Джеральд Свайер[962], исследовавший женское бесплодие, обнаружил редкий синдром, при котором человек, биологически организованный как женщина, на хромосомном уровне оказывается мужчиной. «Женщины», рожденные с синдромом Свайера, все детство анатомически и физиологически были девочками, но в подростковом возрасте не достигали типично женской половой зрелости. Генетики изучили их клетки и в каждой обнаружили хромосомный комплект XY. Каждая клетка хромосомно было мужской, но при этом человек, построенный из этих клеток, анатомически, физиологически и психологически был женщиной. «Женщина» с синдромом Свайера рождалась с мужским хромосомным набором в каждой клетке, но по какой-то причине этот набор не придавал ее телу «мужественности».

Вероятнее всего, синдром Свайера объяснялся тем, что главный регуляторный ген, определяющий мужское начало, инактивировался мутацией, и развитие шло по женскому типу. Команда МТИ, возглавляемая генетиком Дэвидом Пейджем, отобрала подобных женщин с обращенным полом и картировала ген, определяющий мужской пол, на сравнительно небольшом участке Y-хромосомы. Следующий шаг был самым трудоемким – перебрать ген за геном, чтобы выявить идеальную кандидатуру среди десятков других претендентов с этого участка. Гудфеллоу медленно и планомерно продвигался вперед, пока не получил душераздирающее известие: летом 1989-го он узнал, что Пейдж вычислил ген мужского пола – ZFY[963], в названии которого подчеркнул его расположение на Y-хромосоме[964].

Сперва казалось, что ZFY – безупречный кандидат: он находился на нужном участке Y-хромосомы и его нуклеотидная последовательность указывала на потенциальный статус главного регулятора активности десятков других генов. Но Гудфеллоу внимательно пригляделся и заметил, что туфелька-то не подходит: прочитанная последовательность ZFY у женщин с синдромом Свайера оказывалась абсолютно нормальной. В этом гене не было мутаций, которые объясняли бы нарушение сигнализации по мужскому типу у изученных людей.

Дисквалифицировав ZFY, Гудфеллоу вернулся к своей работе. Ген мужского начала просто обязан был лежать в области, определенной командой Пейджа: видимо, они подобрались близко, но просто упустили его. В 1989-м, обшаривая окрестности ZFY, Гудфеллоу обнаружил другую многообещающую кандидатуру – маленький, неприметный, плотно упакованный ген без интронов – SRY[965]. Уже с самого начала казалось, что он подходит идеально. Нормальный белок SRY обильно вырабатывался в яичках, чего и следовало ожидать от молекулы, определяющей пол. Другие животные, включая сумчатых, тоже содержали разновидности этого гена на Y-хромосоме, а значит, его наследовали только самцы. Главное же доказательство того, что SRY – искомый объект, появилось после анализа человеческих когорт: этот ген неизменно содержал мутации у женщин с синдромом Свайера, но не мутировал у их здоровых сиблингов.

Тем не менее Гудфеллоу провел дополнительный эксперимент, чтобы окончательно закрыть дело, – и получил самое убойное из своих доказательств. Если ген SRY – единственный определитель мужского пола, то что случится, если принудительно активировать его у самки животного? Обратится ли она в самца? Когда Гудфеллоу и Робин Ловелл-Бэдж внедряли копии SRY мышиным самкам, часть их потомства рождалась, как полагается, с парой XX в каждой клетке, – то есть самками по геному. При этом анатомически и поведенчески они развивались[966] как самцы: у них были семенники и пенис, они спаривались с самками и в остальном вели себя как мыши мужского пола. Нажав на единственный генетический рубильник, Гудфеллоу сменил организму пол, сотворив синдром Свайера наоборот.

Получается, весь феномен пола сводится к одному-единственному гену? Да, почти. Женщины с синдромом Свайера несут мужские хромосомы в каждой своей клетке, но мутации выключают у них ген, определяющий мужской пол, буквально кастрируя Y-хромосому (не в уничижительном, а в чисто биологическом смысле)[967]. Присутствие Y-хромосом у людей с синдромом Свайера все же нарушает некоторые аспекты анатомического развития по женскому типу. В частности, у них нормально не формируются молочные железы и неправильно функционируют яичники, что выливается в слишком низкий уровень эстрогенов. Однако эти женщины не чувствуют никакого физиологического разобщения. Женские анатомические черты у них формируются в основном нормально: вульва и вагина не страдают, и мочеиспускательный канал присоединен к ним с хрестоматийной точностью. Поразительно, но гендерная идентичность людей с синдромом Свайера совершенно однозначна: отвалился всего один ген, и они «стали» женщинами. Хотя эстроген, несомненно, нужен для развития вторичных половых признаков и укрепления части взрослых женских анатомических черт, люди с этим синдромом крайне редко сомневаются в своем гендере и гендерной идентичности. Одна женщина писала: «Я определенно идентифицирую себя с женскими гендерными ролями. Я всегда считала себя стопроцентной женщиной. <…> Одно время я играла в мальчишеской футбольной команде – у меня есть брат-близнец, хотя внешне мы совсем не похожи, – но я определенно была девочкой в команде мальчиков[968] и не очень хорошо вписывалась: я предложила назвать нашу команду „Бабочки“».

Человек с синдромом Свайера – это не «женщина, запертая в теле мужчины». Это женщина, запертая в теле женщины с мужским хромосомным набором (за исключением одного гена). Мутация этого единственного гена, SRY, создает по большей части женское тело и, что еще важнее, совершенно женскую самоидентификацию. Это так же бесхитростно и двоично, как переключать рычажок настольной лампы между положениями «вкл» в «выкл»[969].

Если гены задают половую анатомию столь однозначно, то как они влияют на гендерную идентичность? Утром 5 мая 2004 года Дэвид Реймер[970], 38-летний мужчина из Виннипега, пришел на парковку супермаркета и выстрелил себе в голову из обреза. Появившись на свет в 1965-м мальчиком – в том числе генетически, – Дэвид (тогда еще Брюс) стал жертвой отвратительно проведенного неумелым хирургом обрезания: младенец получил серьезнейшее повреждение пениса. Орган невозможно было восстановить хирургически, и родители Брюса помчались к Джону Мани, психиатру из Университета Джонса Хопкинса, всемирно известному исследователю гендера и полового поведения. Мани оценил состояние ребенка и предложил родителям – в рамках эксперимента – оскопить его и растить как девочку. Отчаявшись дать сыну «нормальную» жизнь, родители капитулировали. Так Брюс стал Брендой.

Эксперимент Мани – о котором его никто не просил, на который ему не давали разрешения ни университет, ни больница – был попыткой протестировать теорию, ультрапопулярную в академических кругах 1960-х. Идея о том, что гендерная идентичность не дается от рождения, а формируется в ходе социальной активности и культурной мимикрии («вы тот, роль кого играете; воспитание сильнее природы»), в ту пору находилась в полном расцвете – и Мани был в числе самых ярых и громких ее защитников. Приняв на себя роль Генри Хиггинса[971] в сфере смены пола, Мани пропагандировал «коррекцию пола», переориентацию половой идентичности с помощью поведенческой и гормональной терапии – процесс длиной в десятилетия, изобретенный им самим и якобы позволявший его подопытным жизнерадостно переключать свою идентичность. Следуя советам Мани, Бренду одевали[972] и воспитывали как девочку. У нее были длинные волосы, ей покупали кукол и подарили швейную машинку. Ее учителя и друзья ничего не знали о трансформации.

У Бренды был однояйцевый брат-близнец Брайан, которого воспитывали как мальчика. В рамках исследования оба ребенка часто посещали Мани в его балтиморской клинике. В предподростковом периоде Бренде прописали прием эстрогена для феминизации и запланировали операцию по формированию искусственной вагины, которая должна была завершить анатомическую трансформацию в женщину. Мани неустанно публиковал высокоцитируемые статьи, рекламирующие необыкновенный успех смены пола. По его мнению, Бренда совершенно спокойно приспосабливалась к своей новой идентичности. Ее близнец Брайан был «задиристым и непоседливым» мальчиком, в то время как Бренда – «активной маленькой девочкой». Бренда вступит в жизнь взрослой женщины без особых затруднений, заявил Мани. «Гендерная идентичность развита при рождении столь слабо[973], что возможно успешное назначение роли девочки генетическому мальчику».

На самом деле все было, мягко говоря, не так. В четыре года Бренда взяла ножницы и изрезала розовые и белые платья, в которые ее принудительно наряжали. У нее случались приступы ярости, когда ее заставляли ходить и говорить по-девчачьи. Привязанная к идентичности, которую она находила явно фальшивой и чуждой, Бренда была тревожной, подавленной, растерянной, измученной и нередко впадала в откровенное бешенство. В школьных ведомостях она проходила как «пацанка», «доминантная» и обладающая «избытком физической энергии». Она отказывалась играть с куклами и другими девочками, предпочитая игрушки брата (единственный случай взаимодействия Бренды с швейной машинкой произошел, когда она добытой из отцовского ящика с инструментами отверткой тщательно разобрала ее, винтик за винтиком). Вероятно, сильнее всего она обескураживала сверстников тем, что послушно ходила в женскую уборную – но там справлять нужду предпочитала стоя, широко расставив ноги.

В 14 лет Бренда положила конец этому нелепому фарсу. Она отказалась от вагинальной операции, перестала принимать эстроген, сделала двустороннюю мастэктомию и начала вводить тестостерон, чтобы вернуть себя в стан мужчин. Она – теперь он – взяла имя Дэвид. В 1990-м Реймер заключил брак с женщиной, но отношения с самого начала были мучительными. Брюса/Бренду/Дэвида – мальчика, который стал девочкой, которая стала мужчиной, – все еще продолжало кидать между опустошительными приступами тревоги, гнева, отрицания и депрессии. Он потерял работу. Его брак развалился. В 2004-м, вскоре после ожесточенной перебранки с женой, Дэвид покончил с собой.

Случай Дэвида Реймера не уникален. В 1970–1980-х было описано еще несколько подобных процедур половой коррекции – попыток преобразовать генетических мальчиков в девочек путем психологической и социальной обработки. И каждый случай был по-своему проблемным. Гендерная дисфория не у всех была такой острой, как у Дэвида, но и этих (не)женщин даже в зрелости преследовали приступы тревоги, раздражительности, тоски и дезориентации. Одна из самых показательных историй разворачивалась в штате Миннесота. Женщина – назовем ее С. – пришла на прием к рочестерскому психиатру, одетая в цветастую блузку с оборками и грубую кожаную куртку («мой кожано-кружевной образ»[974], как описала это она). С некоторыми аспектами своей двойственности С. не испытывала проблем, но ей было сложно «ощущать себя женщиной фундаментально». Пациентка родилась и росла в 1940-х как девочка, но в школе считалась пацанкой. Она никогда не думала о себе как о мужчине в физическом смысле, но всегда чувствовала какое-то родство с мужчинами («Как будто бы у меня был мужской мозг»[975]). В двадцать с небольшим С. вступила в брак и вполне обычно жила с мужем – до тех пор, пока случайный «секс втроем» с участием другой женщины не воспламенил ее фантазий о представительницах того же пола. Ее муж женился на другой, а С. вступила в серию лесбийских отношений. Периоды душевного равновесия сменялись у нее периодами депрессий. Она присоединилась к церковной общине и ощутила душевную заботу тех людей – за исключением пастора, который корил ее за гомосексуальность и рекомендовал терапию для «переделки».

В 48 лет, гонимая чувством вины и страхом, С. наконец обратилась за психиатрической помощью. В рамках медицинского обследования ее клетки отправили на хромосомный анализ, и в них обнаружили комплект XY. С генетической точки зрения С. оказалась мужчиной. Позже она узнала, что родилась с неопределенными, недоразвитыми гениталиями, хоть хромосомный пол ее и был мужским. Мать дала согласие на пластическую операцию, чтобы трансформировать ребенка в девочку. Коррекция пола началась, когда С. было шесть месяцев, а в подростковом возрасте ее поили гормонами под предлогом лечения «гормонального дисбаланса». Что в детстве, что в юности она не испытывала ни малейших сомнений относительно своего гендера.

Случай С. иллюстрирует значимость тщательного осмысления связи гендера и генетики. В отличие от Дэвида Реймера, С. не испытывала затруднений с исполнением гендерных ролей: она носила женскую одежду на публике, состояла в гетеросексуальном браке (по крайней мере, какое-то время) и успешно действовала в рамках культурных и социальных норм, 48 лет сходя за женщину. И все же, несмотря на чувство вины по поводу своей сексуальности, ключевые аспекты ее идентичности – ментальная близость, фантазии, желания и эротические устремления – оставались привязанными к мужскому началу. С помощью социальной активности и подражания С. усвоила многие важные характеристики принятого ей гендера, но так и не смогла избавиться от психосексуальных побуждений ее генетического «я».

В 2005 году команда исследователей из Колумбийского университета[976] обработала отчеты обо всех этих случаях в лонгитюдном исследовании «генетических мужчин» – то есть людей с XY-хромосомами, – которым после рождения присвоили женский гендер – чаще всего из-за неправильного анатомического развития их гениталий. Некоторые истории не были наполнены таким количеством страданий, как биографии Дэвида Реймера или С., но подавляющее большинство мужчин, которых наделили женскими гендерными ролями, сообщали о переживании в детстве умеренной или тяжелой гендерной дисфории. Многие из них испытывали тревожность, депрессию и смятение. И многие осознанно сменили гендер на мужской в подростковом возрасте или позже. Самое примечательное, что среди генетических мужчин, рожденных с неопределенными гениталиями, но воспитанных как мальчики, не зарегистрировали ни единого случая гендерной дисфории или смены гендера в старшем возрасте.

Анализ этих случаев ставит финальный крест на все еще главенствующей в некоторых кругах гипотезе, что гендерную идентичность можно полностью или хотя бы в значительной мере создать или запрограммировать посредством обучения, внушения, поведенческого принуждения, культурного влияния или исполнения социальных ролей. Сегодня очевидно, что гены гораздо сильнее любых других факторов влияют на формирование половой и гендерной идентичности – хотя в определенных обстоятельствах часть атрибутов гендера и усваивается за счет культурного, социального и гормонального перепрограммирования. А поскольку даже гормоны в сухом остатке «генетичны», будучи прямыми или косвенными продуктами генов, вероятность перепрограммировать гендер исключительно поведенческой терапией и культурным подкреплением устремляется в область фантастики. И в самом деле, медицина постепенно приходит к консенсусу, что детей, за крайне редким исключением, следует относить к их хромосомному (то есть генетическому) полу независимо от их анатомических вариаций и несоответствий, а опцию смены пола, если она потребуется, оставлять на более позднее время. Но, насколько известно, пока никто из таких детей не прибегал к смене пола, предписанного генами.

Как же нам согласовать идею о том, что единственный генетический переключатель отвечает за главную дихотомию человеческой идентичности, с тем фактом, что в реальном мире гендерная идентичность человека представляет собой непрерывный спектр? Почти все культуры уже признали, что гендер существует не в виде четких черной и белой половинок, а в виде тысячи оттенков серого. Даже Отто Вейнингер, австрийский философ, известный своей мизогинией, признавал: «Неужели „женщины“ и „мужчины“[977], представляя собою две совершенно различные группы, являются в пределах каждой группы чем-то однообразным, совпадающим во всех пунктах со всеми прочими представителями этой группы? <…> Мы видим, например, постепенные переходы от металлов к неметаллам, от химических соединений к смесям, мы находим также промежуточные формы между животными и растениями, между явнобрачными и тайнобрачными, между млекопитающими и птицами. <…> Исходя из приведенных аналогий, мы и в данном случае признаем совершенно невероятным предположение, что природа провела резкую грань между всеми существами мужского рода – с одной стороны – и существами женского рода – с другой»[978].

С точки зрения генетики, однако, здесь нет никакого противоречия: главный рубильник и иерархическая организация генов идеально совместимы с непрерывными кривыми поведения, идентичности и физиологии. Ген SRY, несомненно, контролирует определение пола в формате «вкл/выкл»: включаем SRY, и животное становится анатомически и физиологически самцом; выключаем – и животное становится анатомически и физиологически самкой.

Но чтобы обеспечить более глубокие аспекты определения пола и гендерной идентичности, SRY должен воздействовать на десятки мишеней – включать и выключать именно их, активировать одни гены и подавлять другие подобно тому, как в эстафете передают палочку. Эти гены, в свою очередь, интегрируют информацию, поступающую изнутри организма и извне: влияния гормонов, поведения, памяти, экологических и пищевых факторов, социальных и культурных ролей, – чтобы в итоге породить гендер. В таком случае то, что мы называем гендером, – сложный каскад из генов и условий развития с рубильником SRY на вершине и разноуровневыми модификаторами, интеграторами, исследователями и интерпретаторами под ним. Этот каскад и определяет гендерную идентичность. Если вернуться к нашей прежней аналогии, то гены представляют собой отдельные строчки в рецепте изготовления гендера. Первым пунктом идет ген SRY: «Отмерьте четыре стакана муки». Без муки вы определенно не испечете ничего похожего на пирог. Но от первой строчки веером расходятся бесчисленные варианты, и вы получаете все что угодно – от хрустящего французского багета до китайского юэбина с желтком.

Трансгендерная идентичность служит мощным доказательством существования такого каскада из генов и условий развития. В анатомическом и физиологическом плане пол – явление вполне бинарное: один-единственный ген управляет половой идентичностью, обеспечивая поразительный анатомический и физиологический диморфизм, который мы наблюдаем между мужчинами и женщинами. Но гендер и гендерная идентичность далеко не бинарны. Представим себе гипотетический ген – назовем его TGY, – который определяет ответ мозга на действие белка SRY (либо какого-то мужского гормона или сигнала). Кто-нибудь из детей может унаследовать крайне невосприимчивый к SRY вариант TGY, и тогда даже при анатомически мужском теле мозг не будет воспринимать или понимать этот мужской сигнал. Такой мозг может осознавать себя как психологически женский, считать себя ни мужским, ни женским или вовсе представлять себя частью третьего пола.

У подобных мужчин (и женщин) наблюдается что-то вроде синдрома Свайера, но только в сфере идентичности: их хромосомный и анатомический пол либо мужской, либо женский, но этот хромосомно-анатомический статус не отправляет соответствующий сигнал в их мозг. Примечательно, что у крыс такой синдром можно вызвать, изменив всего один ген в мозге эмбрионов женского пола или заблокировав у эмбриона проведение женских сигналов в мозг с помощью особого препарата. После рождения такие грызуны обладают всеми анатомическими и физиологическими характеристиками самок[979], но ведут себя как типичные самцы, в том числе пытаясь спариваться с особями женского пола.

Иерархическая организация этого генного каскада иллюстрирует важнейший общий принцип связи генов и среды. С незапамятных времен бушевали дебаты: природа или воспитание? гены или среда? Эта битва длилась так долго и отличалась такой враждебностью, что обе стороны в итоге капитулировали. Идентичность, как говорим мы сейчас, задается природой и воспитанием, генами и средой, изнутри и снаружи. Но и это в такой форме кажется бессмыслицей – компромиссом глупцов. Если гены, которые управляют гендерной идентичностью, организованы иерархически – начиная от SRY на вершине и распадаясь на тысячи информационных ручейков внизу, – то нельзя однозначно ответить, доминирует природа или воспитание, ведь ответ сильно зависит от выбранного для рассмотрения уровня.

На вершине этого каскада природа действует решительно и единолично. На этом уровне пол определяется проще некуда – включением и выключением главного регулятора. Если мы умеем переключать этот рубильник – генетическими методами или с помощью препаратов, – то мы можем контролировать создание мужчин или женщин, которые будут появляться с довольно однородной мужской или женской идентичностью (и большинством аспектов анатомии). На нижних сетевых уровнях, однако, чисто генетический подход уже не работает: он не обеспечивает нужной степени сложности в понимании гендера и гендерной идентичности. Здесь, на равнинах устья, где пересекается уже множество информационных рукавов, история, общество и культура сталкиваются и взаимодействуют с генетикой, словно приливные волны. Одни волны гасят друг друга, другие – усиливают. Ни одна из сил не перевешивает, но их объединенный эффект создает уникальный динамичный ландшафт, который мы называем индивидуальной идентичностью.

Последняя миля

Не будите лихо[980] – оставьте в покое незнакомых близнецов.

Уильям Райт,

«Такими уродились» (Born That Way: Genes, Behavior, Personality)

Вопрос о врожденности или приобретенности половой идентичности у одного на две тысячи новорожденного с гениталиями неопределенного типа обычно не провоцирует национальные дебаты о наследственности, предпочтениях, извращениях и выборе. А вот вопрос о врожденности или приобретенности сексуальной идентичности (выбора и предпочтения сексуальных партнеров) провоцирует точно. Какое-то время в 1950–1960-х казалось, что эта дискуссия закрыта раз и навсегда. В психиатрической среде господствовало мнение, что сексуальные предпочтения – в рамках дихотомии «гетеросексуальность» или «гомосексуальность» – свойство приобретенное, а не врожденное. Гомосексуальность трактовали как подавленную форму тревожного невроза. «Многие современные психоаналитики сошлись на том[981], что перманентная гомосексуальность, как и любые другие извращения, носит невротический характер», – писал психиатр Шандор Лоранд в 1956-м. «Настоящий враг гомосексуала[982], – писал другой психиатр в конце 1960-х, – это не столько его извращение, сколько неосведомленность о том, что ему можно помочь, плюс психический мазохизм, который заставляет его избегать лечения».

В 1962-м видный нью-йоркский психиатр Ирвинг Бибер, знаменитый своими попытками обратить мужчин-геев в натуралов, написал неимоверно влиятельную книгу «Гомосексуальность: психоаналитическое исследование мужчин-гомосексуалов» (Homosexuality: A Psychoanalytic Study of Male Homosexuals). Бибер видел причину мужской гомосексуальности в нездоровой семейной динамике: фатальным он считал сочетание подавляющей матери, «тесно связанной и [сексуально] близкой»[983] с сыном, если вообще открыто не соблазняющей его, с бесстрастным, отстраненным или «эмоционально враждебным» отцом. Мальчики, полагал он, отвечают на такие обстоятельства невротическим, саморазрушительным, самокалечащим поведением (знаменито высказывание Бибера 1973 года: «Гомосексуал – это человек, чья гетеросексуальная функция[984] искалечена, словно ноги жертвы полиомиелита»). В итоге у некоторых из этих мальчиков подсознательное желание идентифицировать себя с матерью и «кастрировать» отца проявляется в выборе образа жизни, выходящего за рамки нормы. Бибер утверждал, что такие сексуальные «калеки» усваивают патологический стиль жизни, подобно тому как некоторые жертвы полиомиелита заучивают патологическую манеру ходьбы. К концу 1980-х представление, сводящее гомосексуальность к выбору девиантного образа жизни, зацементировалось в форме догмы, и вице-президент США Дэн Куэйл в 1992-м оптимистично заявил, что «гомосексуальность – это скорее выбор[985], чем биологическая ситуация. <…> И этот выбор неправильный».

В июле 1993-го открытие так называемого гена гомосексуальности[986] повлекло за собой одну из самых бурных общественных дискуссий о генах, идентичности и выборе за всю историю генетики. Это открытие продемонстрировало способность гена изменить общественное мнение и почти полностью перевернуть ход обсуждения. В том же месяце в журнале People (который, к слову, нельзя назвать особо громким глашатаем коренных общественных перемен) обозреватель Кэрол Сарлер писала: «Что мы скажем о женщине[987], которая предпочтет сделать аборт, нежели растить ласкового, заботливого мальчика, который, возможно – заметьте, лишь возможно, – полюбит другого ласкового и заботливого мальчика, когда подрастет? <…> Мы скажем, что она уродливый, дисфункциональный монстр, который, если его заставить родить этого ребенка, превратит жизнь малыша в ад. Мы скажем, что ни одного ребенка нельзя обрекать на жизнь с таким родителем».

Фраза «ласковый, заботливый мальчик», выбранная для иллюстрации врожденных склонностей ребенка вместо извращенных предпочтений взрослого, служит примером инверсии этих дебатов. Как только гены оказались причастными к формированию сексуальных предпочтений, гомосексуальный ребенок сразу превратился в нормального. Ненормальными монстрами стали как раз его злобные враги.

Поиск «гена гомосексуальности» начался скорее от скуки, чем из активистских побуждений. Дин Хеймер, исследователь из Национального института онкологии, не искал проблемных тем. И дело было даже не в желании разобраться в себе. Хоть Хеймер и был открытым геем, его никогда особо не интересовала генетика разных форм идентичности, сексуальности и тому подобного. Он провел большую часть своей жизни, комфортно устроившись в «нормальной тихой государственной лаборатории, <…> набитой мензурками и пузырьками от пола до потолка», где изучал регуляцию генов белка металлотионеина (МТ), которым клетка защищается от отравляющего действия тяжелых металлов вроде меди и цинка.

Летом 1991-го Хеймер прилетел в Оксфорд, чтобы выступить на научном семинаре по регуляции генов. Он сделал стандартный доклад о своих исследованиях, который, как обычно, приняли хорошо. Но во время дискуссии после выступления Хеймер испытал приступ дежавю, граничащего с опустошенностью: казалось, ему задают те же самые вопросы, что и целое десятилетие назад. Когда докладчик из конкурирующей лаборатории затем представил данные, подтверждающие и дополняющие исследования Хеймера, того еще сильнее одолели скука и уныние: «Я понял, что даже если буду заниматься этой работой еще десять лет, то лучшее, на что я могу надеяться, это построить трехмерную реплику нашей маленькой [генетической] модели. Это не было похоже на цель всей жизни».

В перерыве между сессиями докладов Хеймер оцепенело вышел на улицу, в его голове царила сумятица. Он остановился у Blackwell’s, пещероподобного книжного магазина на Хай-стрит, и, спустившись в его округлые залы, изучил секцию биологии. Хеймер купил две книги. Первой была «Происхождение человека и половой отбор» Дарвина. Книга, опубликованная в 1871-м, вызвала тогда бурную полемику из-за утверждения, что человек произошел от обезьяноподобного предка (в «Происхождении видов…» Дарвин аккуратно обошел вопрос о предках человека, но смело взялся за него в «Происхождении человека…»).

Для биологов «Происхождение человека…» – это примерно то же, что «Война и мир» для выпускников филфака: почти все биологи утверждают, что книгу читали или как минимум знают ее основные положения, но на самом деле мало кто ее вообще открывал. Хеймер раньше ее тоже не читал и очень удивился, найдя, что значительную часть книги Дарвин обсуждает пол, выбор половых партнеров и влияние всего этого на господствующие модели поведения и социальное устройство. Дарвин определенно чувствовал, что наследственность мощно влияет на половое поведение. Тем не менее генетические детерминанты сексуальных предпочтений и поведения – «главная причина сексуальности», как называл это Дарвин, – остались для него загадкой.

Но идея о том, что половое или любое другое поведение связано с генами, с тех пор вышла из моды. Вторая купленная книга, «Не в наших генах: биология, идеология и природа человека»[988] (Not in Our Genes: Biology, Ideology and Human Nature) Ричарда Левонтина, предлагала другую точку зрения. В этой работе 1984 года издания Левонтин атаковал представление о том, что очень многое в природе человека определяет биология. Он доказывал, что элементы поведения, которые считаются заданными генетически, часто представляют собой произвольные, а то и вовсе манипулятивные культурные и социальные конструкты для укрепления властных структур. «Нет никаких приемлемых доказательств[989] того, что у гомосексуальности есть какая-то генетическая основа. <…> Вся эта история высосана из пальца», – писал Левонтин. Он утверждал, что Дарвин был в целом прав относительно эволюции организмов, но вот насчет эволюции человеческой идентичности заблуждался.

Какая из двух теорий верна? Лично Хеймеру казалось, что сексуальная ориентация слишком фундаментальна, чтобы считать ее стопроцентным продуктом культуры. «Почему же Левонтин, солидный генетик, столь решительно не верит в наследуемость поведения? – удивлялся Хеймер. – Он не смог опровергнуть генетическую обусловленность поведения в лаборатории и потому написал в защиту своей точки зрения целый политический памфлет? Может, здесь и найдется местечко для настоящей науки». Хеймер вознамерился самостоятельно пройти краткий курс генетики полового поведения. Он вернулся в лабораторию и приступил к изысканиям – но почти никакой информации не собрал. В общей базе научных журналов, опубликованных с 1966 года, Хеймер нашел 14 статей с сочетанием ключевых слов «гомосексуальность» и «гены». Для сравнения: поиск по фразе «ген металлотионеина» дал 654 результата.

Однако Хеймеру удалось откопать в полузабытых недрах научной литературы несколько заманчивых зацепок. В 1980-х профессор психологии Дж. Майкл Бейли[990] пробовал изучать генетику сексуальной ориентации с помощью близнецового метода. Он применял классический подход: если сексуальная ориентация частично наследуется, то оба идентичных близнеца с большей вероятностью будут гомосексуалами, чем оба разнояйцевых близнеца. С помощью объявлений, стратегически размещенных в гей-журналах и газетах, Бейли набрал 110 пар мужчин-близнецов, где как минимум один из братьев был геем. (Это кажется трудным даже сегодня, а представьте, каково было проводить такой эксперимент в 1978-м, когда очень немногие мужчины публично признавали свою нетипичную ориентацию, а однополый секс в ряде штатов считался преступлением и предусматривал наказание.)

Когда Бейли оценил конкордантность гомосексуальности у близнецов, результаты его поразили. Среди 56 пар однояйцевых близнецов оба брата оказались геями в 52 % случаев[991]. Среди 54 пар разнояйцевых близнецов такие братья составили всего 22 %: эта доля была значительно меньше, чем в группе идентичных близнецов, но все же заметно превышала те приблизительные 10 %, которые приходились на геев в общей популяции. (Спустя годы Бейли узнает о самых показательных случаях. Например, в 1971 году в Канаде[992] через несколько недель после рождения разлучили двух близнецов. Одного из них усыновила состоятельная американская семья. Другого растила биологическая мать в Канаде, в совершенно непохожих условиях. Братья, которые выглядели практически идентично, даже не подозревали о существовании друг друга – пока случайно не столкнулись в канадском гей-баре.)

Мужская гомосексуальность не сводилась к одним генам, как обнаружил Бейли. Влияние семьи, друзей, школы, религиозных убеждений и социальной структуры определенно модифицировало сексуальное поведение – настолько сильно, что в целых 48 % случаев один из идентичных близнецов не был геем, в то время как второй был. Возможно, для высвобождения определенных моделей сексуального поведения требовались какие-то внешние или внутренние триггеры. Безусловно, всеобъемлющих репрессивных культурных установок, окружающих гомосексуальность, одному близнецу могло хватить, чтобы склонить его в сторону гетеросексуальности, а другому – нет. Но близнецовое исследование предоставило неопровержимые доказательства того, что гены влияют на ориентацию сильнее, чем, скажем, на склонность к диабету I типа (по которому конкордантность у идентичных близнецов не превышает 30 %), и почти так же сильно, как на рост (конкордантность у идентичных близнецов около 55 %).

Бейли сильно поспособствовал смещению диалога о сексуальной идентичности от риторики 1960-х, вращающейся вокруг «выбора» и «личных предпочтений», к сфере биологии, генетики и наследственности. Если мы не считаем предметом личного выбора тот или иной рост, развитие дислексии или диабета I типа, то и о сексуальной идентичности мы не можем думать как о выборе.

Но один ли ген задействован или несколько? И что это за ген? Где он расположен? Чтобы идентифицировать «ген гомосексуальности», Хеймер должен был провести исследование гораздо крупнее – и предпочтительно с участием семей, в которых сексуальные ориентации можно было отследить в нескольких поколениях. Для финансирования подобного исследования нужен был новый грант – но где, скажите на милость, бюджетник, изучающий биосинтез металлотионеина, возьмет деньги на охоту за геном, влияющим на человеческую сексуальность?

В начале 1991-го выйти на охоту ему помогли два новых обстоятельства. Первым был запуск проекта «Геном человека». Хотя точной последовательности человеческого генома не было как минимум еще лет десять, но картирование ключевых его ориентиров значительно упростило поиск любого гена. Задумку Хеймера – картировать ген, связанный с гомосексуальностью, – было методологически почти невозможно реализовать в 1980-х. В следующем десятилетии, когда генетические маркеры растянулись, будто лампочки гирлянд, вдоль большинства хромосом, это стало по крайней мере теоретически достижимо.

Вторым обстоятельством был СПИД. Заболевание в конце 1980-х выкашивало гей-сообщество, и под напором активистов и пациентов, чьими аргументами нередко становились акты гражданского неповиновения и агрессивные протесты, Национальные институты здоровья (НИЗ) наконец направили сотни миллионов долларов на исследования, посвященные СПИДу. Гениальным тактическим ходом Хеймера было пристегнуть охоту на «ген гомосексуальности» к такому исследовательскому проекту. Он знал, что саркома Капоши, которая раньше считалась редким вялотекущим онкозаболеванием, теперь с поразительной частотой встречалась среди мужчин-геев, больных СПИДом. Возможно, рассуждал Хеймер, факторы риска для развития саркомы Капоши как-то соотносятся с гомосексуальностью – и в таком случае обнаружение генов, связанных с одним, может привести к обнаружению генов, определяющих другое. Эта теория была совершенно ошибочной: позже выяснится, что саркому Капоши вызывает вирус[993], который передается половым путем и поражает в основном людей с ослабленным иммунитетом, что отлично объясняет ее соседство со СПИДом. Но тактика сработала блестяще: в 1991-м Хеймер получил от НИЗ грант в размере 75 тысяч долларов на исследование, посвященное поиску генов, связанных с гомосексуальностью.

Протокол 92-C-0078 был запущен[994] осенью 1991-го. К 1992-му Хеймер привлек в свое исследование 114 мужчин-геев. Он планировал использовать набранную группу, чтобы построить подробные генеалогические деревья, определить, носит ли сексуальная ориентация семейный характер, и если да – описать паттерны ее наследования и картировать соответствующий ген. Но Хеймер понимал, что картировать ген будет намного проще, если найти пары братьев, в которых оба брата гомосексуальны. У идентичных близнецов все гены одинаковы, а у обычных братьев общими оказываются лишь некоторые части геномов. Если Хеймеру удастся найти братьев-геев, то он сможет определить у них одинаковые участки ДНК и так обнаружить ген гомосексуальности. Это означало, что помимо родословных схем ему понадобятся и образцы генетического материала участников проекта. Бюджет Хеймера позволил пригласить подходящих братьев в Вашингтон и выплатить им по 45 долларов «командировочных» за выходные. Братья, многие из которых давно отдалились друг от друга, получили возможность встретиться. Хеймер получил пробирки с кровью.

К концу лета ученый собрал сведения почти о тысяче родственников и построил семейные деревья каждого из 114 мужчин-геев. Еще в июне он сел за компьютер, чтобы впервые взглянуть на собранные данные. Почти сразу он ощутил прилив радости от подтверждения гипотезы: как и у Бейли, в его исследовании сиблинги, то есть дети одних и тех же родителей, демонстрировали конкордантность по сексуальной ориентации около 20 %, что вдвое превышало средние по популяции 10 %. Полученные данные были достоверными, однако вскоре радость начала угасать. Хеймер прочесывал результаты вновь и вновь, но больше никаких откровений не видел. Кроме конкордантности в парах братьев-геев, он не мог выявить никаких отчетливых закономерностей или тенденций.

Хеймер был подавлен. Он пробовал упорядочивать числа по группам и подгруппам, но все было безуспешно. Он уже собирался свалить в общую стопку все листки с набросками отдельных генеалогических схем, как вдруг наткнулся на закономерность – настолько неуловимую, что распознать ее мог только человеческий глаз. Рисуя деревья, Хеймер ненамеренно размещал отцовскую линию слева, а материнскую – справа, и так для каждой семьи. Мужчин-геев он отмечал красным. Перебирая бумаги, Хеймер случайно увидел тенденцию: красные отметки чаще группировались справа, а не красные мужские значки – слева. У мужчин-геев часто оказывался дядя-гей – но только с материнской стороны. Чем дальше продвигался Хеймер, изучая деревья вдоль и поперек в поисках «гей-корней»[995], как он это называл, тем ярче проявлялась закономерность. Конкордантность была высокой у кузенов матери, но не отца, а у кузенов матери со стороны ее теток – выше, чем у прочих кузенов.

Эта тенденция перетекала из поколения в поколение, подсказывая бывалому генетику, что ген гомосексуальности должен находиться на X-хромосоме. Теперь перед внутренним взором Хеймера вырисовывалась такая картина: наследуемый элемент переходит между поколениями, как неуловимый призрак; он не такой очевидный, как типичные мутации при муковисцидозе или болезни Хантингтона, но он определенно следует по пути X-хромосомы. В типичном генеалогическом древе мог быть отмечен как потенциальный гей брат бабушки. (Семейные истории нередко туманны. Найти скелеты сексуальности в историческом шкафу было гораздо сложнее, чем в современном, но Хеймер собрал сведения о тех редких семьях, где сексуальная идентичность родственников была известна до второго или даже третьего поколения.) Все сыновья братьев этого мужчины были натуралами: мужчины не передают X-хромосому своим детям мужского пола (все человеческие мужчины получают свою единственную X-хромосому от матери). Но один из сыновей его сестры мог оказаться геем, и племянник этого сына тоже – потому что какие-то части X-хромосомы у нашего мужчины, его сестры и ее сыновей одинаковы. И точно так же признак перемещается по поколениям далее, вниз и вбок, словно шахматный конь: брат бабушки, дядя, старший племянник, братья племянника… Таким образом Хеймер внезапно перешел от фенотипа (сексуальных предпочтений) к генотипу – потенциальному расположению на хромосоме. Он еще не идентифицировал «ген гомосексуальности» – но уже доказал, что участок ДНК, ассоциированный с сексуальной ориентацией, можно физически локализовать в человеческом геноме.

Но где на X-хромосоме его искать? Хеймер направил свое внимание на 40 пар братьев-геев, у которых он брал кровь. Допустим на мгновение, что «ген гомосексуальности» действительно расположен на каком-то небольшом участке X-хромосомы. Где бы ни находился этот участок, у братьев из тех 40 пар соответствующий фрагмент ДНК будет одинаковым значительно чаще, чем у братьев с разной ориентацией. Используя геномные ориентиры, найденные проектом «Геном человека», и тщательный матанализ, Хеймер начал последовательно сужать область поиска до все более короткого фрагмента X-хромосомы. Он проверил 22 маркера, разбросанных по всей длине хромосомы, и обнаружил, что в 33 из 40 пар братья делили небольшой участок X-хромосомы под названием Xq28. По теории вероятности он мог совпасть лишь у половины братьев – у 20 пар. Вероятность случайного носительства общего маркера еще у 13 пар была исчезающе мала – менее одного шанса на 10 тысяч. Значит, где-то в районе Xq28 скрывался ген, определяющий мужскую сексуальную идентичность.

Xq28 мгновенно стал сенсацией. «Телефон просто разрывался, – вспоминал Хеймер. – Репортеры с телевидения выстраивались в очереди[996] у лаборатории, почтовый ящик и электронная почта были переполнены». The Daily Telegraph, консервативная лондонская газета, написала, что если науке удалось найти «ген гомосексуальности», то «наука могла бы и искоренить его»[997]. «Многие матери будут испытывать вину», – писали в другой газете. «Генетическая тирания!» – кричал один из заголовков. Специалисты по этике задавались вопросом, не начнут ли родители тестировать плод во избежание рождения гомосексуального ребенка. Один обозреватель писал, что исследование Хеймера «действительно определило хромосомный участок[998], который можно проанализировать у отдельных мужчин, но результаты любого теста, основанного на этом исследовании, дадут, повторю, лишь вероятностную оценку сексуальной ориентации этих мужчин». Хеймера атаковали буквально со всех сторон[999]. Консерваторы, настроенные против геев, утверждали, что сведением гомосексуальности к генам Хеймер оправдывает ее биологически. Защитники прав геев обвиняли Хеймера в поощрении фантазии о «тесте на гомосексуальность» и, следовательно, в продвижении новых инструментов выявления и дискриминации.

Подход же самого Хеймера оставался нейтральным, строгим и научным – порой до въедливости. Он продолжал уточнять свой анализ, прогоняя связь с Xq28 через серию проверок. Он оценил, не может ли Xq28 быть геном не гомосексуальности, а «геном изнеженности»[1000] (только гей мог осмелиться применить такое словосочетание в научной работе). Как оказалось, нет: у мужчин с одинаковыми Xq28 не фиксировали никаких значимых отклонений от гендерно специфичного поведения или традиционных аспектов мужественности. Тогда не мог ли это быть «ген отзывчивости на анальный контакт» («чувствительности задней зоны», по примерному определению Хеймера)? И опять никакой корреляции не было. Может ли этот ген иметь отношение к бунтарству? К сопротивлению репрессивным социальным устоям? Ген негативизма? Хеймер проверял гипотезу за гипотезой, но не находил никакой связи. После исчерпывающего опровержения всех альтернативных возможностей вывод мог быть только одним: мужская сексуальность частично определяется геном из локуса Xq28.

Статья Хеймера вышла в 1993 году[1001] в журнале Science, и после этого еще несколько групп пытались проверить приведенные там данные. В 1995-м команда самого Хеймера опубликовала результаты более масштабного анализа, подтвердившие выводы первого. В 1999-м ученые из Канады провели точно такое же исследование небольшой группы братьев-геев, но ассоциации с Xq28 не обнаружили. В 2005-м в ходе самого крупного[1002] на сегодняшний день исследования проверили 456 пар сиблингов. В нем связи с Xq28 снова не обнаружили, зато выявили ассоциации с хромосомами 7, 8 и 10. В 2015-м в детальном анализе еще 409 пар[1003] подтвердили связь с хромосомой 8 и вновь обнаружили ассоциацию с Xq28, хоть и слабую.

Пожалуй, самое занятное во всех этих исследованиях то, что до сих пор никому не удалось выделить реальный ген, влияющий на сексуальную идентичность. Анализ сцепления не идентифицирует ген как таковой, а определяет лишь хромосомный участок, где он может быть. После интенсивной десятилетней охоты в руках генетиков оказался не «ген гомосексуальности», а несколько «гей-локаций». Некоторые из генов внутри этих локаций действительно выглядят заманчиво в качестве кандидатов на роль регулятора сексуального поведения, но экспериментально доказать их связь с гомо– или гетеросексуальностью не удалось. Один ген из локуса Xq28[1004], к примеру, кодирует белок, который регулирует работу рецептора тестостерона, известного своим влиянием на половое поведение. Но пока остается загадкой, тот ли это ген гомосексуальности, который так долго искали в Xq28.

«Ген гомосексуальности», вероятно, и не ген даже – по крайней мере, в традиционном понимании. Это может быть какая-то последовательность ДНК, которая влияет на работу прилежащих к ней или даже довольно удаленных генов. Возможно, она заключена в интрон, разбивающий какой-то ген на отдельные модули. Какой бы ни была молекулярная природа нашей детерминанты, одно мы знаем наверняка: рано или поздно нам удастся в точности определить наследуемые элементы, влияющие на сексуальную идентичность человека. Прав Хеймер или нет насчет Xq28, не столь существенно. Близнецовые исследования отчетливо показывают нам, что в человеческом геноме есть несколько детерминант, влияющих на сексуальную идентичность, и когда генетики разработают более эффективные методы картирования, идентификации и каталогизации генов, мы неизбежно обнаружим некоторые из этих детерминант. Как и в случае с гендером, эти элементы, скорее всего, будут организованы иерархически – с главными регуляторами наверху и сложной сетью подконтрольных им интеграторов и модификаторов. В отличие от гендера, сексуальной идентичностью вряд ли будет управлять единственный рубильник. Скорее ее будут определять многочисленные гены с небольшими эффектами – те, например, что преобразуют и интегрируют воздействия среды. Мы не найдем SRY-гена для гетеросексуальности.

Публикация статьи Хеймера по времени совпала с мощным возрождением идеи о том, что гены могут влиять на разные виды поведения, на побуждения, характер, желания и темперамент, – представления, вышедшего из интеллектуальной моды почти два десятилетия назад. В 1971 году Макфарлейн Бёрнет[1005], прославленный австралийский биолог, писал в своей книге «Гены, мечты и реальность» (Genes, Dreams and Realities): «Очевидно, что гены, с которыми мы рождаемся, наряду с остальными компонентами нашей функциональной самости задают и основы нашего интеллекта, темперамента и личности». Однако к середине 1970-х концепция Бёрнета уже была далека от самоочевидности. Представление о том, что именно гены могут предрасполагать людей к обретению тех или иных «функциональных самостей» – конструкций из определенных разновидностей темперамента, личности и идентичности, – бесцеремонно выдворили из университетов. «Представление о ведущей роли среды[1006] <…> господствовало в психологических теориях и исследованиях с 1930-х по 1970-е, – писала психолог Нэнси Сигал. – За исключением того, что человек рождается с общей способностью к обучению, его поведение почти полностью объясняли влияниями внешних сил». «Маленький ребенок, – вспоминал один биолог, – воспринимался как оперативное запоминающее устройство, в которое культура[1007] может загрузить любое количество операционных систем». Пластилин детской психики считался бесконечно податливым: вы могли придать ему любую форму и заставить облачиться во что угодно, изменяя условия среды или перепрограммируя поведение (отсюда и та слепая доверчивость, позволявшая проводить эксперименты вроде попытки доктора Мани поменять гендер пациента поведенческой и культурной терапией). Еще один психолог, в 1970-х присоединившийся к программе Йельского университета, направленной на изучение человеческого поведения, был поражен догматичной антигенетической позицией своего нового факультета: «Какой бы увесистый багаж[1008] премудрости в сфере наследственных характеристик [управляющих поведением человека и влияющих на него] мы ни привозили в Нью-Хейвен, Йель забирал его как плату за очищение от этой ереси». В той среде существовала лишь среда.

Возвращение к природе – к гену как главному двигателю психологических импульсов – устроить было не так-то просто. В частности, требовалось фундаментально переосмыслить классическую рабочую лошадку генетики человека – значительно опороченные и часто неверно толкуемые близнецовые исследования. Их активно проводили с нацистских времен (вспомните чудовищную увлеченность Менгеле близнецами), но в конце концов они зашли в концептуальный тупик. Проблема в изучении идентичных близнецов из одной семьи, как знали генетики, заключалась в невозможности распутать переплетенные нити природы и воспитания. Близнецы росли в одном доме с одними родителями, нередко учились в одном классе у одних учителей, одевались, питались, воспитывались одинаково и потому не особо облегчали ученым разделение влияний генов и среды.

Сравнение однояйцевых близнецов с разнояйцевыми частично решало эту проблему, так как разнояйцевые росли в общей среде, но в среднем лишь с половиной общих генов. Тем не менее критики доказывали, что такое сравнение тоже в сущности ущербно. Есть вероятность, что разница в родительском обращении с идентичными близнецами гораздо меньше, чем с неидентичными. К примеру, известно, что у однояйцевых близнецов меньше различаются схемы питания и набора роста – но это от природы или от воспитания? А еще идентичные близнецы могут действовать противоположно друг другу, чтобы различаться (моя мать и ее сестра часто осознанно выбирали противоположные тона губной помады), – но эта непохожесть обусловлена генами или реакцией на них?

В 1979-м ученый из Миннесоты нашел выход из этого тупика. Одним февральским вечером поведенческий психолог Томас Бушар прочитал статью в газете, оставленной студентом в его почтовом ящике. Статья описывала необычную историю: два идентичных близнеца из Огайо были разлучены сразу после рождения, усыновлены разными семьями и чудесным образом воссоединились через 30 лет. Эти братья определенно принадлежали к чрезвычайно редкой группе – однояйцевых близнецов, росших по отдельности в приемных семьях, – и представляли собой мощное средство для оценки генетического влияния. Их гены по определению были идентичными, но среда, как правило, сильно различалась. Сравнив разлученных при рождении близнецов с близнецами, росшими в одной семье, Бушар мог бы распутать хитросплетение генетических и средовых эффектов. Сходства между такими близнецами не могли быть связаны с воспитанием и отражали исключительно влияние наследственности – природы.

В 1979-м Бушар начал набор таких близнецов для своего исследования. К концу 1980-х у него была самая большая в мире группа росших врозь и росших вместе близнецов. Бушар назвал эту работу Миннесотским исследованием близнецов[1009], росших порознь (MISTRA). В 1990-м его команда представила исчерпывающий анализ в передовой статье октябрьского номера Science[1010]. Ученые собрали информацию о 56 однояйцевых и 30 разнояйцевых близнецах, разлученных вскоре после рождения. В дополнение они представили данные из своего раннего исследования 331 пары близнецов, росших вместе (как идентичных, так и неидентичных). Испытуемые происходили из широкого спектра социоэкономических классов, причем расхождение нередко случалось и внутри пары (один близнец рос в бедной семье, другой – в приемной состоятельной). Физическое и расовое окружение тоже радикально разнилось. Чтобы оценить средовые условия, Бушар предлагал близнецам заполнять подробнейшие опросники об их домах, школах, офисах, поведении, решениях, диетах, экологических и медицинских обстоятельствах, образе жизни. Для индикации «культурного класса», например, команда Бушара гениально придумала интересоваться, владела ли семья «телескопом, полным энциклопедическим словарем или подлинным произведением искусства».

Главные выводы авторы свели в одну таблицу, что нетипично для статей Science, как правило, изобилующих иллюстративным материалом. Почти 11 лет миннесотская группа прогоняла близнецов по сериям детальных психологических и физиологических тестов. И тест за тестом сходство между близнецами оставалось впечатляющим и стабильным. Конкордантность по физическим характеристикам была ожидаемой: например, количество линий в отпечатке большого пальца практически совпадало – коэффициент корреляции достигал 0,96 (значение 1 отражает полную конкордантность, то есть абсолютную идентичность). Тест на IQ тоже выдавал высокий коэффициент корреляции – около 0,70, – подтверждая предыдущие исследования. И даже самые загадочные и глубокие аспекты характера, предпочтений, поведения, жизненной позиции и темперамента, разносторонне проверенные множеством независимых тестов, демонстрировали у разлученных близнецов высокую – между 0,50 и 0,60 – корреляцию, что практически повторяло ситуацию с идентичными близнецами, росшими вместе. (Чтобы прочувствовать масштабы этого соответствия, примите во внимание, что коэффициент корреляции между ростом и весом в человеческой популяции составляет 0,60–0,70, а между уровнем образования и доходом – примерно 0,50. При этом конкордантность близнецов по развитию диабета I типа, который однозначно считается заболеванием генетическим, заметно ниже: коэффициент корреляции достигает лишь 0,35.)

Самые интригующие из миннесотских корреляций были и одними из самых неожиданных. Конкордантность по социальным и политическим установкам у близнецов, росших что раздельно, что вместе, почти совпадала: в любых парах либеральность соседствовала с либеральностью, а ортодоксальность – с ортодоксальностью. Сходство в отношении религиозности тоже поражало: оба близнеца причисляли себя либо к верующим, либо к нерелигиозным. Значительной оказалась и конкордантность по традиционализму, или «готовности подчиняться авторитетам», а также по «напористости, стремлению к лидерству и потребности во внимании».

Другие исследования идентичных близнецов выявляли все большую глубину воздействия генов на личность и поведение человека. Например, поиск новизны и импульсивность показывали поразительный уровень корреляции между росшими вместе и раздельно. Переживания, которые кажутся чем-то совершенно индивидуальным, у близнецов оказывались общими. «Эмпатия, альтруизм, чувство справедливости[1011], любовь, доверие, музыкальность, экономическое поведение и даже политические взгляды отчасти заложены в нас». Один пораженный обозреватель писал: «Обнаружен удивительно сильный генетический компонент[1012] в способности очаровываться таким эстетическим опытом, как прослушивание симфонического концерта». Два брата, разлученные при рождении, далеко разнесенные географически и экономически, отвечают слезами на один и тот же ноктюрн Шопена – будто улавливая какой-то тонкий, общий для них аккорд, сыгранный геномом.

Бушар измерил все измеряемые характеристики, но невозможно передать странное чувство от выявленного подобия, не приведя примеров из жизни. Дафна Гудшип и Барбара Герберт[1013] были близнецами из Англии. Они родились в 1939-м у незамужней финской студентки по обмену, которая перед возвращением домой отдала их на удочерение. Девочки росли врозь: Барбара – дочерью городского садовника из нижней части среднего класса, а Дафна – дочерью именитого металлурга из высшего класса. Обе они жили недалеко от Лондона – хотя, учитывая жесткость классовой структуры в Англии 1950-х, они с тем же успехом могли расти на разных планетах.

Тем не менее в Миннесоте команда Бушара постоянно поражалась сходству между этими близнецами. Обе неудержимо хохотали и реагировали смешками на малейшую провокацию (сотрудники называли их «хихикающие близнецы»). Они разыгрывали сотрудников и друг друга. Рост каждой составлял 160 сантиметров, и у обеих были искривлены пальцы. Обе красили свои пепельно-каштановые волосы в необычный оттенок рыжего. Результаты теста на IQ у них не различались. Каждая из сестер в детстве упала с лестницы и сломала лодыжку, каждая после этого начала бояться высоты. Обе они, несмотря на некоторую неуклюжесть, посещали занятия по бальным танцам, где и встретили будущих мужей.

Мальчиков-близнецов – каждый стал Джимом после усыновления – разлучили в возрасте 37 дней. Росли они примерно в 130 километрах друг от друга в промышленном поясе на севере штата Огайо. Оба отучились с трудом в школе. «Оба водили „Шевроле“[1014], оба курили сигареты „Сейлем“ одну за другой, оба любили спорт, особенно автогонки, и оба питали неприязнь к бейсболу. <…> Оба Джима женились на Линдах. В обеих семьях жил пес по имени Той. <…> Сына одного из них звали Джеймс Аллан, сына другого – Джеймс Алан. Оба Джима перенесли вазэктомию, и каждому было свойственно слегка повышенное давление. Почти одновременно они набрали лишний вес и вернулись к норме. Оба страдали от мигренозных головных болей, которые длились примерно по полдня и не снимались никакими лекарствами».

Когда две другие женщины, тоже разлученные[1015] после рождения, вышли из своих самолетов, на каждой из них было по семь колец. Два мужчины-близнеца, один из которых рос в еврейской семье в Тринидаде, а второй – в католической семье в Германии, носили похожую одежду, включая синие оксфордские рубашки с эполетами[1016] и четырьмя карманами. Им были свойственны одинаковые формы навязчивого поведения: к примеру, каждый из них набивал карманы пачками бумажных салфеток и дважды смывал в туалете, до и после использования. Оба изобрели стратегию «фальшивое чихание», которую применяли в качестве «шутки», разряжающей напряженные моменты в беседе. Оба отличались сильным, взрывным характером и склонностью к внезапным приступам тревоги.

У одной пары близнецов была идентичная манера потирать носы, и, несмотря на то, что они никогда не встречались, оба изобрели одинаковое название для своей странной привычки[1017] – «жмакать». Две сестры из исследования Бушара переживали тревогу и отчаяние по одному образцу. В подростковом возрасте их преследовал одинаковый кошмар: посреди ночи они начинали задыхаться, ощущая, будто их горло набито разными – обычно металлическими – предметами вроде «дверных ручек, иголок и рыболовных крючков»[1018].

И все же некоторые характеристики близнецов, росших по отдельности, довольно сильно разнились. Дафна и Барбара были похожи друг на друга, но Барбара весила на девять килограммов больше (что примечательно, несмотря на эти килограммы, сердечный ритм и давление у сестер не различались). Немецкий близнец из пары католик/еврей в юности был убежденным немецким националистом, в то время как его брат проводил каникулы в кибуце. Они разделяли пыл и твердость убеждений, хотя суть их убеждений была чуть ли не диаметрально противоположной. Миннесотское исследование показало не то, что росшие врозь близнецы идентичны, а то, что у них сильна общая тенденция к однотипному или близкому поведению. Общей у них была не идентичность, а первая производная от нее.

В начале 1990-х Ричард Эбштейн, генетик из Израиля, знакомился с работами о типах человеческого темперамента. Его сильно заинтриговало то, что некоторые из этих исследований смещали наше понимание личности и темперамента от культуры и среды в сторону генов. Как и Хеймер, Эбштейн захотел идентифицировать конкретные гены, определяющие вариантные формы поведения. Гены связывали с темпераментом и раньше: психологи уже давно обратили внимание на удивительную, даже какую-то сверхъестественную доброту детей с синдромом Дауна, в то время как пациенты с другими генетическими синдромами демонстрировали вспышки жестокости и агрессии. Но Эбштейна не интересовала область патологии, его привлекали нормальные разновидности темперамента. Экстремальные генетические изменения, очевидно, могут формировать экстремальные формы темперамента. Но где находятся «нормальные» генные вариации, которые влияют на обычные типы личности?

Эбштейн понимал, что нельзя начинать поиск, не дав строгих определений категориям личностных свойств, которые он хотел бы связать с генами. В конце 1980-х психологи, изучавшие разновидности человеческого темперамента, предположили, что анкета всего с сотней вопросов из разряда «правда или ложь» может эффективно классифицировать личность в соответствии с четырьмя ее базовыми чертами (шкалами темперамента): с поиском новизны (импульсивный или осторожный тип), с зависимостью от поощрения (чуткий или отстраненный), с избеганием риска (тревожный или спокойный) и с упорством (верный цели или переменчивый). Близнецовые исследования указали на то, что в каждом из этих типов личности силен генетический компонент: результаты таких опросов демонстрировали более 50 % конкордантности по баллам у идентичных близнецов.

Эбштейна особенно заинтересовал один из этих типов. Искателей новизны – или неофилов – характеризовали как «импульсивных исследователей, переменчивых, возбудимых и экстравагантных» (представьте Джея Гэтсби, Эмму Бовари, Шерлока Холмса). В отличие от них, «неофобов» описывали «задумчивыми, негибкими, верными выбранной позиции, терпеливыми, медлительными и бережливыми» (подумайте о Нике Каррауэйе, вечно страдающем Шарле Бовари, вечно помогающем докторе Ватсоне). Самые отъявленные искатели новизны – величайшие из всех Гэтсби – казались едва ли не зависимыми от стимуляции и возбуждения. Да что там результаты – темпераментным было само их поведение при прохождении теста. Они могли оставлять вопросы без ответов. Они могли расхаживать по комнате в поисках выхода. Зачастую они безнадежно, невыносимо скучали.

Эбштейн собрал группу из 124 волонтеров и попросил их ответить на стандартный набор вопросов для оценки поведенческой черты «поиск новизны» («Часто ли вы пробуете что-то просто ради веселья или острых ощущений, даже если большинство считает, что это пустая трата времени?» или «Как часто в своих действиях вы руководствуетесь тем, что в данный момент чувствуете, и не задумываетесь о том, как это делалось в прошлом?»). Затем с помощью молекулярных и генетических методов он провел генотипирование этой группы, сосредоточившись на подходящем наборе генов. Эбштейн обнаружил, что у самых ярых искателей новизны[1019] непропорционально широко представлена одна генетическая детерминанта – особый вариант гена D_4DR, кодирующего дофаминовый рецептор D_4. (Такой вид анализа обычно называют поиском ассоциаций, потому что он определяет гены по их связи с конкретным фенотипом – с экстремальной импульсивностью в нашем случае.)

Нейромедиатор дофамин – молекула, которая передает химические сигналы между нейронами, – глубоко вовлечен в работу мозговой системы вознаграждения. Это один из самых могущественных нейрохимических сигналов: крыса, которой вручают рычаг для электрической стимуляции чувствительного к дофамину центра вознаграждения, стимулирует себя до смерти, полностью пренебрегая едой и питьем.

Рецептор D_4 действует как стыковочная станция для молекул дофамина, откуда сигнал передается внутрь чувствительных к дофамину нейронов. С точки зрения биохимии вариант, ассоциированный с поиском новизны, – D_4DR с семью повторами (D_4DR-7R)[1020] – притупляет чувствительность к дофамину, что, возможно, увеличивает потребность во внешней стимуляции для достижения обычного уровня вознаграждения. Это как застревающий рубильник или обернутый тканью ресивер: нужен рывок помощнее или голос погромче, чтобы их включить. Искатели новизны пытаются усилить сигнал, стимулируя свой мозг все более и более высокими степенями риска. Биохимически они напоминают закоренелых наркоманов или крыс из эксперимента с дофаминовой стимуляцией – за исключением того, что наркотиком у них выступает естественное химическое вещество мозга, которое само вызывает воодушевление.

Это исследование Эбштейна подтвердили еще несколько научных коллективов. И здесь просматривается интересная параллель с миннесотским исследованием близнецов: D_4DR не служит «причиной» определенного типа личности или темперамента, он лишь определяет склонность к темпераменту, требующему поиска стимуляций и возбуждения, – первую производную от импульсивности. Конкретная природа стимуляции разнится в зависимости от контекста. Одни сочетания средово-генетических обстоятельств могут сформировать в человеке самые возвышенные качества – исследовательский настрой, энтузиазм, тягу к творчеству, а другие – закрепить импульсивность и жестокость, способствовать развитию зависимостей и депрессии. Ученым удалось связать вариант D_4DR-7R как со всплесками целенаправленной творческой активности, так и с синдромом дефицита внимания – это кажется парадоксальным, если не принять во внимание, что за оба состояния может отвечать один и тот же импульс. Самые смелые из исследований человека каталогизировали географическое распределение этого варианта. Оказалось, что у кочевых и мигрирующих популяций D_4DR-7R встречается чаще. И, похоже, его распространенность увеличивается по мере удаления от первоначального места выхода людей из Африки. Возможно, именно коварный стимул, посылаемый[1021] вариантным D_4DR, спровоцировал эту миграцию, бросив наших предков в море. Да и многие атрибуты нашей беспокойной, тревожной современности могут оказаться продуктами беспокойного, тревожного гена.

Тем не менее исследования этого варианта D_4DR было сложно воспроизвести на разных популяциях и в разных условиях. В какой-то степени это точно связано с зависимостью поиска новизны от возраста. Наверное, вполне предсказуемо, что исследовательский импульс в значительной мере гасится в районе 50 лет и соответствующие различия стираются. Географические и расовые вариации тоже модулируют влияние D_4DR на темперамент. Но самым вероятным объяснением недостатка воспроизводимости кажется относительная слабость эффекта D_4DR-7R[1022]. По оценке одного исследователя, вкладом D_4DR можно объяснить не более 5 % межиндивидуальных различий в поведении, связанном с поиском нового. D_4DR, скорее всего, лишь один из многих – может, из десятка – генов, определяющих этот аспект личности.

Гендер. Сексуальные предпочтения. Темперамент. Личность. Импульсивность. Тревожность. Выбор. Одна за другой самые загадочные сферы человеческого опыта в наших глазах постепенно обрастают генами. Элементы поведения, которые считались во многом или даже полностью обусловленными культурой, личным выбором и средой либо уникальной конструкцией из самости и идентичности, на поверку оказались удивительно зависимыми от генов.

Но самым удивительным стало, наверное, то, что мы этому удивились. Если мы принимаем факт, что вариации генов влияют на разнообразные аспекты человеческой патологии, то едва ли можно изумляться тому, что они влияют и на разнообразные аспекты нормальности. В этой идее заложена фундаментальная симметрия: механизм, по которому гены вызывают заболевания, в точности соответствует механизму, по которому гены определяют нормальное поведение и развитие. «Как бы мне хотелось поглядеть[1023], куда ведет Зазеркальный коридор!» – сказала Алиса. Генетика человека прошла через свой зазеркальный коридор – и обнаружила, что правила по одну его сторону точно такие же, как по другую.

Как мы можем описать влияние генов на нормальные человеческие функции и строение тела? Язык, должно быть, покажется вам знакомым: это тот самый язык, который мы использовали для описания связи между генами и заболеваниями. Вариации, наследуемые от родителей в перемешанном виде, определяют вариации в клеточных процессах и развитии, которые в конце концов перетекают в вариации физиологические. Если изменения затрагивают мастер-регуляторы на вершине генетической иерархии, то эффект может быть бинарным и мощным (мужчина или женщина; низкий рост или обычный). Чаще же вариантные/мутантные гены занимают более низкие ярусы информационных каскадов и отвечают лишь за изменение склонностей. А в создании этих склонностей или предрасположенностей нередко участвуют сразу десятки генов.

Склонности в сочетании с разнородными сигналами среды и случайностями обеспечивают разнообразие итогов, в числе которых вариации в строении, функциях, поведении, личности, темпераменте, идентичности и судьбе. По большей части они действуют сугубо в вероятностном ключе – всего лишь меняют баланс на весах, сдвигают шансы, делая те или иные исходы более или менее возможными.

И все же этих сдвигов хватает, чтобы делать нас заметно разными. Изменение в молекулярной структуре рецептора, передающего нейронам мозга сигнал о вознаграждении, может сказаться лишь на длительности взаимодействия рецептора с соответствующей молекулой. Сигнализация, идущая в нейрон от вариантного рецептора, может затянуться на какие-то полсекунды, но этого уже будет достаточно, чтобы склонить одного человека к импульсивности, а другого – к осторожности, кого-то – к мании, а кого-то – к депрессии. Эта разница в физическом и психическом состоянии находит отражение в комплексной картине форм восприятия, чувств и решений. Так длительность химического взаимодействия способна трансформироваться, скажем, в тягу к взаимодействию эмоциональному. Человек со склонностью к шизофрении распознает в беседе торговцев фруктами заговор с целью убить его. Брат этого человека, генетически предрасположенный к биполярному расстройству, воспринимает ту же самую беседу как предсказание своего грандиозного будущего: даже торговцы фруктами улавливают в нем зарождающуюся популярность. Мучение для одного – волшебство для другого.

Пока ничего сложного. Но как мы объясним индивидуальные анатомию, темперамент и решения? Как мы перейдем, скажем, от абстрактных генетических склонностей к конкретной и особенной индивидуальности? Это уместно было бы назвать проблемой последней мили генетики. Гены могут описывать устройство и судьбу сложного организма языком вероятностей и правдоподобия, но по их туманному рассказу мы не установим точные облик и судьбу. Особая комбинация генов (генотип) предрасположит вас к особой конфигурации носа или личности, но конкретные форма и длина носа, которые вы получите, останутся заранее непознаваемыми. Предрасположенность нельзя путать с располагаемым качеством: первое есть статистическая вероятность, второе – сложившаяся реальность. Похоже, генетика уже вышла на финишную прямую в путешествии к человеческому облику, идентичности и поведению – но ей никак не удается преодолеть последнюю милю.

Возможно, мы сумеем переосмыслить эту проблему, сопоставив две очень разные линии исследований. С 1980-х генетика человека тратила уйму времени на изучение того, как близнецы, разлученные сразу после рождения, демонстрируют всевозможные сходства. Если такие близнецы разделяют склонности к импульсивности, депрессии, раку или шизофрении, то мы понимаем, что геном должен содержать информацию, кодирующую предрасположенность к этим характеристикам.

Но чтобы понять, как предрасположение превращается в положение, нам нужно пройти почти противоположный мысленный путь. Мы сперва должны задать обратный вопрос: почему идентичные близнецы, росшие в идентичных домах и семьях, в итоге проживают такие разные жизни и становятся настолько разными людьми? Почему идентичные геномы порождают такие непохожие личности с неидентичными темпераментами, характерами, судьбами и решениями?

Почти три десятилетия, начиная с 1980-х, психологи и генетики стремились зафиксировать и измерить тонкие различия, способные объяснить расхождение судеб по мере развития идентичных близнецов в идентичных обстоятельствах. Но все попытки найти конкретные, измеримые и систематические различия неизбежно проваливались: близнецы росли в одной семье, жили в одном доме, ходили чаще всего в одну школу, практически одинаково питались, читали в основном одни и те же книги, были погружены в одну и ту же культуру, их круги общения сильно пересекались – и все же они определенно были разными.

Чем же обусловлены эти различия? «Несистематическими, уникальными, случайными событиями»[1024] – такой весомый и однозначный ответ дали 43 исследования, проведенных за два десятилетия[1025]. Болезни. Несчастные случаи. Травмы. Всевозможные триггеры. Опоздание на поезд, потерянный ключ, неоконченная мысль. Молекулярные флуктуации, которые вызывают флуктуации генетические, ведущие к мягким изменениям структуры[1026]. Шаг за поворот в Венеции и падение в канал. Влюбленность. Случайность. Возможность.

Разве такой ответ не должен приводить в ярость? После десятилетий поисков и размышлений мы пришли к заключению, что судьба – это, ну… судьба? Что существо происходит из существования? Я нахожу такую формулировку блистательной. В «Буре» разъяренный монструозным Калибаном Просперо описывает его так: «Он прирожденный дьявол, и напрасны[1027]/ Мои труды и мягкость обращенья/ Напрасно все!..»[1028] Самый чудовищный из изъянов Калибана состоит в том, что его натуру нельзя переписать внешними воздействиями: его природа никогда не позволит «прилипнуть» воспитанию. Калибан – генетический автомат, заводной упырь, и это делает его куда более трагичным и жалким персонажем, чем что угодно человеческое.

Свидетельством волнующей красы генома может служить то, что он позволяет реальному миру «прилипнуть». Наши гены не выдают раз за разом стереотипные ответы на те или иные условия среды: будь так, мы бы тоже стали автоматами. Индуистские философы с давних времен описывают опыт бытия как паутину – джаал. Гены образуют нити паутины, а все то, что на них налипает, превращает каждую паутину в существо. Эта безумная схема восхитительно точна. Гены просто обязаны содержать какие-то запрограммированные ответы на воздействия среды – иначе не сохранялась бы базовая структура существа. Но они должны оставлять и достаточно места для принятия воли случая. Мы называем эти переплетения судьбой, а наши реакции на них – выбором. Прямоходящий организм с противопоставленными большими пальцами выстроен по сценарию, но выстроен так, чтобы из сценария выходить. Мы называем один из таких уникальных вариантов одного такого организма собой.

Голодная зима

Однояйцевые близнецы обладают[1029] совершенно идентичным генетическим кодом. Они вынашиваются в одной утробе и обычно воспитываются в аналогичных условиях. Помня об этом, мы не слишком удивляемся тому, что шансы заболеть шизофренией у человека, однояйцевый близнец которого уже страдает этим недугом, весьма высоки. Более того, нам следовало бы задуматься, почему они не еще выше. Почему они не равны 100 процентам?

Несса Кэри,

«Эпигенетика»[1030]

Гены в двадцатом веке осуществили[1031] блистательный забег. <…> Они принесли нас к рубежу новой эры в биологии, которая сулит еще более удивительные достижения. Но эти самые достижения потребуют введения других концепций, других терминов и других способов мышления о биологическом устройстве, которые высвободили бы воображение наук о жизни из цепкой хватки генов.

Эвелин Фокс Келлер,

«Антропология биомедицины» (An Anthropology of Biomedicine)

Пора уже ответить на вопрос, столь явственно всплывавший между строк предыдущей главы: если «я» создается случайными взаимодействиями между событиями и генами, то, собственно, как эти взаимодействия фиксируются? Один из близнецов поскользнулся на льду, сломал колено и заполучил в итоге костную мозоль, а с его братом ничего такого не случилось. Одна сестра получила мужа, лихо взбирающегося по карьерной лестнице управленца в Дели, а вторая – запущенное хозяйство в Калькутте. Посредством какого механизма эти «проделки судьбы» регистрируются в клетках тела?

Ответ на этот вопрос не менялся десятилетиями: посредством генов. Точнее, посредством их включения и выключения. В 1950-х в Париже Моно и Жакоб показали, что бактерия при смене глюкозной диеты на лактозную отключает гены метаболизма глюкозы и активирует гены метаболизма лактозы (включением и выключением этих генов заправляют мастер-регуляторы – активаторы и репрессоры транскрипции). Почти 30 лет спустя биологи, работавшие с червями, обнаружили, что сигналы от соседних клеток – которые каждой отдельно взятой клетке кажутся волей судьбы – тоже могут активировать и глушить главные регуляторные гены, изменяя ход клеточной дифференцировки. Когда один из близнецов падает на льду, включаются гены заживления перелома. Эти гены обеспечивают трансформацию травмы в костную мозоль, маркирующую поврежденное место. Гены должны включаться и выключаться даже при записи в мозг сложного воспоминания. Когда певчая птица слышит песню[1032] другой птицы, в ее мозге активируется ген под названием ZENK. Если с мелодией что-то не так – например, звучит фальшиво или просто свойственна другому виду, – экспрессия ZENK не достигает нужного уровня и песня не перенимается.

Но оставляет ли репрессия или активация генов в клетках и телах (в ответ на воздействия среды: падения, аварии, ранения) какую-то долговременную метку или отпечаток на геноме? И что происходит, когда организм размножается: передает ли он эти метки и отпечатки другому организму? Может ли информация, поступившая из среды, перемещаться между поколениями?

Мы с вами собираемся войти в одну из самых неоднозначных зон в биографии гена, поэтому нам важно хоть немного представлять исторический контекст. В 1950-х английский эмбриолог Конрад Уоддингтон[1033] попытался разгадать механизмы, которые могли бы опосредовать действие внешних сигналов на клеточный геном. В эмбриональном развитии Уоддингтон наблюдал образование тысяч клеток разных типов – нейронов, миоцитов, сперматозоидов – из единственной оплодотворенной яйцеклетки. В порыве вдохновения Уоддингтон сравнил дифференциацию в эмбриогенезе с тысячью шариков, катящихся вниз по наклонному ландшафту, изобилующему скалами, пещерами и расщелинами. Он предположил, что каждая клетка, прокладывая свой уникальный путь по «ландшафту Уоддингтона», в какой-то момент застревает в определенном канале или расщелине, и тем самым снижается количество возможных направлений ее развития.

Уоддингтон особенно заинтересовался способом, каким окружающая клетку среда может влиять на работу ее генов. Он дал этому феномену название «эпигенетика» – «поверх генов»[1034], если буквально. Эпигенетика, как сформулировал Уоддингтон, занимается «взаимодействием генов и среды, <…> которое претворяет в жизнь фенотип».

Жуткий эксперимент над людьми предоставил важную информацию для теории Уоддингтона, хотя его развязка растянулась на несколько поколений. В сентябре 1944-го, в разгар решающей фазы Второй мировой войны, немецкие оккупационные войска в Нидерландах запретили поставки еды и угля в северные регионы страны. Поезда останавливали, дороги блокировали. Перевозки по водным путям прекратили тоже. Краны, корабли и причалы в порту Роттердама уничтожили с помощью взрывчатки, оставив Голландию «измученной и кровоточащей», как выразились в одной радиотрансляции.

Изрезанная густой сетью водных путей и оплетенная баржевыми маршрутами, Голландия оказалась не только измученной и кровоточащей, но еще и голодной. Амстердам, Роттердам, Утрехт и Лейден сильно зависели от регулярных поставок пищи и топлива. К началу зимы 1944-го поток военных пайков, достигающий провинций к северу от Ваала и Рейна, сократился до скудного ручейка, и местное население очутилось на пороге голода. В декабре водные пути разблокировали, но теперь их сковал лед. Первым закончилось масло, затем сыр, мясо, хлеб и овощи. Отчаявшиеся, замерзшие и голодные люди выкапывали луковицы тюльпанов в своих садиках, ели овощные очистки, а затем перешли на березовую кору, траву и листья. В итоге их питание сократилось примерно до 400 калорий в день, что эквивалентно трем картофелинам. Человеческое существо «[состоит] только из желудка и некоторых инстинктов»[1035], как выразил свои ощущения один человек. Этот период, до сих пор грубым рубцом сохраняющийся в национальной памяти голландцев, назовут Голодной зимой (Hongerwinter).

Голод свирепствовал до весны 1945-го. Десятки тысяч мужчин, женщин и детей умерли от недоедания; миллионы выжили. Перемена в питании была такой радикальной и стремительной, что идеально подпадала под критерии кошмарного естественного эксперимента. Когда зима закончилась, исследователи смогли оценить эффекты внезапного голодания у определенных групп людей. Некоторые результаты, такие как дефицит питательных веществ и задержка роста, были ожидаемы. Дети, пережившие Голодную зиму, отличались склонностью к хроническим проблемам со здоровьем, обусловленным недостатком питания: к депрессии, тревожности, болезням сердца и десен, остеопорозу и диабету. (Одри Хепберн, тоненькая, как спичка, актриса, была одной из тех выживших и всю жизнь страдала от множества хронических болезней.)

В 1980-х, однако, проявилась[1036] более интригующая закономерность: у выросших детей тех женщин, что были беременны во время голода, наблюдали высокую встречаемость ожирения и болезней сердца. И этого тоже можно было ожидать. Известно, что недостаток внутриутробного питания приводит к изменениям физиологии плода. Недокормленный организм перестраивает свой метаболизм так, чтобы запасать больше жиров для защиты от возможной нехватки калорий. Впоследствии такая стратегия, как ни парадоксально, приводит к комплексу метаболических расстройств, сопряженных с ожирением. Но самые странные результаты Голодной зимы проявились только через поколение. В 1990-х обследовали внуков людей, переживших голод, и даже в этой когорте доля страдающих ожирением и болезнями сердца оставалась повышенной (оценка части их медицинских проблем еще не завершилась). Острое голодание каким-то образом изменило гены не только тех, кто его переносил непосредственно – сообщение об этом опыте передалось и их внукам. Какое-то наследуемое изменение (или изменения) должно было запечатлеться в геномах голодающих и продержаться там минимум два поколения. Голодная зима отпечаталась не только в национальной памяти – она проникла и в память генетическую[1037].

Но что такое эта «генетическая память»? Чем, помимо самих генов, она кодируется? Уоддингтон не знал об исследовании Голодной зимы – он умер, по большому счету непризнанный, в 1975-м, – но генетики прозорливо разглядели связь между гипотезой Уоддингтона и заболеваниями в нескольких поколениях голландской когорты. Здесь участие «генетической памяти» тоже казалось очевидным: дети и внуки голодавших были склонны к метаболическим заболеваниям, как если бы в их геномах хранилось какое-то воспоминание о метаболических муках предков. Фактором, ответственным за «память», здесь тоже не могло быть изменение нуклеотидной последовательности: гены сотен тысяч мужчин и женщин из голландской когорты не могли так мутировать всего за три поколения. И здесь тоже взаимодействие генов со средой изменило фенотип – предрасположенность к развитию заболеваний. Что-то должно было отпечататься на геноме под действием голода – какая-то стойкая, наследуемая метка, которая теперь передается из поколения в поколение.

Если дополнительный слой информации действительно может накладываться на геном, это чревато беспрецедентными вызовами для науки. Прежде всего ставится под сомнение важнейший принцип классической дарвиновской эволюции. Концептуально ключевой элемент теории Дарвина состоит в том, что гены не запоминают – не способны запоминать – на постоянной и наследуемой основе опыт организма. Когда антилопа вытягивает шею, чтобы достать до высокой ветки, ее гены не фиксируют это усилие, а ее дети не родятся жирафами (на идее прямого перехода благоприобретенной черты в наследственную, напомню, держалась ошибочная теория Ламарка об эволюции посредством адаптаций). Жирафы появились скорее благодаря спонтанной изменчивости и естественному отбору: среди предковых животных, поедающих деревья, появились мутанты с длинными шеями, и после голодного периода выжили именно они – прошли естественный отбор. Гипотезу о том, что воздействия среды навсегда изменяют гены, проверил на практике Август Вейсман, который отрубал хвосты пяти поколениям мышей – и тем не менее обнаружил у всех новорожденных из шестого идеально сформированные хвосты. Эволюция умеет создавать прекрасно приспособленный организм, но не намеренно: она, по известному сравнению Докинза, часовщик не только слепой, но и забывчивый. Ее единственный двигатель – выживание и отбор, ее единственная память – мутации.

И все же «внукам той зимы» как-то досталась память о голоде их предков – и не посредством мутаций и отбора, а через какое-то наследуемое послание, в которое трансформировался фактор среды. Генетическая память в таком виде могла бы служить кротовой норой для эволюции. Предки жирафа могли бы породить жирафа, но не протискиваясь невесть сколько времени через угрюмую мальтузианскую логику мутаций, выживания и отбора, а просто напрягая свою шею и запечатлевая воспоминание об этом напряжении в своем геноме. Мышь с отрезанным хвостом могла бы рожать мышей с укороченными хвостами, передавая соответствующую информацию в их гены. Дети, росшие в развивающей среде, повзрослев, могли бы производить более развитых детей. Эта идея воспроизводила дарвиновское представление о геммулах: специфический опыт, события из биографии организма должны были отправлять сигналы прямо в его геном. Такая система служила бы скоростным тоннелем между индивидуальными адаптациями и эволюцией. Она вернула бы часовщику зрение.

Что касается Уоддингтона, то он был заинтересован в получении ответа еще по одной причине – по личной. Новообращенный пылкий марксист, он воображал, что открытие подобных «памятефиксирующих» элементов в геноме может сыграть важную роль не только в постижении человеческой эмбриологии, но и в продвижении его политического проекта. Если можно внушать что-то клеткам манипуляциями с их генетической памятью, то, вероятно, так же можно внушать что-то и людям (вспомним попытки Лысенко воспитать сорта пшеницы и старания Сталина вытравить образ мыслей диссидентов). Подобный процесс мог бы отменить идентичность клетки и позволить ей подняться по ландшафту Уоддингтона – вернуться из зрелого состояния в эмбриональное, обратив таким образом ход биологических часов. Теоретически он мог бы отменить и фиксированность памяти человека, и его идентичность, и даже его выбор.

До конца 1950-х эпигенетика оставалась скорее фантазией: никто не засвидетельствовал, как клетка накладывает свою историю или идентичность на собственный геном. В 1961-м два эксперимента, разделенные менее чем полугодием и тремя десятками километров, перевернули наши представления о генах и добавили правдоподобия теории Уоддингтона.

Летом 1958 года аспирант Оксфордского университета Джон Гёрдон приступил к изучению развития лягушки. Гёрдон никогда не был особенно перспективным студентом – по результатам одного научного экзамена он как-то оказался на 250-м месте из 250, – зато он обладал, по собственному выражению, «способностью работать с малыми масштабами»[1038]. В своем главном эксперименте он оперировал масштабом мельчайшим. В начале 1950-х два ученых из Филадельфии освободили неоплодотворенную икринку лягушки от всех генов, изъяв из нее ядро и сохранив клеточную оболочку, а затем внесли в нее геном лягушачьей соматической клетки. В первом приближении это соответствовало плану разорить гнездо, подсунуть туда чужого птенца и следить, нормально ли он развивается. Содержит ли «гнездо» – то есть безъядерная яйцеклетка – все необходимые факторы для формирования эмбриона по внесенному геному другой клетки? Да, содержит. Исследователям из Филадельфии порой удавалось-таки вывести головастика из икринки с впрыснутым лягушачьим геномом. Ситуация соответствовала крайней форме паразитизма: яйцеклетка играла роль хозяина, простого сосуда для генома соматической клетки, причем позволяла этому геному развиваться в совершенно нормальное взрослое животное. Ученые назвали свой метод переносом ядер, однако из-за крайней неэффективности его в конце концов забросили.

Гёрдон, вдохновленный этими редкими успехами, раздвинул границы эксперимента. Команда из Филадельфии переносила ядра из клеток эмбрионов в безъядерные яйцеклетки. В 1961-м Гёрдон начал постепенно двигаться[1039] к проверке, получится ли головастик, если переносить геном из клетки кишечника взрослой лягушки. Технически это было неимоверно сложно. Первым делом он научился использовать тонюсенький пучок ультрафиолетовых лучей так, чтобы поражать им ядро неоплодотворенной яйцеклетки, не затрагивая цитоплазму. Затем, подобно дайверу, пронзающему водную гладь, он прокалывал мембрану яйцеклетки острейшей иглой, едва побеспокоив поверхность, и впрыскивал крохотную каплю жидкости с клеточным ядром взрослой лягушки.

Перенос ядра взрослой лягушки (то есть всех ее генов) в «пустую» яйцеклетку работал: выводились абсолютно функциональные головастики, и каждый из этих головастиков обладал полной копией генома той взрослой лягушки. Перенеси Гёрдон ядра множества зрелых клеток, взятых у одной и той же лягушки, в множество безъядерных яйцеклеток, он получил бы головастиков – идеальных клонов друг друга и той лягушки-донора. Процесс можно было бы повторять до бесконечности: клоны, полученные из клонов клонов, и все с абсолютно одинаковым генотипом – этакие репродукции без репродукции.

Опыты Гёрдона воспламенили воображение биологов – и не в последнюю очередь потому, что все это походило на претворенный в жизнь научно-фантастический сюжет. В одном эксперименте Гёрдон как-то раз произвел 18 клонов из клеток кишечника одной-единственной лягушки. Помещенные в 18 идентичных камер, они казались 18 двойниками, населяющими 18 параллельных вселенных. Базовый научный принцип работы тоже был провокационным: геном взрослой клетки, достигшей полной зрелости, принимал короткую ванну в эликсире яйцеклетки и выходил абсолютно обновленным в виде эмбриона. В сухом остатке это означало, что яйцеклетка обладает всем необходимым – всеми регуляторными факторами, нужными для направления генома в онтогенетическое прошлое, на этап образования функционального зародыша. Со временем появятся модификации метода Гёрдона и для других животных. Это приведет к знаменитому клонированию овечки Долли[1040], единственному на тот момент млекопитающему, воспроизведенному без размножения (биолог Джон Мейнард Смит позже заметит, что другой «известный случай появления на свет[1041] млекопитающего без помощи секса не вполне убедителен». Конечно, он имел в виду Иисуса Христа). В 2012-м Гёрдон получит Нобелевскую премию в том числе и за разработку технологий переноса ядер[1042].

Но столь же явной, как все достоинства эксперимента Гёрдона, была и его низкая результативность. Дифференцированные клетки кишечника определенно могли дать начало головастику, но, невзирая на все трудоемкие технические изощрения ученого, делали они это весьма неохотно: процент успешных превращений зрелых клеток в головастиков был ничтожным. Классическая генетика не могла дать этому объяснения. Последовательность ДНК в геноме взрослой лягушки, вообще-то, идентична последовательности ДНК и эмбриона, и головастика. Разве фундаментальный принцип генетики не гласит, что все клетки содержат одинаковый геном, а развитие эмбриона во взрослую особь контролируется лишь тем, как гены проявляют себя в разных клетках, включаясь и выключаясь определенными сигналами?

Но если гены и там и там те же, то почему геном взрослой клетки так сложно убедить вернуться в эмбриональный период? И почему, как выяснили другие ученые, ядра от молодых животных охотнее, чем от старых, сбрасывают возраст? Здесь, как и в случае с Голодной зимой, что-то должно было постепенно отпечатываться на геноме взрослой клетки, должна была накапливаться какая-то нестираемая метка, мешающая геному отматывать онтогенетическое время вспять. Эта метка не могла втискиваться в сами гены или межгенную ДНК, она должна была наноситься поверх них – быть эпигенетической. Гёрдон вернулся к вопросу Уоддингтона: а что, если каждая клетка несет отпечаток своей истории и идентичности на собственном геноме – в виде клеточной памяти?

Гёрдон представил себе эпигенетическую метку в абстрактном смысле, но физически такого отпечатка на геноме лягушки не наблюдал. В 1961 году Мэри Лайон, бывшая студентка Уоддингтона, нашла видимый пример эпигенетических изменений в клетке животного. Мэри, дочь госслужащего и школьной учительницы, начинала работать над диссертацией в Кембридже под руководством славного своей сварливостью Рона Фишера, но вскоре сбежала в Эдинбург, получила там степень, а позже возглавила исследовательский коллектив в тихой английской деревушке Харуэлл, километрах в тридцати от Оксфорда.

В Харуэлле Лайон изучала биологию хромосом, визуализируя их окрашиванием. К своему изумлению, она обнаружила, что все парные хромосомы, окрашенные специальным пигментом, выглядят одинаково – за исключением двух X-хромосом у самок. Одна из этих хромосом в каждой мышиной клетке всегда окрашивалась темнее. При этом гены темной хромосомы не были измененными: последовательностями ДНК две X-хромосомы не различались. Различались они, однако, своей активностью: гены темной хромосомы не производили РНК, и, следовательно, вся хромосома была «молчащей». Выглядело это так, будто одну хромосому целенаправленно выводили из эксплуатации – отключали. Лайон обнаружила, что выбор X-хромосомы для инактивации[1043] был случайным: в одной клетке могла «молчать» отцовская копия, а в соседней – материнская. Эта закономерность оказалась универсальной для всех соматических клеток с двумя X-хромосомами – то есть всех соматических клеток самок.

Но какова цель такой X-инактивации? Поскольку у женщин две X-хромосомы, а у мужчин всего одна, женские клетки вынуждены инактивировать какую-то из копий для уравнивания «дозы» X-генов. У этого случайного отключения есть важное биологическое следствие: женское тело представляет собой мозаику из двух типов клеток. Глушение (сайленсинг) одной из X-хромосом по большей части остается незаметным – если только какая-то из них (скажем, отцовская) не несет генный вариант, кодирующий видимый признак. В таком случае одна клетка будет экспрессировать этот вариант, а, скажем, соседняя с ней клетка не будет – получится мозаичный эффект. У кошек, например, один из генов цвета шерсти обосновался на X-хромосоме. В результате случайной X-инактивации у самок некоторые клетки будут производить один пигмент, а их соседки – другой[1044]. Именно в глубинах эпигенетики, а не генетики кроется разгадка феномена кошачьей «черепаховости». (Если бы люди несли ген цвета кожи на X-хромосоме, то ребенок женского пола у светлокоже-темнокожей пары рождался бы в темных и белых пятнах.)

Как клетке удается заглушить целую хромосому? Здесь ведь не просто активируется-инактивируется ген-другой в зависимости от сигналов среды, здесь целая хромосома со всеми ее генами выключается на всю клеточную жизнь. Самая логичная догадка, высказанная в 1970-х, такова: клетка каким-то образом ставит постоянный химический штамп – молекулярный «кирпич» – на ДНК этой хромосомы. А раз сами гены не затрагиваются, такая метка должна ставиться поверх них, то есть эпигенетически.

В конце 1970-х ученые, работавшие над вопросом сайленсинга генов, обнаружили, что присоединение маленькой молекулы – метильной группы – к некоторым участкам ДНК коррелирует с выключением соответствующего гена. Как выяснили позже, в случае инактивированной X-хромосомы один из главных зачинщиков этого процесса – молекула РНК под названием XIST. Молекулы XIST частично окутывают хромосому и, как считается, играют ключевую роль в ее инактивации. Ну а метильные метки, разбросанные по нитям ДНК, словно подвески по ожерелью, действительно служат глушащими сигналами для ряда генов.

Метильные метки не были единственными подвесками, декорирующими ожерелье ДНК. В 1996-м Дэвид Эллис, биохимик из Рокфеллеровского университета, обнаружил еще одну систему нанесения долговременных меток на геном. Вместо того чтобы «проштамповывать» саму ДНК, эта вторая система метила белки под названием гистоны, которые служат для ДНК упаковочным материалом[1045].

Гистоны плотно прилегают к ДНК и сворачивают ее в завитки и петли, формируя каркас хромосомы. Когда перестраивается каркас, может измениться и активность гена – подобно тому, как меняются свойства материала в зависимости от способа его укладки (свойства мотка шелковой нити сильно отличаются от свойств каната из той же нити). «Молекулярная память» может отпечатываться на генах на сей раз косвенно, путем присоединения сигналов к белкам (специалисты по эпигенетике ведут грандиозные дебаты о том, оказывают ли некоторые – или все – модификации гистонов серьезное влияние на активность генов или же некоторые из модификаций – не более чем случайные «наблюдатели» или побочные эффекты генной активности). Наследуемость и стабильность этих гистоновых меток, как и механизм, контролирующий их появление на нужных генах в нужное время, все еще изучаются, но простые организмы вроде дрожжей и червей[1046], похоже, могут передавать модификации гистонов через несколько поколений.

Репрессия и активация генов посредством белковых регуляторов из группы факторов транскрипции – главных дирижеров генной симфонии в клетках – отлично известны уже с 1950-х. Но эти дирижеры способны рекрутировать и другие белки – назовем их помощниками – для нанесения устойчивых химических знаков на гены. Они способны обеспечивать и поддержание этой разметки на геноме[1047]. Метки, таким образом, могут наноситься, стираться, умножаться, прореживаться и замещаться в ответ на внутриклеточные или внешние сигналы[1048].

Эти метки работают как примечания, записанные над предложением, или как маргиналии в книге – карандашные линии, подчеркивания, наброски, зачеркнутые буквы, подписи и сноски, – которые модифицируют контекст генома, не меняя при этом самих слов. Каждая клетка организма наследует одну и ту же книгу, но, зачеркивая одни предложения и добавляя другие, «заглушая» и «активируя» конкретные слова и выделяя какие-то фразы, каждая клетка способна написать свой уникальный роман на основе общего базового сценария. Мы можем визуализировать человеческие гены с добавленными химическими метками так:

Как и прежде, слова в предложении соответствуют генам. Многоточия и другие знаки препинания обозначают интроны, межгенные участки и регуляторные последовательности. Жирные и заглавные буквы, подчеркнутые слова – это эпигенетические метки, добавленные к геному с целью формирования финишного слоя информации.

По этой-то причине Гёрдону, несмотря на все его экспериментальные ухищрения, редко удавалось убедить взрослую клетку кишечника вернуться к началу развития, стать эмбриональной клеткой, а затем – полноценной лягушкой: геном клетки кишечника был настолько нагружен эпигенетическими «примечаниями», что стоило огромных усилий их стереть и трансформировать его в геном эмбриона. Как человеческие воспоминания упорствуют при попытке их изменить, так и химические закорючки, написанные поверх генома, не слишком склонны меняться, хотя и делают это. Эти метки «проектировались» стойкими, чтобы клетка могла закреплять свою идентичность. Только у эмбриональных клеток геномы достаточно податливы для того, чтобы приобретать разные виды идентичности – и производить таким образом все типы клеток тела. Как только клетки эмбриона обретают фиксированную идентичность – превращаются, допустим, в нейроны, в клетки кишечника или крови – едва ли для них возможен обратный путь (отсюда и сложности Гёрдона с построением головастика из дифференцированной клетки лягушки). Эмбриональная клетка может написать тысячу разных текстов на основе одного сценария. Но уже написанную книжку для подростков не так-то просто переформатировать в викторианский роман.

Взаимодействие между регуляторными генами и эпигенетикой частично решает загадку клеточной индивидуальности – но, по всей видимости, оно позволяет подступиться и к еще более упрямой загадке индивидуальности индивида. «Почему близнецы различаются?» – задались мы вопросом чуть ранее. Ну, потому что уникальные для них события записываются в их телах особыми метками. Только вот записываются как и где именно? Точно не в самой последовательности ДНК: если вы будете секвенировать геномы двух идентичных близнецов каждое десятилетие на протяжении полувека, то раз за разом будете получать почти ту же нуклеотидную последовательность. Но если вы в таком же режиме будете секвенировать эпигеномы близнецов, то обнаружите существенные различия: узоры из метильных групп, навешанных на геномы нейронов или клеток крови, у близнецов будут почти идентичными на старте эксперимента, начнут постепенно расходиться лет через десять и станут прилично разными через пятьдесят[1049].

Случайные события – травмы, инфекции, увлечения; прилипчивый мотив того самого ноктюрна, аромат той самой парижской мадленки – личный опыт одного близнеца, но не второго. Регуляторные белки включают и выключают гены в ответ на эти события, и эпигенетические метки постепенно наслаиваются поверх генов[1050]. Точные механизмы влияния эпигенетических меток на работу генов еще только предстоит определить, однако ряд экспериментов указывает на то, что эти метки в союзе с факторами транскрипции дирижируют генной активностью.

В своем замечательном рассказе «Фунес Памятливый»[1051] аргентинский писатель Хорхе Луис Борхес описывает молодого мужчину, который, очнувшись после несчастного случая, обнаруживает, что обрел «совершенную» память. Фунес помнит каждую деталь каждого прожитого им момента, каждый объект, каждую встречу: «Он знал формы южных облаков на рассвете тридцатого апреля тысяча восемьсот восемьдесят второго года и мог мысленно сравнить их с прожилками на книжных листах»[1052]. Эта экстраординарная способность не делает Фунеса могущественнее – она его парализует. Его захлестывают воспоминания, которые он не может заглушить; воспоминания овладевают им наподобие шума толпы, который невозможно не слышать. Борхес находит Фунеса, лежащего на койке в темноте: неспособный сдерживать чудовищный поток информации, он вынужденно закрывается от мира.

Клетка, неспособная избирательно заглушать часть своего генома, превращается в Фунеса Памятливого (или, следуя сюжету, в Фунеса Недееспособного). Геном хранит память о том, как построить каждую клетку каждой ткани организма, – память столь обильную и разноплановую, что клетка, лишенная системы избирательной репрессии и реактивации, просто впадет в ступор. Как и в случае Фунеса, на практике способность пользоваться любой памятью зависит, как ни парадоксально, от способности ее заглушать. Возможно, эпигенетическая система существует, чтобы геном мог функционировать. Многое об этой системе нам только предстоит узнать. Разные геномы в разных клетках, похоже, модифицируются многообразными химическими метками в ответ на всевозможные стимулы (в том числе из среды). Но причастны ли эти метки к активности генов, как именно – и в чем вообще состоит их функция, – генетики все еще выясняют в горячих, а порой и яростных дебатах.

Пожалуй, ярче всего силу, с которой белковые мастер-регуляторы в содружестве с эпигенетическими метками перезагружают клеточную память, показал в 2006 году японский биолог стволовых клеток Синъя Яманака. Как и Гёрдона, его захватила идея о том, что химические метки, присоединенные к генам, могут играть роль летописи клеточной идентичности. Что будет, если удалить эти метки? Вернется ли взрослая клетка в свое исходное состояние – обратится ли в клетку эмбриона, отмотав время вспять, упразднив историю, восстановив невинность?

И снова подобно Гёрдону, Яманака приступил к попыткам обратить идентичность нормальной клетки взрослого животного, только его выбор пал на полностью дифференцированную клетку мышиной кожи. Эксперименты Гёрдона доказали, что содержащиеся в яйцеклетке факторы – белки и РНК – умеют стирать метки «взрослого» генома и тем самым обращать клеточную судьбу: из клетки лягушки создавать головастика. Яманака задался целью идентифицировать и выделить эти факторы, а затем использовать их как молекулярные «ластики» клеточных судеб. За долгие годы охоты Яманаке удалось сузить круг таинственных подозреваемых до продуктов всего четырех генов. И тогда он внедрил эти четыре гена в клетки кожи взрослой мыши.

К изумлению Яманаки, а затем и прочих ученых по всему миру, внедрение этих генов в зрелые клетки побудило часть из них превратиться в нечто похожее на эмбриональные стволовые клетки. Эти стволовые клетки могли, конечно, дать начало коже, но вместе с тем и мышцам, костям, крови, клеткам кишечника и нейронам. По сути, они могли стать любыми типами клеток, которые только есть в организме. В ходе анализа прогресса (или, скорее, регресса) клетки кожи, трансформирующейся в эмбрионоподобную, Яманака и его коллеги выявили целый каскад событий. Генные цепочки активировались и подавлялись. Клеточный метаболизм перезапускался. Эпигенетические метки стирались и переписывались. Клетка меняла свои размеры и форму. Ее морщины разглаживались, задеревенелые суставы обретали былую гибкость, юность восстанавливалась: теперь клетка могла взбираться на самую вершину ландшафта Уоддингтона. Яманака зачистил клеточную память и обратил ход биологических часов[1053].

И тут в истории происходит сюжетный поворот. Один из четырех генов, которые Яманака[1054] использовал для обращения клеточной судьбы, назывался c-MYC (или просто MYC). Фактор омоложения MYC — ген необычный: это один из сильнейших известных регуляторов клеточного роста и метаболизма[1055]. Активированный принудительно, он, конечно, может возвращать взрослую клетку к эмбрионоподобному состоянию, позволяя обращать клеточные судьбы в экспериментах (для реализации этой функции необходимо сотрудничество еще трех генов, найденных Яманакой). Но MYC – еще и один из мощнейших известных протоонкогенов, который неконтролируемо экспрессируется, в частности, при лейкемии и лимфомах, при раке желудка, матки и поджелудочной железы. Как и в старинных нравоучительных притчах, за стремление к вечной юности, видимо, приходится платить ужасающую цену. Те самые гены, которые позволяют клетке избегать смерти и старения, могут направлять ее судьбу к злокачественному бессмертию, бесконечному росту и вечному нестарению – характерным признакам рака.

Теперь мы можем попытаться понять феномен голландской Голодной зимы с ее влиянием на последующие поколения с технической точки зрения, учитывая роли генов и регуляторных белков, взаимодействующих с геномом. Сильнейшее недоедание в те жестокие месяцы 1945-го, несомненно, изменило у людей экспрессию генов, участвующих в метаболизме и запасании веществ. Первые эффекты были мимолетными – вероятно, сводившимися к включению и выключению генов в ответ на изменения поступления питательных веществ.

Однако после замораживания и перестройки метаболических путей продолжительным голоданием, после того как мимолетность переросла в постоянство, эти более продолжительные изменения отпечатались на геноме. Гормоны распространялись по органам, сигнализируя о возможном долговременном дефиците питания и предвещая более масштабное реформирование генной экспрессии. Белки передавали эти сообщения внутрь клеток. Гены отключались один за другим, и на ДНК ставились «кирпичи», запрещающие дальнейшую работу этих генов. Целые генные программы оказывались забаррикадированными, будто дома, защищающиеся от шторма. К генам присоединялись метильные метки. Гистоны, должно быть, химически модифицировались так, чтобы запечатлеть память о голоде.

Клетка за клеткой, орган за органом тело переводилось в режим выживания. В конечном итоге эпигенетическое маркирование не обошло даже сперматозоиды и яйцеклетки (мы не знаем, как и зачем половые клетки несут память о реакции на голодание; вероятно, голод и лишения там регистрируются в каких-то древних человеческих генных сетях)[1056]. Когда из этих яйцеклеток и сперматозоидов зарождались дети и внуки, эмбрионы наследовали те же метки, в результате чего специфические метаболические изменения сохранялись впечатанными в их геномы десятки лет после Голодной зимы. Так историческая память трансформировалась в память клеточную.

Небольшое предостережение: эпигенетика тоже балансирует на грани трансформации в опасную идею. Да, эпигенетические модификации потенциально способны наслаивать историческую и средовую информацию на клетки и геномы, но эта способность во многом спекулятивна, ограниченна, своеобразна и непредсказуема: родитель, перенесший голод, производит на свет детей со склонностью к лишнему весу и перееданию, в то время как отец, скажем, перенесший туберкулез, не производит детей с измененным ответом на эту болезнь. Бо́льшая часть эпигенетических «воспоминаний» – это следы древних эволюционных маршрутов, и не следует путать их с нашим стремлением оставить желаемое наследие своим детям.

Так же, как это было с генетикой в начале XX века, эпигенетику сейчас используют для оправдания лженауки и навязывания удушающих определений нормальности. Диеты, экологические и медицинские влияния, воспоминания, которые якобы изменяют наследственность, до жути напоминают попытки Лысенко «перевоспитать» пшеницу шоковой терапией. Матерям велят минимизировать тревогу во время беременности, дабы они не заразили своих детей и их детей травмированными митохондриями. Ламарк воскрешается, реабилитированный, в образе нового Менделя.

Эти лубочные представления об эпигенетике стоит воспринимать скептически. Информация об условиях среды определенно может отпечатываться на геноме. Но большинство таких отпечатков, зафиксированных как «генетические воспоминания» в клетках и геномах индивидуального организма, не передается в череде поколений дальше. Мужчина, потерявший ногу в аварии, несет запись об этом событии в своих клетках, ранах и шрамах – но его дети не родятся с укороченными конечностями. И что-то не похоже, чтобы неукорененная жизнь моей семьи обременила меня или моих детей каким-то мучительным чувством отчуждения.

Вопреки замечанию Менелая, порода родителей наших в нас все же погибла – прихватив с собой, к счастью, все их причуды и пороки. Нам следует скорее радоваться такому положению дел, чем сожалеть о нем. Геномы и эпигеномы существуют, чтобы записывать и передавать между клетками и поколениями сходство, наследие, память и историю. Мутации, перегруппировки генов и стирание воспоминаний уравновешивают эти силы, порождая непохожесть, разнообразие, уродство, гениальность, переосмысление – и блестящую возможность начинать всё по-новому, поколение за поколением.

Вполне возможно, что взаимодействие генов и эпигенов координирует эмбриогенез человека. Давайте еще раз вернемся к проблеме Моргана – созданию многоклеточного организма из одноклеточного эмбриона. Через секунды после оплодотворения в эмбрионе начинается суета. Белки проникают в ядро клетки и принимаются щелкать генетическими включателями и выключателями. Дремлющий космический корабль оживает. Гены подавляются и активируются, а эти гены, в свою очередь, кодируют белки, активирующие и подавляющие другие гены. Клетка делится, образуя две, затем четыре, затем восемь клеток. Формируется целый клеточный слой, затем клетки расходятся, образуя шар с полостью внутри. Табло «В работе» зажигается над генами, координирующими метаболизм, подвижность, судьбу и идентичность клеток. Двигатели прогреваются. В коридорах мигают лампочки. Потрескивают динамики оживающей селекторной связи.

Теперь благодаря трудам главных регуляторных белков добавляется второй слой информации, который дает каждой клетке возможность обрести и зафиксировать свою идентичность. Химические метки избирательно присоединяются к одним генам и снимаются с других, преобразуя профиль экспрессии в отдельной клетке. Метильные группы нашиваются на ДНК и удаляются, гистоны модифицируются.

Эмбрион развертывается шаг за шагом. Оформляются первичные сегменты, и клетки занимают свои места в разных частях эмбриона. Активируются новые гены, которые командуют программами роста конечностей и органов, и на геномы отдельных клеток навешивается еще больше химических меток. Прибавляются клетки, которые формируют органы и структуры – передние конечности, задние конечности, мышцы, почки, кости, глаза. Часть клеток выкашивается программируемой смертью. Включаются гены поддержания всевозможных функций и метаболизма, а с ними и гены ремонтных работ. Из клетки появляется организм.

Но пусть вас не убаюкивает это описание. Не поддавайтесь, дорогие читатели, соблазну подумать: «Боже, какой сложный рецепт!» – и успокоиться железобетонным выводом, что никому не удастся эту систему понять, взломать и тем более научиться целенаправленно манипулировать ею.

Когда ученые недооценивают степень сложности, они становятся жертвами опасных незапланированных последствий. Назидательные примеры таких научных фиаско широко известны: чужеземные животные, завезенные, чтобы контролировать вредителей, сами становились вредителями; высокие дымовые трубы, призванные уменьшить загрязнение городов, выбрасывали твердые частицы высоко в воздух и лишь усугубляли проблему; стимуляция кроветворения, задуманная для предотвращения сердечных приступов, сгущала кровь и повышала риск тромбозов.

Но когда не-ученые переоценивают степень сложности – «никому не под силу взломать такой код», – они попадают в ловушку неожиданных последствий. В начале 1950-х часть биологов разделяла представление о том, что генетический код окажется столь зависимым от контекста – так сильно определяемым конкретной клеткой конкретного организма и так ужасно запутанным, – что расшифровать его будет невозможно. Истина, как выяснилось, была диаметрально противоположной: код несет всего одна молекула, и этот код един для всего биологического мира. Если мы знаем код, то можем намеренно изменять ДНК в разных организмах, вплоть до людей. Подобным образом в 1960-х многие сомневались, что технологии молекулярного клонирования позволят с легкостью переносить гены между разными видами. К 1980-м производство белка млекопитающих в бактериальных клетках или бактериального белка в клетках млекопитающих было уже не просто осуществимым, а, как сказал Берг, «до смешного простым». Виды оказались «лишь видимостью». «Быть естественным» часто означало «просто позу».

Создание человека по генетическим инструкциям – это, несомненно, сложно, но ничто в этом процессе не запрещает и не ограничивает манипуляции или искажения. Когда социолог подчеркивает, что именно взаимодействия генов и среды – а не одни гены – определяют строение, функции и судьбу, то он недооценивает силу главных регуляторных генов, которые, работая совершенно автономно, без оглядки на условия определяют сложные физиологические и анатомические состояния. Когда специалист по генетике человека говорит, что «посредством генетики нельзя манипулировать сложными состояниями и поведением, потому что их обычно контролируют десятки генов», то он недооценивает способность одного гена – вроде какого-нибудь мастер-регулятора – полностью «переустанавливать» состояние существа. Если активация четырех генов может превратить клетку кожи в плюрипотентную стволовую клетку, если один препарат может изменить идентичность мозга, если мутация в единственном гене может перекроить половую и гендерную идентичность, значит, наши геномы и даже самости гораздо податливее, чем мы себе представляли.

Как я уже говорил, самые мощные технологии – это те, что обеспечивают переходы – от линейного движения к вращательному (колесо), от реального пространства к виртуальному (интернет). Самая мощная наука – та, что проливает свет на правила организации – законы, служащие линзами, через которые мы можем смотреть на мир и постигать его. Технологи стремятся освободить нас от ограничений актуальной реальности с помощью упомянутых переходов. Ученые определяют эти ограничения, очерчивая внешние рубежи возможного. Потому величайшие технологические достижения носят имена, заявляющие о нашем мастерстве обращения с миром: двигатель (от лат. ingenium, «изобретательность»), компьютер (от лат. computare, «вычислять»). И напротив, названия глубочайших научных законов часто отражают пределы человеческого знания: неопределенность, относительность, неполнота, невероятность.

Из всех наук биология – самая беззаконная: в ней есть всего несколько базовых правил и еще меньше правил универсальных. Все живые существа, конечно, подчиняются фундаментальным физическим и химическим законам, но жизнь часто существует на периферии и в расщелинах этих законов, изгибая их до самого предела. Вселенная стремится к равновесию; она предпочитает рассеивать энергию, разрушать структуры и максимизировать хаос. Жизнь создана так, чтобы противодействовать этим силам. Мы замедляем реакции, концентрируем материю и распределяем химические вещества по отсекам; мы сортируем грязное белье по средам. «Порой кажется, что обуздание энтропии[1057] – это наша донкихотская цель во Вселенной», – писал Джеймс Глик[1058]. Мы населяем лазейки в законах природы, выискивая расширения, исключения и оправдания. Законы природы, конечно, обозначают границы дозволенного – но жизнь со всем ее своеобразием и безумной странностью процветает, читая между строк. Даже слон не может попирать законы термодинамики – хотя его хобот, конечно, должен считаться одним из самых эксцентричных средств перемещения материи посредством энергии.

Круговорот биологической информации, видимо, представляет собой одно из немногочисленных организующих, обобщающих правил в биологии.

Безусловно, из направленности этого потока информации есть исключения (ретровирусы способны «крутить педали назад», от РНК к ДНК). И есть еще нераскрытые механизмы в биологическом мире, способные поменять порядок или компоненты информационного потока в живых системах (теперь известно, к примеру, что РНК может влиять на генную регуляцию). Но концептуально круговорот биологической информации уже неизменен.

Из всего нам доступного этот информационный поток более всего приближается к биологическому закону. Когда будет освоена технология управления этим законом, мы совершим один из важнейших переходов за всю историю. Мы научимся читать и писать себя – сами.

Но перед тем как мы перенесемся в геномное будущее, позвольте мне слегка отвлечься на прошлое. Мы не знаем, откуда и как возникли гены. Не знаем мы и того, почему именно этот способ передачи информации и хранения данных выиграл у всех остальных возможных в биологии способов. Но мы можем попробовать воспроизвести в пробирке первичное происхождение генов. В Гарварде биохимик Джек Шостак[1059], обладатель мягчайшего голоса, целых два десятилетия бился над созданием самовоспроизводящейся генетической системы в пробирке – чтобы реконструировать возникновение генов.

Эксперимент Шостака наследовал работам Стэнли Миллера, химика-визионера[1060], который пытался приготовить «первичный бульон» из основных химических компонентов, предположительно существовавших в древней атмосфере. Работая в 1950-х в Чикагском университете, Миллер собрал систему из двух стеклянных колб, соединенных стеклянными трубками; в одну из колб он налил воду, а в отходящую от нее ко второй колбе трубку вакуумным насосом закачивал метан, аммиак и водород. Во вторую колбу, куда поступала газовая смесь с горячим водяным паром, Миллер внедрил электроды: электрические разряды должны были имитировать древние молнии. Затем он начал циклически нагревать и охлаждать колбу с водой, воспроизводя изменчивые условия древнего мира. В стеклянной установке теснились гром и молнии, рай и ад, газы и вода.

Прошло три недели, и ни один организм не выполз из установки Миллера. Но в колбе со смесью газов, теплого пара и электричества Миллер обнаружил следы аминокислот – строительных элементов белка – и небольшое количество простейших сахаров. В последующих вариациях эксперимента[1061] в колбу добавляли глину, базальт и вулканические породы, и в итоге ученым удалось получить зачатки липидов, жиров и даже строительных блоков РНК и ДНК.

Шостак верил, что гены появились в таком бульоне благодаря счастливой встрече двух маловероятных партнеров. Во-первых, липиды, созданные в бульоне, соединились друг с другом и образовали мицеллы – похожие на мыльные пузыри пустотелые сферы, окруженные мембраной, которая запирает жидкость внутри и имитирует оболочку клетки (некоторые жиры, смешанные в водном растворе, естественным образом склонны объединяться в такие пузырьки). В лабораторных экспериментах Шостак продемонстрировал, что подобные мицеллы[1062] могут вести себя как протоклетки: если добавлять в раствор все больше и больше липидов, то эти пустотелые «клетки» растут. Они увеличиваются, перемещаются и формируют тонкие выпячивания, похожие на волны клеточной мембраны. В конце концов они делятся, образуя две мицеллы из одной.

Во-вторых, одновременно с самосборкой мицелл, друг с другом объединялись нуклеотиды (А, Ц, Г, У или их химические предшественники), и так возникли цепочки РНК. Основная масса этих цепочек не обладала репродуктивной способностью: они не умели копировать себя. Но среди миллиардов нереплицирующихся РНК случайно возникла одна, та самая молекула, наделенная уникальной способностью создавать отражение себя – или, скорее, создавать свои копии по зеркальному отражению себя (сама химическая структура РНК и ДНК, напомню, предполагает производство зеркально подобных молекул). Эта молекула обладала невероятной способностью вытаскивать нуклеотиды из химической смеси и сшивать их друг с другом, формируя новую копию РНК. Это уже было самовоспроизводящееся вещество.

Следующим шагом был счастливый брак. Где-то на земле – Шостак считает, что это должно было случиться на краю пруда или болота – самокопирующаяся молекула РНК столкнулась с самоудваивающейся мицеллой. Это была, образно говоря, любовь с первого взгляда: две молекулы встретились, потеряли головы и вступили в длительную супружескую связь. Самокопирующаяся РНК поселилась в делящейся мицелле. Мицелла изолировала и защищала РНК, позволяя особым химическим реакциям протекать в своем надежном пузырьке. Молекула РНК, в свою очередь, начала кодировать информацию, дающую преимущества для умножения не только самой себя, но и целой РНК-мицеллярной единицы. Со временем информация, закодированная в РНК-мицеллярном комплексе, позволила производить больше таких же комплексов.

«Довольно просто представить[1063], как могли эволюционировать протоклетки на базе РНК, – писал Шостак. – Метаболизм, должно быть, складывался постепенно, по мере того, как <…> [протоклетки учились] синтезировать питательные вещества внутри себя из более простых и пребывающих в изобилии исходных материалов. А затем организмы смогли добавить в свою копилку химических трюков синтез белков». «Протогены» РНК, вероятно, научились заставлять аминокислоты собираться в цепочки и таким образом строить белки – универсальные и многообразные молекулярные машины, способные сильно повысить эффективность метаболизма, размножения и передачи информации.

Когда и почему отдельные «гены» – модули информации – появились на цепочке РНК? Существовали ли гены в своей модульной форме с самого начала или была какая-то промежуточная либо альтернативная система хранения информации? Опять же, на эти вопросы просто невозможно ответить, но, вероятно, важную подсказку может дать теория информации. Проблема непрерывной, монолитной информации в том, что ей заведомо сложно управлять. Она норовит рассеяться; она норовит испортиться; она норовит запутаться, разбавиться и разрушиться. Тянешь за один конец – разматывается другой. Если информация перетекает в информацию, то риск искажений значительно выше: представьте виниловую пластинку, на которой появилась единственная царапина. Оцифрованную информацию, наоборот, куда проще исправлять и восстанавливать. Мы спокойно можем добраться до одного слова в книге и изменить его, не реорганизуя целую библиотеку. Гены могли возникнуть по той же причине: в дискретных информационных модулях цепи РНК кодировались инструкции по выполнению отдельных, разных функций.

Прерывистая структура информации давала еще одно преимущество: мутация может изменить один ген, и только его, остальные же останутся нетронутыми. Вместо того чтобы нарушать функции всего организма, мутации могли влиять на отдельные модули информации – и тем самым ускорять эволюцию. Правда, это преимущество было сопряжено с одной опасностью: слишком большое количество мутаций повлекло бы за собой повреждение или утрату информации. Видимо, поэтому требовалась резервная копия – зеркальное отражение, способное защитить оригинал или послужить матрицей для восстановления поврежденного прототипа. Может, в этом и заключался главный стимул к созданию двухцепочечных нуклеиновых кислот. Данные одной цепи полностью дублировались бы на второй, и их можно было бы использовать для починки любых повреждений: инь защищало бы ян. Так жизнь изобрела свой собственный жесткий диск.

Со временем эта новая копия – ДНК – стала главной. ДНК была изобретением мира РНК, но быстро превзошла РНК в роли носителя генов и стала основным хранителем генетической информации в живых системах[1064]. Итак, еще один древний миф – о ребенке, победившем отца, о свержении Кроноса Зевсом – оказался впечатанным в историю наших геномов.

Часть VI

Постгеном

Генетика судьбы и будущего (2015—…)

Попытка создать рай на земле[1065] неизбежно приводит к созданию преисподней.

Карл Поппер[1066]

Только люди хотят быть хозяевами[1067] своего будущего.

Том Стоппард,

«Берег утопии»[1068]

Будущее будущего

Наверное, из всех наук о ДНК[1069] ни одна не кажется одновременно столь обнадеживающей, столь противоречивой, раскрученной и потенциально опасной, как генотерапия.

Джина Смит,

«Эра геномики» (The Genomics Age)

Воздух очистим! вычистим небо![1070] вымоем ветер! Камень от камня отнимем, и кожу от плоти, и плоть от кости, и отмоем их. Вымоем камень и кость, мозг и душу – отмоем, отмоем, отмоем.

Т. С. Элиот,

«Убийство в соборе»[1071]

Давайте на миг вернемся к беседе на крепостном валу. Конец лета 1972-го. Мы в Эриче, на научной конференции по генетике. Ночь уже опустилась на Сицилию, а Берг с группой студентов вскарабкался на холм полюбоваться россыпью городских огней. Известие Берга – о возможности объединить два фрагмента ДНК в «рекомбинантную» молекулу – запустило разбежавшиеся по конференции волны изумления и тревоги. Тогда студенты озаботились рисками создания подобных неизведанных молекул: если неверный ген попадет в неверный организм, то эксперимент может спровоцировать биологическую или экологическую катастрофу. Но собеседников Берга волновали не только патогены. Они вникали, как то нередко делают студенты, в самую суть: все хотели знать о перспективах генной инженерии человека – о новых генах, которые можно на всю жизнь внедрить в человеческий геном. Что насчет предсказания судьбы по генам и ее изменения с помощью генетических манипуляций? «Они уже тогда думали на несколько шагов вперед, – говорил мне Берг позднее. – Я беспокоился насчет будущего, а их беспокоило будущее будущего».

Какое-то время это «будущее будущего» казалось биологически недостижимым. В 1974-м, лишь через три года после[1072] изобретения технологии рекомбинантной ДНК, генно-модифицированным вирусом SV_40 инфицировали ранние эмбриональные клетки мыши. Задумка была дерзкой. Эмбриональные клетки, зараженные вирусом, смешали с клетками нормального зародыша, чтобы создать из клеточной мозаики эмбриологическую химеру. Таких мозаичных эмбрионов имплантировали в матку мыши. Все органы и ткани зародышей происходили из смеси клеток: кровь, мозг, сердце, мышцы и, самое главное, половые клетки. Если бы инфицированные эмбриональные клетки дали начало некоторым из сперматозоидов и яйцеклеток новорожденной мыши, то гены вируса передавались бы от грызуна к грызуну вертикально, через поколения, вместе с остальными генами. Вирус тогда мог бы превратиться в троянского коня, навсегда спрятавшего свои и клонированные гены в геноме многих поколений животных, результатом чего стали бы первые генетически модифицированные высшие организмы.

Сперва все шло по плану, но затем два неожиданных эффекта загнали эксперимент в тупик. Во-первых, хотя клетки с генами вируса совершенно точно появлялись в крови, мышцах и нервной системе мыши, доля модифицированных сперматозоидов и яйцеклеток была чрезвычайно мала. И как бы ученые ни старались, им не удалось добиться эффективной вертикальной передачи генов. Во-вторых, даже если вирусные гены и находились в мышиных клетках, их экспрессия была полностью отключена: эти инертные гены не производили ни РНК, ни белки. Спустя годы ученые обнаружат, что вирусные гены заглушались навешиванием на них эпигенетических меток. Сегодня мы знаем, что в клетках есть древние детекторы, которые распознают гены вируса и проштамповывают их химическими знаками «стоп», чтобы предотвратить их активацию.

Такое ощущение, что геном давно предвосхитил попытки изменить его. Он создал идеальный тупик. У фокусников есть одна старая поговорка: прежде чем заставить вещь исчезнуть, научись возвращать ее обратно. Генотерапевты учили этот урок заново. Незаметно подкинуть ген в клетку и эмбрион было несложно. Настоящий вызов заключался в том, чтобы сделать его вновь заметным.

Неудачи этих первых экспериментов ввергли сферу генотерапии в застой почти на десятилетие – пока не произошел перелом: биологи открыли эмбриональные стволовые клетки[1073], или ЭСК. И чтобы понять будущее генотерапии человека, мы должны с ними разобраться. Рассмотрим какой-нибудь орган, например кожу. Пока животное развивается, клетки на поверхности его кожи растут, умирают и слущиваются. Масштаб клеточной смерти порой бывает катастрофическим – допустим, после ожога или сильного ранения. Чтобы замещать отмершие клетки, большинство органов освоило технологии регенерации.

Эту функцию выполняют стволовые клетки (СК), особенно в случае катастрофических клеточных потерь. СК – это клетки уникального типа, обладающие двумя характерными свойствами[1074]. Во-первых, они могут дифференцироваться в клетки других функциональных типов – в нейроны, например, или клетки кожи. А во-вторых, они способны возобновляться – то есть образовывать новые стволовые клетки, которые, в свою очередь, могут дифференцироваться в функциональные клетки того или иного органа. Стволовая клетка походит на деда, который все продолжает производить детей, внуков и правнуков, поколение за поколением, никогда не теряя собственной плодовитости. Это основное средство регенерации тканей и органов.

Бо́льшая часть стволовых клеток «прописана» в определенных органах и тканях, и выбор направлений дифференцировки у них ограничен. СК в костном мозге, скажем, могут стать только клетками крови. СК в кишечных криптах предназначены для производства клеток кишечника. А вот у ЭСК, которые появляются из внутреннего слоя эмбриона животного[1075], возможностей куда больше: они могут давать начало любому типу клеток организма – клеткам крови, мозга, кишечника, мышц, костей и кожи. Это свойство ЭСК биологи обозначают словом плюрипотентность.

У ЭСК есть еще одна, третья, необычная характеристика – они очень причудливы. Их можно выделить из эмбриона какого-нибудь организма и вырастить в лаборатории в чашке Петри. В культуре такие клетки можно поддерживать очень долго. Эти крошечные прозрачные сферы, собирающиеся в гнездоподобные завитки под микроскопом, напоминают скорее растворенный орган, чем формирующийся организм. И действительно, когда эти клетки впервые добыли из мышиных эмбрионов в кембриджской лаборатории, они не вызвали большого ажиотажа у генетиков. «Похоже, мои клетки никому не интересны»[1076], – сетовал эмбриолог Мартин Эванс в начале 1980-х.

Но настоящая суперсила ЭСК выражается, опять же, в переходе: как и в случае ДНК, генов и вирусов, дуалистичность их природы делает эти клетки мощным биологическим инструментом. ЭСК ведут себя в культуре подобно остальным пригодным для экспериментов клеткам. Их можно растить в чашке Петри, замораживать в пробирках и возвращать к жизни оттаиванием. Их можно размножать в жидкой питательной среде поколение за поколением. В них можно с относительной легкостью внедрять новые гены и вырезать из их геномов имеющиеся.

Но при этом, если поместить ту же клетку в правильные условия и окружение, из нее буквально вырвется жизнь. ЭСК, смешанные с клетками раннего эмбриона и имплантированные в мышиную матку, начнут делиться и формировать слои. Они дифференцируются в клетки всех типов: крови, мозга, мышц, печени – и даже в сперматозоиды и яйцеклетки. Получившиеся клетки, в свою очередь, образуют органы и будут чудесным образом включены в состав многослойного, многоклеточного организма – настоящей мыши. Это животное таким образом «унаследует» результат каждой экспериментальной манипуляции, проведенной в чашке Петри. Генетическая модификация клетки в чашке окажется генетической модификацией организма в утробе. Это и есть переход – от лаборатории к жизни.

Экспериментальная легкость, которую подарили эмбриональные стволовые клетки, позволила преодолеть и вторую, еще более серьезную проблему. Если использовать для доставки гена в клетку вирус, то практически невозможно предусмотреть место внедрения этого гена в клеточный геном. Человеческий геном, состоящий из 3 миллиардов пар нуклеотидов, превышает размеры большинства вирусных геномов в 50–100 тысяч раз. Ген, вносимый вирусом в геном, подобен конфетной обертке, которую бросили с самолета в Атлантический океан: нет никакой возможности предсказать, куда она упадет. Практически все вирусы, способные к интеграции своего генома в хозяйский, – вроде ВИЧ или SV_40 – склонны встраиваться в случайные места человеческого генома. Генотерапии такой произвол чинит дьявольские препятствия. Вирусные гены могут попасть в неактивную зону, этакий медвежий угол генома, и потому никогда не экспрессируются. Они могут попасть в ту область хромосомы, которую клетка умеет без особых усилий глушить. Хуже того, внедрившись, они могут повредить какой-то важный ген или активировать ген, вызывающий рак, и тогда запахнет настоящей катастрофой.

ЭСК же позволили ученым вносить[1077] генетические изменения не в случайные, а в заданные точки генома, в том числе в пределах гена. Если вы захотите изменить ген инсулина[1078], то довольно простые, но гениальные технические манипуляции дадут гарантию, что остальные клеточные гены вы не затронете. А благодаря тому, что генетически модифицированные ЭСК в принципе могут образовать клетки всех типов и в итоге целую мышь, вы можете быть уверены в рождении животного именно с этим измененным геном инсулина. Более того, если модифицированные ЭСК в конце концов произведут у взрослой мыши сперматозоиды или яйцеклетки, грызуны будут передавать измененный ген из поколения в поколение, и мы обеспечим вертикальный, наследственный перенос нужного признака.

У этой технологии были далекоидущие последствия. Природа располагает единственным способом достичь направленного изменения в гене – естественным отбором случайных мутаций. Если, скажем, воздействовать на животное рентгеновским излучением, генетические изменения могут остаться в его геноме навсегда, но невозможно сфокусировать внимание луча на одном конкретном гене. Естественный отбор должен сохранять мутацию, которая обеспечит лучшую приспособленность организма, и в итоге она будет встречаться в генофонде все чаще и чаще. Но в этой схеме ни мутация, ни эволюция не обладают преднамеренностью или направленностью. В природе у механизма, управляющего генетическими изменениями, водительское место остается пустым. «Часовщик» эволюции, напоминает нам Докинз[1079], врожденно слепой.

Однако, приручив ЭСК, ученые научились намеренно манипулировать буквально любым интересующим геном и навсегда сохранять изменения в геноме животного. Мутации и отбор за один шаг – это была ускоренная эволюция в лабораторной чашке. Технология оказалась столь преобразующей, что пришлось придумать новое слово для обозначения полученных организмов: их стали называть трансгенными – от «через, между» и «гены». К началу 1990-х в лабораториях по всему миру были получены сотни линий трансгенных мышей, предназначенных для расшифровки функций генов. В геном одних мышей был внедрен ген медузы, позволявший им светиться в темноте под синими лампами. Другие мыши, несущие особые варианты гена гормона роста, вырастали в два раза крупнее своих обычных соплеменников. Были и грызуны с генетическими изменениями, которые предрасполагали к болезни Альцгеймера, эпилепсии или преждевременному старению. Мыши с активированными «генами рака» буквально пожирались многочисленными опухолями и служили биологам моделями для изучения человеческих новообразований. В 2014-м создали мышей с мутацией в гене, контролирующем коммуникацию между нейронами мозга. Они значительно превосходили собратьев по показателям памяти и когнитивным способностям. То были саванты[1080] мира грызунов[1081]: они быстрее формировали воспоминания, дольше их сохраняли и учились выполнять новые задания почти в два раза быстрее, чем обычные мыши.

Но эти эксперименты постепенно переполнялись сложными этическими вопросами. Можно ли применить эту технологию в отношении приматов? А людей? Кто будет регулировать создание трансгенных животных? Какие чужеродные гены можно или следовало бы внедрять? И сколько максимум?

К счастью, технические барьеры вмешались до того, как у этического хаоса появилась возможность сорваться с якоря. Первые работы по ЭСК – в том числе по созданию трансгенных организмов – проводились преимущественно с мышиными клетками. В начале 1990-х, когда из эмбрионов человека удалось извлечь несколько ЭСК, ученые столкнулись с непредвиденной проблемой. В отличие от мышиных клеток, доказавших свое необычайное удобство для экспериментальных манипуляций, ЭСК человека вели себя в культуре не лучшим образом. «Наверное, можно считать это скелетом в шкафу[1082] нашей отрасли: человеческие эмбриональные стволовые клетки не обладают таким же потенциалом, как мышиные, – говорил биолог Рудольф Йениш. – Вы не можете их клонировать. Вы не можете использовать их для целенаправленного изменения генов. <…> Они сильно отличаются от мышиных эмбриональных стволовых клеток, которые могут все».

Казалось, джинна трансгенезиса вернули в бутылку – по крайней мере, на время.

О трансгенной модификации эмбрионов человека какое-то время не было и речи – но что, если генотерапевты довольствуются и менее радикальной задачей? Можно ли использовать вирусы для доставки генов в человеческие нерепродуктивные клетки: скажем, в нейроны, клетки крови или мышц? В этом случае останется проблема неизбирательности внедрения в геном, а главное, не будет никакой вертикальной передачи генов от организма потомкам. Тем не менее, если получится с помощью вирусов внести гены в нужный тип клеток, какие-то терапевтические цели все равно будут достижимы. Даже выполнение такой задачи знаменовало бы скачок в будущее человеческой медицины. Это была бы облегченная версия генотерапии.

В 1988 году в Норт-Олмстеде[1083], штат Огайо, у двухлетней девочки по имени Ашанти де Сильва, или просто Аши, начали появляться необычные симптомы. Как известно любому родителю, к маленьким детям в норме липнут десятки мимолетных болячек, но болезни и симптомы Аши просто кричали о ненормальности: странные пневмонии и инфекции, которые, казалось, не проходили вовсе; раны, которые не заживали; неизменно пониженный уровень лейкоцитов в крови. Все свое детство Аши то и дело попадала в больницу. В два года заурядная вирусная инфекция вышла у нее из-под контроля и привела к угрожающему жизни внутреннему кровотечению и длительной госпитализации.

Некоторое время доктора были озадачены ее симптомами и ошибочно приписывали регулярные недуги недоразвитости иммунной системы, которая когда-нибудь должна была дозреть. Но вот Аши исполнилось три, а симптомы ослабевать отказывались. Тогда ее наконец досконально обследовали. Причиной иммунодефицита оказались гены, а именно – редкая спонтанная мутация в обеих копиях гена ADA на 20-й хромосоме. К тому времени Аши уже несколько раз находилась при смерти. Физический ущерб организму девочки был огромен – но еще заметнее были ее эмоциональные страдания: проснувшись однажды утром, четырехлетняя Аши сказала: «Мамочка, у тебя не должно было быть[1084] такого ребенка, как я».

ADA – сокращение от «аденозиндезаминаза»: этот ген кодирует фермент, который превращает аденозин, в норме производимый организмом, в безвредное вещество под названием инозин. Если ген ADA не работает, не синтезируется нормальная аденозиндезаминаза, не происходит реакции обезвреживания, и тело засоряется токсичными побочными продуктами метаболизма аденозина. Самое острое отравление получают Т-клетки, борцы с инфекциями, без которых иммунная система быстро разрушается. Это очень редкое заболевание: только один из 150 тысяч детей рождается с дефицитом аденозиндезаминазы. И еще более редким его делает то, что практически все заболевшие дети умирают. Дефицит ADA включается в более крупную группу болезней, печально известных как тяжелый комбинированный иммунодефицит, или ТКИД (SCID). Самый известный ТКИД-пациент, мальчик по имени Дэвид Веттер, провел все 12 лет своей жизни в пластиковой камере в техасской больнице. «Мальчик в пузыре», как его окрестили[1085] СМИ, умер в 1984-м, все еще заключенный в свой стерильный пластиковый кокон – после отчаянной попытки трансплантации костного мозга[1086].

Смерть Дэвида Веттера на время остудила энтузиазм врачей, которые надеялись лечить дефицит ADA пересадкой костного мозга. Единственным альтернативным средством, прошедшим первые этапы клинических исследований в середине 1980-х, был препарат PEG-ADA – очищенный коровий фермент, заключенный в маслянистую химическую оболочку для увеличения времени его пребывания в крови (обычный белок ADA неэффективен из-за малого срока «жизни»). Но даже PEG-ADA не мог полностью победить иммунодефицит. Для восполнения разрушающихся в организме количеств фермента препарат нужно было вводить в кровь ежемесячно. Но что еще страшнее, введение PEG-ADA могло спровоцировать выработку антител к ферменту. Это еще сильнее снизило бы содержание ADA и ускорило бы наступление настоящей катастрофы, создав ситуацию, когда решение проблемы безмерно хуже самой проблемы.

Может ли генотерапия скорректировать дефицит ADA? В конце концов, нужно ведь исправить всего один ген, и этот ген уже определен и выделен. Подобран и вектор – транспортное средство, подходящее для доставки генов в клетки человека. В Бостоне вирусолог и генетик Ричард Маллиган[1087] получил особый штамм ретровируса – кузена ВИЧ, – который предположительно мог бы доставить любой ген в любую человеческую клетку относительно безопасным образом. Ретровирусами можно заразить клетки многих типов, а их выдающаяся способность – это умение внедрять собственный геном в хозяйский, надежно закрепляя таким образом свой генетический материал в клеточном. Подкорректировав технологию, Маллиган создал частично поврежденный вирус, который заражал клетки и встраивался в их геномы, но не распространялся между клетками. Вирусы заходили внутрь, но ни один не выбирался наружу. Ген попадал в геном, но уже никогда не выскакивал обратно.

В 1986-м в Национальных институтах здоровья[1088] в Бетесде команда генотерапевтов, возглавляемая Уильямом Френчем Андерсоном и Майклом Блейзом[1089], решила использовать векторы Маллигана для доставки гена ADA детям с его аномалиями[1090]. Андерсон получил ген из другой лаборатории и внедрил его в ретровирусный вектор. В начале 1980-х Андерсон и Блейз[1091] провели предварительные испытания, намереваясь с помощью ретровирусного вектора поместить человеческий ген ADA в кроветворные стволовые клетки мышей, а затем обезьян. Задумка Андерсона была такой: если стволовые клетки заразить вирусом, несущим нормальный ген, они будут порождать все клеточные элементы крови – что главное, и Т-лейкоциты, – экспрессирующие доставленный ADA.

Результаты оказались далеки от обнадеживающих: количество доставленных генов было ничтожным. Лишь у одной из пяти экспериментальных обезьян – у Обезьянки Робертс – в крови появились клетки, которые продолжительное время вырабатывали человеческий белок ADA. Но Андерсон был невозмутим. «Никто не знает, что произойдет[1092], когда новые гены попадут в тело человеческого существа, – заявил он. – Это совершенно черный ящик, что бы вам ни говорили. <…> Исследования в пробирках и на животных не скажут нам всего. В конце концов придется опробовать метод на человеке».

24 апреля 1987 года Андерсон и Блейз запросили у НИЗ разрешение запустить свой протокол генотерапии. Они предложили извлечь стволовые клетки костного мозга детей с дефицитом ADA, инфицировать клетки вирусом в лаборатории и трансплантировать тем же пациентам уже модифицированные клетки. Так как стволовые клетки генерируют все элементы крови, включая лимфоциты, ген ADA в итоге попадет и в Т-клетки, где он особенно необходим.

Свое предложение ученые направили в Консультативный комитет по рекомбинантной ДНК (ККР) – консорциум, основанный на базе НИЗ в ответ на асиломарские рекомендации Берга. Известный суровостью надзора, консультативный комитет сторожил вход в каждый эксперимент, касавшийся рекомбинантной ДНК (комитет так зверствовал, что получить одобрение от него, по выражению ученых, было все равно что «пройти через дыбу»). Как, собственно, и ожидалось, ККР категорически отклонил протокол[1093], сославшись на неполноту исследований на животных, едва уловимый уровень доставки гена в стволовые клетки и непредоставление детального описания эксперимента, хотя и отметил при этом, что попыток переноса генов в тело человека никогда раньше не предпринималось.

Андерсон и Блейз решили протокол пересмотреть. Хоть и с неохотой, но они признали справедливость решения ККР. Едва уловимый уровень инфицирования стволовых клеток костного мозга векторным вирусом был очевидной проблемой, и результаты испытаний на животных уж точно не ободряли. Но если стволовые клетки использовать невозможно, как тогда генотерапия вообще может рассчитывать на успех? Стволовые клетки – единственные клетки организма, способные возобновляться и тем самым обеспечивать долговременное решение проблемы генной недостаточности. Внедрить гены в тело человека можно, но без модификации возобновляющихся или долгоживущих клеток эти гены в конечном счете канут в небытие вместе с несущими их клетками. Гены-то внутрь попадут, а вот терапии не будет.

Той зимой Блейз, размышляя над проблемой, нашел возможное решение. Что, если вместо внесения генов в кроветворные стволовые клетки они просто возьмут готовые Т-клетки из крови ADA-дефицитных пациентов и поместят вирус в них? Это будет, конечно, не такой радикальный и долгоиграющий эксперимент, как модификация стволовых клеток, но гораздо менее опасный и легче реализуемый клинически. Т-клетки можно отбирать из периферической крови, не тревожа костный мозг, да и живут они достаточно долго для того, чтобы произвести белок ADA и компенсировать дефицит. Хотя эти клетки неизбежно будут из крови исчезать, ничто не мешает проводить процедуру снова и снова. Ее нельзя расценивать как полноценную, окончательную генетическую терапию, но все же она будет доказательством самого принципа, вдвойне облегченной версией генотерапии.

Андерсон сопротивлялся. Если ему суждено запустить первые испытания человеческой генотерапии, то он хотел бы добиться окончательного решения вопроса и возможности навсегда оставить свой след в истории медицины. Сперва он сильно противился, но в конце концов принял логику Блейза и уступил. В 1990-м коллеги вновь обратились в комитет. И вновь получили жесткий отказ: у Т-клеточного протокола усмотрели еще меньше обоснований, чем у первоначального. Андерсон и Блейз предложили изменения процедуры, потом изменения изменений. Шли месяцы, а решения все не было. Летом 1990-го после продолжительной серии дебатов комитет дал наконец согласие на испытания. «Доктора ждали этого дня тысячу лет», – сказал председатель ККР Джерард Макгаррити. Надежды остальных членов комитета на успех были менее радужными.

Андерсон и Блейз искали детей с дефицитом ADA для своих испытаний по всем больницам страны. В Огайо они натолкнулись на настоящий клад – целых двух пациенток с генетическим дефектом. Первой была высокая темноволосая девочка по имени Синтия Катшелл. Второй – Ашанти де Сильва, четырехлетняя дочь химика и медсестры, выходцев со Шри-Ланки.

Пасмурным сентябрьским утром 1990-го Ван и Раджа де Сильва, родители Аши, привезли свою дочь в НИЗ в Бетесде на первую встречу с Андерсоном и Блейзом. Аши тогда уже исполнилось четыре. Она была застенчивой и нерешительной девочкой с блестящими волосами, подстриженными «под пажа», и тревожным лицом, которое могло внезапно озаряться улыбкой. Когда подошли ученые, девочка отвернулась. Андерсон отвел ее в сувенирный магазин при клинике и предложил выбрать себе мягкую игрушку. Аши предпочла кролика.

Вернувшись в клинический центр, Андерсон ввел катетер в одну из вен Аши, отобрал образцы ее крови и торопливо отнес их в свою лабораторию. За следующие четыре дня 200 миллионов ретровирусов в мутном супе смешали с таким же количеством Т-клеток, выделенных из крови Аши. После заражения клетки отправили расти в чашки Петри, где они формировали роскошные пласты все новых и новых потомков. Количество клеток удваивалось ежедневно и еженощно в тихом, влажном инкубаторе в здании номер 10 клинического центра – всего в паре сотен метров от лаборатории, где Маршалл Ниренберг почти ровно 25 лет назад разгадал генетический код.

Генно-модифицированные клетки Аши де Сильва были готовы уже 14 сентября. Тем утром Андерсон выскочил на рассвете из дома без завтрака (его подташнивало от волнения), взлетел по ступенькам на третий этаж и открыл дверь в свою лабораторию. Семья де Сильва уже была там; Аши стояла возле матери, крепко упершись локтями в ее колени, словно в ожидании стоматологического осмотра. Все утро ушло на проведение еще нескольких обследований. В клинике было тихо, лишь изредка в коридорах раздавались шаги медсестер. Когда Аши в своем желтом балахончике села на койку, ей в вену ввели иглу. Она слегка поморщилась и тут же взяла себя в руки: в ее венах побывали уже десятки катетеров.

В 12:52 на этаж доставили прозрачный пакет, в мутном содержимом которого кружился примерно миллиард Т-клеток, инфицированных ADA-носным ретровирусом. Аши тревожно смотрела на пакет, пока медсестра подсоединяла его к вене девочки. Через 28 минут пакет опустел, до последней капли перелившись в кровь Аши. Она лежала в кровати и играла с желтым мягким мячиком. Ее жизненные показатели были в норме. Отца Аши отправили с пригоршней четвертаков на первый этаж за сладостями из торгового автомата. Было заметно, что Андерсон наконец расслабился. «Космический момент наступил и ушел[1094], ничем не выдав своего величия», – написал потом один обозреватель. Отпраздновали с шиком – большой пачкой разноцветных M&M’s.

«Номер один», – с ликованием сказал Андерсон, указывая на Аши, которую он катил по коридору после завершения вливания. За дверью стояли несколько его коллег по НИЗ, желающие засвидетельствовать пришествие первого человека с генно-модифицированными клетками внутри, но сборище быстро рассеялось, и ученые скрылись в своих лабораториях. «Как говорят в центре Манхэттена, – ворчал Андерсон, – даже если мимо пройдет Иисус Христос[1095] собственной персоной, никто не заметит». На следующий день семья Аши вернулась домой в Огайо.

Сработала ли экспериментальная генотерапия Андерсона? Мы не знаем – и, возможно, не узнаем никогда. Протокол Андерсона был заточен под доказательство безопасности принципа, то есть ставил вопрос, возможно ли без вреда вносить инфицированные ретровирусом Т-клетки в тело человека. Протокол не предполагал экспериментального ответа на вопрос об эффективности – можно ли по этому протоколу исцелить дефицит ADA, хотя бы временно? Аши де Сильва и Синтия Катшелл, первые два пациента в исследовании, получили генно-модифицированные Т-клетки, но им разрешили продолжить прием искусственного фермента PEG-ADA. Любой эффект генотерапии, таким образом, смешивался с эффектами этого препарата.

Тем не менее родители обеих девочек были убеждены, что лечение сработало. «Улучшение не очень большое[1096], – признавала мать Синтии Катшелл. – Но вот, к примеру, она только что перенесла простуду. Обычно ее простуды заканчиваются пневмонией. Но не в этот раз. <…> Для нее это настоящий прорыв». Отец Аши, Раджа де Сильва, соглашался: «После начала приема PEG мы увидели колоссальное улучшение. Но даже с [PEG-ADA] у нее постоянно тек нос и не проходили простуды, она все время сидела на антибиотиках. Но после второго, декабрьского, вливания генов все начало меняться. Мы заметили, потому что у нас уже не уходило столько упаковок носовых платков».

Несмотря на энтузиазм Андерсона и ничем не подкрепленные свидетельства семей, многие поборники генотерапии, и в их числе Маллиган, не очень-то верили, что испытания Андерсона были чем-то большим, чем рекламный ход. Маллигана, который с самого начала и громче всех критиковал эксперимент, особенно возмущало то, что при очевидной недостаточности данных было заявлено об успехе. Если успешность амбициознейших испытаний генотерапевтических подходов будет измеряться частотой носовых протечек и коробками платков, это опозорит всю отрасль. «Это бутафория», – сказал Маллиган журналисту, спросившему его о протоколе. Чтобы оценить, можно ли вносить прицельные генетические изменения в клетки человека и будут ли такие гены работать нормально, безопасно и эффективно, Маллиган предлагал провести аккуратные, но ясные испытания – «простую и чистую генотерапию», как выразился он.

Однако к тому моменту амбиции генотерапевтов были распалены настолько, что провести «простые, чистые» и аккуратные эксперименты стало почти невозможно. Изучая отчеты о Т-клеточных испытаниях в НИЗ, ученые воображали новые средства исцеления таких генетических патологий, как муковисцидоз и болезнь Хантингтона. Раз гены можно доставлять буквально в любую клетку, то любое клеточное заболевание автоматически назначается кандидатом для генотерапии: болезни сердца, психические расстройства, рак. Дисциплина готовилась к броску, и от голосов, призывавших, подобно Маллигану, к осторожности и сдержанности, просто отмахивались. Этот энтузиазм всем дорого обойдется: он поставит генотерапию и генетику человека на грань катастрофы, в самую низкую и мрачную точку их истории.

9 сентября 1999 года, через девять лет после того, как Аши де Сильва получила первую дозу генетически модифицированных лейкоцитов, парень по имени Джесси Гелсингер прилетел в Филадельфию, чтобы принять участие в других генотерапевтических испытаниях. Гелсингеру было 18. Фанат мотогонок и реслинга, обладатель легкого, беззаботного нрава, он, подобно Аши де Сильва и Синтии Катшелл, родился с мутацией в одном метаболическом гене. У Джесси это был ген OTC, кодирующий орнитинтранскарбамилазу, фермент, который синтезируется в печени и осуществляет один из ключевых этапов разрушения белков. При дефиците этого фермента в теле накапливается аммиак, побочный продукт белкового метаболизма. Аммиак – компонент многих чистящих средств – повреждает кровеносные сосуды и клетки, просачивается через гематоэнцефалический барьер и в итоге медленно отравляет нейроны головного мозга. Большинство пациентов с мутациями в OTC умирают в детстве. Даже на строгой безбелковой диете они по мере роста отравляются продуктами распада собственных клеток.

Из всех детей, которым не повезло, и они родились с таким заболеванием, Гелсингер мог считать себя самым удачливым: его вариант дефицита OTC был довольно мягким. Свою мутацию он не унаследовал от отца или матери, она спонтанно возникла в одной из его эмбриональных клеток, возможно, в самом начале внутриутробного развития. Генетически Гелсингер представлял собой редкий феномен – человеческую химеру, лоскутное клеточное одеяло, где в части клеток ген OTC работал, а в части – нет. И все равно его способность перерабатывать белки была сильно нарушена. Джесси соблюдал тщательно откалиброванную диету – каждую калорию и порцию оценивали, отмеряли, учитывали – и ежедневно принимал по 32 таблетки, чтобы держать свой уровень аммиака под контролем. Но, несмотря на столь радикальные меры предосторожности, Гелсингер все же прошел через ряд жизнеугрожающих эпизодов. Так, в четыре года он с удовольствием съел сэндвич[1097] с арахисовым маслом и поплатился за это комой.

В 1993-м, когда Джесси было 12[1098], два педиатра из Пенсильвании, Марк Бэтшоу и Джеймс Уилсон, начали опыты по генотерапии детей с дефицитом OTC. Уилсон, когда-то в колледже игравший в американский футбол, был склонен к риску и амбициозным экспериментам с людьми. Он основал генотерапевтическую компанию Genova и Институт генотерапии человека при Пенсильванском университете. И Уилсона, и Бэтшоу интересовал дефицит OTC. Как и дефицит ADA, это заболевание связано с дисфункцией единственного гена, что делало его идеальным тестовым объектом для генотерапии. Но формат терапии, задуманный Уилсоном и Бэтшоу, был гораздо радикальнее: вместо того чтобы а-ля Андерсон и Блейз извлекать клетки, генетически модифицировать их и возвращать в детей, ученые планировали внедрять нормальный ген в тело напрямую, тоже с помощью вирусов. И это уже не было бы облегченной версией генотерапии: они создали бы вирус, несущий ген OTC, и доставили бы его в печень по кровяному руслу, позволив вирусу заражать клетки прямо на месте, in situ.

Уилсон и Бэтшоу полагали, что инфицированные вирусом клетки печени начнут синтезировать фермент OTC и дефицит скорректируется. Сигналом успеха станет снижение уровня аммиака в крови. «Это казалось довольно незатейливым», – вспоминал Уилсон. Для доставки гена коллеги выбрали аденовирус, который может вызывать разве что «простуду» и не связан ни с какими серьезными заболеваниями. Казалось, это был безопасный и разумный выбор: самый вкрадчивый из вирусов послужит транспортным средством для самого смелого за десятилетие генетического эксперимента над человеком.

Летом 1993-го Бэтшоу и Уилсон начали вводить модифицированные аденовирусы мышам и обезьянам. Эксперимент на мышах прошел так, как и предполагали: вирус достиг клеток печени и вбросил в них ген[1099], превратив гепатоциты в миниатюрные фабрики по производству функционального фермента OTC. А вот с обезьянами все было сложнее. Повышенные дозы вируса у некоторых животных вызывали бурный иммунный ответ, приводивший к воспалению и отказу печени. Одна из обезьян умерла от кровоизлияния. Чтобы сделать систему доставки генов безопаснее, Уилсон и Бэтшоу модифицировали вектор, удалив многие вирусные гены, способные активировать иммунитет. К тому же они в 17 раз сократили потенциальную дозу для человека с целью обезопасить вирус вдвойне. В 1997-м они обратились в ККР за одобрением испытания на людях. Комитет, столь упорствовавший поначалу, уже изменился: за десятилетний период между испытаниями ADA-терапии и заявкой Уилсона когда-то свирепые стражи, бдившие границы свобод рекомбинантной ДНК, превратились в восторженную группу поддержки генотерапии человека. Бурлящий энтузиазм выплескивался даже за пределы комитета. В ответ на запрос ККР об оценке проекта Уилсона биоэтики заявили, что набор детей с ярко выраженным дефицитом OTC может обернуться «принуждением»: какой родитель не захочет попробовать революционную терапию, способную помочь умирающему ребенку? Вместо этого этики порекомендовали провести испытания на обычных волонтерах и пациентах с нетяжелым дефицитом OTC, каким и был Джесси Гелсингер.

Тем временем в Аризоне Гелсингер протестовал против лекарств и изощренных ограничений рациона («Все подростки бунтуют», – говорил мне Пол, отец Джесси. Но подростковый бунт мог восприниматься особенно остро, если речь шла о «гамбургере и стакане молока»). Летом 1998-го Гелсингер, которому тогда было 17, узнал об испытаниях OTC-терапии в Пенсильванском университете. Мысль о генной терапии завладела молодым человеком. Он отчаянно хотел отдохнуть от изматывающего распорядка своей жизни. «Но еще больше его воодушевляла мысль о том, – вспоминал отец Джесси, – что он делает это ради детей. Как можно было ему отказать?»

Гелсингеру не терпелось подать заявку. В июне 1999-го с помощью местных врачей он связался с пенсильванской командой, чтобы записаться на клинические исследования. В том же месяце Пол и Джесси прилетели в Филадельфию на встречу с Уилсоном и Бэтшоу, и оба пришли от нее в восторг. Испытания казались Полу «прекрасной, прекрасной затеей». Они посетили клинику, а затем бродили по городу в дымке воодушевления и предвкушения. Джесси остановился перед бронзовым Рокки Бальбоа у арены «Спектрум». Пол сделал снимок сына, вскинувшего руки в победной боксерской стойке.

Джесси вернулся в Филадельфию 9 сентября со спортивной сумкой, набитой одеждой, книгами и видеозаписями любимых боев, готовый начать испытания в университетской клинике. Он остановился у своего дяди и в назначенное утро должен был лечь в больницу. Процедуру врачи представили настолько быстрой и безболезненной, что Пол собирался забрать сына уже через неделю после завершения терапии и вернуться с ним домой коммерческим рейсом.

Утром 13 сентября, в запланированный день вирусной инъекции, уровень аммиака у Гелсингера колебался в районе 70 мкмоль/л, что было вдвое выше нормы и на верхней границе допустимого для участия в испытаниях. Медсестры сообщили об отклонениях в лабораторных показателях Уилсону и Бэтшоу. Протокол тем временем на полных оборотах воплощался в жизнь. Операционный блок находился в режиме ожидания. Жидкость с вирусами уже оттаяла и поблескивала своей пластиковой оболочкой. Уилсон с Бэтшоу обсудили пригодность Гелсингера и решили, что клинической опасности испытание для него не представляет, ведь все предыдущие 17 пациентов хорошо перенесли инъекцию. Приблизительно к 9:30 утра Джесси привезли в кабинет интервенционной радиологии. Два крупных катетера змеями пробрались через ноги обездвиженного пациента в артерию, питающую печень. В районе 11 утра хирург взял около 30 миллилитров раствора из пакета с клубящимся концентратом аденовируса и впрыснул в артерию Гелсингера. Сотни миллионов невидимых инфекционных частиц, несущих ген OTC, устремились в печень. К полудню процедура была завершена[1100].

В послеобеденное время ничего не происходило. Вечером у Гелсингера, уже вернувшегося в свою палату, подскочила температура. Термометр показывал 40 градусов. Лицо Джесси пылало. Уилсон и Бэтшоу не придали значения этому симптому: у других пациентов тоже был кратковременный жар. Джесси позвонил Полу в Аризону и перед тем, как повесить трубку, сказал: «Я люблю тебя». Натянув на себя одеяло, он попытался заснуть, но этой ночью спать удавалось лишь урывками.

Следующим утром медсестра заметила, что белки глаз Джесси стали бледно-желтыми. Анализ подтвердил, что билирубин, образующийся в результате распада эритроцитов и выделяемый печенью, усиленно поступает в кровь пациента. Повышение уровня билирубина могло произойти по двум причинам: либо нанесли урон печени, либо спровоцировали обильное разрушение клеток крови. Так или иначе это был грозный знак. Если бы речь шла о любом другом человеке, на небольшое усиление клеточного распада или легкую печеночную недостаточность можно было не обращать внимания. Но у пациента с дефицитом OTC сочетание двух этих условий могло спровоцировать настоящую биохимическую бурю: дополнительный белок, высвобождавшийся из клеток крови, не мог бы переработаться, а печень, и в лучшие-то времена плохо справлявшаяся с белковым метаболизмом, при повреждении – да на фоне избытка белка – делала бы это еще хуже. Тело отравляло бы себя собственными ядами.

К полудню уровень аммиака у Джесси поднялся до шокирующих 393 мкмоль/л – почти в 10 раз выше нормы. Об этом оповестили Пола Гелсингера и Марка Бэтшоу. Джеймс Уилсон услышал новости от хирурга, который вводил катетеры и впрыскивал вирус. Пол взял билет на ночной рейс до Пенсильвании, а команда врачей в реанимационном отделении спешно приступила к диализу, чтобы предотвратить кому.

В 8 часов следующего утра, когда Пол Гелсингер добрался до клиники, дыхание Джесси было учащенным, а сознание – спутанным. Его почки отказывали. Реаниматологи решили ввести пациента в медикаментозный сон и стабилизировать дыхание аппаратом искусственной вентиляции легких. Тем же вечером его легкие начали отказывать из-за наполнения воспалительной жидкостью. Аппарат уже не мог загонять достаточное количество кислорода внутрь, и Джесси подключили к устройству, которое вводило кислород прямо в кровь. Работа его мозга тоже ухудшилась. Невролог, которого позвали для осмотра, обратил внимание на характерное для повреждения мозга положение глазных яблок.

Следующим утром на Восточное побережье обрушился ураган «Флойд», терзавший берега Пенсильвании и Мэриленда пронизывающими ветрами и ливневыми потоками. Бэтшоу застрял в поезде по дороге в клинику. Последние минуты заряда своего мобильного телефона он потратил на разговор с врачами и медсестрами, а затем сидел в кромешной тьме, изнемогая от беспокойства. К вечеру состояние Джесси вновь ухудшилось. Его почки отключились. Кома стала еще глубже. Пол Гелсингер, застигнутый непогодой в отеле, не нашел ни одного такси и прошагал больше двух километров в бушующем шторме, чтобы навестить Джесси в реанимационном отделении. Его сына было невозможно узнать: бесчувственное, опухшее, покрытое синяками желтушное тело пересекали десятки катетеров и проводов. Вентиляционный аппарат, без толку пытаясь перебороть сопротивление воспаленных легких, издавал плоский, монотонный звук ветра, врезающегося в воду. Комната гудела и пищала сотней устройств, регистрирующих медленное угасание мальчика в безнадежной физиологической беде.

Утром в пятницу, 17 сентября, на четвертый день после введения генотерапевтических вирусов, у Джесси зафиксировали гибель головного мозга. Пол Гелсингер принял решение отключить систему жизнеобеспечения. Пришедший в палату священник положил руку на голову Джесси, помазал его елеем и прочитал «Отче наш». Один за другим умолкли все аппараты. Комната погрузилась в тишину, прерываемую только глубоким агональным дыханием Джесси. В 14:30 сердце Джесси остановилось. Пациента официально объявили мертвым.

«Как могла столь прекрасная затея[1101] закончиться так чудовищно?» Когда летом 2014 года я беседовал с Полом Гелсингером, он все еще пытался найти ответ. За несколько недель до того я написал Полу в электронном письме о своем интересе к истории Джесси. Гелсингер поговорил со мной по телефону и согласился встретиться после моего выступления о будущем генетики и раке на открытом форуме в Скотсдейле, Аризона. Когда я стоял после доклада в фойе лектория, мужчина в гавайской рубашке с круглым, открытым лицом Джесси – лицом, которое я живо помнил по фотографиям в интернете, – пробрался через толпу и протянул мне руку.

После смерти сына Пол вступил в единоличную борьбу с недобросовестными клиническими экспериментами. Он не был против медицины или инноваций. Он верил в будущее генотерапии. Но он настороженно относился к той атмосфере, пресыщенной энтузиазмом и иллюзиями, которая в конечном счете довела до смерти его сына. Толпа редела, и Пол тоже повернул к выходу. Ниточка взаимопонимания протянулась между нами – доктором, который пишет о будущем медицины и генетики, и человеком, чья история отпечаталась в их прошлом. В его голосе звучала бесконечная горечь. «Они еще не во всем разобрались, – сказал он. – Они слишком рано начали пробовать. Пробовали, не зная, как делать правильно. Они поторопились. Слишком поторопились».

Препарирование эксперимента, завершившегося «так чудовищно», всерьез началось в октябре 1999-го, когда Пенсильванский университет приступил к проверке испытаний OTC-терапии. В конце месяца информация о смерти Гелсингера попала к журналисту-расследователю из Washington Post и спровоцировала бурную реакцию общественности. В ноябре сенат США, палата представителей и окружной прокурор Пенсильвании провели независимые слушания о смерти Джесси Гелсингера. К декабрю ККР и Управление США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов начали расследования в отношении Пенсильванского университета. Историю болезни Гелсингера, результаты доклинических опытов на животных, письменные соглашения, процедурные заметки, данные анализов и меддокументацию всех остальных пациентов генотерапевтических испытаний изъяли из подвала университетской клиники, и федеральные регуляторы принялись раскапывать в этих бумажных горах причину гибели мальчика.

Первые же оценки выявили губительное сочетание некомпетентности, грубых ошибок и небрежения, осложненное фундаментальными пробелами в знаниях. Во-первых, эксперименты на животных, призванные проверить безопасность аденовируса, провели наспех. Умерла обезьяна, получившая самую высокую дозу вируса, и хотя об этом уведомили НИЗ, а дозу для пациентов-людей уменьшили, в документах о добровольном согласии, выданных Гелсингерам, никакого упоминания об этой смерти не было. «В тех бумагах ничто отчетливо не намекало на потенциальный вред терапии, – вспоминал Пол Гелсингер. – Ее обрисовали как идеальную ставку – одни выгоды и никаких потерь». Во-вторых, даже человеческие пациенты, с которыми работали до Джесси, испытывали побочные эффекты, порой столь выраженные, что следовало бы приостановить испытания и пересмотреть протокол. После процедуры фиксировали лихорадки, воспалительные реакции и ранние признаки печеночной недостаточности, но их либо игнорировали, либо занижали показатели. Тот факт, что Уилсон владел долей в биотехнологической компании[1102], которая должна была извлечь выгоду из этого генотерапевтического эксперимента, только укреплял предположения о неподобающих мотивах организации испытаний.

Картина халатности была такой убийственной, что практически затмила важные научные уроки этих испытаний. Даже после признания врачами собственной небрежности и нетерпеливости смерть мальчика оставалась загадкой: никто не мог объяснить, почему у Джесси Гелсингера развилась такая тяжелая иммунная реакция на вирус, в то время как у остальных 17 пациентов подобного не произошло. Очевидно, что аденовирусный вектор – даже «третьего поколения», лишенный части иммуногенных белков, – способен вызывать мощный специфический ответ у некоторых пациентов. Аутопсия тела Гелсингера показала, что его физиологические процессы были перегружены иммунной реакцией. Примечательно, что в его крови высокоактивные антитела к этому аденовирусу существовали еще до экпериментальной инъекции. Слишком сильный иммунный ответ Гелсингера мог быть связан с предшествующим воздействием того же или схожего штамма аденовируса, вероятно, во время обычной «простуды». Заражение патогеном, как известно, провоцирует выработку антител, которые остаются в кровотоке на десятилетия (так, в общем-то, работает большинство вакцин). В случае Джесси предшествующий контакт, видимо, запустил гиперактивную иммунную реакцию, которая почему-то вышла из-под контроля. По иронии судьбы, именно выбор «безвредного» обычного, распространенного вируса в качестве первого генотерапевтического вектора мог стать ключевой причиной провала испытаний.

Но что тогда было бы подходящим вектором для генотерапии? Какие вирусы можно использовать для безопасной доставки генов в человека? И какие органы могут служить подходящими мишенями для них? Как раз в тот момент, когда генотерапия столкнулась с самыми интригующими научными проблемами, целая дисциплина угодила под строгий мораторий. Перечень проблем, обнаруженных в испытании OTC-терапии, оказался характерным не только для этого случая. В январе 2000-го, когда Управление по санитарному надзору[1103] проинспектировало 28 других клинических исследований, почти в половине из них пришлось срочно исправлять ситуацию. В справедливой тревоге оно остановило практически все испытания. «Вся отрасль генной терапии отправилась[1104] в свободное падение, – писал один журналист. – Уилсон на пять лет отстранен от участия в контролируемых Управлением по саннадзору клинических исследованиях. Он ушел с поста главы Института генотерапии человека, оставшись в Пенсильванском университете в должности профессора. Вскоре исчез и сам институт. В сентябре девяносто девятого представлялось, что генотерапия стоит на пороге прорыва в медицине. К концу двухтысячного она уже казалась поучительной историей о научных злоупотреблениях». Или, как прямо заявила биоэтик Рут Маклин, «генотерапия пока не стала терапией»[1105].

Широко известный научный афоризм гласит, что самую прекрасную теорию может загубить один безобразный факт. В медицине тот же афоризм принимает немного другую форму: прекрасную терапию могут загубить безобразные испытания. В ретроспективе испытания OTC-терапии предстают совершенно безобразными – наспех разработанными, неудачно спланированными, плохо контролируемыми, катастрофически проведенными. Вдвойне отвратительными их сделала примесь финансовой заинтересованности: путь пророков освещала корысть. Но базовая идея, стоявшая за испытаниями, – о доставке генов в человеческое тело или клетки для коррекции генетических дефектов – осталась концептуально здравой, какой и была уже десятки лет. В принципе, возможность доставлять гены в клетки с помощью вирусов или иных векторов должна была привести к созданию новых мощных медицинских технологий, если бы научные и финансовые амбиции ранних адептов генотерапии не встали на ее пути.

Генетическая терапия в конце концов станет терапией. Она оправится от безобразий первых испытаний и усвоит мораль, заложенную в «поучительной истории о научных злоупотреблениях»[1106]. Но потребуется еще одно десятилетие и множество новых знаний, прежде чем наука сумеет залатать эту брешь.

Генетическая диагностика: «предживущие»[1107]

На образ человечий[1108] —

Клубок противоречий

У. Б. Йейтс,

«Византия»[1109]

Антидетерминисты хотят донести до нас[1110], что ДНК – это пустяк, но за все болезни, что у нас есть, ответственна ДНК. И [каждую болезнь] можно победить с помощью ДНК.

Джордж Чёрч

Вконце 1990-х, когда человеческую генотерапию сослали скитаться в научную тундру, генетическая диагностика переживала изумительный ренессанс. Чтобы понять феномен этого расцвета, нужно вернуться к «будущему будущего», каким его рисовали себе студенты Берга на сицилийском крепостном валу. По их представлениям, будущее генетики человека выстроится на двух фундаментальных элементах. Первым будет генетическая диагностика – реализация идеи, что гены можно использовать для предсказания или определения болезни, идентичности, решений и судьбы. Вторым – генетические вмешательства – реализация идеи, что путем изменения генов можно изменить будущие болезни, решения и судьбу.

Второй проект – намеренное изменение генов («написание генома») – определенно споткнулся о внезапный запрет генотерапевтических испытаний. А вот первый – предсказание судьбы по генам («чтение генома») – лишь набрался сил. За 10 лет после смерти Джесси Гелсингера генетики обнаружили множество генов, связанных с самыми сложными и загадочными недугами человека – болезнями, первопричину которых никогда не видели в ДНК. Эти открытия способны обеспечить развитие невероятно могущественных технологий, позволяющих диагностировать заболевание до его проявления. Но они же подбрасывают генетике и медицине одни из труднейших методических и этических головоломок за всю их историю. «Генетические тесты, – говорил об этом медицинский генетик Эрик Топол[1111], – представляют собой и тесты моральные. Когда вы решаете оценить „будущие риски“, вы неизбежно спрашиваете себя, каким будущим вы готовы рискнуть».

Три медицинские истории могут проиллюстрировать возможности и опасности использования генов для предсказания «будущих рисков». Первая касается гена BRCA1, ассоциированного с раком груди. В начале 1970-х генетик Мэри-Клэр Кинг занялась изучением наследования рака груди и яичников в больших семьях. Кинг окончила математический факультет, но, встретив в Калифорнийском университете в Беркли Аллана Уилсона – человека, вообразившего Митохондриальную Еву, – переключилась на изучение генов и реконструкцию родословных. (Первые исследования Кинг, проведенные в лаборатории Уилсона, показали, что шимпанзе и человек генетически идентичны более чем на 90 %.)

После аспирантуры Кинг увлеклась другим видом генетической истории – реконструкцией наследования генетических заболеваний человека. В частности, ее интересовал рак груди. Тщательное изучение семей, длившееся не один десяток лет, позволило предположить, что рак груди существует в двух формах – спорадической и наследственной. У женщин со спорадической формой семейная история не была отягощена этим заболеванием. Наследственный же рак груди развивался у членов одной семьи в разных поколениях. В типичной родословной могли болеть женщина, ее сестра, ее дочь и внучка – хотя возраст постановки диагноза и стадия выявленного рака у них могли различаться. Повышенная заболеваемость раком груди в части таких семей соседствовала с поразительно высокой встречаемостью рака яичников, что позволило заподозрить существование общей для этих видов рака мутации.

В 1978-м, когда Национальный институт онкологии США запускал исследование больных раком молочной железы, велись масштабные дискуссии о причинах этого заболевания. Один лагерь экспертов утверждал, что оно возникает из-за хронической вирусной инфекции, спровоцированной избыточным приемом оральных контрацептивов. Другие эксперты обвиняли стресс и диеты. Кинг попросила добавить в опросный лист два вопроса: «Были ли в семье пациента случаи рака груди?» и «Были ли в семье пациента случаи рака яичников?». К окончанию исследования удалось выявить генетическую связь: Кинг обнаружила семьи с уходящей в глубины прежних поколений историей обоих видов рака. С 1978-го по 1988-й она добавила в свой список[1112] сотни таких семей и составила гигантские генеалогические деревья пациенток с раком груди. В одной семье, насчитывавшей более 150 родственников, Кинг выявила 30 страдающих этим заболеванием женщин.

Углубленный анализ всех родословных позволил предположить, что за многочисленные наследственные случаи отвечает один-единственный ген – однако вычислить его было непросто. Хотя подозреваемый ген и повышал риск развития рака больше чем в 10 раз, далеко не все его носители заболевали. Мутации «гена рака груди», как выяснила Кинг, обладали неполной пенетрантностью: их эффект не всегда полностью «проникал» в индивида, вызывая симптом (то есть рак груди или яичников).

Хотя эффект пенетрантности и вносил путаницу, коллекция случаев Кинг была столь велика, что ей удалось провести анализ сцепления на основе данных о многочисленных поколениях многочисленных семей и сузить зону поиска подозреваемого гена до 17-й хромосомы. К 1988 году она приблизилась к нему вплотную[1113], установив его локус: 17q21. «Ген все еще остается гипотезой», – сказала она. Но теперь хотя бы подтверждалось его физическое присутствие на человеческой хромосоме. «Спокойствие в условиях многолетней неопределенности[1114] было <…> уроком, вынесенным из лаборатории Уилсона, и важной частью всего, что мы делали». Кинг назвала ген BRCA1[1115], хотя его еще только предстояло выделить.

Установление хромосомного локуса BRCA1 запустило яростную гонку по идентификации гена. В начале 1990-х команды генетиков по всему земному шару, включая группу Кинг, задались целью клонировать BRCA1. Новые технологии вроде полимеразной цепной реакции (ПЦР) позволяли исследователям получать миллионы копий гена в пробирке. Вкупе с удобными и эффективными методиками клонирования, секвенирования и картирования генов они давали возможность быстро перейти от хромосомной локализации к конкретному гену. В 1994-м частная компании из Юты под названием Myriad Genetics объявила о выделении гена BRCA1. В 1998-м Myriad запатентовала[1116] его последовательность. Это был один из первых патентов, выданных на генную последовательность человека.

Myriad видела главным приложением BRCA1 в клинической медицине генетическое тестирование. В 1996-м, еще до получения патента, компания вывела на рынок генетический тест на мутации BRCA1. Тест был простым. Вначале генетический консультант оценивал принадлежность женщины к группе риска. Если в ее семейной истории встречался рак груди, мазок с клетками из ее ротовой полости отправляли в центральную лабораторию. В лаборатории с помощью ПЦР размножали фрагменты гена BRCA1, секвенировали их и идентифицировали в нем мутации. Обратно поступал отчет, определяющий ген как «нормальный», «мутантный» или «сомнительный» (некоторые нетипичные мутации еще не классифицировали по уровню риска).

Летом 2008-го я познакомился с женщиной, чью семейную историю отягощал рак груди. Джейн Стерлинг была 37-летней медсестрой из региона Норт-Шор штата Массачусетс. История ее семьи была будто бы выписана из картотеки Мэри-Клэр Кинг: прабабушка, у которой рак груди проявился в молодости; бабушка, в 45 перенесшая радикальную мастэктомию из-за рака; мать, которую двусторонний рак груди настиг в 60. У Стерлинг было две дочери. Она узнала о тестировании на мутации BRCA1 лет десять назад и после рождения первой дочери подумывала его пройти, но в итоге забросила эту затею. Рождение второй дочери и выявление у близкой подруги Стерлинг рака груди окончательно склонили ее к генетическому тестированию.

Тест оказался положительным. Две недели спустя она вернулась в клинику, вооруженная бумажками, которые были испещрены вопросами. Что ей делать со знанием о своем диагнозе? У женщин с дефектным BRCA1 риск развития рака груди в течение жизни составляет 80 %. Но генетический тест ничего не говорит ни о времени начала заболевания, ни о возможном типе рака. Раз мутация BRCA1 показывает неполную пенетрантность, то у женщины с такой мутацией может развиться неоперабельный, агрессивный, устойчивый к терапии рак груди в 30 лет; у нее может развиться чувствительная к лечению разновидность в 50 или вялотекущая в 75; и наконец, рака у нее может не быть вовсе.

Когда ей следует сообщить о диагнозе дочерям? «Некоторые из этих женщин [с мутацией в BRCA1][1117] ненавидят своих матерей», по словам писательницы, тоже получившей положительный результат. (Ненависть к матерям уже сама по себе высвечивает хроническое непонимание генетики и изнуряющий эффект этого непонимания на человеческую психику; мутантный BRCA1 можно с равной вероятностью унаследовать как от матери, так и от отца.) Должна ли Стерлинг известить своих сестер? Своих теток? Троюродных сестер?

Неопределенность исхода усугублялась неопределенностью выбора тактики поведения. Стерлинг могла решить не делать ничего – просто наблюдать и ждать. Она могла решиться на двустороннюю мастэктомию и (или) удаление яичников, чтобы радикально снизить риск опухолеобразования в этих органах – «отрезать грудь назло генам», как определила это одна женщина с мутацией в BRCA1. Стерлинг также могла сделать ставку на усиленные проверки – регулярные маммографии, самообследования и МРТ – с целью поймать рак на ранней стадии. Или же она могла начать прием гормональных препаратов вроде тамоксифена, которые снижали бы риск образования некоторых, хотя и не всех, видов рака.

Причина такого разнообразия исходов отчасти кроется в самой биологии BRCA1. Этот ген кодирует белок, играющий ключевую роль в репарации поврежденной ДНК. Для клетки разрыв цепочек ДНК означает начало катастрофы. Поломка влечет за собой утрату информации, а это – кризис. Вскоре после повреждения ДНК к ее оборванным концам привлекается белок BRCA_1, который должен начать ремонт. У пациентов с нормальным геном белок запускает цепную реакцию, в ходе которой десятки других белков собираются в месте повреждения ДНК и оперативно устраняют брешь. У пациентов с мутацией в гене аномальный белок BRCA_1 не вовлекается в процесс должным образом и разрывы цепей не устраняются. Мутация, таким образом, допускает появление новых мутаций – как пламя подпитывает пламя, – пока механизмы контроля клеточного роста и метаболизма не ломаются окончательно, что в итоге и приводит к раку груди. Злокачественные опухоли даже у пациенток с мутантным BRCA1 появляются от суммы разнообразных воздействий. Безусловно, играет роль среда: добавьте рентгеновское излучение или химический агент, повреждающий ДНК, и частота мутаций возрастет. Не менее важен и случай, так как накапливаемые мутации случайны. Другие гены усиливают или смягчают эффекты BRCA1: это могут быть гены, задействованные в починке ДНК или в привлечении белка BRCA_1 к разрывам цепей.

Мутации в BRCA1, таким образом, определяют будущее, но не в том смысле, в котором определяют будущее мутации в гене муковисцидоза или болезни Хантингтона. Именно знание о мутантном BRCA1 кардинально меняет будущее женщины – хотя само это будущее остается совершенно неопределенным. Для части женщин генетический диагноз становится всепоглощающим: будто вся их жизнь и энергия уходят на ожидание рака и воображаемую борьбу – с заболеванием, которого у них еще нет. Тревожное новое слово с отчетливым оруэлловским оттенком было придумано для обозначения этих людей: предживущие – пред-выживающие.

Вторая история касается генетической диагностики шизофрении и биполярного расстройства – и здесь наша история замыкается в круг. В 1908 году швейцарско-немецкий психиатр Ойген Блойлер[1118] ввел понятие «шизофрения» для обозначения уникального психического заболевания, которое характеризуется ужасающей формой когнитивного распада – настоящим коллапсом мышления. Шизофренией, которая прежде носила название «деменция прекокс» (раннее слабоумие), часто страдали молодые люди. Упадок их когнитивных способностей был постепенным, но необратимым. Они слышали в своей голове голоса, заставляющие их совершать странные, неуместные поступки (вспомните внутренний голос Мони, который настойчиво нашептывал: «Пописай здесь, пописай здесь…»). Иллюзорные видения появлялись и исчезали. Способность упорядочивать информацию и действовать целенаправленно пропадала, зато – будто бы из преисподней разума – возникали новые слова, страхи и тревоги. В конечном итоге все организованное мышление рассыпалось, запирая шизофреника в лабиринте ментальных обломков. Блойлер считал главной особенностью заболевания раскалывание или, скорее, расщепление когнитивного аппарата мозга. Этот феномен и дал жизнь слову «шизо-френия» – «расщепление рассудка».

Как и многие другие генетические заболевания, шизофрения существует в двух формах – наследственной и спорадической. Некоторые семьи это расстройство преследует из поколения в поколение. Время от времени в таких семьях появляются и люди с биполярным расстройством (Мони, Джагу, Раджеш). Спорадическая, или шизофрения de novo, напротив, врывается в жизнь семьи как гром среди ясного неба: молодой человек, в чьей родословной не было случаев заболевания, внезапно переживает когнитивный коллапс, который часто ничего или почти ничего не предвещало. Генетики пытались разобраться в замеченных закономерностях, но так и не смогли построить модель этого расстройства. Как одна и та же болезнь может быть и спорадической, и наследственной? И как связаны биполярное расстройство и шизофрения – два, казалось бы, несхожих психических нарушения?

Первые подсказки об этиологии шизофрении[1119] подарили близнецовые исследования, которые в 1970-х выявили поразительный уровень конкордантности у близнецов. В парах идентичных близнецов вероятность того, что шизофрения разовьется у обоих, составляла 30–50 %, в то время как в разнояйцевых парах она не превышала 10–20 %. Если же определение шизофрении расширяли так, чтобы оно включало и более мягкие социальные и поведенческие нарушения, то конкордантность у идентичных близнецов взлетала до 80 %.

Несмотря на столь многообещающие подсказки, указывающие на генетические причины, умами психиатров в те годы владело представление о шизофрении как подавленной форме сексуальной тревожности. Фрейд, как известно, объяснял параноидный бред «бессознательными гомосексуальными импульсами», очевидно, порождаемыми доминантной матерью и слабым отцом. В 1974-м психиатр Сильвано Ариети вменил шизофрению в вину «властной, придирчивой и враждебной матери[1120], которая не дает ребенку ни единого шанса самоутвердиться». Хотя реальные исследования ни на что подобное и не намекали, идея Ариети была столь соблазнительной – может ли что-то пьянить сильнее, чем смесь сексизма, сексуальности и психических заболеваний? – что принесла ему множество почетных званий и наград, включая Национальную книжную премию США[1121] в категории «Наука».

Потребовалось собрать все силы генетики человека, чтобы пролить свет разума на представления о безумии. На протяжении 1980-х череда близнецовых исследований упрочивала гипотезу о генетических причинах шизофрении. Раз за разом конкордантность у идентичных близнецов по сравнению с разнояйцевыми оказывалась такой высокой, что отрицать генетическую подоплеку было уже невозможно. Документально зафиксированные истории семей с повторяющимися во многих поколениях случаями шизофрении и биполярного расстройства – таких, как моя, – тоже указывали на генетическую основу.

Но какие гены действительно в этом участвовали? Введенные в конце 1990-х новаторские методы секвенирования ДНК, объединяемые под названием секвенирование нового поколения, позволили генетикам «читать» любой человеческий геном сразу сотнями миллионов нуклеотидных пар. Суть этих методов сводится к колоссальному масштабированию стандартного секвенирования: геном человека разбивают на десятки тысяч фрагментов, секвенируют их одновременно, то есть параллельно, и «собирают» геном заново с помощью компьютерной программы, которая ориентируется по перекрывающимся частям фрагментов. Подобным образом можно секвенировать геном целиком (это будет полногеномное секвенирование) или выборочно – например, только белок-кодирующие участки, экзоны (это будет секвенирование экзома).

Такое массивное параллельное секвенирование особенно эффективно в охоте за геном, когда есть возможность сравнить несколько близкородственных геномов. Если у одного члена семьи болезнь есть, а у остальных ее нет, то поиск патологического гена безмерно упрощается. Охота за геном превращается в игру «найди десять отличий» гигантских масштабов: сравнив последовательности ДНК всех близких родственников, можно вычленить мутации, свойственные только больному.

Спорадическая форма шизофрении предоставила отличную возможность проверить мощность этого подхода. В огромном исследовании 2013 года[1122] участвовали 623 юноши и девушки с шизофренией, чьи родители и сиблинги были здоровы. Ученые секвенировали геномы членов этих семей. Поскольку геномы в пределах любой отдельно взятой семьи очень сходны, отличаться у больных должны были как раз потенциально виновные гены[1123].

У 617 детей удалось обнаружить мутации, которые не встречались ни у одного из родителей. В среднем на каждого ребенка приходилось по одной мутации, хотя у некоторых их было больше. Около 80 % мутаций фиксировали на хромосоме, полученной от отца, и возраст отца был существенным фактором риска. Это наводило на мысль о появлении мутаций в ходе сперматогенеза, причем чаще у пожилых мужчин. Многие из этих мутаций предсказуемо затрагивали гены, влияющие на синаптические контакты нейронов и развитие нервной системы. Хотя в этих 617 случаях сотни мутаций возникли в сотнях генов, иногда один и тот же ген мутировал в нескольких разных семьях, что значительно повышало вероятность его связи с заболеванием[1124]. Эти мутации по определению были спорадическими, de novo – то есть возникшими при зачатии ребенка. Спорадическая шизофрения может быть следствием изменений в развитии нервной системы, вызванных изменениями в генах, которые обеспечивают это развитие. Интересно, что многие гены, отмеченные в этом исследовании, были вовлечены и в развитие спорадического аутизма и биполярного расстройства[1125].

Но что насчет генов наследственной шизофрении? На первый взгляд может показаться, что найти гены для наследственной формы легче. Шизофрения, которая обитает внутри семьи, будто лезвием прорезая себе путь сквозь поколения, во-первых, встречается чаще, плюс таких пациентов легче находить и отслеживать. Но, возможно, парадоксальным образом, идентифицировать гены комплексных наследственных заболеваний на поверку оказывается куда сложнее. Найти ген, вызывающий спорадическую разновидность шизофрении, – это как найти иголку в стоге сена. Вы сравниваете два генома, стараясь обнаружить крошечные различия, и при достаточных вычислительных мощностях и объеме данных такие различия, как правило, отлавливаются. Но искать множественные генные вариации, вызывающие наследственное заболевание, – это как искать сено в стоге сена. Какие части «стога» – то есть какие комбинации генных вариаций – увеличивают риск, а какие остаются невинными наблюдателями? У родителей и детей части геномов естественным образом оказываются общими, но какие из этих общих участков отвечают за наследование заболевания? Первая часть задачи – «выделить аномалии» – требует вычислительной мощности, вторая – «восстановить сходства» – требует концептуальной изощренности.

Невзирая на затруднения, генетики начали систематическую охоту на такие гены, вооружившись комбинацией генетических методов. Анализ сцепления применяли, чтобы определить физическое положение подозреваемых генов на хромосомах; масштабный поиск ассоциаций – чтобы установить гены, идущие рука об руку с заболеванием; секвенирование нового поколения – чтобы идентифицировать гены и мутации. Анализ генома дает нам основания считать, что по крайней мере 108 генов[1126] (или, скорее, генетических областей) связаны с шизофренией – хотя «в лицо» мы знаем только нескольких подозреваемых[1127]. Примечательно, что ни один из генов не несет определяющего риска. Отличие от рака молочной железы здесь очевидно. Конечно, в развитии наследственного рака груди участвуют разные гены, но какие-то из них, вроде BRCA1, достаточно влиятельны, чтобы определять риск (хоть мы и не можем предсказать, когда возникнет опухоль у конкретной женщины с мутантным BRCA1, риск получить заболевание в течение ее жизни составит 70–80 %). У шизофрении, судя по всему, нет схожих по мощности движущих или прогностических факторов. «Это множество небольших, вполне обычных[1128] генетических эффектов, рассеянных по всему геному, – писал один исследователь. – Здесь задействовано множество разных биологических процессов».

Таким образом, семейная шизофрения (как и обычные свойства человека вроде интеллекта или темперамента) в высокой степени наследственна, но наследуется лишь с умеренной частотой. Другими словами, гены – носители наследственности – критически важны для развития недуга в будущем. При определенной комбинации аллелей риск заболеть шизофренией крайне велик: отсюда и поразительно высокая конкордантность у однояйцевых близнецов. С другой стороны, передача такой патологии между поколениями – процесс сложный. Из-за того, что родительские гены перемешиваются в каждом поколении, вероятность унаследовать тот самый набор генетических вариаций от отца или матери резко снижается. В некоторых семьях, должно быть, таких вариаций немного, но их эффект силен (это объясняет повторную, устойчивую в поколениях заболеваемость). В других семьях эффекты генов могут быть слабее и для их проявления может требоваться более интенсивное воздействие модификаторов и триггеров (это объясняет нечастое наследование). А в третьих семьях один-единственный ген случайно мутирует в сперматозоиде или яйцеклетке до зачатия, и при высокой пенетрантности мутаций мы наблюдаем случаи спорадической шизофрении[1129].

Каким должен быть генетический тест на шизофрению и что нужно для его разработки? Первым делом необходимо составить перечень всех задействованных генов – и это гигантский проект для человеческой геномики. Но даже такого перечня будет недостаточно. Генетические исследования ясно показывают, что некоторые мутации должны действовать совместно с другими мутациями, чтобы вызвать заболевание. Потому нам понадобится выявить комбинации генов, определяющие фактический риск.

На следующем этапе предстоит разобраться с неполной пенетрантностью и вариабельной экспрессивностью. Важно понимать значение этих понятий в контексте исследований, основанных на секвенировании генов. Когда вы секвенируете геном ребенка с шизофренией (или с любым другим генетическим заболеванием) и сравниваете его с геномами здоровых сиблингов или родителей, вы задаете вопрос «Чем ребенок с диагностированной шизофренией генетически отличается от „нормальных“ детей?». При этом вы не задаете вопроса «Если у ребенка есть мутантный ген, то какова вероятность, что у него разовьется шизофрения или биполярное расстройство?».

Разница между этими вопросами критически важна. Генетика человека становится все более искусной в создании того, что можно описать как «обратный каталог» – зеркало заднего вида – генетических расстройств: зная, что у ребенка есть синдром, мы спрашиваем, какие гены мутировали. Но для того чтобы оценить пенетрантность и экспрессивность, мы должны составить и «прямой каталог»: если у ребенка есть мутантный ген, то какова вероятность, что у него разовьется синдром? Каждый ли ген в полной мере предсказывает риски? Может ли одна и та же генетическая вариация или комбинация порождать совершенно разные фенотипы – шизофрению у одного, биполярное расстройство у другого, относительно мягкую гипоманию у третьего? Необходимы ли каким-то сочетаниям вариаций другие мутации или триггеры, чтобы довести риск до крайности?

В этой диагностической задаче есть еще один, финальный кульбит, и для его иллюстрации позвольте мне рассказать историю. Одним вечером 1946 года, за несколько месяцев до своей смерти, Раджеш вернулся из колледжа с заковыристой задачкой, математической головоломкой. Младшие братья набросились на нее, передавая друг другу, словно арифметический футбольный мяч. Ими двигали братское соперничество, хрупкая подростковая гордость, упорство беженцев, страх потерпеть неудачу в городе, не прощающем ошибок. Я живо представляю себе, как эта троица – 21 год, 16 и 13 – разбрелась по трем углам тесной комнатушки, как каждый прокручивал в голове фантастические решения, атаковал проблему со своей особенной стратегией. Мой отец – хмурый, целеустремленный, упрямый, методичный, но не испытывающий вдохновения. Джагу – незаурядный, уклончивый, креативный, но лишенный самодисциплины. Раджеш – основательный, вдохновенный, дисциплинированный, частенько заносчивый.

Наступила ночь, а головоломка все не поддавалась. Около 11 вечера братья начали друг за другом погружаться в сон. Только Раджеш не спал всю ночь. Он блуждал по комнате, набрасывая возможные варианты решения. К рассвету задачка наконец капитулировала. Утром Раджеш изложил решение на четырех листах бумаги и оставил их у ног одного из своих братьев.

Это та часть истории, которая запечатлена в мифах и легендах моей семьи. О том, что было дальше, известно не столь отчетливо. Годы спустя отец рассказывал мне об ужасной неделе, последовавшей за этим эпизодом. Первая бессонная ночь Раджеша сменилась второй, а затем и третьей. Эти ночные бдения спровоцировали у него вспышку острейшей мании. А может, сначала появилась мания, подстегнувшая всенощный марафон по решению задач. Так или иначе, но на следующие несколько дней он куда-то исчез. На поиски отправили его брата Ратана, и Раджеш силой был возвращен домой. Моя бабушка, надеясь пресечь будущие приступы на корню, изгнала из дома все головоломки и игры (она сохранит подозрительное отношение к играм на всю жизнь. Будучи детьми, мы жили под удушающим мораторием на игры в доме). Для Раджеша тот эпизод стал прообразом будущего – первым из многочисленных подобных приступов, которым суждено было случиться.

Абхед, «неделимое» – так мой отец называл наследственность. Популярная культура издавна взращивала образ «сумасшедшего гения», чья психика, расколотая на гениальность и безумие, перескакивает из одного состояния в другое по щелчку переключателя. Но у Раджеша не было переключателя. Не было раскола и переходов, не было никакого маятника. Магия и мания жили бок о бок, как граничащие королевства без визового режима: они были частями одного целого – неделимого.

«Мы, люди искусства, все безумны[1130], – писал лорд Байрон, верховный жрец всех безумцев. – Одни охвачены весельем, другие меланхолией, но все более или менее тронуты». Вновь и вновь звучат разные версии одной и той же истории – про биполярное расстройство, про отдельные виды шизофрении, про редкие разновидности аутизма: все «более или менее тронуты». Романтизировать психотические расстройства столь заманчиво, что мне хотелось бы акцентировать внимание вот на чем: люди с такими ментальными недугами переживают парализующие когнитивные, социальные и психологические катаклизмы, которые наносят их жизням глубокие, опустошающие раны. Но не вызывает сомнений и то, что некоторые из пациентов с этими синдромами обладают выдающимися и необычными способностями. Периоды эмоционального подъема в биполярном расстройстве уже давно связывают с экстраординарной креативностью: временами творческие порывы заявляют о себе прямо в разгаре мучительной мании.

В книге «Опаленные огнем»[1131] (Touched with Fire: Manic-Depressive Illness and the Artistic Temperament), авторитетном исследовании связи между безумием и креативностью, психолог и писатель Кей Редфилд Джеймисон представила список таких «более или менее тронутых». Этот список сильно напоминает энциклопедию выдающихся деятелей культуры и искусства: Байрон (конечно же), Ван Гог, Вирджиния Вульф, Сильвия Плат, Энн Секстон, Роберт Лоуэлл, Джек Керуак – и еще многие и многие. Этот список можно расширить, включив в него ученых (Исаака Ньютона, Джона Нэша), музыкантов (Моцарта, Бетховена) и одного артиста, Робина Уильямса, который воздвиг на основе своей мании целый жанр, прежде чем уступил депрессии и совершил самоубийство. Ганс Аспергер, один из тех психологов[1132], что впервые описали детей с аутизмом, неспроста называл их «маленькими профессорами». Замкнутые, социально неловкие, часто даже с нарушенной речью, они с трудом функционируют в «нормальном» мире, зато могут исполнить на фортепиано неземную вариацию «Гимнопедий» Сати или вычислить факториал восемнадцати за семь секунд.

Смысл тут вот в чем: если вы не можете отделить фенотип психического заболевания от творческих импульсов, то вам не удастся разделить и генотипы психического заболевания и творческого импульса. Гены, «вызывающее» первое (биполярное расстройство), будут «вызывать» и второе (творческий взлет). Эта загвоздка приводит нас к предложенному Виктором Маккьюсиком понимаю болезни не как абсолютной инвалидности, а как относительного несовпадения между генотипом и окружающей средой. Ребенок с высокофункциональным аутизмом, который плоховато вписывается в этот мир, мог бы быть сверхуспешным в каком-то другом – скажем, в таком, где осуществление сложных математических вычислений или сортировка объектов по едва уловимым цветовым оттенкам были бы необходимым условием выживания и процветания.

Но что нам тогда думать о все еще призрачной генетической диагностике шизофрении? Можно ли вообразить будущее, в котором удастся искоренить эту болезнь из человеческого генофонда – с помощью генетической диагностики плода и избирательного прерывания беременности? Вначале мы должны признать, что некоторые тревожные вопросы пока не решены. Во-первых, хотя многие разновидности шизофрении и удалось связать с мутациями в отдельных генах, в целом задействованных генов сотни – и многие из них нам неизвестны. К тому же мы не знаем, одинаковы ли разные комбинации аллелей по патогенности.

Во-вторых, даже если мы и создадим исчерпывающий каталог вовлеченных генов, обширная совокупность неизвестных факторов все еще будет влиять на вероятность развития заболевания. Мы не знаем пенетрантности каждого гена и причин измения риска в конкретном генотипе.

Наконец, некоторые генетические вариации, ассоциированные с отдельными разновидностями шизофрении и биполярного расстройства, действительно повышают ряд способностей. Если бы самые патологические варианты психических заболеваний можно было отсеять или отграничить от высокофункциональных, основываясь только на генах или генных комбинациях, то мы могли бы надеяться на подобную диагностику. Но гораздо вероятнее, что в тестах будет заложено внутреннее ограничение: многие гены, в одних обстоятельствах склоняющие к болезни, могут в другой ситуации определять яркие творческие способности. Как выразился Эдвард Мунк[1133], «[мои проблемы – ] это часть меня и моего искусства. Они неотделимы от меня, и [лечение] уничтожит мое творчество. Я хочу продлить эти страдания». И этим самым «страданиям», как стоило бы нам себе напомнить, мы обязаны одним из самых знаковых образов XX века – образом человека, которого так засосала исступленная эпоха, что он способен лишь исступленно кричать в ответ.

Перспективы генетической диагностики шизофрении и биполярного расстройства, таким образом, непредставимы без столкновения с фундаментальными вопросами о природе неопределенности, рисков и выбора. Мы хотим искоренить страдания, но одновременно хотим и «продлить эти страдания». Несложно понять, что имела в виду писательница Сьюзен Зонтаг, называя болезни «ночной стороной жизни»[1134]. Эта концепция подходит для многих заболеваний – но не для всех. Сложность заключается в том, чтобы определить, где заканчиваются сумерки или начинается рассвет. И все лишь усложняет факт, что само определение болезни в одних обстоятельствах становится определением выдающихся способностей в других. Ночь на одной стороне земного шара – это часто день, солнечный и восхитительный, на другом континенте.

Весной 2013-го я прилетел в Сан-Диего на одну из самых провокационных конференций, что мне довелось посетить. Встреча под названием «Будущее геномной медицины»[1135] проходила в Институте Скриппса в Ла-Хойе, в конференц-центре с видом на океан. Это место было памятником модернизму: светлое дерево, угловатые конструкции из бетона, стальные оконные рамы. Свет ослепительно играл на воде. Бесконечные бегуны с постчеловеческими телами перемещались по набережной. Популяционный генетик Дэвид Голдштейн рассказывал о «Секвенировании недиагностированных детских состояний», попытке применить массивное параллельное секвенирование для определения детских патологий, не поддающихся диагностике. Стивен Куэйк, физик-ставший-биологом, обсуждал «Геномику до рождения» – перспективы определять каждую мутацию растущего плода по образцам его ДНК, естественным образом проникающей в материнскую кровь.

На второе утро конференции женщина вкатила на сцену инвалидное кресло со своей 15-летней дочерью (я буду называть ее Эрика). На плечи девушки, одетой в кружевное белое платье, был наброшен шарф. Она хотела рассказать свою историю – о генах, идентичности, судьбе, решениях и диагнозах. Генетическое состояние Эрики стало причиной тяжелого прогрессирующего дегенеративного расстройства. Симптомы появились, когда ей было полтора года: у нее начали подергиваться мышцы. Дрожь неуклонно усиливалась, и к четырем Эрика с трудом могла удерживать свои мышцы неподвижно. Она просыпалась по 20–30 раз за ночь, мокрая от пота и измотанная неукротимым тремором. Казалось, во сне ее симптомы усиливались, так что родители каждую ночь по очереди сидели рядом с девочкой, стараясь утешениями дать ей хоть несколько минут покоя.

Врачи заподозрили у нее какой-то необычный генетический синдром, но ни одним из известных генетических тестов диагностировать болезнь не удалось. В июне 2011-го отец Эрики услышал по радио о паре близнецов из Калифорнии, которые тоже долгое время боролись с мышечными проблемами. У Ноя и Алексис Бири секвенировали геномы[1136] и в конце концов диагностировали новый редкий синдром. Этот генетический диагноз позволил[1137] назначить близнецам прием предшественника серотонина, что радикально ослабило двигательные симптомы[1138].

Эрика надеялась на похожий исход. В 2012-м она стала первым пациентом в клиническом исследовании, предполагавшем диагностику ее болезни с помощью секвенирования генома. К лету того же года последовательность ДНК была прочитана: у Эрики нашли не одну, а сразу две потенциально значимых мутации. Первая, в гене под названием ADCY_5, изменяла способность нервных клеток передавать друг другу сигналы. Вторая была в гене DOCK_3, контролирующем нервные сигналы, которые обеспечивают слаженную работу мышц. Комбинация двух мутаций обострила синдромы атрофии мышц и тремора. Это было генетическое лунное затмение: два редких изменения наложились друг на друга[1139], вызвав редчайшее из редких заболеваний.

После выступления Эрики, когда слушатели выходили из аудитории в вестибюль, я оказался рядом с девушкой и ее матерью. Эрика была совершенно очаровательной – скромной, вдумчивой, здравомыслящей и саркастичной. Казалось, она обладает мудростью кости, которая была сломана, а затем срослась и стала еще крепче. Эрика написала книгу и работала над следующей. Она вела блог и уже помогла собрать миллионы долларов на научные исследования. Эрика была, безусловно, одним из самых упорядоченно мыслящих и осознанных подростков, с которыми мне довелось повстречаться. Я спросил о ее состоянии, и она откровенно рассказала о мучениях, которые из-за болезни переживает ее семья. «Больше всего она боялась того, что мы так ничего и не узнаем. Незнание было бы худшим исходом», – сказал однажды ее отец.

Но изменило ли что-нибудь это «знание»? Страхи Эрики отступили, но почти ничего нельзя было сделать с мутантными генами или их действием на мышцы. В 2012-м она попробовала препарат «Диамокс»[1140], который в целом уменьшает мышечные подергивания, и на какое-то время ей стало лучше. Это были 18 ночей полноценного сна – драгоценный дар для подростка, который за всю жизнь едва ли проспал хоть одну ночь целиком. Но затем наступил рецидив. Тремор вернулся; мышцы продолжали истощаться; расставания с инвалидной коляской не произошло.

А что, если нам удалось бы изобрести пренатальный тест для этой болезни? Стивен Куэйк как раз закончил свое выступление, посвященное секвенированию генома зародыша – «генетике до рождения». Вскоре станет возможным сканировать каждый плод на все возможные мутации и ранжировать многие из них по степени тяжести и пенетрантности. Мы не знаем всех деталей природы генетического заболевания Эрики – возможно, как при некоторых генетических формах рака, в ее геноме спрятаны и другие, «вспомогательные» мутации, – но большинство генетиков сочтет, что только эти две высокопенетрантные мутации вызывают ее симптомы.

Следует ли нам давать родителям возможность полностью секвенировать геномы их эмбрионов и прерывать беременности плодами с известными разрушительными мутациями? Мы определенно устранили бы мутацию Эрики из генофонда человечества – но при этом мы устранили бы и саму Эрику. Я не стану преуменьшать чудовищность страданий Эрики и ее семьи, но это, несомненно, была бы большая потеря. Неспособность признать глубину ее мучения обнажает изъян в нашей эмпатии. Но, с другой стороны, отказ признать цену этой сделки обнажает изъян в нашей человечности.

Народ вокруг Эрики и ее матери сгущался, и я спустился к пляжу, где предлагали сэндвичи и напитки. Выступление Эрики прозвучало отрезвляющей резонансной нотой на конференции, в остальном полной оптимизма: можно секвенировать геномы в надежде найти подходящее средство, которое справится со специфическими мутациями, но на деле это будет редким исходом. Пренатальная диагностика и прерывание беременности все еще остаются самым простым выбором при таких редких разрушительных заболеваниях – и самым сложным с этической точки зрения. «Чем больше развиваются технологии, тем дальше мы заходим на неизвестные территории. Без сомнения, нам приходится принимать невероятно трудные решения, – сказал мне Эрик Топол, организатор конференции. – В новой геномике не так-то много бесплатного сыра».

И действительно, сыр закончился вместе с обедом. Звонок предложил генетикам вернуться в аудиторию – продолжить размышлять о будущем будущего. Мать Эрики выкатила ее из конференц-центра. Я помахал им, но девушка меня не заметила. Входя в здание, я увидел, как Эрика пересекает в своем кресле парковку, и шарф развевается на ветру позади нее, словно эпилог.

Я выбрал для описания в этой книге три случая – рак груди Джейн Стерлинг, биполярное расстройство Раджеша и нейромышечную патологию Эрики, – потому что они охватывают широкий спектр генетических нарушений, а еще потому, что они высвечивают одни из самых острых проблем генетической диагностики. У Стерлинг в единственном гене-виновнике (BRCA1) есть легко определяемая мутация, сильно предрасполагающая к распространенному заболеванию. Этой мутации свойственна высокая пенетрантность: у 70–80 % носителей в конце концов разовьется рак груди, – но эта пенетрантность не стопроцентная, а конкретная форма будущей болезни, хронология ее развития и степень риска неизвестны и, возможно, непознаваемы. Профилактические терапевтические меры – мастэктомия, прием гормонов – влекут за собой физические и психологические страдания и сами сопряжены с рисками.

Шизофрения и биполярное расстройство, напротив, обусловлены действием множества генов, пенетрантность которых гораздо ниже. Нет никаких мер профилактики и никакой терапии. Оба этих хронических, рецидивирующих заболевания разрушают умы и раскалывают семьи. При этом те же самые генетические варианты, что служат их причиной, могут, хотя и в редких случаях, поддерживать загадочные формы творческого вдохновения, фундаментально переплетенные с самой болезнью.

И есть еще нейромышечное расстройство Эрики – редкое, крайне изнурительное, неизлечимое генетическое заболевание, вызываемое одним или двумя высокопенетрантными изменениями в геноме. Медикаментозная терапия здесь не то чтобы в принципе невозможна, но маловероятно, что будет найдена. Если совместить секвенирование зародышевого генома с прерыванием беременности (или с избирательной имплантацией эмбрионов, проверенных на эти мутации), то такие заболевания можно будет предупреждать и, не исключено, даже искоренить вовсе. В отдельных случаях секвенирование способно определить состояние, которое, вероятно, окажется чувствительным к медикаментозной терапии или, в будущем, к генотерапии. (Осенью 2015 года 15-месячную девочку со слабостью, тремором, прогрессирующей слепотой и слюнотечением – и неверным диагнозом «аутоиммунное заболевание» – направили в генетическую клинику Колумбийского университета. Геномное секвенирование разоблачило мутацию в гене, связанном с метаболизмом витаминов. Прием витамина B_2, дефицит которого в ее организме был катастрофическим, позволил девочке восстановить большинство неврологических функций.)

Стерлинг, Раджеш и Эрика – все они «предживущие». Их будущие судьбы уже таились в их геномах, хотя фактические истории их преджизней и решения в них у этих троих кардинально разнились. Что нам делать с этой информацией? «Мое истинное резюме записано в моих клетках», – говорит Джером, молодой протагонист научно-фантастической картины «Гаттака»[1141]. Но какую часть генетического резюме индивида мы способны прочесть и понять? Можем ли мы расшифровать судьбу, закодированную в каждом геноме, на пригодном для практического применения уровне? И в каких обстоятельствах мы можем – или должны – вмешиваться?

Давайте обратимся к первому вопросу: какую часть человеческого генома мы можем «прочесть» в прикладном или предсказательном смысле? До недавнего времени способность предсказывать судьбу по человеческому геному была ограничена двумя принципиальными препятствиями. Во-первых, большинство генов, как писал Ричард Докинз, не «чертежи», а «рецепты». Они задают не детали, а процессы. Это формулы форм. Если вы внесете правку в чертеж, то конечный продукт изменится совершенно предсказуемо: убрав запланированную деталь, вы получите механизм без нее. Изменение же в рецепте или формуле повлияет на результат довольно непредсказуемо: если вчетверо увеличить количество масла в пироге, то конечный результат будет сложнее, чем просто пирог, в котором в четыре раза больше масла (попробуйте: все изделие превратится в жирное месиво). Точно так же в большинстве случаев нельзя разгадать влияние отдельной генной вариации на облик и судьбу. Так, мутация в гене MECP2[1142], нормальная функция которого сводится к узнаванию химических модификаций ДНК, может обусловить один из видов аутизма – что далеко не очевидно (по крайней мере, если вы не знаете, как гены контролируют нейробиологические процессы, формирующие мозг)[1143].

Второе ограничение – возможно, более значительное – это внутренне присущая ряду генов непредсказуемость. Большая часть генов определяет строение, функции организма и их эффекты на его будущее, взаимодействуя с другими триггерами – средой, случайностями, поведением и даже родительским и пренатальным влиянием. Эти взаимодействия, как мы уяснили, в основном несистематические: ими руководит воля случая, и нет никакой возможности достоверно их предсказать или смоделировать. Они накладывают мощные ограничения на генетический детерминизм: возможные эффекты совместного влияния генов и среды[1144] никогда не удастся надежно прогнозировать по одной лишь генетике. И действительно, недавние попытки по заболеваниям одного близнеца предсказать заболевания второго увенчались весьма скромным успехом.

Но даже несмотря на такую неопределенность, некоторые прогностические детерминанты человеческого генома вскоре будут установлены. Когда мы изучим гены и геномы глубоко и всесторонне, а вычислительная мощность повысится, мы сможем «читать» геном основательнее – по крайней мере в вероятностном отношении. Сейчас только высокопенетрантные моногенные мутации (причины болезни Тея – Сакса, муковисцидоза, серповидноклеточной анемии) и изменения в масштабе целой хромосомы (вызывающие синдром Дауна) широко диагностируются в клинической практике. Но нет никаких оснований полагать, что возможности генетической диагностики принципиально ограничены заболеваниями, которые вызывают мутации в единственном гене или хромосоме[1145]. И точно так же нет оснований считать, что «диагностировать» можно исключительно болезни. Достаточно мощный компьютер мог бы взломать и суть рецепта: вы внесете изменение, а он вычислит его эффект на конечный продукт.

Уже к концу этого десятилетия разные сочетания генетических вариантов будут использовать для предсказания вариаций человеческих фенотипов, болезней и судеб. Вероятно, какие-то недуги никогда не поддадутся подобному тестированию, но самые тяжелые виды шизофрении и болезней сердца или, скажем, формы наследственного рака с наивысшей вероятностью проявления можно будет прогнозировать по комбинированному эффекту нескольких мутаций. И как только в предсказательный алгоритм удастся встроить понимание «процесса», взаимодействия между разными генетическими вариантами можно будет использовать для вычисления конечных результатов по целому ряду физических и психических характеристик помимо заболеваний. Компьютерные алгоритмы смогут определить вероятность развития, скажем, болезней сердца, астмы, той или иной сексуальной ориентации и присвоить каждому геному уровни относительного риска по разным участям. Геном, таким образом, будет читаться не в абсолютных, а в вероятностных значениях – как ведомость об успеваемости, в которую вносят не оценки, а потенциальные возможности, или резюме, в котором указывают не прошлые достижения, а будущие наклонности. Мы получим инструкцию по преджизни.

В апреле 1990-го, будто поднимая ставки генетической диагностики человека еще выше, журнал Nature анонсировал рождение[1146] новой технологии, позволяющей тестировать геном эмбриона до имплантации в тело женщины.

Подход опирался на занятную особенность эмбриологии человека. Зародыш, полученный с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), перед имплантацией в матку обычно растят несколько дней в инкубаторе. Купаясь там в питательном бульоне, одноклеточный эмбрион делится и формирует клеточный шарик. Под конец третьего дня клеток становится 8, затем 16. Поразительно, но если удалить из такого зародыша несколько клеток, оставшиеся клетки поделятся и заполнят образовавшуюся брешь – эмбрион продолжит нормально развиваться, будто бы ничего и не происходило. В один краткий миг нашей жизни мы сильно напоминаем саламандру или, скорее, ее хвост, способный полностью восстановиться после усечения на четверть.

Именно поэтому раннему эмбриону человека можно проводить биопсию: извлекать из него несколько клеток для генетических исследований. По результатам анализа можно отбирать для имплантации лучший зародыш – с «правильными» генами. С некоторыми модификациями так можно исследовать даже яйцеклетки до оплодотворения. Эта процедура называется преимплантационной генетической диагностикой, или ПГД. С точки зрения морали ПГД демонстрирует, казалось бы, невероятную искусность. Если избирательно имплантировать «правильных» эмбрионов и остальных не уничтожать, а подвергать криоконсервации, то можно заниматься отбором зародышей, не прибегая к абортам. Это позитивная и негативная евгеника разом, избегающая сопутствующих потерь эмбрионов.

ПГД впервые опробовали зимой 1989-го, когда нужно было выбрать эмбрионы для двух английских пар. В семейной истории одной из них наблюдали серьезную умственную отсталость, связанную с Х-хромосомой, а историю второй отягощал иммунологический синдром, тоже сцепленный с Х-хромосомой. Эти два генетических заболевания были неизлечимыми и проявлялись только у детей мужского пола. Эмбрионы, соответственно, выбирали на основе половой принадлежности. У обеих пар родились девочки-близняшки – как и ожидалось, здоровые.

Этическое головокружение от первых успехов оказалось столь острым, что некоторые страны поспешили ввести ограничения на применение этой технологии. По понятным, наверное, причинам, среди первых стран, поместивших ПГД в строжайшие рамки, были Германия и Австрия – нации, травмированные своим историческим опытом: расизмом, массовыми убийствами и евгеникой. В Индии, некоторые части которой взрастили одни из самых вопиюще сексистских субкультур мира, попытки воспользоваться ПГД сугубо для «диагностирования» пола будущего ребенка отмечали уже в 1995-м. Правительство Индии запрещало (и запрещает) любые способы отбора в пользу детей мужского пола, и применение ПГД для гендерной селекции вскоре тоже попало под запрет. Но, похоже, законодательный запрет едва ли решил эту проблему: читатели из Индии и Китая могут отметить – трезво и с некоторым стыдом, – что крупнейший в истории человечества проект негативной евгеники – это вовсе не систематическое истребление евреев в нацистских Германии и Австрии в 1930-х. Это жуткое достижение выпало как раз на долю Индии и Китая, где более 10 миллионов девочек так и не стали взрослыми вследствие детоубийств, абортов и пренебрежения детьми женского пола. Порочных диктаторов и хищнические государственные системы не стоит считать необходимыми условиями для евгенических практик. Если говорить об Индии, то абсолютно «свободные» ее граждане, будучи предоставленными сами себе, сумели реализовать гротескную евгеническую программу – в этом случае направленную против женщин – без какого-либо государственного поручения.

В настоящее время ПГД можно использовать для отсеивания эмбрионов, несущих детерминанты моногенных заболеваний вроде муковисцидоза или болезней Хантингтона и Тея – Сакса. Но в принципе генетическую диагностику ничто не держит в рамках моногенных заболеваний. Даже без напоминания из фильмов, подобных «Гаттаке», несложно понять, сколь дестабилизирующей может быть эта идея. У нас нет ни моделей, ни метафор, чтобы представить мир, в котором будущее ребенка разобрано на вероятности, а каждый плод диагностирован до рождения или даже причислен к «предживущим» еще до зачатия. Слово диагностика происходит от греческого «познавать раздельно, различать», но у этого «различения» есть моральные и философские последствия, выходящие далеко за пределы медицины и науки. На протяжении нашей истории технологии различения давали нам возможность выявлять, лечить и исцелять больных. В своей благожелательной ипостаси они позволяли нам упреждать болезни с помощью диагностических тестов и профилактических мер и подбирать подходящее лечение (например, исследовать ген BRCA1 ради проведения профилактической терапии рака груди). Но те же самые технологии порождали удушливые определения нормальности, отделяли слабых от сильных и в самых чудовищных своих воплощениях вели к мрачным бесчинствам евгеники. История человеческой генетики напоминала нам вновь и вновь, что «познавать раздельно» часто начинается с акцента на «познавать», а заканчивается ударением на «раздельно». И это не случайное совпадение, что масштабный антропометрический проект нацистских ученых – маниакальное измерение роста, размеров челюстей, параметров головы, длины носа – тоже однажды был узаконен как попытка «познать отличия людей друг от друга».

Как выразился политический теоретик Десмонд Кинг[1147], «всех нас так или иначе втянет в режим „генного менеджмента“, который по сути своей будет евгеникой. Все будет происходить, скорее, во имя индивидуального благополучия, а не общей приспособленности популяции, менеджерами же будем мы с вами, наши доктора и наши государства. Генетическими изменениями будет управлять невидимая рука личного выбора, но совокупный результат окажется именно таким: координированной попыткой попутно „исправить“ гены следующего поколения».

До последнего времени область генетической диагностики и вмешательств руководствовалась тремя негласными принципами. Во-первых, диагностические тесты в основном ограничивались генетическими вариациями, которые служат единственными мощными детерминантами болезней, – то есть высокопенетрантными мутациями, определяющими почти стопроцентную вероятность появления симптомов (как это бывает при синдроме Дауна, муковисцидозе, болезни Тея – Сакса). Во-вторых, недуги, вызываемые этими мутациями, чаще всего причиняли чрезмерные страдания или были принципиально несовместимы с «нормальной» жизнью. В-третьих, оправданные вмешательства – скажем, решение абортировать эмбрион с синдромом Дауна или прооперировать женщину с мутантным BRCA1 – утверждались общественным и медицинским консенсусом и проводились исключительно на основании свободного выбора.

Эти стороны треугольника можно представить моральными линиями, преступать которые большинство культур не хочет. Абортирование эмбриона с мутацией, определяющей вероятность развития рака, равную, скажем, 10 %, нарушает запрет на вмешательства при низкопенетрантных мутациях. Подобным же образом санкционированная государством процедура в отношении генетически больного человека без его согласия (или согласия родителей, если речь о зародыше) переходит границу свободы и непринуждения.

И все же сложно не заметить, что эти параметры по своей природе подвержены логике самоусиления. Это мы даем определение «чрезмерных страданий». Это мы размечаем границы «нормальности» и «ненормальности». Это мы принимаем медицинские решения о вмешательстве. И это мы устанавливаем рамки «оправданных вмешательств». Люди, наделенные теми или иными геномами, отвечают за определение критериев для выявления, вмешательства в жизнь и даже исключения появления людей, наделенных другими геномами. В общем, «выбор» кажется иллюзией, придуманной генами для продвижения отбора похожих генов.

И все же этот треугольник ограничений – высокопенетрантные мутации, чрезмерные страдания и оправданные вмешательства без принуждения – выступал полезным путеводителем по приемлемым формам генетических мероприятий. Нарушения этих границ, конечно, тоже случались. Возьмем для примера серию крайне провокационных[1148] исследований, в которых единственную генетическую вариацию использовали для принятия общественно значимых решений. В конце 1990-х участок генома под названием 5HTTLPR связали с реакцией на психологический стресс. Этот участок регулирует активность гена[1149], который кодирует молекулу, модулирующую передачу сигналов между определенными нейронами мозга. 5HTTLPR встречается у людей в двух аллельных вариантах – коротком и длинном. Примерно 40 % популяции несет первый из них, 5HTTLPR/короткий, который производит значительно меньше белка. Для короткого варианта неоднократно устанавливали[1150] связь с повышенными тревожностью и травматизмом, депрессией, алкоголизмом и рискованным поведением. Это была не сильная, но многоплановая связь: короткий аллель ассоциировался с повышенным суицидальным риском у немецких алкоголиков, с вероятностью депрессии у американских студентов колледжей и высоким уровнем ПТСР у участников боевых действий.

В 2010-м команда ученых запустила исследовательский проект под названием «Крепкие афроамериканские семьи»[1151], или SAAF, в бедном сельском регионе штата Джорджия. В этой поразительно унылой местности процветают преступность, алкоголизм, насилие, психические расстройства и наркомания. Ландшафт здесь испещрен заброшенными дощатыми домишками с выбитыми окнами, пустующие парковки усеяны иглами от шприцов, обстановка самая что ни на есть криминогенная. Половина взрослого населения не окончила старшую школу, и практически в половине семей нет отца.

В исследовательский проект привлекли 600 афроамериканских семей с детьми[1152] раннего подросткового возраста. Семьи случайным образом разбили на две группы. В первой детям и их родителям предоставили семь недель интенсивного образования, консультирования, эмоциональной поддержки и структурированных социальных мер, направленных на предотвращение алкоголизма, кутежей, насильственного и импульсивного поведения, употребления наркотиков. В контрольной группе вмешательство в жизнь семей было минимальным. Параллельно ученые секвенировали участок 5HTTLPR у детей из обеих групп.

Первый результат этих рандомизированных испытаний можно было предсказать на основании предшествующих работ: в контрольной группе у детей с короткими, «высокорисковыми», вариантами вдвое чаще, чем у подростков в среднем, наблюдали рискованные формы поведения, включая пьянство, прием наркотиков и беспорядочные половые связи. Это подтверждало выводы предыдущих работ о повышенных рисках у представителей такой генетической подгруппы. Второй результат оказался менее ожидаемым: эти же дети чаще отвечали на социальные вмешательства. В экспериментальной группе дети с аллелем высокого риска сильнее и стремительнее «нормализовывались», то есть как раз самые проблемные субъекты лучше всех реагировали на принятые меры. В параллельном исследовании осиротевшие младенцы с короткими вариантами 5HTTLRP исходно были более импульсивными и беспокойными в общении, чем дети с длинными вариантами, однако они же чаще выигрывали от попадания в благоприятную среду приемных семей.

Оба случая указывают на то, что короткий вариант кодирует этакий гиперактивный «датчик стресса» в структуре психологической восприимчивости, но в то же время и датчик, охотнее реагирующий на вмешательства, направленные на эту восприимчивость. Самые хрупкие формы психики скорее искалечатся травматичной средой – но их же будет легче восстановить целенаправленными мерами. Кажется, будто у психической устойчивости, или упругости, есть генетическое ядро: некоторые люди рождаются стойкими (и менее отзывчивыми на воздействия), в то время как другие рождаются чувствительными (и более склонными реагировать на изменения среды).

Концепция «гена устойчивости» зачаровала социотехнологов. В 2014 году в New York Times вышла статья[1153], где поведенческий психолог Джей Бельски рассуждал: «Следует ли нам стремиться к тому, чтобы выявлять самых восприимчивых детей и нацеливаться преимущественно на них, когда речь идет о распределении дефицитных мер поддержки и бюджетных денег? Я верю, что да». «Некоторые дети, согласно известной метафоре, подобны нежным орхидеям, – писал Бельски. – Они быстро увядают, если подвергаются стрессу и лишениям, но роскошно цветут, когда окружены заботой и поддержкой. Другие похожи скорее на одуванчики: они стойко переносят невзгоды, но и не получают особых преимуществ от позитивного опыта». Как полагал Бельски, отделяя эти «нежные орхидеи» от «одуванчиков» с помощью генетического профилирования, общество сможет гораздо эффективнее распоряжаться ограниченными ресурсами. «Можно даже вообразить день, когда мы сможем генотипировать всех детей в начальной школе, чтобы обеспечить лучшими учителями тех, кто способен извлечь из помощи максимум пользы».

Генотипировать всех учеников начальной школы? Выбирать приемную семью в соответствии с генетическим профилем? Одуванчики и орхидеи? Разговор о генах и предрасположенностях уже явно выскользнул из прежних границ: от высокопенетрантных мутаций, чрезмерных страданий и оправданных вмешательств он устремился к социальной инженерии на основе генотипов. Что, если генотипирование выявит ребенка с риском развития униполярной депрессии или биполярного расстройства? А как насчет генетического профилирования в отношении жестокости, криминальных наклонностей или импульсивности? Что тогда расценивать как «чрезмерные страдания» и «оправданные вмешательства»?

И что считать нормальным? Позволительно ли родителям выбирать «нормальность» для своих детей? Что, если – подчиняясь какому-то психологическому варианту принципа Гейзенберга – сам акт вмешательства укрепляет тождество с аномалией?

Эта книга начинается с моей личной истории – но куда более меня заботит мое личное будущее. У ребенка, произведенного на свет родителем с шизофренией, как мы теперь знаем, риск заболеть к своим 60 годам составляет 13–30 %. Если поражены оба родителя, этот показатель возрастает примерно до 50 %. Если болеет дядя, риск последовать его примеру у племянника в 3–5 раз выше среднего по популяции. С двумя дядями и одним двоюродным братом – с Джагу, Раджешем и Мони – это значение может и десятикратно превысить среднее. Если болезнь проявится у моего отца, сестры или двоюродных сиблингов с отцовской стороны (симптомы ведь могут развиться и в старшем возрасте), то риски увеличатся еще в разы. Мне остается только ждать и наблюдать, вновь и вновь высчитывая генетические риски и раскручивая колесо судьбы.

Монументальные исследования по генетике наследственной шизофрении нередко побуждали меня задуматься о секвенировании собственного генома и геномов некоторых членов моей семьи. Технология для этого существует: даже моя собственная лаборатория, как оказалось, вполне пригодна для выделения геномов, их прочтения и интерпретации результатов (я регулярно использую эту технологию для секвенирования генов моих раковых пациентов). Но вот чего до сих пор не достает, так это установления большинства генных вариаций или комбинаций вариаций, увеличивающих риск. Однако я почти уверен, что к концу десятилетия многие из этих вариаций будут идентифицированы, а риски, присущие каждой из них, – вычислены. Для таких семей, как моя, перспективы генетической диагностики из абстракции превратятся в клинические и персональные реалии. Треугольник предосторожностей – высокая пенетрантность, чрезмерные страдания и оправданные вмешательства – будет врезан в будущее каждого из нас.

Если история прошлого столетия научила нас видеть опасность в наделении правительств правом определять генетическую «пригодность» (то есть отделять людей, попадающих в треугольник, от обитающих за его пределами), то современность подняла вопрос о последствиях передачи этого права каждому. Новый вызов требует от нас нахождения равновесия между желаниями индивида – выстроить себе жизнь, полную счастья и достижений и лишенную чрезмерных страданий – и желаниями общества, которое в краткосрочной перспективе заинтересовано лишь в уменьшении бремени болезней и издержек на инвалидность. А за сценой тем временем бесшумно трудится третья группа действующих лиц – наши гены, которые воспроизводят себя и создают новые варианты, не заботясь о наших желаниях и потребностях, но прямо или косвенно, остро или исподволь влияя на них. Выступая в Сорбонне в 1975-м, историк культуры Мишель Фуко высказал предположение, что «узел возникновения того, что можно назвать[1154] технологией человеческих аномалий, технологией ненормальных индивидов», завязался именно тогда, когда установилась «регулярная сеть знания и власти»[1155]. Фуко размышлял о «регулярной сети» людей. Но с тем же успехом это может быть и сеть генов.

Генетическая терапия: постчеловек

Боюсь себя? Ведь никого здесь нет.

Уильям Шекспир,

«Ричард III», акт V, сцена 3[1156]

В биологии сегодня витает чувство[1157] едва сдерживаемого предвкушения, подобное тому, что овладело физическими науками в начале двадцатого века. Это ощущение вторжения в неизведанное и [осознание] того, что впереди лежит что-то захватывающее и таинственное. <…> Сходство между физикой двадцатого века и биологией двадцать первого будет сохраняться, и к худу, и к добру.

«Большой взрыв в биологии», The Economist, 2007

Летом 1991 года, вскоре после запуска проекта «Геном человека», один журналист нанес визит Джеймсу Уотсону[1158] в лаборатории в Колд-Спринг-Харбор. День был душным, и Уотсон сидел в своем кабинете у окна с видом на сверкающий залив. Журналист расспрашивал Уотсона о будущем проекта. Что произойдет, когда все гены нашего генома будут прочитаны и ученые смогут манипулировать генетической информацией человека по своему усмотрению?

Уотсон усмехнулся и вскинул брови. «Он провел рукой по редким прядям седых волос, <…> и его глаза наполнились озорным блеском. <…> „Многие говорят о своем беспокойстве по поводу изменения генетических инструкций. Но эти [генетические инструкции] не более чем продукт эволюции, разработанный для адаптации нас к определенным условиям, которых сегодня может уже и не быть. Все мы знаем, насколько мы несовершенны. Так почему бы не сделать себя немножко более подходящими для выживания?“»

«Этим-то мы и займемся», – сказал он. Быстро взглянув на репортера, Уотсон вдруг расхохотался, издав характерный резкий смешок, знакомый научному миру как предвестник бури. «Этим-то и займемся. Сделаем себя немного лучше».

Комментарий Уотсона возвращает нас ко второму вопросу, поднятому студентами на встрече в Эриче: что, если мы научимся намеренно изменять человеческий геном? До конца 1980-х единственным способом перекроить наш геном – чтобы «сделать себя немного лучше» в генетическом отношении – было выявление высокопенетрантных пагубных мутаций (вроде тех, что вызывают болезнь Тея – Сакса или муковисцидоз) in utero с последующим прерыванием беременности. В 1990-х преимплантационная генетическая диагностика позволила родителям превентивно отбирать и имплантировать эмбрионы без таких мутаций, заместив моральную дилемму обрывания развивающейся жизни моральной дилеммой выбора. Генетики все еще действовали в рамках знакомого нам треугольника ограничений: высокопенетрантные генетические нарушения, чрезмерные страдания и оправданные добровольные вмешательства.

Пришествие генотерапии в конце 1990-х изменило риторику этой дискуссии: гены теперь можно было целенаправленно изменять прямо в теле человека. Это было возрождением «позитивной евгеники». Вместо устранения людей с губительными генами ученые теперь могли продумывать коррекцию дефектных генов человека и делать таким образом геном «чуть лучше».

Концептуально генотерапию можно разделить на две разновидности. Первая охватывает модификацию генома соматических клеток – например, крови, мозга или мышц. Генетическая модификация влияет на работу этих клеток, но такая перемена в человеческом геноме не сохраняется дольше одного поколения. Если изменение произошло в клетках мышц или крови, то оно не перейдет к эмбриону, и исправленный ген утратится вместе с погибшей клеткой. Аши де Сильва, Джесси Гелсингер и Синтия Катшелл – примеры людей, прошедших такую генотерапию: во всех трех случаях мишенями для внедрения терапевтических генов выступали соматические, а не половые клетки.

Вторая, более радикальная форма генотерапии предполагает модификацию человеческого генома, затрагивающую репродуктивные клетки. Если изменение вносится в сперматозоид или яйцеклетку – то есть в клетки зародышевой линии человека, – оно становится самовоспроизводимым. Оно навсегда включается в человеческий геном и будет передаваться из поколения в поколение. Внедренный ген неразрывно связывается с геномом этих людей.

О генетической модификации зародышевых линий в конце 1990-х даже не помышляли: тогда не было никакой сколь-нибудь надежной технологии, позволяющей вносить генетические изменения в человеческие сперматозоиды и яйцеклетки. Но испытания модификации соматических клеток тоже были остановлены. «Биотехнологическая смерть» Джесси Гелсингера[1159], как описал ее New York Times Magazine, погрузила дисциплину в столь нездоровое дрожащее состояние, что практически все генотерапевтические испытания в Соединенных Штатах были заморожены. Компании банкротились. Ученые меняли сферу деятельности. То событие выжгло землю под всеми формами генотерапии, оставив на дисциплине неизгладимый шрам.

Но генотерапия возвращалась – маленькими, осторожными шажками. Десятилетие видимого застоя между 1990-м и 2000-м на самом деле было десятилетием самоанализа и переосмысления. Эксперты прежде всего дотошно препарировали прискорбный список ошибок, допущенных в испытаниях с Гелсингером. Почему введение предположительно безвредного вируса, доставляющего терапевтический ген в клетки печени, вызвало столь разрушительную, фатальную реакцию? По мере того как врачи, ученые и представители госрегуляторов продирались через детали испытания, причины его провала становились все очевиднее. Использованный вирусный вектор не был должным образом проверен на людях. Но самое главное, иммунный ответ на него у Гелсингера был предсказуем. Мальчик, видимо, уже подвергался естественному воздействию того же штамма аденовируса, что использовали в генотерапевтическом эксперименте. Его бурная иммунная реакция была не отклонением, а совершенно обычным ответом организма, борющегося с патогеном, первое столкновение с которым уже случилось когда-то во время «простуды». Выбрав типичный, распространенный человеческий вирус для доставки гена, генотерапевты допустили критический просчет: они не учли, что векторная конструкция попадет в человеческое тело с его уникальной историей, шрамами и памятью о прежних воздействиях. «Как могла столь прекрасная затея закончиться так чудовищно?» – вопрошал Пол Гелсингер. Теперь мы знаем, как и почему: потому что ученые – в поисках одного лишь прекрасного – не были готовы к катастрофе. Доктора, раздвигающие границы человеческой медицины, забыли учесть обычную «простуду».

В течение 20 лет после смерти Джесси Гелсингера инструментарий первых генотерапевтических испытаний по большей части заменили технологиями второго и третьего поколений. Теперь для доставки генов в клетки человека применяют другие вирусы, разработаны и новые методы отслеживания доставки. Многие из этих вирусов специально отбирали так, чтобы с ними было удобно работать в лаборатории и чтобы они не вызывали сокрушительных, выходящих из-под контроля иммунных реакций, как у Джесси.

В 2014 году знаковая публикация[1160] в New England Journal of Medicine возвестила об успешном применении генотерапиии для лечения гемофилии. Эта страшная болезнь, вызываемая мутацией в гене фактора свертывания крови, красной нитью – словно сама ДНК в истории о ДНК – тянулась сквозь всю историю гена. Именно гемофилия поразила рожденного в 1904 году цесаревича Алексея, впечатавшись в эпицентр политической жизни России в начале XX столетия. Гемофилия стала одним из первых Х-сцепленных заболеваний, выявленных у человека, указавшим на физическое присутствие гена на хромосоме. Она оказалась в числе первых патологий, однозначно отнесенных на счет единственного гена. И она же была среди первых генетических заболеваний, для которых научились производить недостающий белок генно-инженерным путем (в 1984 году, компания Genentech).

О возможности генной терапии гемофилии впервые заговорили в середине 1980-х. Так как проблема кроется в недостатке функционального свертывающего белка, было бы рациональным использовать вирус для доставки в клетки нормального гена – чтобы тело смогло производить недостающий белок и восстановить свертываемость крови. В начале 2000-х, после почти 20 лет задержки, ученые решили опробовать генотерапию при гемофилии. Два основных варианта гемофилии различаются факторами свертывания, которых недостает в крови. Для тестирования генотерапии выбрали гемофилию B, при которой мутирует ген фактора IX.

Протокол испытаний был прост: 10 мужчинам с тяжелой формой заболевания однократно вводили порцию вируса, несущего ген фактора IX. Затем несколько месяцев отслеживали содержание в их крови синтезируемого с вектора белка. Примечательно, что в этих исследованиях проверяли не только безопасность, но и эффективность: у пациентов, получивших вирус, фиксировали эпизоды кровотечения и потребность в инъекциях фактора IX. Хотя введение терапевтического гена повысило концентрацию фактора IX лишь до 5 % от нормы, на эпизоды кровотечения это оказало поразительное влияние. Число таких случаев сократилось на 90 %, и на столько же снизилась потребность в инъекциях фактора IX. Эффект сохранялся более трех лет.

Мощный лечебный эффект всего лишь пятипроцентного замещения недостающего белка – настоящий маяк для притязаний генотерапевтов. Он напоминает о масштабах избыточности в биологии человека: если всего 5 % свертывающего фактора обеспечивают практически полное восстановление свертывающих функций крови, то остальные 95 %, очевидно, излишни – это буфер, запас, поддерживаемый в теле, видимо, на случай действительно катастрофического кровотечения. Если этот принцип распространяется и на другие заболевания, обусловленные отдельными генами, – хотя бы на тот же муковисцидоз, – то генотерапия может оказаться куда более практичной, чем представлялось ранее. Даже малоэффективной доставки терапевтического гена в небольшую группу клеток может хватить для удержания фатальной болезни под контролем.

А что же насчет извечной фантазии генетики человека о создании перманентно улучшенных человеческих геномов – изменении генов в репродуктивных клетках, или «генотерапии зародышевой линии»? Что насчет создания «постлюдей» или «транслюдей» – то есть человеческих эмбрионов с навсегда модифицированными геномами? К началу 1990-х проблема долговечной инженерии геномов человека свелась к трем научным затруднениям. Каждое из них когда-то казалось глухим научным тупиком, однако сейчас все они в шаге от разрешения. Самое примечательное в геномной инженерии человека сейчас как раз не то, что она слишком от нас далека, а то, что она пугающе и маняще близка.

Первое затруднение заключалось в получении надежной культуры эмбриональных стволовых клеток человека. ЭСК животных выделяют из внутреннего клеточного слоя ранних эмбрионов и далее могут поддерживать в лаборатории и подвергать всяческим манипуляциям, как обычную клеточную линию, а могут дать им возможность реализовать свой потенциал превращения во все ткани зародыша. Благодаря этому изменение генома ЭСК может быть удобным инструментом для внесения постоянных изменений в геном организма: если удастся целенаправленно воздействовать на ДНК этих клеток, генетическое нововведение, по идее, должно будет перейти в эмбрион, во все формирующиеся в нем органы и, таким образом, в весь организм. Генетическая модификация ЭСК – это тот узкий коридор, который обязана преодолевать каждая фантазия геномной инженерии зародышевых линий.

В конце 1990-х Джеймс Томсон, эмбриолог из Висконсина, начал экспериментировать с человеческими эмбрионами в надежде извлечь из них стволовые клетки. Хотя с мышиными ЭСК биологи были знакомы уже с конца 1970-х, десятки попыток найти их аналоги у человека провалились. Томсон выявил два фактора, ответственных за эти провалы: дурное семя и дурную почву. Исходный материал для выделения человеческих стволовых клеток часто был плохого качества, а условия для их роста – неоптимальными. В 1980-х, будучи аспирантом, Томсон усиленно изучал ЭСК мышей. Словно оранжерейный садовник, умеющий убеждать экзотические растения жить и размножаться вне их естественной среды, Томсон постепенно познавал эксцентричные свойства ЭСК. Эти клетки оказались капризными, непостоянными и экстравагантными. Они предпочитали сдуваться и умирать при малейшей провокации. Они нуждались в заботе других клеток, «нянек». Они со странным упорством сбивались в кучки. И наконец, под микроскопом они неизменно завораживали своим полупрозрачным, преломленным, гипнотическим свечением.

Перебравшись в 1991-м в Висконсинский региональный центр приматологии, Томсон приступил к добыче ЭСК из обезьян. Он извлекал шестидневные эмбрионы из беременных макак-резусов и оставлял их расти в чашке Петри. Через шесть дней Томсон счищал наружный слой эмбриона, будто бы снимая кожуру с клеточного фрукта, и извлекал отдельные клетки из сердцевины – внутренней клеточной массы. Он научился культивировать эти клетки, как и мышиные, в гнездах из клеток-кормилиц, которые поставляли важнейшие факторы роста; без этих питающих клеток ЭСК погибали. В 1996-м, убежденный в готовности опробовать свой метод на людях, Томсон запросил у регуляторного совета Висконсинского университета разрешение на получение человеческих ЭСК.

Найти эмбрионы мышей и обезьян было несложно. Но где ученый возьмет свежеобразованные человеческие эмбрионы? Томсон пришел к очевидному решению: в клиниках ЭКО. К концу 1990-х экстракорпоральное оплодотворение стало рутинной помощью при разных формах бесплодия. Для процедуры ЭКО нужны яйцеклетки, которые добывают из женщины после овуляции. Обычно отбирают несколько яйцеклеток – иногда до 10 или 12 – и оплодотворяют их сперматозоидами в чашке Петри. Затем эмбрионы подращивают в инкубаторе и имплантируют в матку.

Однако имплантируют не все образовавшиеся в ходе ЭКО эмбрионы: подсаживать в матку больше трех уже небезопасно, и обычно так не поступают. Лишние зародыши обычно утилизируют или, реже, помещают в тела других женщин, которые вынашивают их наподобие суррогатных матерей. В 1996-м, заручившись разрешением Висконсинского университета, Томсон добыл в клиниках ЭКО 36 эмбрионов. Вскоре 14 из них в инкубаторе превратились в блестящие клеточные сферы. С помощью методики, отточенной до совершенства на обезьянах, – удалить внешний слой и мягко убедить клетки расти в окружении заботливых кормилиц – Томсон получил несколько человеческих ЭСК. Имплантированные в мышей, эти клетки оказались способными производить все три человеческих зародышевых листка – прародителя всех тканей, включая кожу, кости, мышцы, нервы, внутренние органы и кровь.

Стволовые клетки, добытые Томсоном из невостребованных ЭКО-эмбрионов, воссоздавали многое из человеческого эмбриогенеза, но у них оставалось главное ограничение: несмотря на способность производить почти все ткани человека, эти ЭСК все же не могли успешно создавать сперматозоиды и яйцеклетки. Получалось, что внесенное в такие ЭСК генетическое изменение перейдет во все клетки эмбриона… за исключением самых важных – способных передать ген следующим поколениям. В 1998-м, вскоре после публикации работы Томсона[1161] в журнале Science, научные коллективы по всему миру, включая США, Китай, Японию, Индию и Израиль, начали создавать десятки ЭСК-линий из зародышевых тканей в надежде обнаружить клетки, способные к передаче генов в зародышевую линию.

Но затем практически без предупреждения всю эту научную отрасль заморозили. В 2001-м, через три года после выхода статьи Томсона, президент Джордж Уокер Буш резко ограничил[1162] все государственные исследования ЭСК до 74 клеточных линий, созданных к тому моменту. Получать новые линии, даже из невостребованных ЭКО-эмбрионов, было запрещено. Лаборатории, работавшие с ЭСК, столкнулись со строгим надзором и сокращением финансирования. В 2006-м и 2007-м Буш повторно накладывал вето на государственное финансирование работ над новыми клеточными линиями. Сторонники исследований стволовых клеток, в том числе пациенты с дегенеративными заболеваниями и неврологическими расстройствами, наводнили улицы Вашингтона, угрожая судебными исками федеральным агентствам, ответственным за запрет. Буш парировал пресс-конференцией в окружении детей, которых произвели на свет «суррогатные» матери после имплантации «невостребованных» ЭКО-эмбрионов[1163].

Запрет государственного финансирования работ над новыми ЭСК поставил жирный крест на амбициозных замыслах генных инженеров человека, по крайне мере на время. Но он не мог остановить продвижение второй стадии, посвященной созданию постоянных, наследуемых изменений в геноме человека. Для этого нужно было разработать надежный и эффективный метод внесения желаемых правок в геномы уже полученных ЭСК.

Сперва это тоже казалось непреодолимым технологическим препятствием. Буквально все методики изменения генома человека были грубыми и малоэффективными. Ученые могли облучить стволовые клетки, чтобы заставить ДНК мутировать, – но эти мутации распределялись по геному случайным образом, игнорируя все попытки вызвать направленные изменения. Вирусы, несущие нужные генетические элементы, могли внедрить их в хозяйский геном, но места внедрения, как правило, были случайными, а новый ген часто оставался молчащим. В 1980-х изобрели другой метод направленного изменения генома – наполнение клеток кусочками чужеродных ДНК с измененным геном. В генетический материал клетки должны были встраиваться либо сами фрагменты ДНК, либо копии, синтезированные по введенным матрицам. Этот процесс работал, но только чудовищно неэффективно и с частыми ошибками. Надежное, эффективное, желаемое изменение – целенаправленное исправление конкретного гена конкретным образом – казалось невозможным.

Весной 2011 года к молекулярному биологу по имени Дженнифер Даудна обратилась бактериолог Эммануэль Шарпантье: ее заботила загадка, которая на первый взгляд не имела особого отношения к человеческим генам и генной инженерии. Шарпантье и Даудна тогда принимали участие в микробиологической конференции в Пуэрто-Рико. Пока они вместе прогуливались по переулкам Старого Сан-Хуана вдоль пестрящих то лиловым, то горчичным домов с арочными входами, Шарпантье рассказывала Даудне о своем увлечении бактериальной иммунной системой – механизмами, которыми бактерии защищаются от вирусов. Война между вирусами и бактериями такая древняя и ожесточенная, что ее стороны походят на старинных, неразлучных врагов, каждый из которых направляет развитие другого: их вражда отпечатывается даже в их генах. Вирусы развили генетические механизмы для заражения и убийства бактерий. Бактерии в ответ развили гены, обеспечивающие защиту. «Вирусная инфекция [это] тикающая бомба, – говорила Даудна. – У бактерии есть всего несколько минут, чтобы обезвредить эту бомбу, – иначе ее ждет уничтожение».

В середине 2000-х французские ученые Филипп Хорват и Родольф Баррангу наткнулись на один из таких механизмов бактериальной самозащиты. Будучи сотрудниками датской пищевой компании Danisco, они работали с сыродельными и йогуртовыми бактериями. Хорват и Баррангу обнаружили, что некоторые виды бактерий развили систему внесения в геномы вирусов координированных разрезов, парализующих вторженцев. Эта система, напоминающая молекулярный складной нож, опознавала вирусных рецидивистов по их последовательности ДНК. При этом разрезы она наносила не в случайных, а в строго определенных местах вирусного генома.

Вскоре выяснилось, что бактериальная система защиты состоит по меньшей мере из двух ключевых компонентов. Первый из них – «ищейка», или гид, – РНК, закодированная в бактериальном геноме и идеально соответствующая какому-то участку ДНК вируса. Эта РНК ищет и узнает тот самый участок вируса по хорошо знакомому нам принципу комплементарности: «ищейка» представляет собой зеркальное отражение этого участка – инь для своего ян. Это как постоянно носить фотографию врага в кармане, только в случае бактерии изображение будет инвертированным и накрепко вклеенным в ее геном.

Второй компонент защитной системы – «киллер». Когда найденная РНК-гидом ДНК признается чужеродной, бактериальный белок под названием Cas9[1164] привлекается для нанесения смертельного ранения вирусному геному. «Ищейка» и «киллер» работают сообща: белок Cas9 разрезает определенную последовательность ДНК интервента только после ее связывания с РНК-гидом. Это классический образчик согласованности подельников – наводчика и исполнителя, беспилотника и ракеты, Бонни и Клайда.

Даудна, которая большую часть своей сознательной жизни занималась биологией РНК, была заинтригована этой системой. Поначалу Дженнифер видела в ней любопытную диковинку – «самую непонятную вещь, над которой мне доводилось работать», как говорила она позднее. Но в сотрудничестве с Шарпантье она методично разобрала систему на отдельные компоненты.

В 2012-м Даудна и Шарпантье осознали, что этот механизм можно «программировать». Бактерии, конечно, важны образы вирусных генов, чтобы она могла отслеживать и уничтожать вторженцев; у нее нет никаких причин опознавать и резать большинство других геномов. Но Даудна и Шарпантье уже знали об этой системе самозащиты достаточно, чтобы ее обмануть: подменив распознающий элемент, они могли заставить систему делать направленные разрезы в любом генетическом материале. Заменяя «ищейку», поняли ученые, можно находить и резать разные гены.

В предпоследнем предложении притаилось словосочетание, способное отправить фантазию любого специалиста по генетике человека в неукротимый полет. «Направленный разрез» гена – это потенциальный источник мутаций. Большинство мутаций в геноме случайны: нельзя скомандовать ионизирующим лучам изменить только ген, ответственный за муковисцидоз или за болезнь Тея – Сакса. Однако с помощью системы Даудны и Шарпантье можно было вносить неслучайные мутации – программировать разрез именно в том участке, который она узнает. Изменяя распознающий элемент, ученые могли направлять атаку режущего элемента на выбранный ген, тем самым внося желанную мутацию[1165].

Этим возможные манипуляции с системой не ограничиваются. После разрезания гена высвобождаются два конца ДНК, похожие на обрывки струны и подлежащие «подравниванию». Вообще разрезание и подрезание цепей ДНК предназначены для починки сломанного гена, так что после этих событий клетка пытается восстановить потерянную информацию, используя неповрежденную копию гена, если такую удается найти. Материя должна сохранять энергию; геном создан так, чтобы сохранять информацию. Обычно системы геномной починки пытаются восстановить утраченную информацию по другой копии гена в этой клетке. Но если заполнить клетку подходящей чужеродной ДНК, они скорее бездумно скопируют информацию с нее, чем с одной вспомогательной копии гена. Информация, записанная в «подставном» фрагменте ДНК, таким образом, попадет в геном прямиком и надолго – как если бы в предложении стерли одно слово и написали другое, нужное, на его месте. Этим способом в геном можно вносить целенаправленные, заранее заданные изменения: например, нуклеотидную последовательность АТГГГЦЦЦГ превратить в АЦЦГЦЦГГГ (или любую другую). Мутантный ген, вызывающий муковисцидоз, можно подправить до его обычной версии; в организм можно внедрить ген устойчивости к определенным вирусам; мутантный BRCA1 можно вернуть к норме; мутантный ген хантингтина с его унылыми, монотонными повторами, можно частично удалить. Не случайно эту технологию назвали редактированием генома, или геномной хирургией.

В 2012 году Даудна и Шарпантье опубликовали[1166] свои данные по микробной защитной системе, названной CRISPR/Cas9, в журнале Science. Работа тут же воспламенила воображение биологов. В первые же три года после выхода этой эпохальной статьи применение новой технологии приобрело взрывной характер[1167]. У метода все еще оставались принципиальные ограничения. Прежде всего, разрезание иногда было нецелевым. Время от времени давала сбои починка, что затрудняло «переписывание» информации в конкретном месте генома. Однако метод работал, и он был проще, мощнее и эффективнее, чем любой другой известный способ изменения генома. В истории биологии наберется лишь горстка научных озарений подобного масштаба[1168]. Тайная защитная система, разработанная бактериями, открытая специалистами по йогуртовым культурам и перепрограммированная РНК-биологами, произвела на свет преобразующую технологию, которую генетики так жадно искали десятки лет: метод направленной, эффективной, высокоспецифичной модификации генома человека. Ричард Маллиган, пионер генотерапевтической отрасли, когда-то мечтал о «простой и чистой генной терапии». Эта система редактирования генома сделала простую и чистую генотерапию достижимой.

Но чтобы достичь устойчивой целенаправленной модификации генома в организмах людей, нужно было сделать еще один, последний шаг. Генетические изменения, внесенные в человеческие ЭСК, необходимо было встроить в эмбрион. Прямая трансформация ЭСК в жизнеспособный человеческий эмбрион немыслима как по техническим, так и по этическим причинам. Хоть человеческие ЭСК и способны производить все типы тканей в лабораторных условиях, невозможно даже вообразить, чтобы кто-то имплантировал эти клетки в женскую матку напрямую в надежде, что они автоматически организуются в нормальный эмбрион. Когда ЭСК помещали в животных, максимальным их достижением было формирование рыхлых базовых слоев эмбриональных тканей – что даже отдаленно не походило на тот уровень анатомической и физиологической координации, которого достигают оплодотворенные яйцеклетки в ходе человеческого эмбриогенеза.

Одна из возможных альтернатив заключалась в генетической модификации эмбриона целиком, in toto, после обретения им базовой анатомической формы – то есть в интервале от нескольких дней до нескольких недель после зачатия. Но эта стратегия тоже трудновыполнима: оформившийся человеческий эмбрион становится совершенно устойчивым к генетическим модификациям. И даже если оставить в стороне технические препятствия, этические сомнения по поводу такого эксперимента значительно перевешивают любые другие соображения: попытка модифицировать геном «живого» человеческого эмбриона, несомненно, породит целый шквал вопросов, отголоски которых распространятся далеко за пределы биологии и генетики. В большинстве стран такой эксперимент окажется за пределами допустимого.

Но есть еще и третья стратегия – возможно, самая доступная. Предположим, что генетическое изменение внесено в человеческие ЭСК стандартными способами модификации ДНК. А теперь вообразим, что эти модифицированные ЭСК удалось превратить в репродуктивные клетки – сперматозоиды и яйцеклетки. Если ЭСК действительно плюрипотентны, то они должны быть способны на такое превращение (реальный эмбрион ведь производит же собственные половые клетки – мужские или женские).

А теперь закончим наш мысленный эксперимент: если удастся с помощью ЭКО получить человеческий эмбрион из таких генно-модифицированных сперматозоида или яйцеклетки, то он непременно будет нести нужные генетические изменения во всех своих клетках – и в том числе в половых. Подготовительные этапы для этого процесса не требуют манипуляций с реальными человеческими эмбрионами, а значит, не нарушают моральные границы таких вмешательств[1169]. Но главное, процесс соответствует устоявшимся протоколам ЭКО: сперматозоид и яйцеклетка сливаются in vitro, и раннего эмбриона имплантируют в матку женщины – такая процедура не вызывает особых этических вопросов. Это кратчайший путь к генотерапии зародышевых линий, задняя дверь в трансгуманизм: внедрение гена в зародышевую линию человека достигается превращением ЭСК в половые (зародышевые) клетки.

Этот последний барьер был близок к падению как раз в то время, когда ученые совершенствовали систему внесения изменений в геном. Зимой 2014-го команда эмбриологов[1170] из английского Кембриджа и израильского Института Вейцмана разработала систему создания ранних половых клеток – предшественников сперматозоидов и яйцеклеток – из человеческих ЭСК. Предыдущие эксперименты, в которых использовали ранние линии ЭСК, не увенчались успехом. В 2013-м израильские исследователи модифицировали прежние протоколы, чтобы выделить новые партии ЭСК, способные эффективнее формировать половые клетки. Через год, сотрудничая с учеными из Кембриджа, команда обнаружила, что если культивировать эти человеческие ЭСК в определенных условиях и направлять их дифференцировку особыми агентами, то образуются кластеры из предшественников сперматозоидов и яйцеклеток.

Эта техника все еще довольно сложна и малоэффективна. Очевидно, что из-за строжайших ограничений на создание модифицированных человеческих эмбрионов нельзя ответить на вопрос, могут ли эти сперматоподобные и яйцеподобные клетки дать начало эмбриону, способному нормально развиваться. Тем не менее основополагающее «выведение» клеток, способных к передаче наследственной информации, уже освоено. В принципе, если есть возможность модифицировать родительские ЭСК с помощью какой угодно генетической технологии – включая редактирование генома и внедрение гена с помощью вируса, – любое генетическое изменение можно навсегда вживить в человеческий геном и передавать вместе с ним по наследству.

Одно дело – манипулировать генами, совсем другое – манипулировать геномами. В 1980–1990-х технологии секвенирования и клонирования ДНК позволили ученым познать гены, начать ими манипулировать и за счет этого с необычайной ловкостью контролировать биологию клетки. Но управление геномом в его естественной обстановке, в частности в эмбриональных и половых клетках, открывает двери значительно более могущественной технологии. На кону оказывается уже не клетка, а целый организм – мы сами.

Весной 1939-го Альберт Эйнштейн, размышляя в своем принстонском кабинете о последних достижениях ядерной физики, осознал, что все шаги, необходимые для создания непостижимо мощного оружия, уже пройдены – каждый в отдельности. Извлечение и обогащение урана, расщепление ядра, цепная реакция, буферизация реакции, контролируемый запуск в камере – все уже встало на свои места. Оставалось только выстроить последовательность: если в правильном порядке увязать эти реакции, получится атомная бомба. В 1972-м в Стэнфорде Пол Берг, наблюдая за полосками ДНК в геле, обнаружил себя в похожей ситуации. Вырезание и вставка генов, формирование химер, внедрение этих генных химер в клетки бактерий и млекопитающих потенциально позволяли ученым создавать генетические гибриды людей и вирусов. Все, что было нужно, – выстроить эти реакции в правильной последовательности.

Мы переживаем сейчас подобный момент – момент вдыхания жизни – в генную инженерию человека. Мысленно пройдите эти шаги в такой последовательности: (а) получение линии истинных эмбриональных стволовых клеток человека (тех, что способны формировать сперматозоиды и яйцеклетки); (б) освоение метода внесения надежных, целенаправленных генетических модификаций в эту ЭСК-линию; (в) управляемое преобразование этих модифицированных стволовых клеток в человеческие сперматозоиды и яйцеклетки; (г) производство человеческих эмбрионов из этих модифицированных сперматозоидов и яйцеклеток посредством ЭКО – и вы без особых усилий доберетесь до генетически модифицированных людей.

Здесь нет никакой фантастики: каждый из шагов лежит в пределах досягаемости современных технологий. Конечно, остается еще много неизведанного. Возможно ли эффективно изменить любой ген? Каковы побочные эффекты таких изменений? Действительно ли сперматозоиды и яйцеклетки, полученные из ЭСК, образуют функциональные человеческие эмбрионы? Пока не удается преодолеть и массу мелких технических затруднений. Но основные фрагменты этой мозаики уже лежат на своих местах.

Вполне ожидаемо, что каждый из этих шагов сейчас заключен в жесткие рамки регламентов и запретов. В 2009-м, после продолжительного вето на государственное финансирование исследований ЭСК, администрация Обамы отменила запрет на получение в США новых линий ЭСК. Но даже при новых правилах Национальные институты здоровья категорически запрещают два вида работ с человеческими ЭСК. Во-первых, ученым не разрешается внедрять эти клетки в людей и животных, чтобы развивать их до состояния «живого» эмбриона. Во-вторых, вносить модификации в геном ЭСК нельзя в обстоятельствах, допускающих их «переход в зародышевую линию» – в сперматозоиды и яйцеклетки.

Весной 2015 года, когда я дописывал эту книгу, группа ученых, включающая Дженнифер Даудну и Дэвида Балтимора[1171], опубликовала коллективное требование о наложении моратория на клиническое применение технологий правки и замены генов – в частности, в человеческих ЭСК. «Возможность инженерии человеческой зародышевой линии долгое время служила источником волнений и тревог широкой общественности, особенно в ключе вступления на „скользкий путь“, который от лечения болезней приведет ее к использованию в менее обоснованных или совсем уж неблагих целях, – говорилось в требовании. – Ключевой вопрос дискуссии в том, ответственно ли применять геномную инженерию для контроля или лечения тяжелых заболеваний человека, и если да, то при каких обстоятельствах. К примеру, приемлемо ли использовать технологию, чтобы заменить болезнетворную мутацию на последовательность, более характерную для здоровых людей? Даже этот, казалось бы, незамысловатый сценарий вызывает серьезную озабоченность <…> из-за ограниченности нашего знания человеческой генетики, закономерностей развития болезни и взаимодействия генов и среды».

Многие ученые сочли призыв к мораторию обоснованным, даже необходимым. «Редактирование генов, – заметил биолог стволовых клеток Джордж Дейли, – поднимает самые фундаментальные вопросы о том, каким мы хотим видеть человечество в будущем и хотим ли мы сделать драматический шаг по модификации наших собственных зародышевых линий и в некотором смысле взять под контроль нашу генетическую судьбу, что породило бы огромную опасность для человечества».

Во многих отношениях предложенная схема напоминает Асиломарский мораторий. В ней есть призыв к ограничению использования технологии до выяснения этических, политических, социальных и правовых последствий ее применения. Есть в ней и запрос на общественную оценку науки и ее будущего. В целом же она служит откровенным признанием того, как мы заманчиво близки к созданию человеческих эмбрионов с перманентно измененными геномами. «Совершенно ясно, что люди будут пытаться[1172] генетически редактировать людей, – сказал Рудольф Йениш, биолог из МТИ, создавший первых мышиных эмбрионов из ЭСК. – Мы должны прийти к какому-то принципиальному соглашению о нашем желании или нежелании совершенствовать людей таким образом».

Отдельного внимания здесь заслуживает слово «совершенствовать»: оно сигнализирует о радикальном отступлении от традиционных рамок геномной инженерии. До изобретения технологий редактирования геномов такие подходы, как отбор эмбрионов, позволяли нам выбраковывать информацию из человеческого генофонда: путем преимплантационной генетической диагностики мутации, вызывающие болезнь Хантингтона или муковисцидоз, можно было изгонять из родословной отдельной семьи.

++А вот геномная инженерия, основанная на CRISPR/Cas9, позволяет нам добавлять информацию: ген можно целенаправленно изменить и вписать эту новую генетическую шифрограмму в человеческий геном. «Эти реалии означают, что манипуляции[1173] с зародышевыми линиями в значительной мере будут оправдывать попыткой „улучшить себя“, – писал мне Фрэнсис Коллинз. – А значит, кто-то должен быть уполномочен решать, что считать „улучшением“. Любой, кто рассматривает для себя такую возможность, должен осознать масштабы своей самоуверенности».

Следовательно, главная проблема кроется не в генетической эмансипации (свободе от ограничивающих наследственных заболеваний), а в генетическом совершенствовании (свободе от существующих границ биологического устройства и судьбы, зашифрованных в человеческом геноме). Разница между этими двумя стремлениями представляет собой узкий перешеек, на котором, колеблясь, балансирует будущее редактирования генома. То, что для одного болезнь, для другого – норма, учит нас эта история. Точно так же и совершенствование в понимании одного может оказаться эмансипацией в понимании другого («почему бы не сделать себя немножко более подходящими для выживания», как спрашивал Уотсон).

Но могут ли люди ответственно «совершенствовать» собственные геномы? Каковы будут последствия исправления естественной информации, закодированной в наших генах? Способны ли мы сделать наши геномы «немного лучше» без риска сделать себя намного хуже?

Весной 2015-го одна китайская лаборатория[1174] доложила о том, что ненароком пересекла рубеж допустимого. В университете Сунь Ятсена в Гуанчжоу команда, которую возглавлял Хуан Цзюньцзю, получила 86 человеческих эмбрионов из клиник ЭКО и с помощью системы CRISPR/Cas9 попыталась исправить ген, ответственный за распространенное заболевание крови (для этого специально выбирали нежизнеспособных в долгосрочной перспективе зародышей). В итоге 71 эмбрион выжил. Из 54 исследованных подопытных только у 4 ген оказался исправленным. Но что страшнее, система сработала неточно: у трети проверенных эмбрионов появились лишние, незапланированные мутации, в том числе в генах, критически важных для выживания и нормального развития. Эксперимент был остановлен.

Этот смелый, даже дерзкий эксперимент просто обязан был вызвать реакцию – и он ее вызвал. По всему миру ученые отозвались на предпринятую попытку модификации человеческого эмбриона сильнейшей обеспокоенностью. Самые уважаемые научные журналы[1175], включая Nature, Cell и Science, отказались публиковать результаты эксперимента, ссылаясь на множественные нарушения безопасности и этическую неоднозначность (статья в конце концов вышла[1176] в малоизвестном интернет-журнале Protein + Cell). Но даже если биологи читали об исследовании с беспокойством и страхом, они уже понимали, что это был лишь первый шаг за покоренный рубеж. Китайские исследователи выбрали кратчайший путь к перманентной инженерии человеческого генома, и эмбрионы вполне предсказуемо наполнились непредвиденными мутациями. Однако методику можно было разными способами модифицировать, чтобы с большой долей вероятности повысить ее эффективность и точность. Если бы, к примеру, использовали ЭСК и полученные из них сперматозоиды и яйцеклетки, можно было бы предимплантационным скринингом отсеять носителей вредных мутаций, значительно повысив уровень целевых модификаций.

Хуан Цзюньцзю сообщил журналистам, что планирует «сократить количество нецелевых мутаций[1177], [применяя] разные стратегии – лучше настроить „прицелы“ ферментов на выбранное место, вводить ферменты в другой форме, которая помогала бы регулировать продолжительность их жизни и прекращать тем самым их работу до накопления лишних мутаций». Через несколько месяцев он надеялся опробовать другой вариант эксперимента – на этот раз, по его ожиданиям, гораздо более эффективный и точный. Хуан не преувеличивал: технология модификации генома человеческого эмбриона может быть сложной, малоэффективной и неточной – но она не выходит за пределы научной досягаемости.

В то время как на Западе ученые наблюдали за эмбриональными экспериментами Хуана с оправданными опасениями, китайские специалисты были настроены куда более оптимистично. «Не думаю, что Китай захочет принять мораторий»[1178], – сообщал один ученый газете New York Times в конце июня 2015 года. Китайские биоэтики поясняли: «Согласно конфуцианским представлениям, некто становится человеком только после рождения. Это отличается от позиции Соединенных Штатов и других стран с сильным христианским влиянием, где благодаря религии людям может казаться, что использовать эмбрионы в исследованиях ненормально. Наша „красная линия“ в этом вопросе такова, что можно экспериментировать с эмбрионами не старше четырнадцати дней».

Другой ученый охарактеризовал китайский подход так: «Вначале делай, потом думай». Некоторые представители общественности, казалось, были согласны с этой стратегией; в разделе комментариев в New York Times читатели ратовали за отмену запретов на инженерию человеческого генома и призывали форсировать эксперименты на Западе – отчасти чтобы сохранить возможность конкурировать с азиатской наукой. Китайские эксперименты определенно подняли ставки для всего мира. Как выразился один писатель, «если мы не выполним эту работу, это сделает Китай». Стремление изменить геном человеческого эмбриона превратилось в межконтинентальную гонку вооружений.

Сейчас, когда я пишу эти строки, долетает информация, что еще четыре команды из Китая работают над внедрением постоянных мутаций в человеческие эмбрионы. Не удивлюсь, если к моменту выхода этой книги первая целенаправленная модификация эмбрионального генома уже свершится в лаборатории. Первый постгеномный человек, возможно, уже держит путь к своему появлению на свет[1179].

Нам нужен манифест для постгеномного мира. Или хотя бы путеводитель для прибывающих туда. Историк Тони Джадт однажды сказал мне, что роман Альбера Камю «Чума» такая же история о чуме, как «Король Лир» – история о короле по имени Лир. В «Чуме» биологический катаклизм становится полигоном для наших слабостей, желаний и амбиций. Невозможно воспринимать «Чуму» иначе как слабо замаскированную аллегорию человеческой натуры. Геном – это тоже испытательная площадка для наших слабостей и страстей, хотя его чтение и не требует понимания аллегорий и метафор. То, что мы читаем и пишем в наших геномах, – это и есть наши слабости, желания и амбиции. Это и есть человеческая натура.

Задачу окончательно оформить манифест мы адресуем другому поколению, а сами, припомнив все научные, философские и моральные уроки этой истории, попробуем набросать первые декларации.

1. Ген – это базовая единица наследственности. Он несет информацию, необходимую для построения, поддержания и починки организма. Конечные строение и функции организма зависят от взаимодействия генов с другими генами, с информацией из среды, с триггерами и случайными событиями.

2. Генетический код универсален. Если внедрить ген синего кита в микроскопическую бактерию, он будет считываться правильно, с почти безупречной точностью. Вывод: в человеческих генах нет ничего особенного.

3. Гены влияют на строение, функции и судьбу, но эти влияния, как правило, не однозначны. Человеческие свойства в большинстве своем определяются не одним геном; многие из них – результат взаимодействий между генами, средой и случайностями. Почти все такие взаимодействия не систематические: они происходят при пересечениях генома с принципиально непредсказуемыми событиями. Некоторые гены влияют лишь на вероятности и склонности. Поэтому достоверно предсказать конечный эффект мутаций или вариаций на организм мы можем только для малой части генов.

4. Вариации генов вносят вклад в вариации свойств, структур и поведения. Когда мы используем такие обиходные выражения, как «ген голубых глаз» или «ген роста», в действительности мы говорим о вариациях (или аллелях), которые определяют цвет глаз или рост. Эти вариации суммарно составляют ничтожно малую часть генома. Их значение преувеличивается в нашем воображении из-за культурной, а может, и биологической склонности гипертрофировать различия. У мужчины из Копенгагена ростом 182 сантиметра и мужчины из Конго ростом 128 сантиметров одна и та же анатомия, физиология и биохимия. Даже у двух максимально разных человеческих вариантов – мужчин и женщин – общие 99,688 % генов.

5. Заявляя, что мы нашли «гены» такого-то человеческого качества или функции, мы сужаем определение этого качества. Имеет смысл говорить о «гене группы крови» или «гене роста», потому что эти биологические атрибуты обладают узким определением в принципе. Но биология традиционно грешит склонностью путать определение качества с самим качеством. Если мы определим красоту как обладание голубыми глазами (и только ими), то мы действительно обнаружим «ген красоты». Если мы определим интеллект как успешное выполнение только одного вида задач или только одного вида тестов, то мы и правда найдем «ген интеллекта». Геном – это лишь зеркало человеческого воображения, его узости или широты. Там, в отражении, – Нарцисс.

6. Бессмысленно в разговоре о «природе или воспитании» (nature vs nurture) прибегать к абсолютным величинам или обобщениям. Преобладает ли природа – то есть гены – или воспитание – то есть среда – в развитии какого-то качества или функции, сильно зависит от этого качества и контекста. Ген SRY определяет половую анатомию и физиологию в поразительно автономной манере; это целиком природа. Гендерная идентичность, сексуальные предпочтения и выбор сексуальных ролей определяются во взаимодействии генов и среды; это природа плюс воспитание. Содержание понятий «мужественность» и «женственность» – то, как их прописывает и считывает общество, – напротив, задается в основном средой, общественной памятью, историей и культурой; это целиком воспитание.

7. Каждое поколение людей будет производить новые вариантные и мутантные формы, это неотъемлемая часть нашей биологии. Мутация выглядит аномалией только в статистическом смысле: это просто менее распространенный вариант. Стремление усреднить и «нормализовать» людей должно уравновешиваться с биологической необходимостью поддержания разнообразия и отклонений. Нормальность – это антитеза эволюции.

8. Многие человеческие болезни – включая ряд тех, что раньше объясняли диетой, неблагоприятными воздействиями и случайностью, – возникают в значительной мере (или полностью) под влиянием генов. Такие болезни чаще всего полигенны, то есть вызываются множеством генов. Эти нарушения наследственные, поскольку обусловлены взаимодействием специфического набора генов, но наследуются – достаются следующему поколению в исходном виде – они не всегда, поскольку наборы генов перемешиваются в каждом новом поколении. Каждое в отдельности моногенное заболевание встречается редко, однако в сумме они оказываются на удивление распространенными. Мы знаем уже более 10 тысяч таких болезней. С какой-нибудь из них рождается минимум каждый двухсотый, максимум каждый сотый ребенок.

9. Любая генетическая «болезнь» – это несоответствие между геномом организма и окружающей его средой. В ряде случаев уместным медицинским вмешательством для облегчения состояния будет изменение среды: ее можно подогнать под особенности организма (реализовать нестандартные архитектурные решения для людей с карликовостью, разработать альтернативные образовательные ландшафты для детей с аутизмом). В других случаях, наоборот, имело бы смысл изменить гены, подогнав их под требования среды. А порой соответствия и вовсе достичь невозможно: тяжелейшие формы генетических заболеваний – вроде тех, что обусловлены поломкой жизненно важных генов, – несовместимы с любой средой. Типичное современное заблуждение – полагать, что окончательно решить проблему болезни можно изменением природы, то есть генов. Среда часто бывает гораздо податливее.

10. В исключительных случаях генетическая несовместимость может быть столь глубока, что только чрезвычайные меры вроде генетического отбора или направленных генетических вмешательств могут быть оправданны. До тех пор, пока мы не постигнем все обилие непредусмотренных последствий отбора генов и модификации геномов, безопаснее относить такие подходы к мерам для исключительных случаев.

11. В генах и геномах нет ничего, что наделяло бы их принципиальной устойчивостью к химическим и биологическим манипуляциям. Стандартное представление, утверждающее, что «большинство человеческих качеств – результат сложного взаимодействия многочисленных генов друг с другом и со средой», абсолютно справедливо. И хотя эти хитросплетения ограничивают способность управлять генами, они оставляют массу возможностей для сильнодействующих генетических модификаций. Главные регуляторы, управляющие работой десятков других генов, вполне обычны для биологии человека. Можно сконструировать эпигенетический модификатор, способный изменить статус сотен генов единственным «щелчком». Геном изобилует подобными узлами для потенциальных вмешательств.

12. Треугольник предосторожностей – чрезмерные страдания, высокопенетрантный генотип и оправданные вмешательства – ограничивал до сей поры наши посягательства на генетическое изменение человека. Когда мы окончательно расшатаем границы этого треугольника (изменяя стандарты «чрезмерных страданий» и «оправданных вмешательств»), нам потребуются новые биологические, культурные и социальные принципы установления того, какие генетические вмешательства следует разрешить или ограничить и в каких обстоятельствах эти вмешательства будут безопасными или допустимыми.

13. История воспроизводит себя отчасти из-за того, что геном воспроизводит себя. А геном воспроизводит себя отчасти из-за того, что так делает история. Побуждения, амбиции, фантазии и желания, которые двигают историю человечества, отчасти закодированы в геномах людей. А история человечества, в свою очередь, отбирает геномы, определяющие эти побуждения, амбиции, фантазии и желания. Этот самоподкрепляемый логический цикл несет ответственность за некоторые из самых выразительных и светлых качеств нашего вида, но также и за некоторые из самых предосудительных. Пытаться соскочить с орбиты этой логики было бы запредельно сложной задачей, но, осознавая присущую ей цикличность, относясь скептически к ее крайностям, мы сможем защитить слабых от произвола сильных, а «мутантное» – от истребления «нормальным».

Быть может, даже этот скептицизм коренится где-то в двух десятках тысяч наших генов. Быть может, порождающее его сострадание тоже неистребимо закодировано в человеческом геноме.

Быть может, это часть того, что делает нас людьми.

Эпилог

«Бхеда. Абхеда»

Sura-na Bheda Pramaana Sunaavo;

Bheda, Abheda, Pratham kara Jaano.

Покажи мне, что ты можешь разделить ноты песни;

Но вначале покажи, что ты можешь отличить

делимое от неделимого.

Анонимная музыкальная композиция, навеянная классическим санскритским стихотворением

Абхед – «неделимое», назвал мой отец гены. Бхед, противоположное понятие, – настоящий калейдоскоп слов: «различать», «вырезать», «определять», «распознавать», «разделять», «лечить». У него общие лингвистические корни со словами vidya («знание») и ved («медицина»). Индуистские священные писания «Веды» происходят от того же корня, а он, свою очередь, берет начало от древнего индоевропейского слова uied – «знать», «распознавать смысл».

Ученые разделяют. Мы различаем и разграничиваем. Неизбежный, внутренне присущий нашей профессии вред заключается в том, что мы должны разбивать мир на составные части – гены, атомы, биты или байты, – чтобы потом вновь собирать его воедино. Мы не знаем другого механизма познания мира: чтобы создать сумму частей, для начала мы должны разделить сумму на части.

Но в этом методе скрыта опасность. Как только мы начинаем воспринимать организмы – людей – совокупностями, построенными из генов, влияний среды и взаимодействий генов со средой, наш взгляд на человека коренным образом меняется. «Ни один здравомыслящий биолог[1180] не считает, что мы целиком и полностью продукты генов, – говорил мне Берг, – но как только вы привносите в картину гены, ваше самовосприятие уже не может быть прежним». Целое, собранное сложением частей, отличается от целого до его разбивки на части. Как говорится в одном стихотворении на санскрите, «покажи мне, что ты можешь разделить ноты песни; но вначале покажи, что ты можешь отличить делимое от неделимого».

В области человеческой генетики нам предстоит реализовать три грандиозных проекта. Все они связаны с различением, разделением и последующим восстановлением. Первый призван определить точную природу информации, закодированной в человеческом геноме. Проект «Геном человека» обеспечил стартовые позиции для этого исследования, но одновременно он поднял и любопытнейшие вопросы о том, что же именно кодируют три миллиарда нуклеотидных пар человеческой ДНК. Каковы функциональные элементы генома? Да, в нем есть, конечно, белок-кодирующие гены, которых менее 24 тысяч, но есть еще и довольно протяженные участки ДНК – интроны, – которые разделяют ген на модули. Есть в нем и информация о построении десятков тысяч молекул РНК, не транслируемых в белки, но все равно выполняющих в клетке разнообразные физиологические функции. Длинными магистралями в геноме тянется так называемая мусорная ДНК, которая, вероятно, окажется не мусорной вовсе, а кодирующей сотни пока неизвестных функций. А еще там есть складки и петли, за счет которых разные части хромосомы взаимодействуют друг с другом в трехмерном пространстве.

Чтобы понять роль каждой из этих составляющих, обширный международный проект, стартовавший в 2003-м, поставил цель создать базу данных по всем функциональным элементам человеческого генома, куда вносился бы каждый фрагмент любой последовательности любой хромосомы, который выполняет какую-то кодирующую или инструктивную функцию. Остроумно названный «Энциклопедия элементов ДНК» (ENCODE, The Encyclopedia of DNA Elements), проект должен вдоль и поперек описать содержимое человеческого генома, аннотировать все его функциональные последовательности.

Установив эти элементы, биологи смогут перейти ко второй задаче – выяснению, как они комбинируются во времени и пространстве, выстраивая человеческие эмбриологию и физиологию, придавая уникальное назначение анатомическим структурам и формируя уникальные черты организма[1181]. В нашем понимании генома людей есть один уничижительный факт: мы удивительно мало знаем именно о человеческом геноме. Мы выводим огромную долю знаний о наших генах и их функциях из информации о подобных генах дрожжей, червей, мух и мышей. Как писал Дэвид Ботштейн, «очень мало человеческих генов[1182] было изучено напрямую». Задача новой геномики отчасти будет заключаться в преодолении разрыва между мышами и людьми – в выяснении, как человеческие гены работают в условиях человеческого организма.

Медицинской генетике этот проект обещает несколько особенно важных приобретений. Функциональное описание генома человека позволит биологам открыть новые механизмы заболеваний. Новые геномные элементы удастся связать с комплексными патологиями, и эти связи помогут установить первопричины болезней. Мы до сих пор не знаем, например, как комбинации генетической информации, поведенческих факторов и случайных событий вызывают ожирение, гипертоническую болезнь, сердечные патологии, рак, шизофрению или депрессию. Первым шагом к вскрытию механизмов возникновения этих состояний будет как раз обнаружение связанных с ними функциональных элементов генома.

Уяснение таких связей проявит и прогностическую силу генома. В авторитетном обзоре, вышедшем в 2011 году[1183], психолог Эрик Туркхаймер писал: «Столетие семейных исследований близнецов, сиблингов, родителей, приемных детей и целых родословных позволило без тени сомнения утверждать, что гены играют решающую роль в объяснении всех человеческих различий, от медицинских до обычных, от биологических до поведенческих». Но, несмотря на прочность этих связей, картировать то, что Туркхаймер назвал генетическим миром, и восстанавливать механизмы его влияния оказалось сложнее ожидаемого. До последнего времени мы могли достоверно предсказывать будущие заболевания только по высокопенетрантным генетическим изменениям, определяющим самые тяжелые фенотипы. Труднее всего поддавались расшифровке комбинации генетических вариантов. Было невозможно установить, какой исход (фенотип) предопределит то или иное сочетание аллелей (генотип), особенно если этот исход зависит от множества генов.

Но скоро это препятствие может разрушиться. Давайте проведем мысленный эксперимент, который на первый взгляд покажется слишком уж нереалистичным. Предположим, что мы могли бы секвенировать геномы 100 тысяч детей проспективно – то есть пока мы ничего не знаем о будущем этих детей, об исходах – и создать базу данных со всеми вариациями и комбинациями функциональных элементов каждого генома (100 тысяч – число условное, эксперимент можно расширить на любое количество детей). А теперь представим, что мы создаем «карту судьбы» этой детской когорты: выявляем и вносим в параллельную базу данных каждое возникающее у них в будущем заболевание, каждое физиологическое отклонение. Мы можем назвать эту карту человеческим феномом – совокупностью всех фенотипов (черт, свойств, поведенческих особенностей) индивида. Допустим, что у нас есть вычислительный механизм, извлекающий информацию из парных карт – генов и судеб – с целью выяснения, как одно может предсказывать другое. Несмотря на остаточную, пусть даже серьезную неопределенность, сопоставление 100 тысяч человеческих геномов с таким же количеством человеческих феномов дало бы нам экстраординарный набор данных. Это положило бы начало описанию природы судьбы, закодированной в наших геномах.

Замечательным свойством такой карты судьбы была бы ее свобода от ограничений рамками патологии: мы могли бы делать ее настолько обширной, глубокой и подробной, насколько хотели бы. В нее можно было бы включать низкий вес при рождении, неспособность к обучению в дошкольном учреждении, подростковые буйства и увлечения, импульсивный брак, каминг-аут[1184], бесплодие, кризис среднего возраста, склонность к зависимостям, преждевременное облысение, катаракту в левом глазу, депрессию, инфаркт, раннюю смерть от рака груди или яичников. Подобного рода эксперимент ранее был немыслим. Но совокупная мощь технологий секвенирования ДНК, обработки и хранения данных сделала его возможным в будущем. Это было бы такое же гигантское близнецовое исследование, только без реальных близнецов: миллионы виртуальных генетических близнецов создавала бы программа, сопоставляя геномы во времени и пространстве друг с другом, а затем и с жизненными событиями.

Однако важно признать внутренние, непреодолимые ограничения таких проектов или, в общем случае, попыток предсказания болезней и участи по геномам. Как сетовал один обозреватель, «генетическим толкованиям, вероятно, суждено[1185] [завершиться] деконтекстуализацией этиологических процессов, недооценкой роли среды, разработкой каких-нибудь умопомрачительных медицинских вмешательств при глубокой недоизученности судеб популяций». Но мощь подобных исследований заключается именно в «деконтекстуализации» патологии, ведь именно гены формируют контекст для постижения развития и судьбы. Состояния, зависимые от среды, отфильтровываются, а остаются лишь те, на которые сильно влияют гены. При достаточном размере когорты и достаточной вычислительной мощности можно выявить практически всю прогностическую емкость генома.

Третий проект по своим последствиям, возможно, способен обойти другие. Насколько возможность предсказывать человеческие феномы по геномам ограничивалась несовершенством вычислительных технологий, настолько возможность намеренно изменять человеческие геномы ограничивалась несовершенством биологических технологий. Способы доставки генов с помощью, например, вирусов были неэффективными и ненадежными в лучшем случае и смертельно опасными в худшем; целенаправленное внесение генов в человеческие эмбрионы было практически невозможным.

Но и эти барьеры стали рушиться. Новаторские технологии редактирования геномов позволяют генетикам вносить в человеческую ДНК изменения с удивительной точностью и специфичностью. В принципе, можно целенаправленно поменять всего одну букву ДНК, с огромной вероятностью не затронув оставшиеся три миллиарда (эту технологию можно сравнить с редактирующим устройством, которое сканирует 66 томов «Британской энциклопедии», находит, стирает и заменяет одно-единственное слово, игнорируя все прочие). С 2010-го по 2014-й постдок в моей лаборатории пыталась направленно модифицировать клеточную линию с помощью стандартных вирусных векторов, но особо не преуспела. Перейдя в 2015-м на CRISPR-технологию, она за полгода внесла 14 целенаправленных изменений в 14 человеческих геномов, включая геномы ЭСК, – невообразимое в прошлом достижение. Генетики и генотерапевты по всему миру спешно и с удвоенным рвением изучают возможности изменения человеческого генома – отчасти потому, что новые технологии привели нас к краю бездны. Сочетание методик переноса клеточных ядер, манипуляций со стволовыми клетками, геномного редактирования и эпигенетической модификации сделало теоретически возможным масштабное управление геномом и создание трансгенных людей.

Мы пока не осведомлены о точности и эффективности всех этих методик на практике. Сопряжено ли прицельное внесение мутаций в геном с риском незапланированных изменений в других его частях? Действительно ли какие-то гены легче редактировать, чем другие? Если да, то чем обусловлена особая податливость генов? И не может ли целенаправленное изменение одного гена разрегулировать весь геном? Если некоторые гены действительно представляют собой «рецепты» (по определению Докинза), то изменение одного из них может неожиданным образом сказаться на генной регуляции, спровоцировав целый каскад событий на нижележащих уровнях регуляторных сетей – что-то вроде пресловутого эффекта бабочки[1186]. Если дающие такой эффект гены в геноме распространены, они будут служить фундаментальным ограничением для технологий геномного редактирования. Тогда прерывистый характер генетического материала – дискретность и автономность каждой единицы наследственности – может во многом оказаться иллюзией: гены могут быть взаимосвязаны гораздо сильнее, чем мы думаем. Помните: «Но вначале покажи, что ты можешь отличить делимое от неделимого»?

А теперь представим себе мир, в котором эти технологии уже поставлены на поток. После зачатия ребенка каждый родитель имеет право и возможность исследовать плод с помощью полногеномного секвенирования[1187]. Оно выявляет мутации, вызывающие самые тяжелые нарушения, и при их обнаружении родителям предоставляется возможность прервать беременность на ранних сроках. Или же, в случае ЭКО, можно избирательно имплантировать только «нормальные» зародыши после комплексной преимплантационной генетической диагностики.

Секвенирование генома выявляет и более сложные генетические комбинации, способные формировать предрасположенность к заболеваниям. После рождения ребенку с такой предсказанной склонностью могут предложить подходящие медицинские вмешательства. Например, у ребенка, предрасположенного к генетической форме ожирения, будут отслеживать изменения веса, ему могут назначить альтернативное питание или даже «перепрограммирование» с помощью гормонов, лекарств либо генотерапии в детском возрасте. Ребенок со склонностью к гиперактивности и дефициту внимания может проходить поведенческую терапию или обучаться в приспособленной для таких детей обстановке.

Если болезни все-таки проявляются или прогрессируют, их пытаются контролировать либо излечивать с помощью генетической терапии. Исправленные гены вводят непосредственно в страдающие ткани. Например, функциональный ген может проникать в легкие больного муковисцидозом при распылении аэрозоля и частично восстанавливать их работу. Девочке с ADA-дефицитом пересаживают стволовые клетки костного мозга, несущие нормальный ген ADA. При более сложных наследственных заболеваниях генетическую диагностику сочетают с генотерапией, медикаментозным лечением и коррекцией среды. Случаи онкологических заболеваний всесторонне анализируют и документируют мутации, стимулирующие злокачественный рост при этом конкретном виде рака. По перечню мутаций выявляют «преступные» молекулярные пути, поддерживающие размножение клеток, и разрабатывают максимально избирательные способы лечения, прицельно убивающие злокачественные клетки и щадящие нормальные.

«Представьте, что вы солдат[1188], вернувшийся с войны с ПТСР, – писал психиатр Ричард Фридман в New York Times в 2015 году. – С помощью простейшего анализа крови на генные варианты мы могли бы узнать, насколько вы биологически хороши в изживании страха. <…> Если бы у вас была мутация, снижающая способность гасить страх, психотерапевт знал бы, что для восстановления вам может понадобиться больше погружений в травмирующую ситуацию – больше терапевтических сессий. Или, возможно, потребуется совсем другая, не связанная с погружением терапия – вроде межличностной или лекарственной». В нашем воображаемом мире когнитивную психотерапию при необходимости сочетают с назначением препаратов, способных стирать эпигенетические метки. Возможно, удаление клеточных воспоминаний облегчает избавление от воспоминаний автобиографических.

Генетическую диагностику и генетические вмешательства в этом мире используют в том числе для скрининга и коррекции мутаций в человеческих эмбрионах. Если в клетках зародышевой линии находят «подлежащие исправлению» мутации определенных генов, родители могут прибегнуть к геномной хирургии, чтобы изменить свои яйцеклетки и сперматозоиды до оплодотворения, или к преимплантационному скринингу эмбрионов, чтобы не допустить вживление мутантного зародыша в матку. Гены, определяющие самые вредоносные варианты заболеваний, таким образом превентивно удаляются из человеческого генома за счет положительного или отрицательного отбора либо путем генетической модификации.

Когда читаешь этот сценарий очень внимательно, он вызывает одновременно и интерес, и удивление, и какую-то моральную тошноту. Частные вмешательства могут и не раздвигать установленные нравственные границы – собственно, некоторые пункты вроде высокоизбирательной, таргетной терапии рака, шизофрении или муковисцидоза считаются первостепенными целями медицины, – но какие-то аспекты этого мира кажутся явно и даже отталкивающе чуждыми. Он населен «предживущими» и «постлюдьми» – мужчинами и женщинами, протестированными на генетическую уязвимость или созданными с измененными генетическими склонностями. Болезнь может постепенно исчезнуть, но также может исчезнуть и идентичность. Скорбь может уменьшиться, но и отзывчивость тоже. Травмы могут стереться, но с ними и история. Мутанты будут отсеяны, но также и человеческие вариации. Немощь может уйти, но и восприимчивость с нею. Риски смягчатся, но неизбежно ограничится выбор[1189].

Когда в 1990-м специалист по генетике червей Джон Салстон писал о проекте «Геном человека», его одолевали мысли о философском парадоксе, порожденном разумным организмом, который «научился читать инструкции, как сделать самого себя». Но куда более глубокое затруднение возникает, когда разумный организм учится писать инструкции по производству самого себя. Если гены определяют природу и судьбу организма, а организм начинает определять природу и судьбу своих генов, логическое построение замыкается в круг. Как только мы начинаем думать о генах как о предначертании, как о манифесте, мы неизбежно воображаем себе геном явленной участью.

На обратном пути из калькуттской лечебницы, приютившей Мони, отец снова захотел остановиться возле дома, где он вырос и куда они притащили сбежавшего Раджеша, терзаемого манией и мечущегося, словно дикая птица. Мы ехали молча. Воспоминания возвели стены вокруг моего отца. Оставив машину у узкого прохода в переулок Хаят-Хан, мы пешком отправились в тупик. Было около шести вечера. Дома подсвечивались косым дымчатым светом; в воздухе пахло дождем.

«У бенгальцев в истории есть только одно событие – раздел», – сказал отец. Он разглядывал нависавшие над нами балконы и пытался вспомнить фамилии своих бывших соседей: Гхош, Талукдар, Мукерджи, Чаттерджи, Сен. Заморосил дождик – а может, до нас просто долетели капельки с белья, плотными гирляндами висевшего между домами. «Раздел был определяющим событием для каждого в этом городе, – продолжил отец. – Либо ты терял свой дом, либо твой дом становился прибежищем для кого-то другого». Он указал на тесно прижатые друг к другу окошки над нашими головами: «В каждой семье здесь жила другая семья». Здесь были домохозяйства внутри домохозяйств, комнаты внутри комнат, микрокосмы внутри микрокосмов.

«Когда мы прибыли сюда из Барисала со скудными спасенными пожитками в четырех стальных сундуках, мы думали, что начинаем новую жизнь. Да, мы пережили катастрофу, но это было и новым началом». Я знал: у каждого дома на этой улице была своя история стальных сундуков и спасенных пожитков. Будто бы все жители внезапно уравнялись – как сад, под корень срезанный к зиме.

Те люди, в числе которых был отец, по пути из Восточной Бенгалии в Западную заводили часы заново. Так наступил Год Ноль, и время раскололось пополам: на эпоху до катаклизма и эпоху после. До н. э. – н. э. Такая вивисекция истории – расчленение раздела – порождала удивительно диссонансное ощущение: мужчины и женщины поколения моего отца воспринимали себя невольными участниками естественного эксперимента. Когда часы перевели на ноль, вы будто бы могли наблюдать за человеческими жизнями, судьбами и решениями, которые разворачивались от какой-то стартовой черты – или с начала времен. Мой отец слишком остро пережил этот эксперимент. У одного его брата развилась мания и депрессия. У другого рассыпалось чувство реальности. Моя бабушка на всю жизнь приобрела подозрительность к любым формам изменений. Мой отец приобрел вкус к приключениям. Казалось, будто в каждом было свернуто его уникальное будущее – вроде гомункула – и оно просто ожидало, когда его развернут.

Какая сила или механизм могли бы объяснить столь сильное расхождение индивидуальных судеб и решений? В XVIII веке судьбу человека обычно представляли как череду божественно предопределенных событий. Индусы издавна верили, что судьба индивида определяется – с почти арифметической точностью – особым подсчетом добрых и злых поступков, которые он совершил в предыдущей жизни. (Бог в этой схеме представал этаким возвеличенным бухгалтером по налогообложению в сфере морали, который подсчитывает и распределяет доли хорошей и плохой судьбы на основе прошлых инвестиций и убытков.) Христианский бог, способный на необъяснимое милосердие и столь же необъяснимый гнев, казался не столь предсказуемым счетоводом – но все равно был высшим, пусть и менее постижимым арбитром судьбы.

Медицина XIX и XX веков предложила более светские концепции судьбы и выбора. Болезнь – возможно, самое очевидное и универсальное из всех проявлений судьбы – теперь можно было описывать механистически: не как произвольный акт божественного возмездия, а как следствие воздействий, рисков, предрасположенностей, условий и поведения. Выбор понимали как выражение психологических особенностей, опыта, воспоминаний, травм и вообще личной истории индивида. К середине XX века идентичность, влечения, темперамент и предпочтения (гетеросексуальность или гомосексуальность, импульсивность или осторожность) все чаще описывали как продукты пересечения психологических импульсов, автобиографического опыта и случайностей. Тогда родилась эпидемиология выбора и судьбы.

В первые десятилетия XXI века мы учимся говорить на очередном языке причин и следствий и создаем новую эпидемиологию самости: мы начинаем описывать болезни, идентичность, влечения, темперамент, предпочтения – и в конечном счете выбор и судьбу – в контексте генов и геномов. Это не означает, что нам нужно утвердиться в абсурдном мнении, будто гены – единственные линзы, через которые можно рассматривать фундаментальные аспекты нашей природы и участи. Речь идет о выдвижении и серьезном рассмотрении одной из самых провокационных концепций, охватывающих нашу историю и наше будущее, которая предполагает, что влияние генов на нашу жизнь и сущность богаче, глубже и тревожнее, чем мы себе представляли. Эта концепция становится еще более провокационной и дестабилизирующей по мере того, как мы учимся интерпретировать геном, изменять его и манипулировать им на свое усмотрение, тем самым обретая способность менять будущие судьбы и решения. У нас появились «основания надеяться на всеобъемлющее познание природы[1190], – утверждал Томас Морган в 1919 году. – Ее пресловутая непостижимость в очередной раз оказалась иллюзией». Сейчас мы пытаемся расширить заключения Моргана – не только в отношении природы, но и в отношении природы человека.

Я часто размышлял над возможными жизненными траекториями Джагу и Раджеша, если бы они родились в будущем – скажем, лет через пятьдесят или сто. Используют ли наши знания об их наследственной уязвимости для поиска средств от болезней, которые разрушили их жизни? Применят ли эти знания для «нормализации» таких людей – и если да, то какие моральные, социальные и биологические опасности это повлечет? Дадут ли такие знания толчок к развитию новых форм эмпатии и взаимопонимания? Или же они породят новые формы дискриминации? И не станут ли эти знания основой для переопределения того, что считать «естественным»?

Но я спрашиваю себя: «А что такое „естественно“ на самом деле?» С одной стороны, это вариация, мутация, изменение, непостоянство, делимость, вечное движение. С другой – постоянство, незыблемость, неделимость, надежность. Бхед. Абхед. Вряд ли нас должно удивлять, что ДНК, молекула противоречий, кодирует организм противоречий. Мы ищем в наследственности постоянство – и находим его противоположность: изменчивость. Мутанты необходимы для сохранения сущности нас самих. Наш геном поддерживает хрупкий баланс между противодействующими силами, спаривая разнонаправленные нити, смешивая прошлое и будущее, сталкивая память с устремлениями. Это самое человеческое из всего, что у нас есть. И управление им может оказаться для нашего вида итоговой проверкой осведомленности и рассудительности.

Благодарности

Когда в мае 2010-го я закончил последний черновик 600-страничного «Царя всех болезней»[1191], мне и в голову не могло прийти, что я снова возьмусь за перо ради написания книги. Физическое истощение от работы с «Царем…» было вполне понятным и легко преодолимым, но вот истощение воображения стало совершеннейшей неожиданностью. Когда годом позже газета Guardian премировала «Царя…» как лучшую «первую книгу», один обозреватель посетовал, что стоило бы номинировать ее на премию за лучшую «единственную книгу». Это критическое замечание угодило в самое сердце моих страхов. «Царь…» исчерпал мои сюжеты, конфисковал мои паспорта и наложил арест на мое будущее как писателя; мне больше нечего было рассказывать.

Но все же была одна история: о нормальности, пока она не превращается в злокачественность. Если – слегка извратив описание монстра из эпоса «Беовульф» – представить рак «искаженной версией нас нормальных»[1192], то что тогда порождает неискаженные вариации нас нормальных? «Ген» и есть та самая история, история поиска нормальности, идентичности, наследственности и изменчивости. «Ген» – это приквел «Царя…».

Я благодарен бесчисленному множеству людей. Книги о семье и наследственности не столько пишутся, сколько проживаются. Сара Зи, моя жена и мой самый страстный собеседник и читатель, а также дочери Лила и Ария служили мне ежедневным напоминанием о моей заинтересованности в генетике и будущем. Мой отец, Сибесвар, и мать, Чандана, стали неотъемлемой частью этой истории. Когда было нужно, моя сестра Рану и ее муж Санджай оказывали мне моральную поддержку. Джуди и Чиамин Зи, а также Дэвид Зи и Кэтлин Донохью участвовали в дискуссиях о семье и будущем.

Необычайно великодушные читатели обеспечили фактическую точность этой книги, комментируя ее содержание. В их числе: Пол Берг (его экспертная сфера – генетика и клонирование), Дэвид Ботштейн (картирование генов), Эрик Ландер и Роберт Уотерстон (проект «Геном человека»), Роберт Хорвиц и Дэвид Хирш (биология червей), Том Маниатис (молекулярная биология), Шон Кэрролл (регуляция генов и эволюция), Харольд Вармус (рак), Нэнси Сигал (исследования близнецов), Индер Верма (генетическая терапия), Нэнси Векслер (картирование человеческих генов), Маркус Фельдман (эволюция человека), Джеральд Фишбах (шизофрения и аутизм), Дэвил Эллис и Тимоти Бестор (эпигенетика), Фрэнсис Коллинз (картирование генов и проект «Геном человека»), Эрик Топол (генетика человека) и Хью Джекман (играл Росомаху в «Людях-икс»; эксперт по мутантам).

Ашок Рай, Нелл Брейер, Билл Хелман, Гаурав Маджумдар, Суман Широдкар, Меру Гокхале, Чики Саркар, Дэвид Блиштейн, Азра Реза, Четна Чопра и Суджой Бхаттачария читали ранние рукописи и делали чрезвычайно ценные замечания. Беседы с Лиз Юскэвидж, Матвеем Левенштейном, Рэйчел Файнштейн и Джоном Карреном были бесценны. Отрывок из этой книги появился в эссе о работе Юскэвидж «Близнецы», а другой отрывок – в моей книге 2015 года «Законы медицины». Бриттани Раш терпеливо (и с блестящим результатом) собирала воедино восемьсот с лишним ссылок и занималась скучнейшими производственными аспектами; Дэниел Лёдель прочитал и отредактировал рукопись за одни выходные, чтобы доказать, что это выполнимо. Мия Кроули-Хальд и Анна-София Уоттс превосходно выполнили корректорскую работу, а Кейт Ллойд оказалась в высшей степени способным пиарщиком.

Нэн Грэм: Вы прочли все 68 черновиков? Точно да. И вместе со Стюартом Уильямсом и неутомимой Сарой Чалфант, которые впервые увидели эту книгу через крошечное окошко двухабзацной заявки на публикацию, вы придали «Гену» облик, форму, ясность, весомость и безотлагательность. Спасибо!

Словарь терминов

Аллель. Вариант, альтернативная форма гена. Обычно появляется в результате мутаций. У гена может быть множество аллелей, и они могут обусловливать фенотипические вариации.

Белок (полипептид). Химическое вещество, по сути представляющее собой цепочку аминокислот, которая строится в ходе трансляции гена. Белки выполняют основную массу функций в клетке, включая передачу сигналов, механическую поддержку и ускорение биохимических реакций. «Работа» генов чаще всего сводится именно к предоставлению программ, инструкций для синтеза белков. После трансляции белки могут модифицироваться химически – присоединением небольших молекул вроде фосфатов, сахаров или липидов.

Ген. Единица наследственности; обычно это участок молекулы ДНК, кодирующий белок или специфическую РНК (в особых случаях гены изначально представлены и переносятся в форме РНК).

Геном. Совокупость всей генетической информации организма. В состав генома входят: гены, кодирующие белки; гены, не кодирующие белки; регуляторные области генов; последовательности ДНК с неизвестными пока функциями.

Генотип. Совокупность генетической информации организма, определяющая его физические, химические, биологические и интеллектуальные характеристики (см. Фенотип).

ДНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота – химическое вещество, выступающее носителем генетической информации у всех клеточных организмов. Обычно она представлена двумя спаренными, взаимодействующими по принципу комплементарности нитями. Каждая из них представляет собой цепочку из химических звеньев, сокращенно называемых А, Ц, Т и Г[1193]. Гены – участки этой цепочки, которые организованы и «считываются» по принципу «генетического кода»; информация, закодированная в последовательности ДНК-звеньев, сначала переводится на «язык» РНК (в ходе транскрипции), затем – на «язык» белка (в ходе трансляции).

Мутация. Изменение первичной структуры (нуклеотидной последовательности) ДНК. Мутации могут быть «молчащими», то есть не влияющими ни на одну из функций организма, а могут выражаться в изменении каких-то структур или функций.

Обратная транскрипция. Процесс синтеза цепи ДНК по РНК-матрице ферментом под названием «обратная транскриптаза» (РНК-зависимая ДНК-полимераза). Этим ферментом оснащены ретровирусы[1194].

Органелла (органоид). Специализированная внутриклеточная структура, чаще всего ограниченная мембраной и предназначенная для выполнения какой-то особой функции. Например, митохондрия – это органелла, предназначенная для производства энергии.

Пенетрантность. Высчитывается как доля организмов с определенным вариантом гена, у которых проявляется ассоциированный с этим вариантом признак (фенотип). В медицинской генетике речь идет о доле индивидов с определенным генотипом, у которых проявляются симптомы связанного с этим генотипом заболевания[1195].

Признаки, доминантные и рецессивные. Физические и биологические характеристики организма; обычно кодируются генами. Множество генов может кодировать один признак, как и один ген может кодировать много признаков. Доминантным признаком называют тот, что обычно проявляется, когда организм получает и доминантный, и рецессивный аллели гена, отвечающего за соответствующую характеристику. Рецессивный же признак проявляется только в случае, если организм получил два рецессивных аллеля. Аллели некоторых генов могут взаимодействовать по принципу кодоминирования, и тогда при получении доминантного и рецессивного аллелей у организма проявится смешанный вариант признака.

Рибосома. Немембранная органелла из молекул белков и РНК, которая отвечает за перекодирование информации, зашифрованной в структуре матричной РНК, в аминокислотную последовательность белка.

РНК. Рибонуклеиновая кислота – химическое вещество, выполняющее в клетке несколько функций, в том числе функцию «промежуточной инструкции», посредника между геном и кодируемым им белком. Молекула РНК выглядит как цепочка азотистых оснований – А, Ц, Г и У, – нанизанных на сахарофосфатный остов. Обычно РНК пребывает в клетке в одноцепочечном состоянии (в отличие от всегда двухцепочечной ДНК), однако в специфических условиях могут образовываться и двухцепочечные РНК. У ретро– и некоторых других вирусов РНК служит носителем генетической информации.

Транскрипция. Процесс синтеза РНК-копии гена; протекает в соответствии с принципами генетического кодирования. На основе, например, участка ДНК из триплетов АТГ-ЦАЦ-ГГГ построится РНК-копия из триплетов АУГ-ЦАЦ-ГГГ.

Трансляция (генов). Осуществляемый рибосомой синтез белка, процесс перевода генетической информации из РНК-инструкции в аминокислотную последовательность. В ходе трансляции цепь аминокислот выстраивается в соответствии с последовательностью так называемых кодонов в составе РНК (триплетов, то есть групп из трех нуклеотидов): например, распознав кодон АУГ, трансляционная машина добавит к строящемуся белку аминокислоту метионин[1196].

Трансформация. В общем случае – горизонтальный перенос генетического материала из одного организма в другой. Для бактерий, например, типична передача генетической информации не только потомству в ходе размножения («вертикально»), но и «горизонтально» – не дочерним клеткам[1197].

Фенотип. Совокупность биологических, телесных и интеллектуальных характеристик индивида. В это понятие можно включать не только простые признаки типа цвета кожи или глаз, но и очень сложные – вроде темперамента или личности. Фенотип определяется генами, эпигенетическими модификациями, средой и случайностями.

Фермент (энзим). Белок[1198], ускоряющий химическую реакцию.

Хроматин. Вещество, из которого состоят хромосомы. Название происходит от chroma («цвет»), поскольку хроматин впервые обнаружили при окрашивании клеток. В состав хроматина могут входить ДНК, РНК и белки[1199].

Хромосома. Внутриклеточная структура из ДНК и белков, хранящая генетическую информацию.

Центральная догма, или центральная теория (молекулярной биологии). Утверждает, что у подавляющего большинства организмов биологическая информация передается от ДНК (генов) через матричную РНК белкам. Эта теория не раз модифицировалась. Было установлено, например, что ретровирусы содержат ферменты, позволяющие строить ДНК по матрице РНК.

Эпигенетика. Занимается изучением фенотипических вариаций, обусловленных не изменениями первичной структуры ДНК (последовательности А, Ц, Т, Г), а химическими модификациями ее звеньев (например, метилированием) или изменениями характера упаковки ДНК посредством ДНК-связывающих белков (гистонов, например)[1200]. Некоторые из таких изменений наследуются.

Ядро. Ограниченная мембраной клеточная структура (органелла), характерная для клеток животных и растений, но не бактерий. У животных хромосомы (соответственно, и бо́льшая часть генов) содержатся именно в клеточном ядре, однако некоторые гены локализованы в митохондриях[1201].

Хронология

350 год до н. э. Аристотель утверждает, что наследственная информация передается в форме сообщений.

1859. Дарвин публикует «Происхождение видов…».

1865. Мендель устанавливает, что единицы наследственности дискретны.

1869. Гальтон публикует «Наследственного гения» и вводит термин «евгеника».

1900–1909. «Переоткрывают» работу Менделя и вводят термин «ген».

1908–1915. Морган и его студенты открывают сцепленное наследование и кроссинговер.

1927. Кэрри Бак стерилизуют частичным удалением и перевязкой маточных труб.

1934–1935. Разрабатывают Нюрнбергские законы о защите наследственного здоровья немецкого народа.

1933–1939. Германия как «биологическое государство» запускает кампанию по расовой гигиене.

1943. Менгеле начинает в Освенциме эксперименты над еврейскими близнецами.

1941–1944. Эвери доказывает, что носитель генетической информации – ДНК.

1953. Уотсон, Крик, Уилкинс и Франклин устанавливают структуру ДНК.

1945–1960. Вскрывают принципы регуляции работы генов и узнают, что гены действуют посредством закодированных в них РНК.

1961–1963. Расшифровывают генетический код.

1968–1973. Берг, Коэн и Бойер получают первые рекомбинантные ДНК.

1975. На Асиломарской конференции предлагают ввести мораторий на создание рекомбинантных ДНК.

1970–1980. Изобретают новые методы клонирования и амплификации генов.

1976. Обнаруживают, что рак обусловлен генетическими мутациями.

1978–1988. Картируют гены, ассоциированные с болезнями человека.

1990. Устанавливают, что организм развивается как мужской благодаря единственному гену, SRY.

1993. Группа генетиков заявляет о существовании «гена гомосексуальности».

1994. Масштабное генетическое исследование разрушает концепцию расы.

1998. Выделяют человеческие эмбриональные стволовые клетки.

1999. Джесси Гелсингер умирает после неудавшейся попытки генотерапии.

2000. Сообщают о черновом прочтении генома человека.

2005–2008. Исследования человеческого генома трансформируют представления о происхождении и миграции человека.

2009–2013. Выявляют гены, связанные с развитием шизофрении, аутизма и биполярного расстройства.

2010–2015. Разрабатывают новые методы «правки» и изменения человеческих геномов.

Избранная литература

Arendt H. Eichmann in Jerusalem: A Report on the Banality of Evil. NY: Viking, 1963.

Aristotle. Generation of Animals. Leiden: Brill Archive, 1943.

Aristotle. History of Animals / Balme D. M. (ed.). Cambridge: Harvard University Press, 1991.

Aristotle. The Complete Works of Aristotle / Revised Oxford Translation; Barnes J. (ed.). Princeton, NJ: Princeton University Press, 1984.

Berg P., Singer M. Dealing with Genes: The Language of Heredity. Mill Valley, CA: University Science Books, 1992.

Berg P. George Beadle, An Uncommon Farmer: The Emergence of Genetics in the 20th Century. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2003.

Bliss C. Race Decoded: The Genomic Fight for Social Justice. Palo Alto, CA: Stanford University Press, 2012.

Browne E. J. Charles Darwin: A Biography. NY: Alfred A. Knopf, 1995.

Carey N. The Epigenetics Revolution: How Modern Biology Is Rewriting Our Understanding of Genetics, Disease, and Inheritance. NY: Columbia University Press, 2012.

Chesterton G. K. Eugenics and Other Evils. London: Cassell, 1922.

Cobb M. Generation: The Seventeenth-Century Scientists Who Unraveled the Secrets of Sex, Life, and Growth. NY: Bloomsbury Publishing, 2006.

Cook-Deegan R. M. The Gene Wars: Science, Politics, and the Human Genome. NY: W. W. Norton, 1994.

Crick F. What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery. NY: Basic Books, 1988.

Crotty S. Ahead of the Curve: David Baltimore’s Life in Science. Berkeley: University of California Press, 2001.

Darwin C. On the Origin of Species by Means of Natural Selection. London: Murray, 1859.

Darwin C. The Autobiography of Charles Darwin / F. Darwin (ed.). Amherst, NY: Prometheus Books, 2000.

Dawkins R. The Blind Watchmaker: Why the Evidence of Evolution Reveals a Universe without Design. NY: W. W. Norton, 1986.

Dawkins R. The Selfish Gene. Oxford: Oxford University Press, 1989.

Desmond A., Moore J. Darwin. NY: Warner Books, 1991.

De Vries H. The Mutation Theory (vol. 1). Chicago: Open Court, 1909.

Dobzhansky T. Genetics and the Origin of Species. NY: Columbia University Press, 1937.

Dobzhansky T. Heredity and the Nature of Man. NY: New American Library, 1966.

Edelson E. Gregor Mendel, and the Roots of Genetics. NY: Oxford University Press, 1999.

Feinstein A. A History of Autism: Conversations with the Pioneers. West Sussex: Wiley-Blackwell, 2010.

Flynn J. Intelligence and Human Progress: The Story of What Was Hidden in Our Genes. Oxford: Elsevier, 2013.

Fox Keller E. The Century of the Gene. Cambridge: Harvard University Press, 2009.

Fredrickson D. S. The Recombinant DNA Controversy: A Memoir: Science, Politics, and the Public Interest 1974–1981. Washington, DC: American Society for Microbiology Press, 2001.

Friedberg E. C. A Biography of Paul Berg: The Recombinant DNA Controversy Revisited. Singapore: World Scientific Publishing, 2014.

Gardner H. E. Frames of Mind: The Theory of Multiple Intelligences. NY: Basic Books, 2011.

Gardner H. E. Intelligence Reframed: Multiple Intelligences for the 21st Century. NY: Perseus Books Group, 2000.

Genetics and the Unsettled Past: The Collision of DNA, Race, and History / Wailoo K., Nelson A., Lee C. (eds.). New Brunswick, NJ: Rutgers University Press, 2012.

Glimm A. Gene Hunter: The Story of Neuropsychologist Nancy Wexler. NY: Franklin Watts, 2005.

Hamer D. Science of Desire: The Gay Gene and the Biology of Behavior. NY: Simon & Schuster, 2011.

Happe K. E. The Material Gene: Gender, Race, and Heredity after the Human Genome Project. NY: NYU Press, 2013.

Harper P. S. A Short History of Medical Genetics. Oxford: Oxford University Press, 2008.

Hausmann R. To Grasp the Essence of Life: A History of Molecular Biology. Berlin: Springer Science & Business Media, 2013.

Henig R. M. The Monk in the Garden: The Lost and Found Genius of Gregor Mendel, the Father of Genetics. Boston: Houghton Mifflin, 2000.

Herring M. Y. Genetic Engineering. Westport, CT: Greenwood, 2006.

Herrnstein R., Murray C. The Bell Curve. NY: Simon & Schuster, 1994.

Herschel J. F. W. A Preliminary Discourse on the Study of Natural Philosophy / A Facsimile of the 1830 ed. NY: Johnson Reprint, 1966.

Hodge R. The Future of Genetics: Beyond the Human Genome Project. NY: Facts on File, 2010.

Hughes S. S. Genentech: The Beginnings of Biotech. Chicago: University of Chicago Press, 2011.

Intelligence Quotient: Testing, Role of Genetics and the Environment and Social Outcomes / Kush J. C. (ed.). NY: Nova Science, 2013.

Jamison K. R. Touched with Fire. NY: Simon & Schuster, 1996.

Judson H. F. The Eighth Day of Creation. NY: Simon & Schuster, 1979.

Judson H. F. The Search for Solutions. NY: Holt, Rinehart, and Winston, 1980.

Kevles D. J. In the Name of Eugenics: Genetics and the Uses of Human Heredity. NY: Alfred A. Knopf, 1985.

Kornberg A. For the Love of Enzymes: The Odyssey of a Biochemist. Cambridge: Harvard University Press, 1991.

Kornberg A. The Golden Helix: Inside Biotech Ventures. Sausalito, CA: University Science Books, 2002.

Kornberg A., Alaniz A., Kolter R. Germ Stories. Sausalito, CA: University Science Books, 2007.

Kornberg A., Baker T. A. DNA Replication. San Francisco: W. H. Freeman, 1980.

Krimsky S. Genetic Alchemy: The Social History of the Recombinant DNA Controversy. Cambridge: MIT Press, 1982.

Krimsky S. Race and the Genetic Revolution: Science, Myth, and Culture. NY: Columbia University Press, 2011.

Larson E. J. Evolution: The Remarkable History of a Scientific Theory (vol. 17). NY: Random House Digital, 2004.

Lombardo P. A. Three Generations, No Imbeciles: Eugenics, the Supreme Court, and Buck v. Bell. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2008.

Lyell C. Principles of Geology: Or, The Modern Changes of the Earth and Its Inhabitants Considered as Illustrative of Geology. NY: D. Appleton & Company, 1872.

Lyon J., Gorner P. Altered Fates: Gene Therapy and the Retooling of Human Life. NY: W. W. Norton, 1996.

Maddox B. Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA. UK: HarperCollins, 2002.

McCabe L. L., McCabe E. R. B. DNA: Promise and Peril. Berkeley: University of California Press, 2008.

McElheny V. K. Drawing the Map of Life: Inside the Human Genome Project. NY: Basic Books, 2012.

McElheny V. K. Watson and DNA: Making a Scientific Revolution. Cambridge: Perseus, 2003.

Mendel G. Gregor Mendel’s Experiments on Plant Hybrids: A Guided Study / Corcos A. F., Monaghan F. V. (eds.). New Brunswick, NJ: Rutgers University Press, 1993.

Morange M. A History of Molecular Biology / Cobb M. (trans.). Cambridge: Harvard University Press, 1998.

Morgan T. H. The Mechanism of Mendelian Heredity. NY: Holt, 1915.

Morgan T. H. The Physical Basis of Heredity. Philadelphia: J. B. Lippincott, 1919.

Müller-Wille S., Rheinberger H.-J. A Cultural History of Heredity. Chicago: University of Chicago Press, 2012.

Olby R. C. The Path to the Double Helix: The Discovery of DNA. NY: Dover Publications, 1994.

Paley W. The Works of William Paley. Philadelphia: J. J. Woodward, 1836.

Patterson P. H. The Origins of Schizophrenia. NY: Columbia University Press, 2013.

Phage and the Origins of Molecular Biology / Cairns J., Stent G. S., Watson J. D. (eds.). Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1968.

Portugal F. H., Cohen J. S. A Century of DNA: A History of the Discovery of the Structure and Function of the Genetic Substance. Cambridge: MIT Press, 1977.

Posner G. L., Ware J. Mengele: The Complete Story. NY: McGraw-Hill, 1986.

Ridley M. Genome: The Autobiography of a Species in 23 Chapters. NY: Harper-Collins, 1999.

Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular Cloning (vol. 2). Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.

Sayre A. Rosalind Franklin and DNA. NY: W. W. Norton, 2000.

Schrödinger E. What Is Life?: The Physical Aspect of the Living Cell. Cambridge: Cambridge University Press, 1945.

Schwartz J. In Pursuit of the Gene: From Darwin to DNA. Cambridge: Harvard University Press, 2008.

Seedhouse E. Beyond Human: Engineering Our Future Evolution. NY: Springer, 2014.

Shapshay S. Bioethics at the Movies. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2009.

Shreeve J. The Genome War: How Craig Venter Tried to Capture the Code of Life and Save the World. NY: Alfred A. Knopf, 2004.

Singer M., Berg P. Genes & Genomes: a Changing Perspective. Sausalito, CA: University Science Books, 1991.

Stacey J. The Cinematic Life of the Gene. Durham, NC: Duke University Press, 2010.

Sturtevant A. H. A History of Genetics. NY: Harper & Row, 1965.

Sulston J., Ferry G. The Common Thread: A Story of Science, Politics, Ethics, and the Human Genome. Washington, DC: Joseph Henry Press, 2002.

Thurstone L. L. Learning Curve Equation. Princeton, NJ: Psychological Review Company, 1919.

Thurstone L. L. Multiple-Factor Analysis: A Development & Expansion of the Vectors of Mind. Chicago: University of Chicago Press, 1947.

Thurstone L. L. The Nature of Intelligence. London: Routledge, Trench, Trubner, 1924.

Venter C. J. A Life Decoded: My Genome, My Life. NY: Viking, 2007.

Wade N. Before the Dawn: Recovering the Lost History of Our Ancestors. NY: Penguin, 2006.

Watson J. D. The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA. London: Weidenfeld & Nicolson, 1981.

Watson J. D. Recombinant DNA: Genes and Genomes: A Short Course. NY: W. H. Freeman, 2007.

Watson J. D., Tooze J. The DNA Story: A Documentary History of Gene Cloning. San Francisco: W. H. Freeman, 1981.

Wells H. G. Mankind in the Making. Leipzig: Tauchnitz, 1903.

Wells S., Read M. The Journey of Man: A Genetic Odyssey. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2002.

Wexler A. Mapping Fate: A Memoir of Family, Risk, and Genetic Research. Berkeley: University of California Press, 1995.

Wilkins M. Maurice Wilkins: The Third Man of the Double Helix: An Autobiography. Oxford: Oxford University Press, 2003.

Wright W. Born That Way: Genes, Behavior, Personality. London: Routledge, 2013.

Yi D. The Recombinant University: Genetic Engineering and the Emergence of Stanford Biotechnology. Chicago: University of Chicago Press, 2015.

Примечания

1

«Верное установление законов наследственности»: Bateson W. Problems of Heredity as a Subject for Horticultural Investigation // A Century of Mendelism in Human Genetics / M. Keynes, A. W. F. Edwards, R. Peel (eds). Boca Raton, FL: CRC Press, 2004.

2

Перевод эпиграфа начиная со второго предложения взят из: Мураками Х. 1Q84. Книга 1. Апрель – июнь / пер. Д. В. Коваленина. М.: Эксмо, 2020. – Прим. ред.

3

Гомер. Одиссея / пер. В. В. Вересаева. М.: ГИХЛ, 1953. – Здесь и далее прим. ред., если не указано иное.

4

«В вас не погибла, я вижу»: Eliot C. W. The Harvard Classics: The Odyssey of Homer. Danbury, CT: Grolier Enterprises, 1982.

5

Перевод: isabella-lea.livejournal.com/421951.html. Если же в ущерб художественности приблизить перевод к оригиналу, заодно вписав его в генетический контекст этой книги, выйдет примерно так:

Уродуют тебя они, отец и мать.

И хоть их цели могут быть благими,

В тебя свой хлам они начнут пихать

Плюс наградят изъянами другими.

Перевод: http://panov-a-w.ru/stihi/larkin-epitafija.html.

6

«Тебя испортят папа с мамой»: Larkin P. High Windows. NY: Farrar, Straus and Giroux, 1974.

7

Конфабуляции (психиатр.) – симптом расстройства памяти, выражающийся в ложных воспоминаниях; в классическом понимании термина – рассказы («воспоминания») о вымышленных событиях как о реальных. Чаще в понятие «конфабуляции» включают и псевдореминисценции – смещенные во времени воспоминания о реальных событиях. Вымыслы и искаженные воспоминания часто смешиваются.

8

В 1947 году британское колониальное владение Британская Индия получило независимость и разделилось на два доминиона – Индийский Союз и Пакистан. Раздел сопровождался массовыми миграциями населения и кровопролитием.

9

Восточная Бенгалия вошла в состав Пакистана, а в 1971 году и вовсе стала отдельным государством – Бангладеш. Многие индусы после раздела предпочли перебраться из мусульманского Пакистана на конфессионально «родную» территорию. Мусульмане мигрировали в противоположном направлении.

10

Столкновения начались в «День прямых действий», который лидер Всеиндийской мусульманской лиги назначил на 16 августа 1946 года. В преддверии получения Британской Индией независимости лига безуспешно настаивала на отделении от будущего государства мусульманских территорий, то есть на создании Пакистана. В «День прямых действий» лига проводила по всей стране мусульманские митинги, в Калькутте же из-за особых политических и социальных обстоятельств они вылились в погромы домов, лавок и храмов индусов. Бездействие полиции способствовало эскалации насилия, и через двое суток уже индусы атаковали мусульман. Город был завален разлагающимися телами и мусором, вагоны поездов набивались до отказа беженцами. Лишь 22 августа, после ввода в Калькутту нескольких войсковых батальонов, почти недельная резня прекратилась. Однако религиозно-общинные столкновения охватили соседние территории и стихли лишь к октябрю. Таким образом, «День прямых действий» ознаменовал начало Великой калькуттской резни, или Недели длинных ножей, которая предрешила судьбу получающего независимость государства: стало очевидным, что его разделу быть (Паршев А. П., Степаков В. Н. Не там и не тогда. Когда началась и где закончилась Вторая мировая? М.: Алгоритм, 2015; Юрлов Ф. Н., Юрлова Е. С. История Индии. XX век. М.: Институт востоковедения РАН, 2010; Википедия, англ.).

11

Сиблинги, или сибсы (генет.) – дети одних и тех же родителей; термин позволяет не конкретизировать пол и избегать длинных формулировок с «братьями» и «сестрами».

12

В 2009 году шведские ученые: Lichtenstein P., Yip B. H., Björk C. et al. Common genetic determinants of schizophrenia and bipolar disorder in Swedish families: a population-based study. Lancet. 2009; 373 (9659): 234–239.

13

В 2012 году вышло еще несколько работ: Aukes M. F., Laan W., Termorshuizen F. et al. Familial clustering of schizophrenia, bipolar disorder, and major depressive disorder. Genetics in Medicine. 2012; 3 (14): 338–341.

14

Три взрывных научных идеи: Bauer M. W. Atoms, Bytes and Genes: Public Resistance and Techno-Scientific Responses. NY: Routledge, 2015.

15

Если бит – минимальная единица измерения информации (0/1; да/нет), то байт, в типичном случае состоящий из 8 битов, – минимальная единица хранения и обработки цифровой информации.

16

Под битом (байтом) я подразумеваю довольно сложное понятие, которое не исчерпывается определением стандартной единицы компьютерной архитектуры. Я опираюсь на более общую и сложнее постижимую концепцию, согласно которой вся сложная информация материального мира может быть описана или закодирована в виде суммы дискретных частей, содержание которых ограничивается лишь состояниями «вкл/выкл» («да/нет»). Полнее эта концепция и ее влияние на естественные науки и философию освещается в книге Джеймса Глика (Глик Дж. Информация. История. Теория. Поток. М.: АСТ: Corpus, 2016). Выразительнее всего эту теорию представил физик Джон Уилер в 1990-х: «Каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум формирует свою функцию, свой смысл и, в конечном счете, само свое существование <…> из ответов на вопросы вида „да или нет“, из бинарных альтернатив, из битов; <…> кратко говоря, все физические сущности имеют информационно-теоретическое происхождение». Бит (или байт) – понятие, придуманное человеком, но определяющая его теория цифровой информации представляет собой красивый закон природы. – Прим. автора.

17

«В сумме частей – лишь части»: Vendler H. Wallace Stevens: Words Chosen out of Desire. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1984.

18

«Весь органический мир»: de Vries H. Intracellular Pangenesis: Including a Paper on Fertilization and Hybridization. Chicago: Open Court, 1910.

19

«Алхимия не могла стать химией»: Gilbert A. W. The Science of Genetics. Journal of Heredity. 1914; 6 (5): 239.

20

«То, что фундаментальные аспекты наследственности»: Morgan T. H. The Physical Basis of Heredity. Philadelphia: J. B. Lippincott, 1919.

21

У бактерий хромосомы бывают кольцевыми. – Прим. автора.

22

По данным 2021 года, гаплоидный набор человеческих хромосом несет примерно 20 тысяч генов, кодирующих белки, и не меньше генов РНК, не транслирующихся в белки.

23

«поиск вечной молодости»: Lyon J., Gorner P. Altered Fates: Gene Therapy and the Retooling of Human Life. NY: W. W. Norton, 1996.

24

Картирование – определение местоположения гена в геноме. – Прим. перев.

25

Некоторые темы – например, генетически модифицированные организмы (ГМО), будущее генетических патентов, генетика в основе изобретения или биосинтеза лекарств, создание генетически новых видов – заслуживают отдельных книг. Объем этой, увы, не позволяет осветить их в полной мере. – Прим. автора.

26

«Недостающая наука о наследственности»: Wells H. G. Mankind in the Making. Leipzig: Tauchnitz, 1903.

27

Уайльд О. Как важно быть серьезным / пер. И. Кашкина // Собрание сочинений в трех томах. М.: Терра, 2000. – Прим. перев.

28

«Джек. Да, но ты сам сказал»: Wilde O. the Importance of Being Earnest. NY: Dover Publications, 1990.

29

«Изучающие наследственность отлично»: Chesterton G. K. Eugenics and Other Evils. London: Cassell, 1922.

30

Старобрненский монастырь возвели специально для монахинь-цистерцианок. Они провели в его стенах почти пять столетий, пока в 1782 году общину не упразднили (с передачей имущества государству) в рамках реформ императора Священной Римской империи Иосифа II. Реформы были направлены на полное подчинение Церкви государству. Священники переходили в разряд госслужащих, а потому были обязаны выполнять общественно полезные светские функции. Монастыри, не выбравшие «профориентацию», подлежали упразднению. Августинцев спасла научно-образовательная деятельность.

31

августинцы, к счастью, не видели проблемы: Matthews G. B. The Augustinian Tradition. Berkeley: University of California Press, 1999.

32

В октябре 1843 года к общине присоединился: Подробности о жизни Менделя в монастыре августинцев взяты из разных источников, включая Mendel G., Corcos A. F., Monaghan F. V. Gregor Mendel’s Experiments on Plant Hybrids: A Guided Study. New Brunswick, NJ: Rutgers University Press, 1993; Edelson E. Gregor Mendel: And the Roots of Genetics. NY: Oxford University Press, 1999; Henig R. M. The Monk in the Garden: The Lost and Found Genius of Gregor Mendel, the Father of Genetics. Boston: Houghton Mifflin, 2000.

33

Потрясения 1848 года: Berenson E. Populist Religion and Left-Wing Politics in France, 1830–1852. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1984.

34

«Скованный неодолимой робостью»: Henig R. M. The Monk in the Garden, 37.

35

он предложил свою кандидатуру на должность учителя математики: Там же, 38.

36

В конце весны 1850-го воодушевленный Мендель: Sootin H. Gregor Mendel: Father of the Science of Genetics. NY: Random House Books for Young Readers, 1959.

37

Мендель 20 июля направился из Брно в Вену: Henig R. M. The Monk in the Garden, 62.

38

16 августа он предстал перед экзаменаторами: Там же, 47.

39

Дые – чешское название, Тайя – немецкое.

40

В 1842 году 39-летний Доплер: Mehra J., Rechenberg H. The Historical Development of Quantum Theory. NY: Springer-Verlag, 1982.

41

Это простейшее определение знаменитого эффекта Доплера, который сейчас повсеместно используется для оценки параметров движения космических объектов или параметров кровотока при проведении УЗИ, а также для обнаружения, позиционирования и определения скорости летательных аппаратов и наземных объектов.

42

Но в 1845 году Доплер посадил на поезд: Haven K. F. 100 Greatest Science Discoveries of All Time. Westport, CT: Libraries Unlimited, 2007, 75–76.

43

Но эти категории, предложенные шведским ботаником: Anderson M. J. Carl Linnaeus: Father of Classification. Springfield, NJ: Enslow Publishers, 1997.

44

Убийство совершалось как акт возмездия и по настоянию бога Аполлона: когда-то мать и ее любовник убили отца Ореста (совершавшего не менее тяжкие преступления), и мать не принимала участия в воспитании сына.

45

«Дитя родит отнюдь не та, что матерью зовется»: Aeschylus. The Greek Classics: Aeschylus – Seven Plays. Special Edition Books, 2006, 240.

46

Эсхил. Эвмениды / пер. С. К. Апта // Трагедии. М.: Искусство, 1978. – Прим. перев.

47

Пифагор узнал от индийских или вавилонских геометров: Eli M. The Pythagorean Theorem: A 4,000-Year History. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2007.

48

Спустя столетие после смерти Пифагора: Plato. The Republic / Bloom A. (ed. and trans.). NY: Basic Books, 1968.

49

В одном из самых любопытных пассажей «Государства»: Plato. The Republic. Edinburgh: Black & White Classics, 2014, 150.

50

«Коль это останется невдомек нашим стражам»: Там же.

51

Платон. Государство / пер. А. Н. Егунова // Собрание сочинений в четырех томах. М.: Мысль, 1994. – Прим. перев.

52

Результатом анализа стал небольшой трактат «О возникновении животных»: Aristotle. Generation of Animals. Leiden: Brill Archive, 1943.

53

«Рождаются от увечных увечные»: Aristotle. History of Animals, Book VII / Balme D. M. (ed. and trans.). Cambridge, MA: Harvard University Press, 1991.

54

Аристотель. История животных / пер. В. П. Карпова. М.: Издательский центр РГГУ, 1996. – Прим. перев.

55

Патрилинейное наследование (от греч. patros) – передача признаков по отцовской линии. – Прим. перев.

56

«некоторых вещей родители даже не имеют»: Aristotle. The Complete Works of Aristotle: The Revised Oxford Translation / Barnes J. (ed.). Princeton, NJ: Princeton University Press, 1984, bk. 1, 1121.

57

Аристотель. О возникновении животных. М.; Л.: Издательство АН СССР, 1940. (Далее все цитаты из трактата «О возникновении животных» приводятся по этому изданию.) – Прим. перев.

58

Аристотель предложил альтернативную теорию: Aristotle. Aristotle: Logic and Metaphysics // The Works of Aristotle / Ross W. D. (ed. and trans.). Chicago: Encyclopædia Britannica, 1952.

59

Если использовать терминологию Аристотеля, то мужское семя несет «формальную причину», наделяет будущего ребенка «формой» – фундаментальным принципом человеческой организации, видовым дизайн-проектом. Индивидуальные же признаки (типа цвета глаз и формы носа) наследуются и от отца, и от матери.

60

«[Как] от плотника не переходит в древесину ничего вещественного»: Aristotle. Complete Works of Aristotle, 1134.

61

Аристотель. О возникновении животных. – Прим. перев.

62

Макс Дельбрюк пошутит: Novotny D., Novak L. Neo-Aristotelian Perspectives in Metaphysics. NY: Routledge, 2014.

63

В 1520-х швейцарско-немецкий алхимик Парацельс: Paracelsus. Paracelsus: Essential Readings / Godrick-Clarke N. (ed. and trans.). Wellingborough, Northamptonshire, England: Crucible, 1990.

64

«плавать <…> в лоне Первого Родителя нашего»: Reill P. H. Vitalizing Nature in the Enlightenment. Berkeley: University of California Press, 2005.

65

В 1694 году Николаас Хартсокер: Hartsoeker N. Essay de dioptrique. Paris: Jean Anisson, 1694.

66

«В природе ничего не создается заново»: Cobb M. Reading and writing the book of nature: Jan Swammerdam (1637–1680). Endeavour. 2000; 3 (24): 122–128.

67

В 1768 году берлинский эмбриолог Каспар Вольф: Wolff C. F. De formatione intestinorum praecipue. Novi commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. 1768; 12: 43–47. Вольф писал об essentialis corporis и в 1759-м: Aulie R. P. Caspar Friedrich Wolff and his ‘Theoria Generationis’, 1759. Journal of the History of Medicine and Allied Sciences. 1961; 2 (16): 124–144.

68

Главная телесная сила (лат.). – Прим. перев.

69

«Противоборствующие в наши дни точки зрения»: Hertwig O. The Biological Problem of To-day: Preformation or Epigenesis? The Basis of a Theory of Organic Development. London: Heinneman’s Scientific Handbook, 1896.

70

Перевод Владимира Кормана, неизданный. – Прим. перев.

71

«Твердят, что все идет само собой»: Frost R. The Robert Frost Reader: Poetry and Prose / Lathem E. C., Thompson L. (eds). NY: Henry Holt, 2002.

72

Чарльз Дарвин взошел на корабль Его Величества «Бигль»: Darwin C. The Autobiography of Charles Darwin / Darwin F. (ed.). Amherst, NY: Prometheus Books, 2000, 11.

73

Молодой человек пытался изучать медицину: Goldstein J. Charles Darwin, Medical School Dropout. Wall Street Journal. 12.02.2009 (http://blogs.wsj.com/health/2009/02/12/charles-darwin-medical-school-dropout/).

74

в Колледже Христа при Кембриджском университете: Darwin C. Autobiography of Charles Darwin, 37.

75

Затворничая в комнате над табачной лавкой: Desmond A. J., Moore J. R. Darwin. NY: Warner Books, 1991, 52.

76

Генслоу основал и курировал Кембриджский ботанический сад: Isely D. John Stevens Henslow (1796–1861) // One Hundred and One Botanists. Ames: Iowa State University, 1994.

77

Первой стала вышедшая в 1802 году «Естественная теология»: Paley W. The Works of William Paley… Containing His Life, Moral and Political Philosophy, Evidences of Christianity, Natural Theology, Tracts, Horae Paulinae, Clergyman’s Companion, and Sermons, Printed Verbatim from the Original Editions. Complete in One Volume. Philadelphia: J. J. Woodward, 1836.

78

Вторая книга, «Предварительные рассуждения…»: Herschel J. F. W. A Preliminary Discourse on the Study of Natural Philosophy. A Facsim. of the 1830 Ed. NY: Johnson Reprint, 1966.

79

Из ничего (лат.). – Прим. перев.

80

«Восходить к истокам вещей»: Там же, 38.

81

«Реликты минувших веков»: Gorst M. Measuring Eternity: The Search for the Beginning of Time. NY: Broadway Books, 2002, 158.

82

Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора // Собрание сочинений в девяти томах. М.: Изд-во АН СССР, 1939. (Далее все цитаты из «Происхождения видов…» приводятся по этому изданию.) – Прим. перев.

83

«тайна из тайн»: Darwin C. On the Origin of Species by Means of Natural Selection. London: Murray, 1859, 7.

84

среди естествоиспытателей преобладали священники-натуралисты: Armstrong P. Introducing the English Parson-Naturalist // The English Parson-Naturalist: A Companionship between Science and Religion. Leominster, MA: Gracewing, 2000.

85

В августе 1831 года: Henslow J. Letter 105. Darwin Correspondence Project (https://www.darwinproject.ac.uk/letter/entry-105).

86

«Бигль» отплыл не сразу: Darwin C. Voyage of the ‘Beagle’ // The Autobiography of Charles Darwin / Darwin F. (ed.). Amherst, NY: Prometheus Books, 2000.

87

труд Чарльза Лайеля «Основные начала геологии»: Lyell C. Principles of Geology: Or, The Modern Changes of the Earth and Its Inhabitants Considered as Illustrative of Geology. NY: D. Appleton, 1872.

88

Автор «Основных начал геологии» утверждал: Там же, Chapter 8: Difference in Texture of the Older and Newer Rocks.

89

В сентябре 1832 года, исследуя серые утесы: Darwin C. Geological Observations on the Volcanic Islands and Parts of South America Visited during the Voyage of H. M. S. «Beagle». NY: D. Appleton, 1896, 76–107.

90

Череп принадлежал мегатерию: Quammen D. Darwin’s first clues. National Geographic. 2009; 2 (215): 34–53.

91

В 1835 году корабль покинул перуанскую столицу: Darwin C. To J. S. Henslow 12 [August] 1835 / Charles Darwin’s Letters: A Selection, 1825–1859 // Burkhardt F. (ed.). Cambridge: University of Cambridge, 1996, 46–47.

92

20 октября корабль снова: Bettany G. T., Anderson J. P. Life of Charles Darwin. London: W. Scott, 1887, 47.

93

Она отображала происхождение видов: Porter D. M., Graham P. W. Darwin’s Sciences. Hoboken, NJ: Wiley-Blackwell, 2015, 62–63.

94

Вверху страницы Дарвин написал: Там же, 62.

95

Весной 1838 года, когда Дарвин начал новую записную книжку: Shanahan T. The Evolution of Darwinism: Selection, Adaptation, and Progress in Evolutionary Biology. Cambridge: Cambridge University Press, 2004, 296.

96

Но ответ, который Чарльз нашел в октябре 1838 года: Gale B. G. After Malthus: Darwin Working on His Species Theory, 1838–1859 (PhD diss.). University of Chicago, 1980.

97

В 1798 году Мальтус под псевдонимом: Malthus T. R. An Essay on the Principle of Population. Chicago: Courier Corporation, 2007.

[Отрывки из эссе доступны и на русском языке: Мальтус Т. Р. Опыт о законе народонаселения. М.: Директ-Медиа, 2014. – Прим. ред.]

98

«неурожаи, эпидемии, мор и бедствия»: Karlen A. Man and Microbes: Disease and Plagues in History and Modern Times. NY: Putnam, 1995, 67.

99

«Меня сразу поразила мысль»: Darwin C. On the Origin of Species by Means of Natural Selection / Carroll J. (ed.). Peterborough, Canada: Broadview Press, 2003, 438.

100

Дарвин Ч. Воспоминания о развитии моего ума и характера. М.: Изд-во АН СССР, 1959. – Прим. перев.

101

Здесь Дарвин упускает ключевой момент. Изменчивость и естественный отбор убедительно объясняют, как происходит эволюция внутри видов, но они не могут объяснить само образование видов. Для возникновения нового вида нужно, чтобы часть животных исходного вида утратила возможность производить жизнеспособное потомство с другими представителями этого вида. Обычно это происходит, когда животные отделены друг от друга физическим препятствием или перманентно изолированы как-то еще. Позже мы вернемся к этим вопросам. – Прим. автора.

102

Дарвин не знал, как именно получаются потомки с разными признаками. Это еще один факт, к которому мы скоро вернемся. – Прим. автора.

103

Эффект бутылочного горлышка – резкое сокращение численности популяции и, соответственно, ее генетического разнообразия.

104

это выражение – «выживание наиболее приспособленных» – Дарвин позаимствовал: Claeys G. The ‘Survival of the Fittest’ and the Origins of Social Darwinism. Journal of the History of Ideas. 2000; 2 (61): 223–240.

105

Эон – длительный, в несколько эр, период геологической истории Земли.

106

В 1844 году он изложил ее главные моменты: Darwin C. Essay of 1844 / The Foundations of the Origin of Species, Two Essays Written in 1842 and 1844 // Darwin F. (ed.). Cambridge: Cambridge University Press, 1909.

107

Речь идет о Крымской войне 1853–1856 годов, хотя ее название и не отражает весь географический масштаб боевых действий.

108

появилась статья молодого натуралиста Альфреда Рассела Уоллеса: Wallace A. R. XVIII. – On the law which has regulated the introduction of new species. Annals and Magazine of Natural History. 1855; 93 (16): 184–196.

109

Уоллес родился в Монмутшире: Smith C. H., Beccaloni G. Natural Selection and Beyond: The Intellectual Legacy of Alfred Russel Wallace. Oxford: Oxford University Press, 2008, 10.

110

а на жесткой скамье в бесплатной библиотеке: Там же, 69.

111

Как и Дарвин, Уоллес совершил путешествие: Там же, 12.

112

Уоллес отправился из бассейна Амазонки: Там же, ix.

113

«Ответ был ясен»: Flowers B. O. Alfred Russel Wallace. Arena. 1906; 36: 209.

114

В июне 1858 года Уоллес прислал Дарвину черновик: Wallace A. R. Alfred Russel Wallace: Letters and Reminiscences / Marchant J. (ed.). NY: Arno Press, 1975, 118.

115

1 июля в Лондоне обе статьи: Darwin C. The Correspondence of Charles Darwin (vol. 13) / Burkhardt F., Porter D. M., Dean S. A. et al. (eds). Cambridge: Cambridge University Press, 2003, 468.

116

В следующем мае президент общества: Browne E. J. Charles Darwin: The Power of Place. NY: Alfred A. Knopf, 2002, 42.

117

«Я искренне надеюсь, что моя книга»: Darwin C. The Correspondence of Charles Darwin (vol. 7) / Burkhardt F., Smith S. (eds). Cambridge: Cambridge University Press, 1992, 357.

118

«Все копии были проданы в первый же день»: Darwin C. The Life and Letters of Charles Darwin. London: John Murray, 1887, 70.

119

«Заключения, сделанные мистером Дарвином»: Reviews: Darwin’s Origins of Species. Saturday Review of Politics, Literature, Science and Art. 1859; 8: 775–776.

120

«Мы полагаем, что это одна из самых важных работ»: Там же.

121

«Много света будет пролито на происхождение человека»: Darwin C. On the Origin of Species / Quammen D. (ed.). NY: Sterling, 2008, 51.

122

Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. – Прим. перев.

123

предложив вместо плодов «интеллектуальную шелуху»: Owen R. Darwin on the Origin of Species. Edinburgh Review. 1860; 3: 487–532.

124

«Вам придется призвать свое воображение»: Там же.

125

«Огромный пробел»: Darwin C. Darwin’s letter to Asa Gray, September 5, 1857 // Correspondence of Charles Darwin (https://www.darwin-project.ac.uk/letter/entry-2136).

126

«Интересно, мистер Дарвин когда-нибудь»: Hall A. W. The Problem of Human Life: Embracing the «Evolution of Sound» and «Evolution Evolved,» with a Review of the Six Great Modern Scientists, Darwin, Huxley, Tyndall, Haeckel, Helmholtz, and Mayer. London: Hall & Company, 1880, 441.

127

По мнению Ламарка, наследственные признаки: Strickberger M. W. The Lamarckian Heritage // Evolution. Boston: Jones & Bartlett, 1990.

128

«степень выраженности признака пропорциональна»: Там же, 24.

129

Великая Цепь Бытия – установленная богом иерархическая структура мира (лестница). Ее ярусами служат минералы, растения, животные, люди, ангелы, а венчает сам ее творец – образец совершенства, к которому стремятся все остальные. Эта зародившаяся в умах древнегреческих философов концепция набрала мощь в средневековой Европе и сохраняла популярность до XIX века.

130

и чуть не довел себя до нервного расстройства: Schwartz J. In Pursuit of the Gene: From Darwin to DNA. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2008, 2.

131

Он назвал их геммулами: Там же, 2–3.

132

Идея смешения наследственного материала: Charlesworth B., Charlesworth D. Darwin and genetics. Genetics. 2009; 3 (183): 757–766.

133

Дарвин назвал свою теорию «пангенезис»: Там же, 759–60.

134

«Изменение животных и растений в домашнем состоянии»: Darwin C. The Variation of Animals and Plants under Domestication (vol. 2). London: O. Judd, 1868.

135

«Это поспешно выстроенная, сырая гипотеза»: Darwin C. Letter to T. H. Huxley // Correspondence of Charles Darwin (vol. 13), 151.

136

«Пангенезис, пожалуй, назовут больной фантазией»: Darwin C. C. Darwin to Asa Gray, October 16, 1867 // The Life and Letters of Charles Darwin: Including Autobiographical Chapter, vol. 2. / Darwin F. (ed.). NY: Appleton, 1896, 256.

137

«[Вариант] будет задавлен»: Jenkin F. The Origin of Species. North British Review. 1867; 47: 158.

138

Просперо – волшебник из пьесы У. Шекспира «Буря», Калибан – его чудовищно уродливый раб-дикарь.

139

Географическая изоляция могла бы стать частичным ответом на вопрос о «сером вьюрке», ведь она ограничивает скрещивание между разными вариантами. Но все равно оставалось бы неясным, почему разные формы вьюрков продолжают существовать на одном и том же острове, не теряя со временем уникальных черт. – Прим. автора.

140

Железную логику Дженкина нельзя было отрицать. Справедливости ради нужно сказать, что Дарвин и без Дженкина видел в «смешанном наследовании» проблему. «Если разновидностям не препятствовать в свободном скрещивании, такие разновидности будут постоянно уничтожаться. <…> Любой слабый намек на отличие будет постоянно нейтрализовываться», – сетовал Дарвин в своей записной книжке.

141

«Опыты над растительными гибридами»: Mendel G. Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereins Brno. 1866; 4: 3–47 (Journal of the Royal Horticultural Society. 1901; 26: 1–32).

142

он оставил развернутые пометки на страницах 50, 51, 53 и 54: Galton D. Did Darwin read Mendel? Quarterly Journal of Medicine. 2009; 8 (102): 588.

143

«Цветы он любил»: Edelson E. Gregor Mendel and the Roots of Genetics. NY: Oxford University Press, 1999; «Стихотворение Клеменса Янечека о Менделе, написанное после его смерти», 75.

144

«Хотим познать лишь материю и силы, которые ей движут»: Sekerak J. Gregor Mendel and the scientific milieu of his discovery // The Global and the Local: The History of Science and the Cultural Integration of Europe, Proceedings of the 2nd ICESHS / Kokowski M. (ed.). Cracow, 2006.

145

«Весь органический мир – результат бесчисленных сочетаний»: De Vries H. Mutual Independence of Hereditary Characters // Intracellular Pangenesis; Including a Paper on Fertilization and Hybridization. Chicago: Open Court, 1910.

146

Мендель решил вернуться в Вену: Henig R. M. Monk in the Garden, 60.

147

Исследованиям Менделя способствовало давнее увлечение местных фермеров выведением новых сортов растений. К гибридизационным экспериментам проявлял живой интерес даже аббат Сирил Франтишек Напп. – Прим. автора.

148

«оставались неизменными без всяких исключений»: Reeve E. C. R. Encyclopedia of Genetics. London: Fitzroy Dearborn, 2001.

149

Позже об этом забыли. У Менделя были немногочисленные предшественники, которые изучали растительные гибриды столь же интенсивно, но не столь глубоко погружаясь в подсчеты и количественный анализ. В 1820-х английские ботаники Томас Найт, Джон Госс, Александр Сетон и Уильям Герберт, пытаясь вывести более сильные и устойчивые сельскохозяйственные культуры, ставили эксперименты по гибридизации растений, удивительно схожие с менделевскими. Во Франции подобную работу с гибридами дыни проводил Огюстен Сажрэ. Со скрещиваниями табака активно экспериментировал знаменитый немецкий ботаник Йозеф Кёльрёйтер. Непосредственно перед Менделем работали немец Карл фон Гертнер и француз Шарль Ноден. Чарльз Дарвин совершенно точно читал исследования Сажрэ и Нодена, которые указывали на дискретный характер наследственной информации, однако он не смог тогда оценить их важность.

150

в контексте «истории эволюции органических форм»: Mendel G. Experiments in Plant Hybridisation. NY: Cosimo, 2008.

151

Поздним летом 1857 года монастырский сад: Henig R. M. Chapter 7: First Harvest // Monk in the Garden, 81.

152

«Как ни мала мысль, она все же может»: Wittgenstein L. Culture and Value / Winch P. (trans.). Chicago: University of Chicago Press, 1984.

153

Витгенштейн Л. Культура и ценность / пер. Ю. А. Асеева, М. С. Козловой // Философские работы. Москва: Гнозис, 1994. – Прим. перев.

154

Мендель назвал варианты признаков, которые «берут верх»: Henig R. M. Monk in the Garden, 86.

155

Или второе поколение гибридов.

156

У части потомков низкорослость восстановилась: Там же, 130.

157

Некоторые статистики, проверив оригинальные данные Менделя, обвинили его в подделке результатов. Его соотношения и числа оказались слишком уж идеальными. В его экспериментах будто бы не было статистических или естественных погрешностей, что на деле невозможно. Но оглядываясь назад, мы можем сказать, что Мендель вряд ли активно фальсифицировал результаты. Скорее, он сформировал гипотезу на основе данных своих ранних экспериментов, а более поздние эксперименты использовал для ее подтверждения: он прекращал считать горох и записывать данные, как только набирались ожидаемые величины и соотношения. Этот нетрадиционный подход для тех времен не был необычным, хотя и отражал некоторую научную наивность Менделя. – Прим. автора.

158

«В самом деле, нужна некоторая отвага»: Mendel G. Experiments in Plant Hybridization, 8.

159

Осознавал ли Мендель, что на самом деле пытается открыть всеобщие законы наследственности? Или, как утверждают некоторые историки, его целью было лишь понять закономерности гибридизации гороха? Ответ можно найти в статьях Менделя. Бесспорно, Мендель не знал о существовании «генов». Но, по его собственным словам, эксперименты проводились, «чтобы раскрыть характер связи гибридных форм с их <…> прародителями» и чтобы уяснить «единство плана развития органической жизни». Действительно, Мендель в своей статье даже использовал вариации слова «наследовать». Поэтому заявления, что Мендель не представлял значения своего исследования, кажутся странными: он действительно пытался раскрыть материальную основу и законы наследственности. – Прим. автора.

160

Мендель представил первую часть своей статьи: Henig R. M. Chapter 11: Full Moon in February // Monk in the Garden. Вторая часть статьи Менделя была зачитана 8 марта 1865 года.

161

Статью Менделя опубликовал ежегодный журнал: Mendel G. Experiments in Plant Hybridization (www.mendelweb.org/Mendel.html).

162

Вполне вероятно, среди них был и Дарвин: Galton D. Did Darwin Read Mendel? 587.

163

«одно из самых странных затиший в истории биологии»: Dunn L. C. A Short History of Genetics: The Development of Some of the Main Lines of thought, 1864–1939. Ames: Iowa State University Press, 1991.

164

«лишь эмпирически, <…> нельзя доказать рационально»: Mendel G. Gregor Mendel’s letters to Carl Nägeli, 1866–1873. Genetics. 1950; 5 (35), pt. 2: 1.

165

«Я знал, что полученные мной результаты»: Franklin A., Edwards A. W. F., Fairbanks D. J. et al. Ending the Mendel-Fisher Controversy. Pittsburgh, PA: University of Pittsburgh Press, 2008.

166

«изолированный эксперимент – рискованный вдвойне»: Mendel G. April 18, 1867 // Letters to Carl Nägeli, 4.

167

В ноябре 1873 года Мендель написал Негели в последний раз: Там же, November 18, 1867, 30–34.

168

«Я чувствую себя по-настоящему несчастным»: Nogler G. A. The lesser-known Mendel: His experiments on Hieracium. Genetics. 2006; 1 (172): 1–6.

169

6 января 1884 года он умер: Henig R. M. Monk in the Garden, 170.

170

«Мягкий, щедрый и добрый <…> Цветы он любил»: Edelson E. Gregor Mendel; «Стихотворение Клеменса Янечека о Менделе, написанное после его смерти», 75.

171

«Происхождение видов – естественное явление»: Bristol L. M. Social Adaptation: a Study in the Development of the Doctrine of Adaptation as a theory of Social Progress. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1915.

172

«Происхождение видов – объект изучения»: Там же.

173

«Происхождение видов – объект экспериментального исследования»: Там же.

174

В 1878 году 30-летний голландский ботаник: Van der Pas P. W. The correspondence of Hugo de Vries and Charles Darwin. Janus; 57: 173–213.

175

«изумительное доказательство» своей теоремы: Engan M. Multiple Precision Integer Arithmetic and Public Key Encryption. M. Engan, 2009.

176

«В другой работе, если время и здоровье позволят»: Darwin C. The Variation of Animals & Plants under Domestication / Darwin F. (ed.). London: John Murray, 1905.

177

Дарвин Ч. Изменение животных и растений в домашнем состоянии. М.; Л.: Сельхозгиз, 1941. – Прим. перев.

178

А в 1882 году, всего через четыре года: Charles Darwin. Famous Scientists (http://www.famousscientists.org/charles-darwin/).

179

В 1883 году немецкий зоолог: Schwartz J. Pangenes // In Pursuit of the Gene: From Darwin to DNA. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2008.

180

Вейсман назвал зародышевой плазмой: Weismann A., Parker W. N., Rönnfeldt H. The Germ-Plasm: a Theory of Heredity. NY: Scribner’s, 1893.

181

В эпохальной статье 1897 года: Schwartz J. In Pursuit of the Gene, 83.

182

Де Фриз назвал такие частицы пангенами: Stamhuis I. H., Meijer O. G., Zevenhuizen E. J. A. Hugo de Vries on heredity, 1889–1903: Statistics, Mendelian laws, pangenes, mutations. Isis. 1999; 238–67.

183

«Я знаю, ты изучаешь гибриды»: Sandler I., Sandler L. A conceptual ambiguity that contributed to the neglect of Mendel’s paper. History and Philosophy of the Life Sciences. 1985; 1 (7): 9.

184

«Скромность – это добродетель»: Larson E. J. Evolution: The Remarkable History of a Scientific Theory. NY: Modern Library, 2004.

185

В тот же год, когда он опубликовал свое монументальное исследование: Rheinberger H.-J. Mendelian inheritance in Germany between 1900 and 1910. The case of Carl Correns (1864–1933). Comptes Rendus de l’Académie des Sciences – Series III – Sciences de la Vie. 2000; 12 (323): 1089–1096.

186

С учетом дворянского титула – Эрих Чермак, эдлер фон Зейзенегг.

187

«Тогда я тоже еще верил, что открыл что-то новое»: Lanham U. Origins of Modern Biology. NY: Columbia University Press, 1968.

188

«по странному совпадению»: Correns C. G. Mendel’s law concerning the behavior of progeny of varietal hybrids. Genetics. 1950; 5 (35): 33–41.

189

де Фриз наткнулся на громадную куртину: Schwartz J. In Pursuit of the Gene, 111.

190

Позже выяснилось, что это не отдельный вид, и филогенетически верное название этого растения – Oenothera glazioviana (энотера/ослинник Глазиу).

191

более солидное название – мутанты: De Vries H. The Mutation theory (vol. 1). Chicago: Open Court, 1909.

192

«Мутанты» де Фриза могли быть не спонтанно возникшими вариантами, а плодами обратных скрещиваний (скрещиваний гибрида с одним из его родителей или генетически близким к кому-то из них организмом). – Прим. автора.

193

Английскому биологу Уильяму Бэтсону: Malone J. W. It Doesn’t Take a Rocket Scientist: Great Amateurs of Science. Hoboken, NJ: Wiley, 2002.

194

Некоторые историки сомневаются в достоверности эпизода приобщения Бэтсона к теории Менделя в поезде. Эта история часто встречается в его биографии, но вполне возможно, что кто-то из студентов Бэтсона приукрасил реальность ради пущей драматичности. – Прим. автора.

195

«Мы наблюдаем открытие нового закона»: Schwartz J. In Pursuit of the Gene, 112.

196

«Хочу попросить тебя отыскать»: Gillham N. W. Sir Francis Galton and the birth of eugenics. Annual Review of Genetics. 2001; 1 (35): 83–101.

197

Первым делом он независимо подтвердил в Кембридже результаты экспериментов Менделя. Решающие подтверждения законов Менделя предоставили другие ученые, включая Реджинальда Паннета и Люсьена Куэно. В 1905 году Паннет написал книгу «Менделизм» (Mendelism), которую считают первым учебником современной генетики.

198

«Его белье воняло»: Cock A., Forsdyke D. R. Treasure Your Exceptions: The Science and Life of William Bateson. Dordrecht: Springer Science & Business Media, 2008.

199

Награжденный прозвищем Бульдог Менделя: Там же, Mendel’s Bulldog (1902–1906), 221–264.

200

«мировосприятие человека и степень его власти над природой»: Bateson W. Problems of heredity as a subject for horticultural investigation. Journal of the Royal Horticultural Society. 1900–1901; 25: 54.

201

«Пока нет ни одного общеупотребимого слова»: Bateson W., Bateson B. William Bateson, F. R. S., Naturalist; His Essays & Addresses, Together with a Short Account of His Life. Cambridge: Cambridge University Press, 1928.

202

В 1905 году Бэтсон: Schwartz J. In Pursuit of the Gene, 221.

203

«Что будет, когда <…> действительно произойдет просветление»: Bateson W., Bateson B. William Bateson, F. R. S., 456.

204

«Повысив качество среды и образования»: Walter H. E. Genetics: An Introduction to the Study of Heredity. NY: Macmillan, 1938.

205

«Евгеники, как правило, любители эвфемизмов»: Chesterton G. K. Eugenics and Other Evils. London: Cassell, 1922, 12–13.

206

В 1883-м, через год после смерти Чарльза Дарвина: Galton F. Inquiries into Human Faculty and Its Development. London: Macmillan, 1883.

207

«Необходимо краткое слово»: Johnson R. H. Eugenics and So-Called Eugenics. American Journal of Sociology. 1914; 20 (1): 98–103.

208

«хотя бы более метким <…> чем термин „вирикультура“»: Там же, 99.

209

«Поскольку я верю в скорейшее признание»: Galton F. Inquiries into Human Faculty, 44.

210

Сам Фрэнсис был вундеркиндом: Simonton D. K. Origins of Genius: Darwinian Perspectives on Creativity. NY: Oxford University Press, 1999, 110.

211

Начал было изучать медицину, но затем: Gillham N. W. A Life of Sir Francis Galton: From African Exploration to the Birth of Eugenics. NY: Oxford University Press, 2001.

212

«Дикарских племен я повидал достаточно»: Ferguson N. Civilization: The West and the Rest. Duisburg: Haniel-Stiftung, 2012.

213

«посвящен в абсолютно новую область знания»: Гальтон Ф. – Дарвину Ч., в письме от 9 декабря 1859 года (https://www.darwin-project.ac.uk/letter/entry-2573).

214

Гальтон пытался добиться переноса геммул: Fairbanks D. J. Relics of Eden: The Powerful Evidence of Evolution in Human DNA. Amherst, NY: Prometheus Books, 2007.

215

В данном случае под шоком подразумевается острая сосудистая недостаточность. – Прим. перев.

216

«Человек рождается, растет и умирает»: Quetelet A. A Treatise on Man and the Development of His Faculties: Now First Translated into English. NY: Cambridge University Press, 2013.

217

Измерив обхват грудной клетки и рост 5738 солдат: Wallulis J. The New Insecurity: The End of the Standard Job and Family. Albany: State University of New York Press, 1998.

218

«Везде, где только можно, считайте»: Pearson K. The Life, Letters and Labours of Francis Galton. Cambridge: Cambridge University Press, 1914.

219

«Острота зрения и слуха, чувство цвета»: Goldstein S., Naglieri J. A., Princiotta D. Handbook of Intelligence: Evolutionary Theory, Historical Perspective, and Current Concepts. NY: Springer, 2015.

220

В поисках подтверждений Гальтон начал восстанавливать родословные: Gillham N. W. Life of Sir Francis Galton, 156.

221

Многое из собранного материала Гальтон опубликовал: Galton F. Hereditary Genius. London: Macmillan, 1892. [Существует слегка сокращенный русский перевод этой книги: Гальтон Ф. Наследственность таланта, ее законы и последствия. М.: Мысль, 1996. – Прим. перев.]

222

«Ты выразил взгляды»: Darwin C. More Letters of Charles Darwin: A Record of His Work in a Series of Hitherto Unpublished Letters, vol. 2. NY: D. Appleton, 1903.

223

Эта фраза совсем не похожа на комплимент, но похвала в том письме Дарвина все же была: «Не думаю, что за всю свою жизнь я читал что-то более интересное и оригинальное – и как же ладно и четко ты высказываешь каждую мысль! <…> Я жду с большим интересом каждого чтения, но оно заставляет так много думать, что кажется тяжелым трудом; только это вина исключительно моего мозга, а не твоей удивительно внятной манеры изложения» (http://galton.org/letters/darwin/darwin-galton.html). – Прим. перев.

224

Если точнее, средний рост сыновей чрезвычайно высоких отцов был немного ниже отцовского и ближе к среднему по популяции – как будто невидимая сила тянула экстремальные значения признака к центру распределения. Это открытое Гальтоном явление – регрессия к среднему – впоследствии окажет большое влияние на концепцию дисперсии и станет самым важным вкладом Гальтона в статистику. – Прим. автора.

225

Гальтон назвал выведенное правило: Simmons J. Francis Galton // The Scientific 100: A Ranking of the Most Influential Scientists, Past and Present. Secaucus, NJ: Carol Publishing Group, 1996.

226

Другой вариант перевода (Филипченко Ю. А.) – закон смешения свойств предков в детях. – Прим. перев.

227

«Правила клуба породы бассет-хаунд и племенная книга»: Schwartz J. In Pursuit of the Gene, 61.

228

Эверетт был старшим сыном знаменитого художника-прерафаэлита сэра Джона Эверетта Милле. Сына из-за его имени нередко путают с отцом.

229

Два именитых биолога, Уолтер Уэлдон и Артур Дарбишир: Там же, 131.

230

Но когда Дарбишир проанализировал гибриды: Gillham N. W. The Mendelians Trump the Biometricians // Life of Sir Francis Galton, 303–323.

231

Весной 1905 года Уэлдон: Pearson K. Walter Frank Raphael Weldon, 1860–1906. Cambridge: Cambridge University Press, 1906.

232

так и эдак крутил данные: Там же, 49.

233

«Уэлдону я обязан главным прозрением»: Schwartz J. In Pursuit of the Gene, 143.

234

«Каждый из нас, взглянув на предмет»: Bateson W. Mendel’s Principles of Heredity: A Defence / Mendel G. (ed.). Cambridge: Cambridge University Press, 1902.

235

«Мы лишь вплотную подошли к границе»: Там же, 208.

236

«не уступает ни одной области науки»: Там же, ix.

237

Поэтому Иогансен сократил его до гена: Wanscher J. H. The history of Wilhelm Johannsen’s genetical terms and concepts from the period 1903 to 1926. Centaurus. 1975; 19 (2): 125–147.

238

«Язык – не только слуга»: Johannsen W. The genotype conception of heredity. International Journal of Epidemiology. 2014; 43 (4): 989–1000.

239

«Генетика – такая юная наука»: Gilbert A. W. The science of genetics. Journal of Heredity. 1914; 5 (6): 235–244 (http://archive.org/stream/journalo_eredit05amer/journalo_ eredit05amer_djvu.txt).

240

«технологии, пришедшие с индустриальной революцией»: Kevles D. J. In the Name of Eugenics: Genetics and the Uses of Human Heredity. NY: Alfred A. Knopf, 1985.

241

«Наука о наследственности – не возня с микроскопом»: Problems in Eugenics: First International Eugenics Congress, 1912. NY: Garland, 1984.

242

Весной 1904 года в Лондонской экономической школе: Rich P. B. Race and Empire in British Politics. Cambridge: Cambridge University Press, 1986.

243

Блумсбери – район Лондона, прославившийся богатой интеллектуальной жизнью.

244

«встроена в национальное сознание, подобно новой религии»: Papers and Proceedings – First Annual Meeting – American Sociological Society (vol. 1). Chicago: University of Chicago Press, 1906.

245

«Любое живое существо согласится»: Galton F. Eugenics: Its definition, scope, and aims. American Journal of Sociology. 1904; 10 (1): 1–25.

246

«если бы нежелательные с точки зрения евгеники браки»: Norman A. Charles Darwin: Destroyer of Myths. Barnsley, South Yorkshire: Pen and Sword, 2013.

247

Первым высказался психиатр Генри Модсли: Galton F. Eugenics. Comments by Maudsley (https://galton.org/essays/1900–1911/galton-1904-am-journ-soc-eugenics-scope-aims.htm).

248

«В семье было четыре брата»: Там же.

249

Уильям Шекспир, конечно.

250

Элои в «Машине времени» появились в результате изоляции буржуазии, про отбор на моральные качества точно сказать нельзя. – Прим. перев.

251

«Не в отборе лучших людей для размножения»: Там же. Сomments by Wells H. G. и Wells H. G., Parrinder P. The War of the Worlds. London: Penguin Books, 2005.

252

Среднестатистический человек (фр.). – Прим. перев.

253

«Даже мягкая женщина способна»: Eliot G. The Mill on the Floss. NY: Dodd, Mead, 1960.

254

Элиот Д. Мельница на Флоссе / пер. А. Михайлова. Харьков: Клуб семейного досуга, 2021. Если перевести этот фрагмент еще ближе к оригиналу и без сокращений Мукерджи, получится: «Даже приятные, кроткие женщины могут плодить глупых парней и смышленых девиц, пока не покажется, что мир перевернулся».

255

Здесь автор увязывает опасения Гоббса и Гальтона с помощью игры слов: brutish – жестокий, British – британцы. – Прим. перев.

256

Какогеника, или (чаще) дисгеника, в смысле области исследований интересуется факторами, приводящими к накоплению «дурных» генетических задатков в популяциях, а следовательно, к ухудшению «качества породы». Дисгенические факторы рассматриваются как обратные евгеническим. Один из влиятельнейших теоретиков дисгеники, зоолог и первый президент Стэнфордского университета Дэвид Старр Джордан особо выделял из таких деструктивных факторов войну: она безвозвратно и в огромном количестве изымает из генофонда гены физически и морально сильных людей, а преимущество в размножении в итоге получают слабые и больные, то есть «всегда и везде война означает обращение естественного отбора вспять» (Abrahamson J. L. David Starr Jordan and American Antimilitarism. The Pacific Northwest Quarterly. 1976; 67 (2): 76–87).

257

В 1911 году коллега Гальтона Хэвлок Эллис: Bland L., Doan L. L. The Problem of Race-Regeneration: Havelock Ellis (1911) // Sexology Uncensored: The Documents of Sexual Science. Chicago: University of Chicago Press, 1998.

258

24 июля 1912 года: Pearl R. The First International Eugenics Congress. Science. 1912; 36 (926): 395–396.

259

Артур Джеймс Бальфур в 1902–1905 годах занимал пост премьер-министра Великобритании.

260

Eugenics Record Office (ERO) работал на базе Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор (Нью-Йорк) до 1939 года. Изменения в законодательстве США, во многом основанные на результатах работы ERO, с 1924 года заметно сократили число иммигрантов из Восточной и Южной Европы относительно «нордических» переселенцев из Северной и Западной Европы.

261

книга Девенпорта «Наследственность и ее связь с евгеникой»: Davenport C. B. Heredity in Relation to Eugenics. NY: Holt, 1911.

262

такие люди абсолютно не способны: First International Eugenics Congress, Problems in Eugenics (1912; repr.). London: Forgotten Books, 2013.

263

Видимо, докладчик опирался на принятое во время Гражданской войны разделение США на штаты Союза (условного Севера) и штаты Конфедерации (условного Юга).

264

«Мы стараемся отслеживать всех выписанных»: Там же, 469.

265

«Давая возможность жить и плодить себе подобных»: Dobzhansky T. G. Heredity and the Nature of Man. NY: New American Library, 1966, 158.

266

«Рождаются от увечных увечные»: Aristotle. History of Animals, Book VII, 6.

267

Весной 1920 года Эмметт, или просто Эмму, Адалин Бак привезли в колонию. Многие детали истории семьи Бак взяты из: Smith J. D. The Sterilization of Carrie Buck. Liberty Corner, NJ: New Horizon Press, 1989.

268

Ее муж, жестянщик Фрэнк Бак. В этой главе использованы данные преимущественно из: Lombardo P. Three Generations, No Imbeciles: Eugenics, the Supreme Court, and Buck v. Bell. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2008.

269

после беглого психиатрического обследования: Buck v. Bell. Law Library, American Law and Legal Information (http://law.jrank.org/pages/2888/Buck-v-Bell-1927.html).

270

В Международной классификации болезней 10-го пересмотра от этих терминов отказались в пользу четырех степеней тяжести умственной отсталости – от легкой до глубокой, а в МКБ-11 и сам диагноз заменили на «нарушения интеллектуального развития» (Американская психиатрическая ассоциация предпочла название «интеллектуальная инвалидность»).

271

Самым четким определением Бюро: Mental Defectives and Epileptics in State Institutions: Admissions, Discharges, and Patient Population for State Institutions for Mental Defectives and Epileptics (vol. 3). Washington, DC: US Government Printing Office, 1937.

272

Отсылка к знаменитой песне группы Eagles об отеле «Калифорния», который «нельзя покинуть никогда». – Прим. перев.

273

Американская палия – рыба семейства лососевых. – Прим. перев.

274

23 января1924 года в ту же колонию определили Кэрри: Carrie Buck Committed (January 23, 1924) // Encyclopedia Virginia (http://www.encyclopediavirginia.org/Carrie_Buck_Committed_January_23_1924).

275

28 марта 1924 года: Там же.

276

«дебильность средней степени»: Murdoch S. IQ: A Smart History of a Failed Idea. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2007, 107.

277

Кэрри Бак по инициативе доктора Придди: Там же, Chapter 8: From Segregation to Sterilization.

278

Куртц – герой романа «Сердце тьмы» Джозефа Конрада, белый торговец слоновой костью, ставший полубогом у африканских племен. – Прим. перев.

279

Не без усилий Придди 29 марта 1924 года: Period during which sterilization occurred. Virginia Eugenics (www.uvm.edu/~lkaelber/eugenics/VA/VA.html).

280

«Не желаете ли высказаться»: Lombardo P. Three Generations.

281

Ревущими двадцатыми называют период культурного, научного и промышленного подъема в США и Западной Европе, начавшийся после Первой мировой войны и завершившийся к 1930 году Великой депрессией. Это была эпоха всеобъемлющей модернизации, динамичной общественной жизни, высокого потребительского спроса, ар-деко, сюрреализма, экспрессионизма, джаза, рождения звукового кино, роста городов и похорон викторианских ценностей. В то же время в США усилилась ксенофобия и ужесточилось иммиграционное законодательство.

282

Несомненно, развитию американской евгеники способствовало ранее практиковавшееся в США рабство. Белые евгеники в Америке давно содрогались от мысли, что африканские рабы – рассадники низкосортных генов – будут вступать в брак с белыми и портить генофонд. Но в 1860-х их страхи поутихли благодаря принятию законов, запрещающих межрасовые браки. А вот белых иммигрантов было не так-то просто выявить и обособить, поэтому общественная тревога по поводу этнического и расового смешения в 1920-х снова усилилась. – Прим. автора.

283

«Если скрестить представителя любой из трех европейских рас»: Grant M. The Passing of the Great Race. NY: Scribner’s, 1916.

284

Перевод фрагмента из книги «Закат великой расы» Мэдисона Гранта: Оффит П. Ящик Пандоры: Семь историй о том, как наука может приносить нам вред. М.: Манн, Иванов и Фербер, 2020. (Далее все цитаты из «Заката великой расы» приводятся по этому изданию.) – Прим. перев.

285

Мэдисон Грант – нью-йоркский юрист и защитник природы, расовые и евгенические мысли которого вдохновляли не только широкий круг американцев – их безмерно ценил и любил цитировать Гитлер.

286

Чтобы защитить нацию от «угрозы расовой деградации»: Brigham C. C., Yerkes R. M. Foreword // A Study of American Intelligence. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1923.

287

«Вороны-евгеники каркают»: Cock A. G., Forsdyke D. R. Treasure Your Exceptions: The Science and Life of William Bateson. NY: Springer, 2008.

288

Берроуз Э. Тарзан, приемыш обезьян. М.: АСТ, 2002. – Прим. перев.

289

«Будет лучше для всего мира»: Menikoff J. Law and Bioethics: An Introduction. Washington, DC: Georgetown University Press, 2001.

290

Оффит П. Ящик Пандоры: Семь историй о том, как наука может приносить нам вред. М.: Манн, Иванов и Фербер, 2020 – Прим. перев.

291

«Трех поколений имбецилов вполне достаточно»: Там же.

292

Там же.

293

Этот прецедент запустил цепную реакцию принудительных стерилизаций в Вирджинии и других штатах. В США за все время действия стерилизационных законов провели более 60 тысяч операций, многие – без ведома «приговоренных». Однажды в ту же линчбургскую колонию попала Дорис, 12-летняя сестра Кэрри Бак. Ее обвиняли, само собой, в половой распущенности и слабоумии. В 1928-м в возрасте 16 лет Дорис стерилизовали под излюбленным предлогом – удаления аппендикса. Спустя какое-то время после освобождения из колонии Дорис вышла замуж, но лишь через 40 лет совместной жизни, в 1979-м, супруги Фиггинс наконец узнали от доктора, почему им так и не удалось обзавестись столь желанными детьми (Brosnahan C. Finding Carrie Buck. https://www.pbs.org/wgbh/americanexperience/features/eugenics-finding-carrie-buck/). В 2001 году Генеральная ассамблея штата Вирджиния принесла публичные извинения жертвам местных евгенических экспериментов, а в 2015-м постановила выплатить по 25 тысяч долларов стерилизованным в соответствии с евгеническим законом 1924 года.

294

В том же году штат Индиана принял пересмотренную версию: Public Welfare in Indiana. 1907; 68–75. В 1907 году был принят законодательным собранием штата Индиана и подписан губернатором закон, предусматривающий принудительную стерилизацию «преступников-рецидивистов, насильников, идиотов и имбецилов». В итоге признанный неконституционным, он широко известен как принятый первым в мире закон о евгенической стерилизации. В 1927 году приняли его пересмотренную версию, и до отмены закона в 1974-м успели принудительно стерилизовать более 2300 самых незащищенных граждан Индианы. Кроме того, из бюджета штата финансировали Комитет по психическим отклонениям, проводивший евгенические исследования семей в двух десятках округов и ставший сердцем активного движения «за лучших малышей», которое поощряло научное материнство и младенческую гигиену как важные пути к усовершенствованному человеку (http://www.iupui.edu/~eugenics/).

295

Hayride – традиционное американское развлечение: к трактору или лошади привязывают воз, наполненный сеном, и катаются на нем. – Прим. перев.

296

конкурсы на лучшего малыша: Lovett L. L. Fitter Families for Future Firesides: Florence Sherbon and Popular Eugenics. Public Historian. 2007; 29 (3): 68–85.

297

«Если по критерию наследственности набирается»: Charles Davenport to Mary T. Watts, June 17, 1922 // Charles Davenport Papers. American Philosophical Society Archives, Philadelphia, PA. См. также Watts M. Fitter Families for Future Firesides. Billboard. 35 (50): 230–231.

298

В 1927 году по всем США собирал полные залы: Pernick M. S., Paul D. B. The Black Stork: Eugenics and the Death of «Defective» Babies in American Medicine and Motion Pictures since 1915. NY: Oxford University Press, 1996.

299

Сюжет основан на реальном случае из практики Хайзельдена, который чуть не лишил его лицензии врача в 1915-м: неоказание хирургической помощи рожденному с тяжелыми уродствами Джону Боллинджеру могло способствовать его смерти через пять дней. В отношении «дела младенца Боллинджера» и поднятой им проблемы общество сильно поляризовалось, и даже кто-то из влиятельных инвалидов встал на сторону Хайзельдена. В «Черном аисте» к появлению на свет такого ребенка привело пренебрежение его отца «евгеническими рисками»: зная о своей «испорченной крови» (ее замарал пьяный дед интрижкой со служанкой), он преступно создал семью и передал риски отягощенной генетики будущему ребенку. В версии «Годитесь ли вы для брака?» содержимое «Черного аиста» встроено в рамочный сюжет как история, которую профессор, специалист по наследственности, рассказывает будущему зятю, чтобы убедить того проверить свое «евгеническое соответствие». Во второй, контрастной истории, тоже из «Черного аиста», другая пара ответственно подошла к евгеническим рискам и воздерживалась от бракосочетания: мать девушки умерла во время эпилептического приступа. Сознательность этих молодых людей была вознаграждена известием о «генетической чистоте» невесты (ее биологическая мать погибла здоровой, а евгенически неблагонадежной оказалась мать приемная). Наконец они могли оставить опасения, что ребенка им принесет черный аист, и создали счастливую семью… Лента заканчивалась словами уже полноправного, прошедшего «проверку», жениха профессорской дочки: «Да, мы годимся для брака!» Этот немой фильм находился в прокате до начала 1940-х и должен был служить назиданием подросткам. Министр Южной Каролины еще в 1917-м рекомендовал их приводить на «Черного аиста» – чтобы знали, чем оборачиваются распутство, пьянство и «расовое смешение». Дополнительную пропагандистскую нагрузку несли и часто сопровождавшие эти показы лекции евгеников (Taylor S. J. The Black Stork: Euginics Goes to the Movies. https://blog.newspapers.library.in.gov/the-black-stork-eugenics-goes-to-the-movies).

300

«В сумме частей – лишь части»: Stevens W. On the Road Home // The Collected Poems of Wallace Stevens. NY: Alfred A. Knopf, 2011.

301

«Это было, когда я произнес»: Там же.

302

Нрав и облик – до могилы. Русский аналог: горбатого могила исправит. – Прим. перев.

303

«Я – то, что не умрет»: Hardy T. Heredity // The Collected Poems of Thomas Hardy. Ware, Hertfordshire, England: Wordsworth Poetry Library, 2002.

304

Гарди Т. Наследственность / пер. Г. Кружкова // Избранные произведения. Том 3. Повести и рассказы. Стихотворения. М.: Художественная литература, 1989. – Прим. перев.

305

Мокрым называют рынок, где торгуют фруктами, овощами, сырым мясом, рыбой и другими быстропортящимися продуктами, а иногда и животными, которых убивают по просьбе покупателя. – Прим. перев.

306

В 1907 году Уильям Бэтсон приехал в Соединенные Штаты: Bateson W. Facts limiting the theory of heredity // Proceedings of the Seventh International Congress of Zoology (vol. 7). Cambridge: Cambridge University Press Warehouse, 1912.

307

«Морган – болван»: Schwartz. In Pursuit of the Gene, 174.

308

клеточные биологи смотрят, генетики считают, биохимики очищают: из моего интервью с Корнбергом, 1993 год.

309

«Нас интересует в первую очередь не выражение законов»: Review: Mendelism up to date. Journal of Heredity. 1916; 7 (1): 17–23.

310

Уолтер Саттон: мальчик с фермы в канзасских прериях: Ellyard D. Walter Sutton and Theodor Boveri: Where Are the Genes? // Who Discovered What When. Frenchs Forest, New South Wales, Australia: New Holland, 2005.

311

В 1905 году Стивенс, работая с клетками мучного хрущака: Brush S. G. Nettie M. Stevens and the Discovery of Sex Determination by Chromosome. Isis. 1978; 69 (2): 162–172.

312

Часть работы делали в Вудс-Хоул, штат Массачусетс, куда Морган каждое лето переносил свою лабораторию. – Прим. автора.

313

Студенты прозвали лабораторию Мушиной комнатой: Clark R. W. The Survival of Charles Darwin: A Biography of a Man and an Idea. NY: Random House, 1984.

314

На заре 1900-х он посетил сад Хуго де Фриза: Hodge R. Genetic Engineering: Manipulating the Mechanisms of Life. NY: Facts On File, 2009.

315

Речь, видимо, идет о мутации forked: она приводит к тому, что определенные типы щетинок дрозофил укорачиваются, загибаются и на кончиках «секутся». – Прим. перев.

316

Для Моргана это генетическое сцепление означало: Morgan T. H. Chapter 3: Linkage // The Mechanism of Mendelian Heredity. NY: Holt, 1915.

317

Он оказался материальным объектом с конкретным адресом: Morgan T. H. «The Relation of Genetics to Physiology and Medicine,» Nobel Lecture (June 4, 1934) // Nobel Lectures, Physiology and Medicine, 1922–1941. Amsterdam: Elsevier, 1965.

318

Нобелевская лекция Т. Моргана «Значение генетики для физиологии и медицины» (1934). Перевод: Инге-Вечтомов С. Генетика с основами селекции. М.: Высшая школа, 1989. – Прим. перев.

319

Crossing over, или crossover (англ.) – перекрест.

320

Видимо, речь идет о гомологичных хромосомах. – Прим. перев.

321

гены физически связаны друг с другом. Моргану в выборе экспериментального объекта сопутствовала невероятная удача: у плодовых мушек необычно мало хромосом – всего четыре. Если бы хромосом у них оказалось много, доказывать факт сцепления было бы гораздо труднее.

322

Русская царица Александра приходилась внучкой: Hartl D. L., Jones E. W. Essential Genetics: A Genomics Perspective. Boston: Jones and Bartlett, 2002.

323

Крисс-кросс наследование (наследование крест-накрест) – открытый Морганом тип наследования, при котором признак родителя проявляется у ребенка противоположного пола. – Прим. перев.

324

Гемофилия B – это X-сцепленное рецессивное заболевание: повреждаемый ген, кодирующий фактор свертывания крови IX, расположен на X-хромосоме, а значит, у женщин-носителей может компенсироваться нормальным вариантом гена на второй X-хромосоме. Симптомы гемофилии появятся только тогда, когда женщине «повезет» унаследовать по дефектной X-хромосоме и от матери, и от отца (что маловероятно). У мужчин всего одна X-хромосома, и потому компенсация невозможна – болезнь в любом случае разовьется.

325

Александра доверилась легендарному Григорию Распутину: Rappaport H. Hemophilia // Queen Victoria: A Biographical Companion. Santa Barbara, CA: ABC–CLIO, 2003.

326

Отсылка к фразе, которую приписывают Марии-Антуанетте – французской королеве, обезглавленной во время Французской революции. Согласно сомнительной легенде, на сообщение о том, что у крестьян нет хлеба, Мария-Антуанетта ответила: «Пускай едят пирожные!» (точнее, бриоши – сдобные булочки). Жан-Жак Руссо в «Исповеди» приписал это выражение «одной принцессе». – Прим. перев.

327

Распутина травили, добивали, наконец пристрелили: Cook A. The End of the Road // To Kill Rasputin: The Life and Death of Grigori Rasputin. Stroud, Gloucestershire: Tempus, 2005.

328

Вечером 17 июля 1918 года: Alexei Romanov. History of Russia (http://historyofrussia.org/alexei-romanov/).

329

В 2007 году один археолог эксгумировал: DNA Testing Ends Mystery Surrounding Czar Nicholas II Children. Los Angeles Times. 2009.

330

«Все изменилось, полностью изменилось»: Yeats W. B. Easter, 1916. London: Privately printed by Clement Shorter, 1916.

331

Это стихотворение Йейтс посвятил памяти лидеров Пасхального восстания в Дублине (24–30 апреля 1916 года). Поэт, не приемлющий насильственного пути обретения Ирландией независимости, все же сочувствовал этим людям, некоторых знал близко и был потрясен тяжестью расплаты за их смелость. Восстание подавили английские войска, и по приговору суда казнили 16 человек. Однако «рождалась ужасная красота»: жестокая карающая мера не уничтожила, а, напротив, оживила ирландское республиканское движение. Стихотворение «вышло из подполья» и было опубликовано лишь в 1921 году, а в 1923-м Йейтс получил Нобелевскую премию по литературе.

332

В 1909 году молодой математик Рональд Фишер: Reeve E. C. R., Black I. Darwin and Mendel United: The Contributions of Fisher, Haldane and Wright up to 1932 // Encyclopedia of Genetics. London: Fitzroy Dearborn, 2001.

333

В 1918 году Фишер представил результаты: Fisher R. The Correlation between Relatives on the Supposition of Mendelian Inheritance. Transactions of the Royal Society of Edinburgh. 1918; 52: 399–433.

334

Пуантилисты – например, Жорж Сёра и Поль Синьяк – не смешивали цвета, а формировали изображение точечными, мелкими мазками разных цветов, предоставляя сетчатке зрителя самостоятельно интерпретировать сочетания красок и форм мазков.

335

Хуго де Фриз предположил, что ее порождают мутации: de Vries H. The Mutation Theory; Experiments and Observations on the Origin of Species in the Vegetable Kingdom / Farmer J. B., Darbishire A. D. (trans.). Chicago: Open Court, 1909.

336

В 1930-х Феодосий Добржанский: Kohler R. E. From Laboratory to Field: Evolutionary Genetics // Lords of the Fly: Drosophila Genetics and the Experimental Life. Chicago: University of Chicago Press, 1994.

337

Калифорнийский технологический институт.

338

В сентябре 1943 года Добржанский решил: Dobzhansky Th. Genetics of natural populations IX. Temporal changes in the composition of populations of Drosophila pseudoobscura. Genetics. 1943; 28 (2): 162.

339

В этом абзаце под «геном» следует понимать какой-то его вариант (аллель), способный специфически сказаться на фенотипе. Это может быть, например, мутантный вариант, в котором заменен один нуклеотид по сравнению с «нормальным», самым распространенным в популяции вариантом гена, и эта мутация с какой-то вероятностью может вызвать болезнь.

340

Первые эксперименты по репродуктивной несовместимости и видообразованию были проведены до экспериментов по отбору, но Добржанский с учениками продолжали разрабатывать оба направления в 1940-х и 1950-х. – Прим. автора.

341

Добржанский смог продемонстрировать его в эксперименте. Детали его эксперимента я воспроизвел по двум статьям: Dobzhansky Th. Genetics of natural populations XIV. A response of certain gene arrangements in the third chromosome of Drosophila pseudoobscura to natural selection. Genetics. 1947; 32 (1947): 142 и Wright S., Dobzhansky Th. Genetics of natural populations; experimental reproduction of some of the changes caused by natural selection in certain populations of Drosophila pseudoobscura. Genetics. 31: 125–156. Также полезно обратиться к статье Dobzhansky Th. Studies on Hybrid Sterility. II. Localization of Sterility Factors in Drosophila Pseudoobscura Hybrids. Genetics. 1936; 21: 113–135.

342

«Если „академическая жизнь“ привлекает вас»: Muller H. J. The call of biology. AIBS Bulletin. 1953; 3 (4) (http://libgallery.cshl.edu/archive/les/c73e9703aa1b65ca3f4881b9a2465797.jpg).

343

«Мы отрицаем, что»: Pringle P. The Murder of Nikolai Vavilov: The Story of Stalin’s Persecution of One of the Great Scientists of the Twentieth Century. Simon & Schuster, 2008.

344

В создании Синтетической теории (Современного синтеза) участвовали Сьюалл Райт, Д. Б. С. Холдейн и еще ряд биологов. Полный перечень ученых, внесших вклад в ее развитие, не вписывается в рамки этой книги. – Прим. автора.

345

имя Синтетической теории эволюции: Mayr E., Provine W. B. The Evolutionary Synthesis: Perspectives on the Unification of Biology. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1980.

346

В русскоязычном пространстве такой вариант не распространен. – Прим. перев.

347

Под трансформацией обычно понимают горизонтальный перенос между прокариотическими клетками (у бактерий и архей). Аналогичный процесс у эукариотических клеток называют трансфекцией. – Прим. перев.

348

Трансформацию открыл английский бактериолог: Purves W. K. Life, the Science of Biology. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2001.

349

Строго говоря, свойства гладкости (S, smooth) и шероховатости (R, rough) относят к поверхности колоний этих штаммов Streptococcus pneumoniae.

350

Гриффит провел эксперимент: Maas W. K. Gene Action: A Historical Account. Oxford: Oxford University Press, 2001.

351

«миниатюрный мужчина, который»: Alvin Coburn to Joshua Lederberg, November 19, 1965. Rockefeller Archives, Sleepy Hollow, NY (http://www.rockarch.org/).

352

Перевод цитаты Бернарда Шоу взят из: Гиленсон Б. А. История зарубежной литературы конца XIX – начала XX века: учебник и практикум для академического бакалавриата. – М.: Юрайт, 2019. – Прим. перев.

353

Гриффит опубликовал свои данные: Griffith F. The significance of pneumococcal types. Journal of Hygiene. 1928; 27 (2): 113–159.

354

В 1920-м Герман Мёллер: Hermann J. Muller – biographical (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1946/muller-bio.html).

355

мухи буквально аккумулировали мутации: Muller H. J. Artificial transmutation of the gene. Science. 1927; 22: 84–87.

356

Теория Дарвина говорила: Crow J. F., Abrahamson S. Seventy years ago: Mutation becomes experimental. Genetics. 1997; 147 (4): 1491.

357

«В природе нет постоянного статус-кво»: Bresler J. B. Genetics and Society. Reading, MA: Addison-Wesley, 1973.

358

казался Мёллеру откровенно зловещей структурой: Kevles D. J. A New Eugenics // In the Name of Eugenics.

359

подружился с писателем и общественным деятелем Теодором Драйзером: Kean S. The Violinist’s Thumb: And Other Lost Tales of Love, War, and Genius, as Written by Our Genetic Code. Boston: Little, Brown, 2012.

360

ФБР начало расследование: DeJong-Lambert W. The Cold War Politics of Genetic Research: An Introduction to the Lysenko Affair. Dordrecht: Springer, 2012.

361

Общество кайзера Вильгельма по развитию науки (1911–1948) – предшественник современного Общества Макса Планка.

362

«Он хотел быть Богом»: Lifton R. J. The Nazi Doctors: Medical Killing and the Psychology of Genocide. NY: Basic Books, 2000.

363

«Шестьдесят лет жизни индивида»: Bachrach S. In the name of public health – Nazi racial hygiene. New England Journal of Medicine. 2004; 351: 417–419.

364

Как выразился биолог Фриц Ленц: Baur E., Fischer E., Lenz F. Human Heredity. London: G. Allen & Unwin, 1931. Автором этой фразы был именно Ленц: он использовал ее в обзоре книги Гитлера «Моя борьба». Затем ее подхватил заместитель фюрера в НСДАП Рудольф Гесс.

365

Это выражение приписывали и Рудольфу Гессу, заместителю Гитлера. – Прим. автора.

366

Мёллер занимался радиационным мутагенезом вместе с Николаем Тимофеевым-Ресовским, который возглавлял отдел генетики в этом институте.

367

Плётц присоединится к нацистам в 1930-х. – Прим. автора.

368

в 1895 году его придумал Альфред Плётц: Ploetz A. Grundlinien Einer Rassen-Hygiene. Berlin: S. Fischer, 1895; Weiss S. F. The race hygiene movement in Germany. Osiris. 1987; 3: 193–236.

369

В 1914 году коллега Плётца, генетик Генрих Полл: Poll H. Über Vererbung beim Menschen. Die Grenzbotem. 1914; 73: 308.

370

Академическим центром науки о расах стал: Sussman R. W. Funding of the Nazis by American Institutes and Businesses // The Myth of Race: The Troubling Persistence of an Unscientific Idea. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2014.

371

В 1920-х Гитлер сидел в тюрьме: Koenig H., King D., Carson V. B. Handbook of Religion and Health. Oxford: Oxford University Press, 2012.

372

Стерилизационный закон: US Chief Counsel for the Prosecution of Axis Criminality. Document 3067-PS // Nazi Conspiracy and Aggression (vol. 5). Washington, DC: US Government Printing Office, 1946 (перевод на английский аккредитован нюрнбергскими уполномоченными и отредактирован сотрудниками The German Historical Institute Washington, GHI).

373

Das Erbe («Наследственность», 1935): Nazi Propaganda: Racial Science. USHMM Collections Search (http://collections.ushmm.org/search/catalog/fv3857).

374

Erbkrank («Наследственная болезнь», 1936): 1936 – Rassenpolitisches Amt der NSDAP – Erbkrank. Internet Archive (https://archive.org/details/1936-Rassenpolitisches-Amt-der-NSDAP-Erbkrank).

375

«Олимпия» Лени Рифеншталь: Riefenstahl L. Olympia. 1936.

376

С ноября 1933 года новый закон: «Хронология Холокоста». The History Place (http://www.historyplace.com/worldwar2/holocaust/timeline.html).

377

В октябре 1935 года были приняты Нюрнбергские законы: «Ключевые даты: нацистская расовая политика, 1935». Мемориальный музей Холокоста (США) (http://www.ushmm.org/outreach/en/article.php?ModuleId=10007696).

378

К 1934 году каждый месяц стерилизовали: «Принудительная стерилизация». Мемориальный музей Холокоста (США) (http://www.ushmm.org/learn/students/learning-materials-and-resources/mentally-and-physically-handicapped-victims-of-the-nazi-era/forced-sterilization).

379

Летом того года Рихард и Лина Кречмар: Browning C. R., Matthäus J. Killing the Handicapped // The Origins of the Final Solution: The Evolution of Nazi Jewish Policy, September 1939 – March 1942. Lincoln: University of Nebraska, 2004.

380

Вместе с Карлом Брандтом: Schmidt U. Karl Brandt: The Nazi Doctor, Medicine, and Power in the Third Reich. London: Hambledon Continuum, 2007.

381

Тиргартенштрассе, 4: Aly G., Chroust P., Pross C. Chapter 2: Medicine against the Useless // Cleansing the Fatherland, trans. Belinda Cooper. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1994.

382

Обычно говорят как минимум о шести крупнейших нацистских центрах стерилизации и эвтаназии, в каждом из которых было уничтожено больше 10 тысяч человек. Назначение этих заведений сильно диссонировало с их обликом: за редким исключением их создавали на базе психиатрических лечебниц в стенах светлых, жизнерадостных замков вроде Зонненштайна или Хартхайма. В этих замковых стенах отрабатывались технологии умерщвления газами, позже перекочевавшие в лагеря смерти. Дело в том, что популярное на первых порах введение барбитуратов или чего-нибудь еще признали не самым рентабельным и эффективным способом убийства. В итоге помимо газовых камер в рутинную практику «Т-4» ввели не менее экономичное и не оставляющее явных следов доведение до голодной смерти.

383

Правнук этой погибшей в газовой камере немки, Эмили Рау, написал статью о ее жизни, болезни и «эвтаназии», о влиянии тех событий на будущее семьи, о концепции «недостойных жизни» и дискриминации инвалидов (эйблизме) тогда и сейчас: https://dsq-sds.org/article/view/5573/4651.

384

Применение Стерилизационного закона между 1933 и 1943: Stackelberg R. The Routledge Companion to Nazi Germany. NY: Routledge, 2007.

385

Речь идет о знаменитой книге Ханны Арендт «Эйхман в Иерусалиме. Банальность зла», поднимающей вопросы личной и коллективной ответственности за тяжкие групповые деяния. Адольф Эйхман отвечал за «окончательное решение еврейского вопроса», но, по мнению Арендт, был не убежденным антисемитом и садистом, а банальным карьеристом, как и многие, слепо выполняющие «свой долг» – приказы начальства и требования актуального закона, пусть и людоедского.

386

о «банальности» зла: Arendt H. Eichmann in Jerusalem: A Report on the Banality of Evil. NY: Viking, 1963.

387

в своем путаном трактате «Расовая биология евреев»: Verschuer O., Weber C. E. Racial Biology of the Jews. Reedy, WV: Liberty Bell Publishing, 1983.

388

Точнее, эту степень (аналог кандидатской) присваивал директор Института антропологии имени Теодора Моллисона при Мюнхенском университете.

389

«Сначала они пришли за социалистами»: Simkins J. Martin Niemoeller. Spartacus Educational Publishers, 2012.

390

Этот вариант высказывания Нимёллера – самый распространенный в США. Именно он приведен в Мемориальном музее Холокоста в Вашингтоне. В оригинальном варианте, на немецком, несколько отличается круг пострадавших и заканчивается всё фразой «…кто мог бы возразить».

391

агроном Трофим Лысенко: Hamblin J. D. Trofim Lysenko // Science in the Early Twentieth Century: An Encyclopedia. Santa Barbara, CA: ABC–CLIO, 2005.

392

Продолжение цитаты не менее выразительно: «И на слово скупой, и лицом незначительный, – только и помнится угрюмый глаз его, ползающий по земле с таким видом, будто, по крайней мере, собрался он кого-нибудь укокать» (Федорович В. Поля зимой. Газета «Правда», 7 августа 1927).

393

«от этого Лысенко остается ощущение зубной боли»: Joravsky D. The Lysenko Affair. Chicago: University of Chicago Press, 2010. См. также Medvedev Z. A. The Rise and Fall of T. D. Lysenko / I. Michael Lerner I. M. (trans.). NY: Columbia University Press, 1969.

394

Он отвергал само понятие генов: Lysenko T. Agrobiologia (6th ed.). Moscow: Selkhozgiz, 1952.

395

Лысенко и его сторонники своим «воспитанием» с легкостью преодолевали не только межвидовые, но и межродовые барьеры, утверждая, например, что твердая (28-хромосомная) пшеница превращается в мягкую (42-хромосомную), а в колосьях пшеницы самозарождаются зерна ржи (Сойфер В. Н. Красная биология. Псевдонаука в СССР. М.: МПСИ; Флинта, 1998).

396

Ложное сознание (в марксизме) – подспудно навязанные объективной реальностью (принятой системой общественного производства) идеи – включая «товарный фетишизм», – которые составляют искаженное представление человека (трудящегося) об этих самых отношениях и себе самом. Эта идеология призвана защищать привилегии господствующего класса с помощью маскировки эксплуатации им других классов: собственные тяготы, обязанности и стремления трудящийся воспринимает как нечто органичное, как природную норму, с которой и в голову не придет бороться. А все потому, что он понятия не имеет о социальных механизмах, реально руководящих его сознанием и действиями. Если грубо, это искаженное мышление, не позволяющее угнетаемым слоям осознать, что их угнетают, и даже заподозрить, что их дурят, потому что они впитали единственно доступную систему взглядов.

397

В 1940 году Лысенко лишил своих критиков: Trofim Denisovich Lysenko. Encyclopaedia Britannica Online (http://www.britannica.com/biography/Trofim-Denisovich-Lysenko).

398

Вавилову приписывают немного другие выражения и в немного ином контексте. Например, когда его перевели уже в тяжелом состоянии в общую камеру саратовской тюрьмы, он якобы представился сокамерникам: «Перед вами, говоря о прошлом, академик Вавилов, а сейчас, по мнению следователей, дерьмо» или «Академик Вавилов, а по мнению следователя – дерьмо собачье». Вероятно, это отсыл к предшествующему опыту, когда перед каждым допросом Вавилова «Хват [следователь] задавал один и тот же вопрос: – Ты кто? – Я – академик Вавилов. – Мешок говна ты, а не академик, – заявлял доблестный старший лейтенант» (Поповский М. А. Дело академика Вавилова. Нью-Йорк, Тенафлай: Эрмитаж, 1983). – Прим. перев.

399

«Я теперь навоз и больше ничего»: Pringle P. Murder of Nikolai Vavilov.

400

а через несколько недель умер. Арестовали и многих коллег Вавилова по Всесоюзному институту растениеводства, включая Карпеченко, Говорова, Левитского, Ковалева, Мальцева, Фляксбергера. Влияние Лысенко фактически лишило Академию наук СССР всех генетиков. В итоге биологическая наука в Советском Союзе была подорвана на десятилетия.

401

название проблеме «природа или воспитание»: Tabery J. Beyond Versus: The Struggle to Understand the Interaction of Nature and Nurture. Cambridge, MA: MIT Press, 2014.

402

В 1924 году Герман Вернер Сименс: Schmuhl H.-W. Twin Research // The Kaiser Wilhelm Institut for Anthropology, Human Heredity, and Eugenics, 1927–1945: Crossing Boundaries. Dordrecht: Springer, 2008.

403

Кёртис Мерримен, американский психолог, и Уолтер Яблонски, немецкий офтальмолог, проводили аналогичные близнецовые исследования в 1920-х. – Прим. автора.

404

Конкордантность определяют и как вероятность развития какого-либо признака у пары индивидов (например, у обоих близнецов), если этот признак есть у одного из пары. Низкая конкордантность по интересующему признаку и в паре однояйцевых, и в паре разнояйцевых близнецов говорит о большем вкладе среды в развитие признака.

405

Точное число трудно установить. Подробную биографию Менгеле, включая его эксперименты с близнецами, можно найти в книге Джеральда Л. Познера и Джона Уэра «Менгеле: полная история» (Mengele: The Complete Story). – Прим. автора.

406

С 1943 по 1945 год им подвергли: Posner G. L., Ware J. Mengele: The Complete Story. NY: McGraw-Hill, 1986.

407

Большие деревянные пандусы подставляли к вагонам поездов для спуска и сортировки прибывающих в лагерь.

408

«Не было такого места на теле»: Lifton R. J. Nazi Doctors.

409

Фамилия этого ученого увековечена в альтернативном названии цикла трикарбоновых кислот. Реакции и продукты этого универсального узлового метаболического пути описал в основном Ханс Кребс, за что и получил в 1953 году Нобелевскую премию.

410

В апреле 1933 года из государственных университетов: Benz W., Dunlap T. A Concise History of the Third Reich. Berkeley: University of California Press, 2006.

411

«Гитлер, может, и уничтожил»: Orwell G. In Front of Your Nose, 1946–1950 / Sonia Orwell S., Angus I. (ed.). Boston: D. R. Godine, 2000.

412

Эрвин Шрёдингер, выступая в Дублине. Эта лекция позже была опубликована: Schrödinger E. What Is Life?: The Physical Aspect of the Living Cell. Cambridge: Cambridge University Press, 1945.

413

Шрёдингер Э. Что такое жизнь? М.: Государственное издательство иностранной литературы, 1947.

414

«Не следует недооценивать силу человеческой глупости»: Moore W. W. Jr. Wise Sayings: For Your Thoughtful Consideration. Bloomington, IN: AuthorHouse, 2012.

415

Хайнлайн Р. Достаточно времени для любви, или Жизни Лазаруса Лонга. СПб.: Азбука, Азбука-Аттикус, 2018.

416

«Фесс»: Коллекция Освальда Т. Эвери: Биографическая информация. Национальные институты здоровья (США) (http://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/Narrative/CC/p-nid/35).

417

Никто не знал, какова химическая структура хроматина: Olby R. C. The Path to the Double Helix: The Discovery of DNA. NY: Dover Publications, 1994.

418

швейцарский биохимик Фридрих Мишер: Sakalosky G. P. Notio Nova: A New Idea. Pittsburgh, PA: Dorrance, 2014.

419

Состав этих звеньев (пятиуглеродный сахар, связанный с фосфатной группой и азотистым основанием) определил Фебус Левин, и он же назвал их нуклеотидами.

420

Остов, или каркас, ДНК и РНК состоит из цепочки сахаров, химически связанных с фосфатами. В РНК сахар – рибоза, отсюда и название «рибонуклеиновая кислота» (РНК). В ДНК сахар немного другой – дезоксирибоза, потому и «дезоксирибонуклеиновая кислота» (ДНК). – Прим. автора.

421

крайнюю незамысловатость ее структуры: Olby R. C. Path to the Double Helix.

422

Нуклеотиды принято называть по единственному компоненту, который их различает, – по азотистому основанию. Когда говорят, что фрагмент ДНК начинается, например, с аденина и тимина, подразумевают не сами азотистые основания, а несущие их нуклеотиды целиком.

423

Дельбрюк назвал ДНК «глупой молекулой»: Science, History and Social Activism: A Tribute to Everett Mendelsohn (vol. 228) / Allen G., MacLeod R. M. (eds.). Dordrecht: Springer Science & Business Media, 2013.

424

Зелиг – герой одноименного фильма Вуди Аллена, способный перевоплощаться в кого угодно. – Прим. перев.

425

«формообразующее, поддерживающее вещество»: Olby R. C. Path to the Double Helix.

426

вкус «доисторического океана»: Preston R. Panic in Level 4: Cannibals, Killer Viruses, and Other Journeys to the Edge of Science. NY: Random House, 2009.

427

«Кто мог это представить?»: Letter from Oswald T. Avery to Roy Avery, May 26, 1943 // Oswald T. Avery Papers. Tennessee State Library and Archives.

428

Эвери хотел в них удостовериться: McCarty M. The Transforming Principle: Discovering That Genes Are Made of DNA. NY: W. W. Norton, 1985.

429

«ткань, из которой выкраиваются гены»: Lyon J., Gorner P. Altered Fates.

430

Статья Освальда Эвери о ДНК: Avery O. T., MacLeod C. M., McCarty M. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types: Induction of transformation by a deoxyribonucleicacid fraction isolated from pneumococcus type III. Journal of Experimental Medicine. 1944; 79 (2): 137–158.

431

Предположительно 450 тысяч человек в том году: «Введение в Холокост». Энциклопедия Холокоста (http://www.ushmm.org/wlc/en/article.php?ModuleId=10005143).

432

В начале 1945-го, когда солдаты: Там же.

433

Американский исследовательский центр евгеники в 1939 году: Farber S. A. U. S. scientists’ role in the eugenics movement (1907–1939): A contemporary biologist’s perspective. Zebrafish. 2008; 5 (4): 243–245.

434

«В науке нельзя добиться успеха, не усвоив»: Watson J. D. The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA. London: Weidenfeld & Nicolson, 1981.

435

Уотсон Д. Двойная спираль. М.: Мир, 1969. (Далее все цитаты из «Двойной спирали» приводятся по этому изданию.) – Прим. перев.

436

«Молекула тоже обладает стилем»: Crick F. What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery. NY: Basic Books, 1988.

437

Крик Ф. Что за безумное стремленье! М.: АСТ, 2020. (Далее все цитаты из «Что за безумное стремленье!» приводятся по этому изданию.) – Прим. перев.

438

«Наука [была бы] разрушена»: Braben D. W. Pioneering Research: A Risk Worth Taking. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2004.

439

Хаммарстен мог влиять не только как известный химик, но и как член Нобелевского комитета по физиологии и медицине.

440

Эксперименты с бактериофагами, проведенные Альфредом Херши и Мартой Чейз в 1952–1953 годах, тоже убедительно показали, что именно ДНК – носитель генетической информации. – Прим. автора.

441

Среди первых обращенных в религию ДНК: Wilkins M. Maurice Wilkins: The third Man of the Double Helix: An Autobiography. Oxford: Oxford University Press, 2003.

442

Эрнест Резерфорд: Reeves R. A Force of Nature: The Frontier Genius of Ernest Rutherford. NY: W. W. Norton, 2008.

443

«Проект Манхэттен» (с 1942 по 1946 год) – программа США по разработке ядерного оружия, в которой участвовали и ученые из Великобритании, Канады и Германии. Проект задействовал почти 130 тысяч человек, при этом подавляющее большинство участников не имело представления о конечной цели своих усилий. Одно из детищ проекта, урановую бомбу «Малыш», в 1945-м сбросили на Хиросиму.

444

«жизнь <…> – это случайное химическое происшествие»: Silverstein A. M. Paul Ehrlich’s Receptor Immunology: The Magnificent Obsession. San Diego, CA: Academic, 2002.

445

У гемоглобина есть несколько форм, включая специфичные для плода. Здесь идет речь о наиболее распространенном и хорошо изученном варианте, гемоглобине А1, который преобладает в крови взрослых. – Прим. автора.

446

«Бог из машины» (лат.), неожиданная палочка-выручалочка. В финале античных трагедий над сценой с помощью крана могла появляться фигура бога, компетенции которого позволяли разрешать тупиковые для мирян ситуации.

447

Уилкинс нашел в химическом отделе рентгеновский дифрактометр: переписка Мориса Уилкинса с Рэймондом Гослингом на начальном этапе исследований ДНК в Королевском колледже (1976), бумаги Мориса Уилкинса, архивы Королевского колледжа Лондона.

448

К ценностям среднего класса относят тяжелую работу, самодисциплину, бережливость, честность, вдохновение и стремление к успеху. – Прим. перев.

449

Как потом выразился один друг Франклин: письмо от 12 июня 1985 года, заметки о Розалинд Франклин, бумаги Мориса Уилкинса, номер ad92d68f-4071-4415-8df2-dcfe041171fd.

450

но вскоре их отношения охладились: Fox D. M., Meldrum M., Rezak I. Nobel Laureates in Medicine or Physiology: A Biographical Dictionary. NY: Garland, 1990.

451

«Она часто лает, но ей не удается меня укусить»: Watson J. D. The Annotated and Illustrated Double Helix / Gann A., Witkowski J. A. (eds.). NY: Simon & Schuster, 2012.

452

«Ну вот! Теперь она пытается меня утопить!»: Maddox B. Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA. NY: HarperCollins, 2002.

453

Франклин находила большинство коллег мужского пола «решительно отталкивающими»: Watson J. D. Letter from Rosalind Franklin to Anne Sayre, March 1, 1952 // Annotated and Illustrated Double Helix.

454

Изматывал не только сам сексизм. Крик никогда не верил в то, что Франклин ощущала на себе действие сексизма. В отличие от Уотсона, в конце концов великодушно описавшего работу Розалинд и подчеркнувшего невзгоды, с которыми ей довелось столкнуться как ученой, Крик настаивал на том, что атмосфера Королевского колледжа на нее не влияла. Франклин и Крик стали близкими друзьями в конце 1950-х. Фрэнсис и его жена сильно поддерживали Розалинд во время ее продолжительной болезни, включая тяжелые месяцы перед ее преждевременной смертью. Симпатия Крика к Франклин ощущается в его книге «Что за безумное стремленье!»

455

неистовая в работе Мария Склодовская-Кюри: 100 years ago: Marie Curie wins 2nd Nobel Prize. Scientific American. 2011 (http://www.scientificamerican.com/article/curie-marie-sklodowska-greatest-woman-scientist/).

456

Для кристаллизации чистого хлорида радия Марии приходилось плавить в чугунных котлах одновременно до 20 килограммов урановой смоляной руды (уранинита) и бесконечно повторять серии химических реакций с содой, кислотами и другими веществами. Часами, до изнурения, в невентилируемом сарае с протекающей крышей она мешала кипящие химические массы огромным железным прутом. По подсчетам Кюри, в тонне сырья содержалась пара дециграммов хлорида радия.

457

чуть не эфирная Дороти Кроуфут-Ходжкин: Dorothy Crowfoot Hodgkin – biographical. Nobelprize.org (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1964/hodgkin-bio.html).

458

«любезная домохозяйка»: Donald A. Dorothy Hodgkin and the year of crystallography. Guardian. 2014.

459

Нобелевский комитет отметил заслуги Ходжкин в установлении структуры не только пенициллина, но и витамина B_12 (окончательно разобраться с инсулином удалось чуть позже), то есть премию 1964 года по химии ей присудили «за определение с помощью рентгеновских методов структур важных биологически активных молекул». «Любезная домохозяйка», помимо научной работы и воспитания трех детей, посвящала себя преподаванию в Сомервилл-колледже Оксфордского университета (под ее руководством структуру советского антибиотика грамицидина С расшифровывала Маргарет Робертс, в замужестве Тэтчер) и руководству Пагуошским движением – международной организацией ученых, которая призвана противодействовать в первую очередь хранению и применению оружия массового уничтожения, а также международному терроризму, голоду и эпидемиям, экологическим бедствиям и попиранию прав человека (Пагуошский комитет действует и при Президиуме РАН).

460

Франклин придумала регулировать влажность в камере: «Загадка ДНК: Королевский колледж, Лондон, 1951–1953». Бумаги Розалинд Франклин (http://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/Narrative/KR/p-nid/187).

461

Кристаллограф Джон Бернал: Bernal J. D. Dr. Rosalind E. Franklin. Nature. 1958; 182: 154.

462

«в рубашке навыпуск, в спущенных носках»: Perutz M. F. I Wish I’d Made You Angry Earlier: Essays on Science, Scientists, and Humanity. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1998.

463

Уилкинс не выразил никакого восторга: Фуллер У. За и против спирали (For and against the helix). Бумаги Мориса Уилкинса, номер 00c0a9ed-e951-4761-955c-7490e0474575.

464

«До выступления Мориса я сильно опасался»: Watson, Double Helix, 23.

465

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

466

Там же.

467

«Морис был истинным англичанином»: http://profiles.nlm.nih.gov/ps/access/SCBBKH.pdf.

468

Там же.

469

«ничего не знал о рентгеновском дифракционном методе»: Watson J. D. Double Helix.

470

Там же.

471

Там же.

472

«ничего не вышло»: Там же, 18.

473

«То, что я не мог дать ему правильное истолкование»: Там же, 24.

474

Там же.

475

Там же. Розеттский камень – каменная плита с одной и той же надписью на трех языках (двух формах египетского и на древнегреческом), найденная французами в 1799 году близ египетского города Розетта и подарившая ключ к расшифровке египетских иероглифов.

476

Уотсон переехал в Кембридж из-за любви к одной рентгенограмме. Официальной причиной этого переезда была помощь Перуцу и еще одному ученому, Джону Кендрю, в исследовании белка миоглобина. В Кембридже Уотсон быстро переключился на изучение структуры вируса табачной мозаики (ВТМ). Но все же его неизмеримо сильнее интересовала ДНК, и чтобы сосредоточиться на ней, он вскоре забросил все остальные проекты. Watson J. D. Annotated and Illustrated Double Helix.

477

Как-то раз в 1951 году, задолго до того, как имя Джеймса Уотсона прогремело на весь мир, писательница-романистка Дорис Лессинг три часа гуляла в компании с молодым Уотсоном – знакомым ее знакомых. За все время, пока они бродили по пустошам и болотам близ Кембриджа, говорила только Лессинг, Уотсон не проронил ни словечка. В конце прогулки «вычерпанная и желающая лишь сбежать», Лессинг наконец услышала от спутника звуки человеческой речи: «Понимаешь, проблема в том, что на свете есть только один человек, с которым я могу разговаривать». – Прим. автора.

[«Понимаешь, проблема в том, что на свете есть только один человек»: Watson J. D. Annotated and Illustrated Double Helix.]

478

«юношеский максимализм»: Crick F. What Mad Pursuit.

479

Крик Ф. Что за безумное стремленье!

480

Знаковая статья Полинга о спиральной структуре: Pauling L., Corey R. B., Branson H. R. The structure of proteins: Two hydrogen-bonded helical configurations of the polypeptide chain. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1951; 37 (4): 205–211.

481

«опираясь больше на здравый смысл»: Watson J. D. Annotated and Illustrated Double Helix.

482

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

483

Там же.

484

«как пытаться понять устройство пианино»: Francis Crick (quotes). Wisdom Trove (https://wisdomtrove.com/author_quotes/francis-crick-quotes/).

485

только экспериментальные данные могут быть основой для моделей: Crick F. What Mad Pursuit. Крик всегда утверждал, что Франклин в полной мере понимала важность построения моделей.

486

«Как вы смеете объяснять мне мои же данные?»: McElheny V. K. Watson and DNA: Making a Scientific Revolution. Cambridge, MA: Perseus, 2003.

487

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

488

«Большая спираль с несколькими цепями»: Moffat A. The British: A Genetic Journey. Edinburgh: Birlinn, 2014; это же есть в лабораторных записях Розалинд Франклин, датированных 1951 годом.

489

В начале работы с ДНК Франклин не была уверена, что рентгеновские паттерны соответствуют спирали – скорее всего, потому, что работала с «сухой» формой ДНК. Однажды Франклин со своим студентом даже распространили нахальную записку-некролог «на смерть спирали». Но когда качество рентгенограмм улучшилось, перед Розалинд, судя по ее записям, стала вырисовываться спираль с фосфатами снаружи. Уотсон как-то сказал в интервью, что Франклин мешал ее бесстрастный подход к собственным данным: «Она не жила ДНК». – Прим. автора.

490

«рентгенографические данные на первый взгляд»: Watson J. D. Annotated and Illustrated Double Helix.

491

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

492

Там же.

493

«сверить ее с количественными данными»: Там же.

494

Там же.

495

Уилкинс, Франклин и ее студент Рэй Гослинг сели на поезд. В этой поездке их сопровождали Билл Сидс и Брюс Фрейзер.

496

Как вспоминал Гослинг, «Розалинд разносила их»: Watson J. D. Annotated and Illustrated Double Helix.

497

«Он уже не чувствовал себя мудрым учителем»: Там же, 92.

498

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

499

В первые недели января 1953 года: Pauling L., Corey R. B. A proposed structure for the nucleic acids. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1953; 39 (2): 84–97.

500

Там же.

501

«И тут я понял, что фосфатные группы в модели Лайнуса не ионизированы, а каждая содержит связанный атом водорода и поэтому в целом нейтральна. В определенном смысле нуклеиновая кислота Полинга вовсе не была кислотой. Эти нейтральные фосфатные группы не были второстепенной деталью: как раз их атомы водорода образовывали водородные связи, скреплявшие три переплетенные цепи. Без них цепи сразу же развалились бы и структура распалась» (Уотсон Д. Двойная спираль).

502

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

503

Там же.

504

«Оч. хорошо. Влажный снимок»: из бумаг Розалинд Франклин (лабораторных записей), хранящихся в Национальной медицинской библиотеке (https://profiles.nlm.nih.gov/spotlight/kr/catalog/nlm: nlmuid-101584586X125-doc).

505

Но был ли это ее снимок? Уилкинс впоследствии настаивал, что снимок ему дал Гослинг, студент Франклин, и поэтому он решил, что может делать с ним все, что пожелает. Франклин в тот момент переходила из Королевского колледжа в Биркбек-колледж, и Уилкинс думал, что она бросает ДНК-проект. – Прим. автора.

506

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

507

«важные биологические объекты всегда бывают парными»: Watson J. D. Double Helix.

508

позже в свою защиту он напишет: Sayre A. Rosalind Franklin & DNA. NY: W. W. Norton, 1975.

509

Бибендум – маскот шинной компании «Мишлен», человечек из уложенных стопкой белых шин. – Прим. перев.

510

«И вдруг я заметил, что пара аденин – тимин»: Watson J. D. Annotated and Illustrated Double Helix.

511

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

512

«Явившийся наконец Фрэнсис»: Там же, 208.

513

Там же.

514

«принялся рассказывать всем, кто был в „Орле“»: Там же, 209.

515

Там же.

516

«Мы рассматриваем ДНК как довольно широкую и короткую двойную спираль»: Sulston J., Ferry G. The Common Read: A Story of Science, Politics, Ethics, and the Human Genome. Washington, DC: Joseph Henry Press, 2002.

517

Морис Уилкинс пришел взглянуть на модель. Скорее всего, это было 11 или 12 марта 1953 года. Крик рассказал Дельбрюку о модели в четверг, 12 марта. См. также «Кто сказал спираль?» (Who said helix?) Уотсона Фуллера и сопряженные материалы; бумаги Мориса Уилкинса, номер c065700f-b6d9-46cf-902a-b4f8e078338a.

518

«Модель стояла высоко»: бумаги Мориса Уилкинса, 13 июня 1996 года.

519

«Как по мне, вы парочка старых прохвостов»: из письма Уилкинса Крику, датированного 18 марта 1953 года; письмо доступно в Wellcome Library под номером 62b87535-040a-448c-9b73-ff3a3767db91, http://wellcomelibrary.org/player/b20047198#?asi=0&ai=0&z=0.1215%2C0.2046%2C0.5569 %2C0.3498.

520

«эта идея нравится»: «Кто сказал спираль?» Уотсона Фуллера и сопряженные материалы.

521

Уотсон Д. Двойная спираль. – Прим. перев.

522

«По ее данным, остов молекулы»: Watson J. D. Annotated and Illustrated Double Helix.

523

Там же.

524

25 апреля 1953 года Уотсон и Крик опубликовали: Watson J. D., Crick F. H. C. Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid. Nature. 1953; 171: 737–738.

525

«пришло время раскрыть другую тайну»: «Кто сказал спираль?» Уотсона Фуллера и сопряженные материалы.

526

Орци Э. Алый Первоцвет. М.; Спб.: Рипол Классик; Пальмира, 2018. Скарлет Пимпернель (Алый Первоцвет, псевдоним, отсылающий к растению очный цвет) – герой романа, британский аристократ, ведущий подпольную борьбу с Французской революцией. – Прим. перев.

527

«Молекула белка – это изобретенный природой инструмент»: 1957: Francis H. C. Crick (1916–2004) sets out the agenda of molecular biology. Genome News Network (http://www.genomenewsnetwork.org/resources/timeline/1957_Crick.php).

528

В 1941-м, за три года до знакового эксперимента Эвери: 1941: George W. Beadle (1903–1989) and Edward L. Tatum (1909–1975) show how genes direct the synthesis of enzymes that control metabolic processes. Genome News Network (http://www.genomenewsnetwork.org/resources/timeline/1941_Beadle_Tatum.php).

529

Beets по-английски означает «свекла». Возможно, кличка объяснялась интересом Бидла к «красноте», о которой пойдет речь ниже. – Прим. перев.

530

был студентом Томаса Моргана в Калтехе: Lewis E. B. Thomas Hunt Morgan and his legacy. Nobelprize.org (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1933/morgan-article.html).

531

«действие гена» в поколениях: Colby F. M., Churchill A. L., Wade H. T., Vizetelly F. H. The New International Year Book: A Compendium of the World’s Progress, 1907–1965. NY: Dodd, Mead, 1966.

532

«Чудесный хлеб» (Wonder Bread) – американская марка хлеба. – Прим. перев.

533

«Ген определяет итоговую конфигурацию»: Beadle G. Genetics and metabolism in Neurospora. Physiological reviews. 1945; 25 (4): 643–663.

534

На следующих страницах эта концепция гена будет видоизменена и дополнена. Ген – нечто большее, чем набор инструкций по построению белка, но эксперименты Бидла и Тейтема раскрыли именно механистическую основу функции гена. – Прим. автора.

535

«Больше года я твердил Фрэнсису»: Watson J. D. Genes, Girls, and Gamow: After the Double Helix. NY: Alfred A. Knopf, 2002.

536

«Я играю со сложными органическими молекулами»: Letter from George Gamow to Linus Pauling. October 22, 1953. Linus Pauling and the Race for DNA: A Documentary History (http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/dna/corr/sci9.001.43-gamow-lp-19531022-transcript.html).

537

Гамов назвал объединение «Клуб галстуков РНК»: Everson T. The Gene: A Historical Perspective. Westport, CT: Greenwood, 2007.

538

«его существование всегда было довольно условным»: Francis Crick, George Gamow, and the RNA Tie Club. Web of Stories (http://www.webofstories.com/play/francis.crick/84).

539

Булавки для галстуков выполнили в виде трехбуквенных обозначений 20 основных аминокислот (Leu, Ala, Pro и т. д.): каждому из 20 членов клуба «присвоили» по аминокислоте, а четырем почетным членам – названия нуклеотидов. Из Клуба галстуков РНК в итоге вышло несколько нобелевских лауреатов.

540

«Сделай или умри, или вовсе не начинай»: Kean S. The Violinist’s Thumb: And Other Lost Tales of Love, War, and Genius, as Written by Our Genetic Code. NY: Little, Brown, 2012.

541

для «преобразования» ДНК в белок нужна промежуточная молекула. Артур Парди и Моника Райли тоже выдвинули эту идею, но в немного иной форме.

542

Автор цитирует роман Орци «Алый Первоцвет». – Прим. перев.

543

«Неуловимый окаянный Пимпернель!»: Johnson C. B. The Scarlet Pimpernel. Simon & Schuster, 2004.

544

«Это же магний!»: Albert Lasker Award for Special Achievement in Medical Science: Sydney Brenner. Lasker Foundation (http://www.laskerfoundation.org/awards/2000special.html).

545

Группа гарвардских ученых под руководством Джеймса Уотсона и Уолтера Гилберта тоже обнаружила «РНК-посредника» в 1960-м. Статьи Уотсона – Гилберта и Бреннера – Жакоба опубликовали в Nature совместно. – Прим. автора.

546

Как и ожидалось, это была РНК. Два других ученых, Эллиот Волькин и Лазарус Астрахан, предложили РНК в качестве молекулы-посредника еще в 1956 году. В 1961-м группы Бреннера – Жакоба и Уотсона – Гилберта опубликовали две фундаментальные статьи: Gros F., Hiatt H., Gilbert W. et al. Unstable ribonucleic acid revealed by pulse labeling of Escherichia coli. Nature. 1961; 190: 581–585; Brenner S., Jacob F., Meselson M. An unstable intermediate carrying information from genes to ribosomes for protein synthesis. Nature. 1961; 190: 576–581.

547

Такую РНК в русскоязычной традиции принято называть матричной или информационной (мРНК, иРНК), в англоязычной – messenger RNA (mRNA), то есть РНК-посредником, РНК – переносчиком сообщений. – Прим. перев.

548

«Похоже, определенная последовательность оснований»: Watson J. D., Crick F. H. C. Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid. Nature. 1953; 171 (4361): 965.

549

В оригинале слова составляются из букв ДНК-алфавита – A, T, C: cat (кошка), act (акт), tac (нолик). – Прим. перев.

550

Гипотезу «триплетного кода» подтверждала элементарная математика. Если бы код был двухбуквенным – одна аминокислота кодировалась бы последовательностью двух оснований (АЦ или ТЦ, например), – он порождал бы не более 16 комбинаций, чего явно недостаточно для определения 20 аминокислот. Триплетный код дает 64 комбинации: этого хватает не только на кодирование всех аминокислот, но и на другие функции, обслуживающие трансляцию, – вроде стоп-команд в синтезе белковой цепи. Квадруплетный код давал бы 256 сочетаний – гораздо больше, чем нужно для кодирования 20 аминокислот. Природа, конечно, вырожденна (склонна выражать одно и то же разными способами), но не настолько же. – Прим. автора.

551

Первоначальная формулировка Крика допускала и обратное движение информации, от РНК к ДНК. Уотсон, однако, упростил схему, обозначив лишь поток от ДНК к РНК, а затем к белку – именно это впоследствии и назвали центральной догмой. – Прим. автора.

552

В 1904 году одна увиденная в микроскоп картина: Steensma D. P., Kyle R. A., Shampo M. A. Walter Clement Noel – first patient described with sickle cell disease. Mayo Clinic Proceedings. 2010; 85 (10).

553

Выделяют несколько типов кризов (резких обострений) серповидноклеточной анемии. Часть из них обусловлена недопроизводством либо избыточным разрушением эритроцитов. Но чаще, особенно в умеренных широтах, наблюдают кризы, связанные с закупоркой (окклюзией) мелких кровеносных сосудов дефектными эритроцитами. Из-за локальных ишемий и инфарктов возникают сильные боли в затронутых окклюзией органах и частях опорно-двигательного аппарата. Боль может изводить человека часами и даже сутками.

554

В 1951 году Лайнус Полинг, работая в Калтехе: Key participants: Harvey A. Itano. It’s in the Blood! A Documentary History of Linus Pauling, Hemoglobin, and Sickle Cell Anemia (http://scarc.library.oregonstate.edu/coll/pauling/blood/people/itano.html).

555

Замену единственной аминокислоты обнаружил Вернон Ингрэм, бывший студент Макса Перуца. – Прим. автора.

556

Такой патологический вариант белка называется уже не гемоглобином А (HbА), а гемоглобином S (HbS).

557

Рубен Голдберг – американский карикатурист и изобретатель. Он рисовал забавные механизмы, запредельно сложно устроенные, но с простым назначением – например, машину для вытирания рта салфеткой. Отличительной чертой этих устройств было обилие деталей, последовательно, по принципу домино, действующих друг на друга. – Прим. перев.

558

Совершенно необходимо выяснить: Carrol S. Brave Genius: A Scientist, a Philosopher, and Their Daring Adventures from the French Resistance to the Nobel Prize. NY: Crown, 2013.

559

«свойства, заложенные в генах, проявляются»: Morgan T. H. The relation of genetics to physiology and medicine. Scientific Monthly. 1935; 41 (1): 315.

560

кривая заворожила французского биолога Жака Моно: Ullmann A. Jacques Monod, 1910–1976: His life, his work and his commitments. Research in Microbiology. 2010; 161 (2): 68–73.

561

Одно из концептуальных направлений джаза. – Прим. перев.

562

Моно и Жакоб немного знали друг друга: оба были из ближнего круга генетика-микробиолога Андре Львова. Жакоб на другом конце сорбоннского чердака ставил опыты с вирусом, поражающим E. coli. Хотя на первый взгляд их экспериментальные стратегии были непохожими, оба ученых изучали регуляцию генов. Моно и Жакоб как-то сравнили свои записи и с удивлением поняли, что работают над двумя аспектами одной и той же глобальной проблемы. В итоге в 1950-х они выполняли некоторые исследования совместно. – Прим. автора.

563

В 1957 году Парди, Моно и Жакоб обнаружили, что лактозный оперон контролируется одним общим переключателем – белком, который позже назвали репрессором. Репрессор служит молекулярным замко́м. Когда в ростовую среду добавляют лактозу, белок-репрессор ее узнает, меняет свою молекулярную структуру и «отпирает» гены, нужные для ее расщепления и транспорта (то есть позволяет генам активироваться, чтобы клетка могла метаболизировать лактозу). В присутствии другого сахара – например, глюкозы – замок не отпирается, и расщепляющие лактозу гены не могут считываться. В 1966 году Уолтер Гилберт и Бенно Мюллер-Хилл выделили белок-репрессор из бактериальных клеток, полностью подтвердив предложенную Жакобом и Моно гипотезу оперона. Тогда же Марк Пташне и Нэнси Хопкинс выделили другой репрессор из бактериального вируса. – Прим. автора.

564

Парди, Жакоб и Моно опубликовали свое монументальное исследование: Pardee A. B., Jacob F., Monod J. The genetic control and cytoplasmic expression of ‘inducibility’ in the synthesis of β-galactosidase by E. coli. Journal of Molecular Biology. 1959; 1 (2): 165–178.

565

«Геном содержит не только набор шаблонов»: Jacob F., Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. Journal of Molecular Biology. 1961; 3 (3): 318–356.

566

В отличие от космологических черепах, это представление не абсурдно. В принципе, одноклеточный зародыш уже располагает всей генетической информацией, нужной для развития целого организма. Вопрос о том, как последовательная работа генетических сетей «осуществляет» это развитие, обсуждается в следующей главе. – Прим. автора.

567

В последнем предложении статьи 1953 года: Watson J. D., Crick F. Molecular structure of nucleic acids.

568

Он назвал фермент ДНК-полимеразой: Kornberg A. Biologic synthesis of deoxyribonucleic acid. Science. 1960; 131 (3412): 1503–1508.

569

«Пять лет назад»: Там же.

570

Для репликации ДНК нужна не только ДНК-полимераза: чтобы расплести скрученную двойную спираль и проконтролировать, правильно ли копируется генетическая информация, требуется множество белков. Кроме того, в клетках встречается несколько разных ДНК-полимераз с немного различающимися функциями. – Прим. автора.

571

Подобное совершают и транспозоны: генетик Барбара Макклинток открыла «прыгающие гены» – генетические элементы, которые могут самостоятельно перемещаться по геному; за это в 1983 году она получила Нобелевскую премию. – Прим. автора.

572

Тот факт, что в геноме закодированы и те гены, которые отвечают за починку – репарацию – этого генома, открыли несколько генетиков, среди которых Эвелин Уиткин и Стив Элледж. Уиткин и Элледж независимо идентифицировали целый каскад белков, распознающих повреждение ДНК и активирующих клеточный ответ, направленный на починку или «замораживание» дефекта (если повреждение катастрофическое, клетка лишается возможности делиться). Мутации в этих генах могут вести к накоплению повреждений ДНК – а значит, и мутаций, – что в конечном счете приводит к раку. Четвертой «р» физиологии генов, необходимой как для выживания, так и для изменчивости организмов, должна быть репарация. – Прим. автора.

573

«Вначале была простота»: Dawkins R. The Selfish Gene. Oxford: Oxford University Press, 1989.

574

Докинз Р. Эгоистичный ген. М.: Corpus, 2013.

575

«Я – тоже муха»: Marsh N. William Blake: The Poems. Houndmills, Basingstoke, England: Palgrave, 2001.

576

Блейк У. Муха // Собрание сочинений С. Я. Маршака в восьми томах. Т. 3. М.: Художественная литература, 1969.

577

Льюис изучал мутантов. Многих из этих мутантов получили Бриджес и Стёртевант. Описание деталей строения мутантных мух и генов, повреждаемых при той или иной мутации, можно найти в нобелевской лекции Эдварда Баттса Льюиса (8 декабря 1995 года).

578

Таких мутантов и гены, мутации в которых (или изменения экспрессии) ведут к локальным нарушениям плана тела, называют гомеозисными. У животных многие из этих генов кодируют транскрипционные факторы знаменитого семейства Hox. Гомеозисные гены содержат характерную и очень консервативную (сходную у мухи и человека) последовательность нуклеотидов – гомеобокс, которая кодирует гомеодомен в соответствующем транскрипционном факторе. С помощью этого домена фактор взаимодействует с особыми участками ДНК, чтобы регулировать активность целых генных каскадов.

579

Активность гомеозисных генов подконтрольна транскрипционным факторам высших рангов, которые кодируются этими самыми генами сегментации из групп gap, полярности сегментов и pair-rule, а также белкам, меняющим структуру хроматина.

580

До оплодотворения яйца информация о таких белках обычно хранится в виде мРНК, а трансляция (синтез белка) начинается уже после оплодотворения.

581

Вещества, градиент концентрации которых (формирующийся по мере удаления от источника) поставляет пространственную информацию для построения эмбриона, называют морфогенами. Часть из них работает в пределах одной клетки, часть путешествует из клетки в клетку, а некоторые потенциальные морфогены (ретиноевая кислота, активный метаболит витамина А) просто поступают из среды. У дрозофилы к материнским (кодируемым геномом матери) факторам эмбриогенеза относят, например, морфогены Bicoid (фактор транскрипции) и Nanos (репрессор трансляции). Некоторые морфогены (Decapentaplegic, Wingless) кодируются уже ДНК зародыша.

582

Здесь напрашивается вопрос: как в природе появились первые асимметричные организмы? Мы этого не знаем и, возможно, не узнаем никогда. В какой-то момент эволюционной истории какой-то организм развился до такой степени, что у него разделились функции двух частей тела. Вероятно, один конец его тела контактировал со скалой, другой – с океаном. Этот везучий мутант уродился с чудесной способностью накапливать белок в ротовой части, а не в ножной. Функциональное различение рта и ноги дало мутанту селективное преимущество: каждая отличная от другой часть его тела могла далее специализироваться на выполнении собственных задач, повышая приспособленность организма к среде. Наши головы и хвосты – удачливые наследники того эволюционного новшества. – Прим. автора.

583

«Грех ли делает гусеницу куколкой»: Müller F. M. Memories: A Story of German Love. Chicago: A. C. McClurg, 1902.

584

В классической детской книжке Лео Лионни: Lionni L. Inch by Inch. NY: I. Obolensky, 1960.

585

Вероятно, это отсылка к букероносному роману индийской писательницы Арундати Рой «Бог мелочей».

586

«Мы намереваемся выявить у червя каждую клетку»: Crow J. F., Dove W. F. Perspectives on Genetics: Anecdotal, Historical, and Critical Commentaries, 1987–1998. Madison: University of Wisconsin Press, 2000.

587

«будто пялишься в таз с сотнями виноградин»: из моего интервью с Робертом Хорвицем, 2012 год.

588

«Истории как таковой нет вовсе»: Emerson R. W. The Journals and Miscellaneous Notebooks of Ralph Waldo Emerson (vol. 7) / Gilman W. H. (ed.). Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press, 1960.

589

Эмерсон Р., Topo Г. Эссе. Уолден, или Жизнь в лесу. М.: Художественная литература, 1986.

590

131 клетка всегда почему-то исчезала: Yang N., Goping I. S. C. elegans and Discovery of the Caspases // Apoptosis. San Rafael, CA: Morgan & Claypool Life Sciences, 2013.

591

апоптоз: Kerr J. F. R., Wyllie A. H., Currie A. R. Apoptosis: A basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics. British Journal of Cancer. 1972; 26 (4): 239.

592

У другого клеточные останки не удалялись. Этого мутанта изначально идентифицировал молекулярный биолог Эдвард Хеджкок (из моего интервью с Робертом Хорвицем, 2013 год).

593

Роль BCL2 в предотвращении клеточной смерти установили австралийские ученые, Дэвид Вокс и Сьюзанн Кори. – Прим. автора.

594

Избыточная экспрессия гена BCL2 опасна тем, что его продукт, в норме не дающий клеткам беспричинно самоликвидироваться, блокирует выход из митохондрий цитохрома С, который инициирует апоптоз. Из-за этого не может собраться апоптотический комплекс и активироваться первый из «очереди» тех самых палачей, протеаз под названием каспазы. Этот биохимический узел настолько важен, что в схемы лечения некоторых лимфом включают блокатор белка Bcl^2.

595

Хорвиц и Салстон обнаружили исключительные пары клеток: Sulston J. E., Horvitz H. R. Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans. Developmental Biology. 1977; 56 (1): 110–156. См. также Kimble J., Hirsh D. The postembryonic cell lineages of the hermaphrodite and male gonads in Caenorhabditis elegans. Developmental Biology. 1979; 70 (2): 396–417.

596

Речь идет о выборе пути развития соматических клеточных структур половых органов C. elegans: эти структуры различны у гермафродитов и самцов, но их клеточные линии берут начало от одной пары клеток – Z1 и Z4.

597

Но даже такая неопределенность: Kimble J. Alterations in cell lineage following laser ablation of cells in the somatic gonad of Caenorhabditis elegans. Developmental Biology. 1981; 87 (2): 286–300.

598

Бреннер в шутку назвал их британской и американской моделями: Gehring W. J. Master Control Genes in Development and Evolution: The Homeobox Story. New Haven, CT: Yale University Press, 1998.

599

приступила к изучению эффектов острых потрясений. Этот метод первыми освоили Джон Уайт и Джон Салстон (из моего интервью с Робертом Хорвицем, 2013 год).

600

«Каждый ген в отдельности не слишком умен»: Marcus G. F. Chapter 4: Aristotle’s Impetus // The Birth of the Mind: How a Tiny Number of Genes Creates the Complexities of Human Thought. NY: Basic Books, 2004.

601

Генетик Антуан Даншен использовал притчу: Danchin A. The Delphic Boat: What Genomes Tell Us. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2002.

602

Краткое объяснение этой аналогии из книги Даншена La Barque de Delphes: Ce Que Revele Le Texte Des Genomes («Дельфийская лодка: что рассказывают нам геномные тексты») можно найти в журнале Bioinformatics: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/14.5.383.

603

Он сравнивает некоторые гены с проектными чертежами: Dawkins R. A Devil’s Chaplain: Reflections on Hope, Lies, Science, and Love. Boston: Houghton Mifflin, 2003.

604

«Прогресс науки зависит от новых методов»: Brenner S. Life sentences: Detective Rummage investigates. Scientist – the Newspaper for the Science Professional. 2002; 16 (16): 15.

605

«Если мы правы <…> то возможно вызывать»: Avery O. T. DNA as the ‘stuff of genes’: The discovery of the transforming principle, 1940–1944. Collection, National Institutes of Health (http://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/Narrative/CC/p-nid/157).

606

Шекспир У. Трагическая история о Гамлете, принце Датском / пер. М. Л. Лозинского. М.-Л.: ОГИЗ ГИХЛ, 1933. – Прим. перев.

607

После защиты диссертации Берг занимался биохимией: детали, касающиеся образования и академотпуска Берга, взяты из моего с ним интервью 2013 года и бумаг Пола Берга, хранящихся в Национальной медицинской библиотеке (http://profiles.nlm.nih.gov/CD/).

608

«плохие новости в белковой упаковке»: Oldstone M. B. Rous-Whipple Award Lecture. Viruses and diseases of the twenty-first century. American Journal of Pathology. 1993; 143 (5): 1241.

609

В отличие от большинства вирусов, как узнал Берг: Jackson D. A., Symons R. H., Berg P. Biochemical method for inserting new genetic information into DNA of simian virus 40: circular SV40 DNA molecules containing lambda phage genes and the galactose operon of Escherichia coli. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1972; 69 (10): 2904–2909.

610

Если в геном SV_40 добавить лишний ген, новые вирусные частицы не смогут образовываться: молекула ДНК физически не поместится в белковую оболочку. Однако такой удлиненный, «перегруженный» SV_40 сохранит способность внедрять и себя, и дополнительный ген в клетку животного. Эту особенность и надеялся использовать Берг. – Прим. автора.

611

Питер Лоббан, аспирант из соседней лаборатории в Стэнфорде, в 1969-м писал диссертацию: Lobban P. E. The generation of transducing phage in vitro (essay for third PhD examination). Stanford University, 1969.

612

Эвери, в конце концов, даже вываривал ДНК в раствор: Avery O. T., MacLeod C. M., McCarty M. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types: Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus type III. Journal of Experimental Medicine. 1944; 79 (2): 137–158.

613

«ни одна из отдельных процедур и манипуляций»: Berg P., Mertz J. E. Personal reflections on the origins and emergence of recombinant DNA technology. Genetics. 2010; 184 (1): 9–17.

614

Зимой 1970 года Берг и Дэвид Джексон: Jackson D. A., Symons R. H., Berg P. Biochemical method for inserting new genetic information into DNA of simian virus 40. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1972; 69 (10): 2904–2909.

615

В отличие от более известного благодаря овечке Долли клонирования животных (чаще пересадкой ядра соматической клетки в лишенную собственного ядра яйцеклетку), клонирование генов давно стало необходимой, рутинной практикой в биолабораториях, на фармацевтических, пищевых и других предприятиях. Такое клонирование называют молекулярным.

616

В июне 1971-го Мерц отправилась из Стэнфорда: Biomedical politics / Hanna K. E. (ed.). Washington, DC: National Academies Press, 1991.

617

«Можно перестать расщеплять атомы»: Chargaff E. On the dangers of genetic meddling. Science. 1976; 192 (4243): 938.

618

«Сначала я думал: да это абсурд»: Reaction to Outrage over Recombinant DNA, Paul Berg. DNA Learning Center (https://www.dnalc.org/view/15017-Reaction-to-outrage-over-recombinant-DNA-Paul-Berg.html).

619

Дульбекко даже предлагал пить SV40: Crotty S. Ahead of the Curve: David Baltimore’s Life in Science. Berkeley: University of California Press, 2001.

620

«Честно говоря, я знал, что риск мал»: из моего интервью с Бергом, 2013 год.

621

Совместное с Роном Дэвисом нововведение Мерц базировалось на удачном свойстве таких ферментов, как EcoRI. Эти двое обнаружили, что если резать бактериальную плазмиду и геном SV_40 с помощью EcoRI, то свободные концы получаются «липкими», как комплементарные половинки липучки, и это облегчает соединение фрагментов в гибридные молекулы. – Прим. автора.

622

«Джанет действительно сильно повысила эффективность процесса»: Там же.

623

Летом 1966-го Бойер прибыл в Сан-Франциско. Подробности истории сотрудничества Бойера и Коэна взяты из Archibald J. One Plus One Equals One: Symbiosis and the Evolution of Complex Life. Oxford: Oxford University Press, 2014. См. также Cohen S. N., Chang A. C., Boyer H. W., Helling R. B. Construction of biologically functional bacterial plasmids in vitro. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1973; 70 (11): 3240–3244.

624

Поздно вечером Бойер наткнулся на Стэнли Коэна. Детали этого эпизода описаны на основе нескольких источников, включая Falkow S. I’ll Have the Chopped Liver Please, Or How I Learned to Love the Clone. ASM News. 2001; 67 (11); Berg P. Author interview. 2015; Gitschier J. Wonderful life: An interview with Herb Boyer. PLOS Genetics. 2009; 5 (9): e1000653.

625

Для выполнения некоторых и подтверждения успешности большинства генно-инженерных манипуляций проводят электрофорез ДНК в агарозном геле. Эта методика позволяет под УФ-лучами увидеть невооруженным глазом светящиеся полосочки ДНК – массивы целых молекул или их фрагментов – и оценить их размеры.

626

«Каждому поколению нужна новая музыка»: Crick F. What Mad Pursuit.

627

Крик Ф. Что за безумное стремленье! – Прим. перев.

628

«Люди сегодня из всего делают музыку»: Powers R. Orfeo: A Novel. NY: W. W. Norton, 2014.

629

В начале 1950-х Сэнгер расшифровал: Sanger F. The arrangement of amino acids in proteins. Advances in Protein Chemistry. 1951; 7: 1–67.

630

хирург и физиолог Фредерик Бантинг вместе со своим студентом: Banting F. G., Best C. H., Collip J. B. et al. The effects of insulin on experimental hyperglycemia in rabbits. American Journal of Physiology. 1922; 62 (3).

631

Об этой истории и человеке, разделившем свою часть Нобелевской премии с несправедливо «забытым» ассистентом и передавшем университету права на открытие, способное озолотить уже здесь и сейчас, кратко рассказывает статья: Резников А. Г. Фредерик Бантинг и открытие инсулина (к 75-летию со дня трагической гибели). Международный эндокринологический журнал. 2016; 5: 99–102 (https://cyberleninka.ru/article/n/frederik-banting-i-otkrytie-insulina-k-75-letiyu-so-dnya-tragicheskoy-gibeli).

632

Сэнгер получит Нобелевскую премию: The Nobel Prize in Chemistry 1958. Nobelprize.org (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1958/).

633

его «семь тощих лет»: Sanger F. Selected Papers of Frederick Sanger: With Commentaries (vol. 1) / Dowding M. (ed.). Singapore: World Scientific, 1996.

634

Летом 1962-го Сэнгер перебрался: Brownlee G. G. Fred Sanger – Double Nobel Laureate: A Biography. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.

635

Чтобы понять, на каком из четырех модифицированных нуклеотидов обрывается строящаяся цепь, их метят разными метками. А чтобы понять метод Сэнгера и новейшие техники секвенирования, можно обратиться к очень наглядной статье «12 методов в картинках: секвенирование нуклеиновых кислот» (https://biomolecula.ru/articles/metody-v-kartinkakh-sekvenirovanie-nukleinovykh-kislot).

636

24 февраля 1977 года в журнале Nature вышла статья Сэнгера: Sanger F., Air G. M., Barrell B. G. et al. Nucleotide sequence of bacteriophage φX174 DNA. Nature. 1977; 265 (5596): 687–695.

637

«В последовательности выявляются характерные участки»: Там же.

638

В 1977 году ученые Ричард Робертс и Филлип Шарп: Zain S., Sambrook J., Roberts R. J. et al. Nucleotide sequence analysis of the leader segments in a cloned copy of adenovirus 2 fiber mRNA. Cell. 1979; 16 (4): 851–861. См. также Physiology or Medicine 1993 – press release. Nobelprize.org (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1993/press.html).

639

Сплайсинг – лишь одна из операций процессинга, дорабатывающего первичный транскрипт (пре-мРНК) до зрелой мРНК, которая и будет служить матрицей для синтеза белка у эукариот.

640

Примечательно, что и Дарвин, и Мендель проложили мосты между старой и новой биологией. Дарвин начинал как натуралист – коллекционер окаменелостей, – но затем радикально изменил дисциплину, обнаружив механизм, стоящий за развитием мира природы. Мендель тоже начинал как натуралист и ботаник, но в итоге перевернул науку, выявив закономерности наследственности и изменчивости. И Дарвин, и Мендель наблюдали за природой, стремясь найти глубинные принципы ее организации. – Прим. автора.

641

Уотсон заимствовал эту памятную фразу у Эрнеста Резерфорда, который в характерной для него резкой манере однажды провозгласил: «Все науки делятся на физику и коллекционирование марок». – Прим. автора.

642

«Арсенал химических манипуляций»: Sullivan W. Genetic decoders plumbing the deepest secrets of life processes. New York Times. 1977.

643

«Генная инженерия <…> подразумевает»: Medawar J. S. Aristotle to Zoos: A Philosophical Dictionary of Biology. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1985.

644

«Освоив экспериментальное управление генами»: из моего интервью с Полом Бергом в сентябре 2015 года.

645

Т-лимфоцит распознает вторгшиеся клетки: Allison J. P, McIntyre B. W., Bloch D. Tumor-specific antigen of murine T-lymphoma defined with monoclonal antibody. Journal of Immunology. 1982; 129: 2293–2300; Haskins K., Kubo R., White J. et al. The major histocompatibility complex-restricted antigen receptor on T cells: I. Isolation with a monoclonal antibody. Journal of Experimental Medicine. 1983; 157: 1149–1169.

646

В 1970-м вирусологи Дэвид Балтимор и Говард Темин: Physiology or Medicine 1975 – Press Release. Nobelprize.org (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1975/press.html).

647

Такие библиотеки придумал и создал Том Маниатис в сотрудничестве с Аргирисом Эфстратиадисом и Фотисом Кафатосом. Маниатис не мог заниматься молекулярным клонированием в Гарварде из-за опасений коллектива относительно безопасности рекомбинантной ДНК. Поэтому по приглашению Уотсона он перебрался в Колд-Спринг-Харбор, где мог спокойно клонировать гены. – Прим. автора.

648

В 1984 году этот методический арсенал применили: Hedrick S. M., Cohen D. I., Nielsen E. A., Davis M. M. Isolation of cDNA clones encoding T cell-specific membrane-associated proteins. Nature. 1984; 308: 149–153; Yanagi Y., Yoshikai Y., Leggett K. et al. A human T cell-specific cDNA clone encodes a protein having extensive homology to immunoglobulin chains. Nature. 1984; 308: 145–149.

649

Биология, как вспоминал один генетик: McKnight S. Pure genes, pure genius. Cell. 2012; 150 (6): 1100–1102.

650

Шекспир У. Юлий Цезарь / пер. М. Зенкевича // Шекспир У. Полное собрание сочинений в восьми томах. Т. 5. М.: Искусство, 1959. – Прим. перев.

651

«Я верю в неотъемлемое право каждого»: Brenner S. The influence of the press at the Asilomar Conference, 1975. Web of Stories (http://www.webofstories.com/play/sydney.brenner/182; jsessionid=2c147f1c4222a58715e708eabd868e58).

652

Летом 1972-го, через несколько месяцев: Crotty S. Ahead of the Curve, 93.

653

«начало новой эры, <…> [ее] возможные угрозы»: Gottweis H. Governing Molecules: The Discursive Politics of Genetic Engineering in Europe and the United States. Cambridge, MA: MIT Press, 1998.

654

«Асиломар I», как Берг впоследствии назвал встречу. Подробности рассказа Берга об Асиломарских конференциях взяты из бесед и интервью с ним (1993 и 2013 годы), а также из Fredrickson D. S. Asilomar and Recombinant DNA: The End of the Beginning // Biomedical Politics / Hanna K. E. (ed.). Washington (DC): National Academies Press (US), 1991.

655

Благодаря Асиломарской конференции появилась важная книга: Hellman H., Oxman M. N., Pollack R. Biohazards in Biological Research. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1973.

656

летом 1973-го, когда на другой конференции Бойер и Коэн: Cohen S. N., Chang A. C., Boyer H. W., Helling R. B. Construction of biologically functional bacterial plasmids in vitro. 3240–3244.

657

«увечные, а потому „безопасные“ вирусы, плазмиды и бактерии»: Crotty S. Ahead of the Curve, 99.

658

«Что ж, если у нас хватит мужества»: Там же.

659

«Не помещайте в E. coli гены токсинов»: The moratorium letter regarding risky experiments, Paul Berg. DNA Learning Center (https://www.dnalc.org/view/15021-The-moratorium-letter-regarding-risky-experiments-Paul-Berg.html).

660

В 1974-м «Письмо Берга» напечатали в журналах: Berg P., Baltimore D., Boyer H. W. et al. Potential biohazards of recombinant DNA molecules. Science. 1974; 185: 3034. См. также Potential biohazards of recombinant DNA molecules. PNAS. 1974; 71: 2593–2594.

661

Виды, шутливо провозгласил Бойер, «это лишь видимость»: из интервью Герберта Бойера Салли Смит Хьюз, 1994 год, UCSF Oral History Program, Bancroft Library, University of California, Berkeley (http://content.cdlib.org/view?docId=kt5d5nb0zs&brand=calisphere&doc.view=entire_text).

662

В первый день нового 1974 года: Morrow J. F., Cohen S. N., Chang A. C. et al. Replication and transcription of eukaryotic DNA in Escherichia coli. PNAS. 1974; 71 (5): 1743–1747.

663

организовали «Асиломар II» – одну из самых необычных конференций: Berg P., Baltimore D., Brenner S. et al. Summary statement of the Asilomar conference on recombinant DNA molecules. PNAS. 1975; 72 (6): 1981–1984.

664

«Да вы просто в сортир слили все плазмидные коллективы»: Crotty S. Ahead of the Curve, 107.

665

Его тут же обвинили в «фашизме»: Brenner S. The influence of the press.

666

«Некоторым участникам это осточертело»: Crotty S. Ahead of the Curve, 108.

667

«Новые методы, позволяющие комбинировать»: Gottweis H. Governing Molecules, 88.

668

Для минимизации рисков документ предлагал: Berg P., Baltimore D., Brenner S. et al. Summary statement of the Asilomar Conference.

669

двухстраничное письмо, которое в августе 1939-го: «Письмо Рузвельту от 2 августа 1939», подборка писем Альберта Эйнштейна Франклину Делано Рузвельту (http://hypertextbook.com/eworld/einstein.shtml#first).

670

Как писал в 1962-м Алан Уотерман: выражение о стремлениях науки приписывается Уотерману в книге Branscomb L. Foreword // Science, Technology, and Society, a Prospective Look: Summary and Conclusions of the Bellagio Conference. Washington, DC: National Academy of Sciences, 1976.

671

Никсон разочаровался в своих научных консультантах: Long F. A. President Nixon’s 1973 Reorganization Plan No. 1. Science and Public Affairs. 1973; 29 (5): 5.

672

«Самым важным уроком Асиломара»: из моего интервью с Бергом, 2013 год.

673

«доверие общественности несомненно повысил тот факт»: Berg P. Asilomar and recombinant DNA. Nobelprize.org (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1980/berg-article.html).

674

«Намеренно ли организаторы и участники»: Там же.

675

«Если вы знаете вопрос»: Boyer H. W. Recombinant DNA research at UCSF and commercial application at Genentech: Oral history transcript, 2001. Online Archive of California, 124 (http://www.oac.cdlib.org/search?style=oac4; titlesAZ=ridT=UCb11453293x).

676

«Любая достаточно развитая технология»: Clark A. C. Profiles of the Future: An Inquiry Into the Limits of the Possible. NY: Harper & Row, 1973.

677

Кларк А. Черты будущего. М.: Мир, 1966.

678

«может совершенно поменять подход фармакологической индустрии»: Yi D. The Recombinant University: Genetic Engineering and the Emergence of Stanford Biotechnology. Chicago: University of Chicago Press, 2015.

679

В мае газета San Francisco Chronicle: Getting Bacteria to Manufacture Genes. San Francisco Chronicle. 1974.

680

Сам же Коэн быстро прошел боевое крещение: Lewin R. A View of a Science Journalist // Recombinant DNA and Genetic Experimentation / Morgan J., Whelan W. J. (ed.). London: Elsevier, 2013.

681

Коэн и Бойер подали заявку на патент: 1972: First recombinant DNA. Genome.gov (http://www.genome.gov/25520302).

682

«коммерческое владение технологией клонирования»: Berg P., Mertz J. E. Personal reflections on the origins and emergence of recombinant DNA technology. Genetics. 2010; 184 (1): 9–17.

683

Встреча Суонсона с Бойером состоялась в январе 1976-го: Hughes S. S. Prologue // Genentech: The Beginnings of Biotech. Chicago: University of Chicago Press, 2011.

684

Бойер счел предложенное Суонсоном HerBob: Hardymon F., Nicholas T. Kleiner-Perkins and Genentech: When venture capital met science. Harvard Business School Case. 2012; 813–1102 (http://www.hbs.edu/faculty/Pages/item.aspx?num=43569).

685

Автор, вероятно, так подчеркивает желанность и одновременно труднопознаваемость этого вещества. За Гретой Гарбо, ярчайшей и при этом таинственной, избегавшей публичности звездой кинематографа, до последних дней жизни охотились папарацци. Одно из сленговых значений слова «гарбо» – самый привлекательный музыкант в группе. Ну а в афарском языке это слово означает дебри или джунгли. Инсулину можно приписать свойства всех этих объектов.

686

В 1869 году в Берлине студент-медик Пауль Лангерганс: Sakula A. Paul Langerhans (1847–1888): A centenary tribute. Journal of the Royal Society of Medicine. 1988; 81 (7): 414.

687

Два десятилетия спустя два хирурга: Mering J. v., Minkowski O. Diabetes mellitus nach Pankreasexstirpation. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 1890; 26 (5): 371–387.

688

Минковский не помнит этого обстоятельства, но другие сотрудники лаборатории писали об эксперименте «моча-как-патока». – Прим. автора.

689

В 1921 году хирург Бантинг и его группа получили: Banting F. G., Best C. H., Collip J. B. et al. Pancreatic extracts in the treatment of diabetes mellitus. Canadian Medical Association Journal. 1922; 12 (3): 141.

690

В 1953-м, еще через три десятилетия: Sanger F., Thompson E. O. P. The amino-acid sequence in the glycyl chain of insulin. 1. The identification of lower peptides from partial hydrolysates. Biochemical Journal. 1953; 53 (3): 353.

691

Инсулин производят β-клетки островков Лангерганса, а соматостатин – δ-клетки (и клетки гипоталамуса). Этот гормон подавляет секрецию соматотропина (гормона роста), тиреотропина, инсулина и других биологических регуляторов.

692

Чтобы сотворить соматостатин с нуля: Hughes S. S. Genentech, 59–65.

693

Позже в группу Бойера позвали и других сотрудников, в том числе Ричарда Шеллера из Калтеха, Герберта Хейнекера и Франсиско Боливара. Присоединился к ним и еще один химик из «Города надежды» – Роберто Креа. – Прим. автора.

694

Схема Понци – альтернативное название финансовой/инвестиционной пирамиды, увековечившее фамилию известного итальяно-американского «пирамидостроителя» Карло (Чарльза) Понци.

695

«Кажется, мы думали об этом почти непрерывно»: Fierce Competition to Synthesize Insulin, David Goeddel. DNA Learning Center (https://www.dnalc.org/view/15085-Fierce-competition-to-synthesize-insulin-David-Goeddel.html).

696

Стратегия синтеза инсулина, избранная учеными Genentech, тоже сыграла важную роль в «освобождении» их работы от асиломарских ограничений. В поджелудочной железе человека инсулин синтезируется как единый, цельный белок, который затем разделяется на две части, связанные несколькими мостиками. В Genentech же решили, наоборот, синтезировать цепи инсулина, А и В, как отдельные белки и только потом соединять их друг с другом. А раз гены отдельных цепей, которые использовала Genentech, не были «природными», такой синтез не подпадал под действие федеральных ограничений на создание рекомбинантной ДНК с природными генами. – Прим. автора.

697

«Гилберт изо дня в день таскался»: Hughes S. S. Genentech, 93.

698

в строении 460 по бульвару Пойнт-Сан-Бруно: Там же, 78.

699

«Войдя через заднюю дверь Genentech»: Introductory materials. First Chief Financial Officer at Genentech, 1978–1984 (http://content.cdlib.org/view?docId=kt8k40159r&brand=calisphere&doc.view=entire_text).

700

«Полная смена одежды, душ»: Hughes S. S. Genentech, 93.

701

Летом 1978-го Бойер узнал, что Гилберт: Templeton P. Harvard group produces insulin from bacteria. Harvard Crimson. 1978.

702

Ночью 21 августа 1978 года Гёддел соединил цепи: Hughes S. S. Genentech, 91.

703

В 1982 году, 26 октября, Ведомство США: A history of firsts. Genentech: Chronology (http://www.gene.com/media/company-information/chronology).

704

«Фактически действие патента покрывало»: Palombi L. Gene Cartels: Biotech Patents in the Age of Free Trade. London: Edward Elgar Publishing, 2009.

705

Имеется в виду антибиотик из категории противогрибковых средств: долгое время возбудителя этой оппортунистической инфекции – Pneumocystis jirovecii – причисляли к простейшим, однако молекулярные исследования изобличили в нем гриба-аскомицета.

706

Многие газеты в обвинительном ключе: History of AIDS up to 1986. Be in the KNOW (http://www.avert.org/history-aids-1986.htm).

707

В апреле, ровно через два года: White G. C. Hemophilia: An amazing 35-year journey from the depths of HIV to the threshold of cure. Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 2010; 121: 61.

708

ВИЧ с препаратами крови получили 90 % страдающих тяжелой формой гемофилии: HIV/AIDS. National Hemophilia Foundation (https://www.hemophilia.org/Bleeding-Disorders/Blood-Safety/HIV/AIDS).

709

Из нескольких миллионов биомолекул: Overington J., Al-Lazikani B., Hopkins A. How many drug targets are there? Nature Reviews Drug Discovery. 2006; 5: 993–996.

710

14 октября 1980 года был продан один миллион акций: Genentech: Historical stock info. Gene.com (http://www.gene.com/about-us/investors/historical-stock-info).

711

К лету 2001-го территориальная экспансия: Evans H., Buckland G., Lefer D. Hebert Boyer and Robert Swanson: The biotech industry // They Made America: From the Steam Engine to the Search Engine – Two Centuries of Innovators. London: Hachette UK, 2009.

712

Вотще за Богом смертные следят: Pope A. Essay on Man. Oxford: Clarendon Press, 1869.

713

Поуп А. Поэмы / пер. В. Микушевич. М.: Художественная литература, 1988. – Прим. перев.

714

Шекспир У. Буря / пер. М. Донской // Полное собрание сочинений в восьми томах. М.: Искусство, 1960. (Далее все цитаты из «Бури» приводятся по этому изданию). – Прим. перев.

715

«…узнал откуда ты про страданья своего отца?»: Shakespeare W., Halio J. L. The Tragedy of King Lear. Cambridge: Cambridge University Press, 1992.

716

Шекспир У. Мера за меру. Король Лир. Буря / пер. О. П. Сорока. М.: Известия, 1990. – Прим. перев.

717

Подразумевается раздел Британской Индии.

718

Хаму обычно вменяют в преступление не столько то, что он стал невольным свидетелем унижения отца, сколько то, что поспешил рассказать о случившемся братьям, якобы злорадствуя над «падением» благочестивого Ноя.

719

Аристотель. О возникновении животных. – Прим. перев.

720

«Я исхожу из предпосылки, что все заболевания человека – генетические»: Lyon J., Gorner P. Altered Fates.

721

в New York Times вышла статья: Osmundsen J. A. Biologist hopeful in solving secrets of heredity this year. New York Times. 1962.

722

«На мой взгляд, важнейший вклад генетики в медицину»: Morgan T. The relation of genetics to physiology and medicine. Nobelprize.org. 1934 (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1933/morgan-lecture.html).

723

В 1947 году Виктор Маккьюсик: McKusick V. A. From ‘musical murmurs’ to medical genetics, 1945–1960. NIH (http://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/narrative/jq/p-nid/305).

724

Маккьюсик описал увиденное: Jeghers H., McKusick V. A., Katz K. H. Generalized intestinal polyposis and melanin spots of the oral mucosa, lips and digits. New England Journal of Medicine. 1949; 241 (25): 993–1005.

725

В 1899 году английский врач Арчибальд Гаррод: Garrod A. E. A contribution to the study of alkaptonuria. Medico-chirurgical Transactions. 1899; 82: 367.

726

Современное название – детская больница на Грейт-Ормонд-стрит. Она славится мощным кардиохирургическим отделением и относится к крупнейшим мировым центрам трансплантации сердца. – Прим. перев.

727

«феномены ожирения и разнообразия по цвету»: Garrod A. E. The incidence of alkaptonuria: A study in chemical individuality. Lancet. 1902; 160 (4137): 1616–1620.

728

историки медицины подозревают, что у Авраама Линкольна: Schwartz H. Abraham Lincoln and the Marfan Syndrome. Chicago: American Medical Association, 1964.

729

Известно более 20 типов коллагенов. Здесь речь идет о коллагене I типа, самом распространенном. – Прим. перев.

730

Видимо, речь идет о синдроме Нунан. Внешние признаки этой патологии – включая крыловидные разрастания кожи шеи – схожи с признаками синдрома Шерешевского-Тёрнера, но причина ее кроется не в крупных аномалиях Х-хромосомы, а в мутациях отдельных аутосомных генов. – Прим. перев.

731

К середине 1980-х Маккьюсик: Amberger J., Bocchini C. A., Scott A. F., Hamosh A. McKusick’s Online Mendelian Inheritance in Man. Nucleic Acids Research. 2009; 37: D793 – D796.

732

в 20-м издании своей книги Маккьюсик: McKusick V. A. Beyond the clinic: Genetic studies of the Amish and little people, 1960–1980s. NIH (http://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/narrative/jq/p-nid/307).

733

Связь синдрома Дауна с аномальным количеством хромосом в клетках установил Жером Лежен в 1958 году. – Прим. автора.

734

Здесь имеется в виду эпикант(ус) – складка верхнего века у внутреннего угла глаза, сильно выраженная у людей с синдромом Дауна независимо от этнической принадлежности. Сам по себе эпикант не патологичен и часто встречается у представителей центрально-, северо– и восточноазиатских народов. – Прим. перев.

735

Ген FBN_1 кодирует белок межклеточного матрикса фибриллин 1, входящий в состав микрофибрилл, структурообразующих элементов соединительной ткани. Фибриллин 1 придает ткани прочность и эластичность, а также участвует в межклеточном общении (передаче молекулярных сигналов): неполноценность белка при синдроме Марфана ведет к избыточной сигнализации TGF-β, которую считают основной причиной типичных для синдрома сердечно-сосудистых проблем, включая аневризму аорты.

736

Стивенс У. Стихотворения нашего климата / пер. В. Британишского // Американская поэзия в русских переводах. М.: Радуга, 1983.

737

«Несовершенство – наша благодать»: Stevens W. The Poems of Our Climate // The Collected Poems of Wallace Stevens. NY: Alfred A. Knopf, 1954.

738

В ноябре 1961-го компания Marvel Comics: Fantastic Four #1. NY: Marvel Comics, 1961 (http://marvel.com/comics/issue/12894/fantastic_four_1961_1).

739

«невероятной дозой радиации»: Lee S. The Secrets of Spider-Man // Marvel Masterworks: The Amazing Spider-Man. NY: Marvel Publishing, 2009.

740

«Люди-икс», вышедшие в сентябре 1963-го: Uncanny X – Men #1. NY: Marvel Comics. 1963 (http://marvel.com/comics/issue/12413/uncanny_x-men_1963_1).

741

Весной 1966 года эта озадаченность: Stern A. Telling Genes: The Story of Genetic Counseling in America. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2012.

742

отобрали несколько миллилитров амниотической жидкости: Sachs L., Serr D. M., Danon M. Analysis of amniotic fluid cells for diagnosis of foetal sex. British Medical Journal. 1956; 2 (4996): 795.

743

Немецкий эмбриолог Теодор Бовери в 1902–1907 годах оплодотворял яйцеклетки морских ежей сразу двумя спермиями и с помощью окрашивания отслеживал судьбу хромосом в клетках зародыша. – Прим. перев.

744

Дж. Г. решила прервать беременность: Valenti C. Cytogenetic diagnosis of Down’s syndrome in utero. Journal of the American Medical Association. 1969; 207 (8): 1513.

745

В сентябре 1969-го Норма Маккорви: McCorvey N., Meisler A. I Am Roe: My Life, Roe V. Wade, and Freedom of Choice. NY: Harper-Collins, 1994.

746

К началу слушаний в Верховном суде истица уже успела родить и даже отдать ребенка на усыновление, а представлять интересы всех женщин страны права не имела. Хотя спор разрешился сам собой, суд сделал исключение и рассмотрел дело как прецедентное, «впрок»: очевидно, что подобные ситуации повторялись бы, а законы течения беременности никогда не позволили бы вынести реально исполнимое решение судам не первой инстанции. В итоге «антиабортивные» законы, действующие в ряде штатов, были признаны неконституционными. Однако в июне 2022 года в рамках дела «Доббс против Организации женского здоровья Джексона» Верховный суд США сделал шаг на полвека назад и отменил решение 1973 года, наделив власти штатов правом запрещать или ограничивать аборты. Этим правом предположительно может воспользоваться чуть ли не половина штатов. Решение 2022 года вызвало шквал экспертной критики и возмущение большинства населения, вплоть до заявлений об отказе от гражданства США. Противники решения планируют добиться восстановления базового права распоряжаться собой для всех женщин страны через Белый дом и представительство в Конгрессе (Warren E., Smith T. We’ve Seen What Will Happen Next to America’s Women. The New York Times, 25 июня 2022).

747

Легализация абортов в других странах тоже открыла шлюзы потоку дородовой диагностики. В 1967-м парламентский акт узаконил аборты в Великобритании, и в 1970-х частота пренатального тестирования и абортов там радикально выросла. – Прим. автора.

748

Современное название болезни – аутосомно-рецессивный поликистоз почек – четко указывает на ее происхождение. Шестая пара хромосом больного содержит две мутантные копии гена PKHD1, кодирующего белок фиброцистин. Аномалии структуры фиброцистина ведут к дефектам эпителия почечных канальцев и желчных протоков, где в итоге образуются кистоподобные расширения, иногда гигантские и мешающие почкам и печени выполнять свои функции.

749

«Тысячелетиями люди в большинстве своем»: Leach G. Breeding Better People. Observer. 1970.

750

«Ни один новорожденный»: Morgante M. DNA scientist Francis Crick dies at 88. Miami Herald. 2004.

751

«Старая евгеника была ограничена»: Kay L. E. The Molecular Vision of Life: Caltech, the Rockefeller Foundation, and the Rise of the New Biology. NY: Oxford University Press, 1993.

752

В 1980-м Роберт Грэм: Plotz D. Darwin’s Engineer. Los Angeles Times. 2005 (http://www.latimes.com/la-tm-spermbank23jun05-story.html#page=1).

753

Физик Уильям Брэдфорд Шокли: Shurkin J. N. Broken Genius: The Rise and Fall of William Shockley, Creator of the Electronic Age. London: Macmillan, 2006.

754

«Нобелевкой» Грэма так и не обременили. После его смерти и смерти следующего управляющего репозиторием, Флойда Кимбла, родственники обоих бизнесменов в 1999 году закрыли банк и уничтожили весь биоматериал.

755

За все время работы репозитория его биоматериал поучаствовал в зачатии 200 с небольшим детей, и хотя Грэм планировал отслеживать судьбы выходцев своей «фабрики гениев», лишь несколько семей впоследствии заполнили опросные листы. После ликвидации банка журналисту Дэвиду Плотцу удалось узнать о здоровье и успехах всего 15 детей и переброситься парой слов с семьями еще пяти (Plotz D. The «Genius Babies» Grow Up. Slate, 30.05.2001).

756

Естественный отбор, как писал Кроу: Kevles D. J. In the Name of Eugenics, 263.

757

«морального долга представителей медицинской профессии»: Departments of Labor and Health, Education, and Welfare Appropriations for 1967. Washington, DC: Government Printing Office, 1966.

758

Тут можно вспомнить и математика Джона Нэша – автора революционных работ по теории игр, лауреата Нобелевской премии (по экономике) и Абелевской премии, с 30-летнего возраста страдавшего параноидной шизофренией. Шизофрения развилась и у его сына. – Прим. перев.

759

«Ближе к концу своего срока президент Эйзенхауэр»: McKusick V. Legal and Ethical Issues Raised by the Human Genome Project: Proceedings of the Conference in Houston, Texas, March 7–9, 1991 / Rothstein M. A. (ed.). Houston: University of Houston, Health Law and Policy Institute, 1991.

760

в элементарной проблеме «иголки в стоге сена»: Walker M. R., Rapley R. Route Maps in Gene Technology. Oxford: Blackwell Science, 1997.

761

«Хвала тебе, Господь, за пестроту вокруг»: Gardner W. H. Gerard Manley Hopkins: Poems and Prose. Taipei: Shu lin, 1968.

762

Хопкинс Д. М. Пятнистая краса / пер. Д. Сильвестрова // Европейская поэзия XIX века. М.: Художественная литература, 1977. – Прим. перев.

763

«Мы неожиданно столкнулись с двумя женщинами»: Huntington G. Recollections of Huntington’s chorea as I saw it at East Hampton, Long Island, during my boyhood. Journal of Nervous and Mental Disease. 1910; 37: 255–257.

764

В 1978 году два генетика: Cook-Deegan R. M. The Gene Wars: Science, Politics, and the Human Genome. NY: W. W. Norton, 1994.

765

Мы помним, что нет «гена гемохроматоза», как нет и генов других заболеваний – есть гены, кодирующие те или иные структуры и функции (например, регулирующие всасывание железа). Варианты (формы, измененные относительно статистической нормы) этих генов могут отвечать за нарушение структур и функций, становясь причиной заболеваний. Однако ради краткости изложения такие формулировки допустимы.

766

родословные деревья мормонов штата Юта: Kravitz K., Skolnick M., Cannings C. et al. Genetic linkage between hereditary hemochromatosis and HLA. American Journal of Human Genetics. 1979; 31 (5): 601.

767

В 1978-м два других исследователя, Кань Ютвай и Андре Дози, обнаружили ДНК-полиморфизм рядом с геном серповидноклеточной анемии – и использовали его, чтобы проследить за наследованием гена у пациентов с этим заболеванием. Мэйнард Олсон с коллегами тоже в конце 1970-х описал методы картирования генов с помощью полиморфизмов. – Прим. автора.

[В 1978-м два других исследователя, Кань Ютвай и Андре Дози: Kan Y. W., Dozy A. M. Polymorphism of DNA sequence adjacent to human beta-globin structural gene: Relationship to sickle mutation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1978; 75 (11): 5631–5635.]

768

Когда Ботштейн и Дэвис в 1970-х: Botstein D., White R. L., Skolnick M., Davis R. W. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. American Journal of Human Genetics. 1980; 32 (3): 314.

769

Поэт Луис Макнис как-то писал: MacNeice L. Snow // The New Cambridge Bibliography of English Literature (vol. 3) / Watson G. (ed.). Cambridge: Cambridge University Press, 1971.

770

Макнис Л. Снег / пер. Анны Ждановой (http://www.vekperevoda.com/1950/zhdanova.htm). – Прим. перев.

771

«Мы можем дать вам маркеры»: McElheny V. K. Drawing the Map of Life: Inside the Human Genome Project. NY: Basic Books, 2010.

772

«Мы описали новый фундамент»: Botstein D., White R. L., Skolnick M., Davis R. W. Construction of a genetic linkage map, 314.

773

«как будто смотришь шоу гигантских марионеток»: Wexler N. Huntington’s Disease: Advocacy Driving Science. Annual Review of Medicine. 2012; 63: 1–22.

774

Жизнь таких детей превращается: Wexler N. S. Genetic ‘Russian Roulette’: The Experience of Being At Risk for Huntington’s Disease // Genetic Counseling: Psychological Dimensions / S. Kessler (ed.). NY, Academic Press, 1979.

775

«игру в ожидание появления симптомов»: New discovery in fight against Huntington’s disease. NUI Galway. 2012 (http://www.nuigalway.ie/about-us/news-and-events/news-archive/2012/february2012/new-discovery-in-fight-against-huntingtons-disease-1.html).

776

«Я не знаю, в какой момент закончится»: Waiting for symptoms: How long can I hang on? At risk for Huntington’s disease. 2011 (http://curehd.blogspot.com/2011_09_01_archive.html).

777

Милтон Векслер, отец Нэнси, клинический психолог: факты из истории семьи Векслер приведены по: Wexler A. Mapping Fate: A Memoir of Family, Risk, and Genetic Research. Berkeley: University of California Press, 1995; Lyon J., Gorner P. Altered Fates и Makers profile: Nancy Wexler, neuropsychologist & president, Hereditary Disease Foundation. MAKERS: The Largest Video Collection of Women’s Stories (http://www.makers.com/nancy-wexler).

778

«Каждая из вас с вероятностью одна вторая»: Там же.

779

В том году Милтон Векслер основал: History of the HDF. Hereditary Disease Foundation (http://hdfoundation.org/history-of-the-hdf/).

780

«В доме инвалидов она сидела»: Wexler N. Life In The Lab. Los Angeles Times Magazine. 1991.

781

Леонор умерла 14 мая 1978 года: Milton Wexler; Promoted Huntington’s Research. Washington Post. 2007 (http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/03/22/AR2007032202068.html).

782

В октябре 1979-го Нэнси Векслер: Wexler A. Mapping Fate, 177.

783

«В моей жизни было несколько моментов»: Там же, 178.

784

Гость Барранкитаса может не сразу: описание деревни взято из Nancy Wexler in Venezuela Huntington’s disease. BBC. 2010 (https://www.youtube.com/watch?v=D6LbkTW8fDU).

785

Когда венесуэльский невролог Америко Негретте: Okun M. S., Thommi N. Américo Negrette (1924 to 2003): Diagnosing Huntington disease in Venezuela. Neurology. 2004; 63 (2): 340–343.

786

в некоторых уголках Барранкитаса и соседнего Лагунетаса: данные по распространенности болезни Хантингтона представлены на странице http://www.cmmt.ubc.ca/research/diseases/huntingtons/HD_Prevalence.

787

нуждалась в людях с двумя мутантными копиями гена: Glimm A. What Is a Homozygote? // Gene Hunter: The Story of Neuropsychologist Nancy Wexler (Women’s Adventures in Science). Joseph Henry Press. 2006.

788

Недуг. – Прим. перев.

789

«То была смесь дико странного»: Bishop J. E., Waldholz M. Genome: The Story of the Most Astonishing Scientific Adventure of Our Time. NY: Simon & Schuster, 1990.

790

Векслер старательно строила генеалогическое древо: эта родословная в итоге разрастется до 18 тысяч индивидов, представляющих 10 поколений. Все они произошли от общего предка, женщины с удивительно подходящим именем – Марии Консепсьон, которая «зачала» первую семью, в XIX веке привнесшую аномальный ген в генофонд этих деревень.

791

группа Гузеллы собирала образцы крови и в одной малочисленной когорте. Американские семьи были недостаточно велики, чтобы ученые могли достоверно судить только по ним о связи болезни с тем или иным геном. А вот венесуэльские семьи были репрезентативной выборкой. Совмещая данные по этим двум выборкам, ученые уже могли доказывать, что те или иные ДНК-маркеры стабильно сопутствуют болезни Хантингтона: Gusella J. F., Wexler N. S., Conneally P. M. et al. A Polymorphic DNA Marker Genetically Linked to Huntington’s Disease. Nature. 1983; 306 (5940): 234–238.

792

В августе 1983-го Векслер, Гузелла и Коннелли опубликовали: Там же.

793

Загадочный шифр 4p16.3 – это адрес гена. Он означает, что интересующий ген расположен на коротком (p) плече 4-й хромосомы, в 3-й субполосе 6-й полосы 1-го района/участка. «Полосатость» хромосомы – это чередование участков хроматина разной плотности, видимое под микроскопом с достаточной разрешающей способностью при специальном окрашивании хромосом.

794

Ген-кандидат нашелся: Kieburtz K., MacDonald M., Shih C. et al. Trinucleotide repeat length and progression of illness in Huntington’s disease. Journal of Medical Genetics. 1994; 31 (11): 872–874.

795

«Мы нашли его, мы нашли его»: Lyon J., Gorner P. Altered Fates, 424.

796

В русскоязычных источниках встречается вариант «гентингтин» (как и болезнь Гентингтона). Человеческий ген этого белка теперь принято обозначать HTT.

797

у наследования болезни Хантингтона есть примечательная особенность: Wexler N. S. Venezuelan kindreds reveal that genetic and environmental factors modulate Huntington’s disease age of onset. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2004; 101 (10): 3498–3503.

798

В 1857 году швейцарский альманах: The Almanac of Children’s Songs and Games from Switzerland. Leipzig: J. J. Weber, 1857.

799

«Внутри перикарда сердце плавало»: A history of cystic fibrosis by Dr James Littlewood OBE. Cystic Fibrosis Medicine (https://cysticfibrosis.online/introduction-2–2/).

800

В 1985-м Цуй Лапчи: Tsui L. C., Buchwald M., Barker D. et al. Cystic fibrosis locus defined by a genetically linked polymorphic DNA marker. Science. 1985; 230 (4729): 1054–1057.

801

К весне 1989-го Коллинз, Цуй и Риордан: Lemna W. K., Feldman G. L., Kerem B. et al. Mutation analysis for heterozygote detection and the prenatal diagnosis of cystic fibrosis. New England Journal of Medicine. 1990; 322 (5): 291–296.

802

Ген получил название CFTR – от своего продукта, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (в более логичном, чем распространенный, переводе: «связанный с муковисцидозом регулятор трансмембранной проводимости»).

803

Высокая встречаемость мутантных форм этого гена у европейского населения десятилетиями сбивала генетиков с толку. Если муковисцидоз – столь смертоносная болезнь, то почему тогда вызывающие ее генные варианты не отбраковались в ходе эволюционного отбора? Недавние исследования заложили фундамент провокационной теории: мутантный ген этого транспортного белка может давать селективное преимущество при холере. У людей холера вызывает сильнейшую, трудно поддающуюся лечению диарею, которая сопровождается резкой потерей солей и воды. Эта потеря может привести к дегидратации, глобальной «поломке» обмена веществ и смерти. У людей с одной мутантной копией гена потеря соли через мембраны немного затруднена, поэтому такие люди сравнительно лучше защищены от большинства катастрофических осложнений холеры (это можно показать на генетически модифицированных мышах). Получается, мутация в этом гене в зависимости от обстоятельств может влиять двояко: она может быть потенциально полезной, если мутантный аллель один, но смертельной, если мутантных аллеля два. Люди с одним мутантным аллелем могли с большей вероятностью переживать эпидемию холеры в Европе. Если два таких человека создавали пару и производили ребенка, он с вероятностью 25 % получал две мутантные копии гена, то есть заболевал муковисцидозом. Тем не менее селективное преимущество было достаточно сильным, чтобы мутантный ген сохранялся в популяции. – Прим. автора.

804

За прошедшее десятилетие сочетание прицельного скрининга: Scotet V., Audrézet M. P., Roussey M. et al. Impact of public health strategies on the birth prevalence of cystic fibrosis in Brittany, France. Human Genetics. 2003; 113 (3): 280–285.

805

В 1993-м одна нью-йоркская больница: Kronn D., Jansen V., Ostrer H. Carrier screening for cystic fibrosis, Gaucher disease, and Tay-Sachs disease in the Ashkenazi Jewish population: The first 1,000 cases at New York University Medical Center, New York, NY. Archives of Internal Medicine. 1998; 158 (7): 777–781.

806

Физик и историк Эвелин Фокс Келлер: The Third Culture: Literature and Science (vol. 9) / Shaffer E. S. (ed.). Berlin: Walter de Gruyter, 1998.

807

«новые горизонты в истории человека»: Sinsheimer R. L. The prospect for designed genetic change. American Scientist. 1969; 57 (1): 134–142.

808

«Кто-то может усмехнуться и решить»: Katz J., Capron A. M., Glass E. S. Experimentation with Human Beings: The Authority of the Investigator, Subject, Professions, and State in the Human Experimentation Process. NY: Russell Sage Foundation, 1972.

809

«в безопасности уже не будут никакие верования»: Haldane J. B. S. Daedalus or Science and the Future. NY: E. P. Dutton, 1924.

810

Это немного осовремененный вариант песенки, в исходном лиса отпускать не собирались.

811

«Нашей способности читать последовательность»: Sulston J., Ferry G. Common Thread, 264.

812

Вопрос обоснованности выделения «неклеточных форм жизни», к которым некоторые относят вирусы и вироиды, остается спорным. Эти биологические объекты «живыми организмами» раньше не считали хотя бы потому, что они не способны воспроизводиться самостоятельно, то есть не задействуя чей-то клеточный аппарат.

813

В 1977-м, когда Фредерик Сэнгер: Cook-Deegan R. M. The Gene Wars, 62.

814

Человеческий геном содержит 3 095 677 412 нуклеотидных пар: OrganismView: Search organisms and genomes. CoGe: OrganismView (https://genomevolution.org/coge//organismview.pl?gid=7029).

815

По обновленным данным (апрель 2022 года), гаплоидный геном женщины – 22 аутосомы плюс X-хромосома – содержит 3 054 815 472 пары нуклеотидов. Еще 16 569 пар насчитали в митохондриальном геноме клетки.

816

BRCA1, выявили только в 1994-м: Miki Y., Swensen J., Shattuck-Eidens D. et al. A strong candidate for the breast and ovarian cancer susceptibility gene BRCA1. Science. 1994; 266 (5182): 66–71.

817

новых технологий вроде «прыжков по хромосоме»: Collins F. S., Drumm M. L., Cole J. L. et al. Construction of a general human chromosome jumping library, with application to cystic fibrosis. Science. 1987; 235 (4792): 1046–1049.

818

«Нехватки исключительно умных людей»: Henderson M. Sir John Sulston and the Human Genome Project. Wellcome Trust. 2011 (http://genome.wellcome.ac.uk/doc_wtvm051500.html).

819

«Но даже учитывая огромную силу»: Departments of Labor, Health and Human Services, Education, and Related Agencies Appropriations for 1996: Hearings before a Subcommittee of the Committee on Appropriations, House of Representatives, One Hundred Fourth Congress, First Session. Washington, DC: Government Printing Office, 1995 (http://catalog.hathitrust.org/Record/003483817).

820

в 1872 году бразильский офтальмолог Илариу де Гувеа: Monteiro A. N. A., Waizbort R. The accidental cancer geneticist: Hilа́rio de Gouvêa and hereditary retinoblastoma. Cancer Biology & Therapy. 2007; 6 (5): 811–813.

821

С этим словом не был знаком и сам Мендель, поскольку оно появилось позже. – Прим. перев.

822

Это запутанное интеллектуальное путешествие с ложными зацепками, изматывающим топтанием на месте и вдохновляющими прорывами, в итоге объяснившее рак порчей собственных генов человека, заслуживает отдельной книги. В 1970-х господствовала вирусная теория канцерогенеза, усматривавшая вину вирусов в развитии всех или большинства видов рака. Прорывные эксперименты нескольких ученых, включая работу Харольда Вармуса и Джона Майкла Бишопа из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, ко всеобщему удивлению, показали, что вирусы вызывают рак, как правило, вмешательством в работу обычных генов клетки, называемых протоонкогенами. Иными словами, зоны уязвимости уже заложены в человеческом геноме. Рак же возникает, когда они мутируют, запуская нерегулируемые рост и деление клеток. – Прим. автора.

823

Фогельштейн к тому времени уже выяснил, что рак: Vogelstein B., Kinzler K. W. The multistep nature of cancer. Trends in Genetics. 1993; 9 (4): 138–141.

824

в 1984-м, когда одним июльским днем в Сан-Диего: Plaza V. Chapter 57: James Oliver Huberty // American Mass Murderers. Raleigh, NC: Lulu Press, 2015.

825

Из-за того, что Хьюберти вел разговор вежливо и утверждал, что ранее не госпитализировался по поводу проблем с психикой, регистратор не счел его обращение неотложным и отнес к категории «отреагировать в течение 48 часов». Следующим утром во время семейной прогулки по зоопарку Хьюберти сообщил жене, что его жизнь, видимо, кончена, а касаемо бездействия клиники выразился так: «Что ж, у общества был шанс…» Помимо психопатологии, выражающейся в слуховых галлюцинациях и параноидной убежденности в происках против него, множество факторов шаг за шагом приближали Джеймса Хьюберти к статусу массового убийцы и жертвы полицейского снайпера. В школе над ним насмехались из-за его легкой хромоты, оставшейся после полиомиелита, нетипичного накала религиозности в семье и нелюдимости. Мать оставила семью ради миссионерской работы, и единственным утешением Джеймса стала стрельба по мишеням. Позже он изучал социологию в колледже, но затем стал бальзамировщиком, окончив институт погребальных наук. Дело спорилось, но мешало неумение общаться с клиентами, и Джеймс переквалифицировался в сварщики. Он отлично зарабатывал, заботясь о благополучии семьи – жены и двух дочерей. Коллеги вспоминали о нем как о человеке угрюмом, легко слетавшем с катушек, мстительном, фиксировавшем каждую реальную и мнимую обиду. Хьюберти был типичным конспирологом и выживальщиком: верил в скорую эскалацию холодной войны, предательство правительства и социальный коллапс и готовился оборонять свой дом, нашпиговав его заряженным огнестрельным оружием и боеприпасами. А еще были эпизоды домашнего насилия, неоднократная потеря работы, ухудшение финансового и социального положения, переезды, ДТП, предотвращенная женой попытка самоубийства… Через два года после трагедии вдова Хьюберти безуспешно пыталась отсудить 5 миллионов долларов у «Макдоналдс» и фирмы, где ее муж долго работал сварщиком. Иск она мотивировала тем, что галлюцинации и неконтролируемую ярость, доведшие Джеймса до преступления, несомненно (ну а что же еще?!), спровоцировало длительное воздействие вдыхаемых тяжелых металлов и поедаемого с вредным фастфудом глутамата натрия (англоязычная Википедия со ссылками на соответствующие источники).

826

По другим источникам, он сказал это жене (но она проигнорировала его экипировку и слова), а со старшей дочерью просто попрощался навсегда. Хьюберти расстреливал и добивал раненых посетителей ресторана – от младенцев до пожилых – из трех видов огнестрельного оружия: пистолета-пулемета, полуавтоматического пистолета и помпового ружья (англоязычная Википедия со ссылками на соответствующие источники). – Прим. перев.

827

исследователи НАН показали, что у однояйцевых: Schizophrenia in the National Academy of Sciences – National Research Council Twin Registry: A 16-year update. American Journal of Psychiatry. 1983; 140 (12): 1551–1563.

828

генетик Ирвинг Готтесман опубликовал: O’Rourke D. H., Gottesman I. I., Suarez B. K. et al. Refutation of the general single-locus model for the etiology of schizophrenia. American Journal of Human Genetics. 1982; 34 (4): 630.

829

У идентичных близнецов с самой тяжелой формой: McGuffin P., Farmer A. E., Gottesman I. I. et al. Twin concordance for operationally defined schizophrenia. Confirmation of familiality and heritability. Archives of General Psychiatry. 1984; 41 (6): 541–545.

830

Народные тревоги по поводу генов: Wilson J. Q., Herrnstein R. J. Crime and Human Nature: The Definitive Study of the Causes of Crime. NY: Simon & Schuster, 1985.

831

«плохие друзья, плохие соседи»: DeLisi M. James Q. Wilson // Fifty Key Thinkers in Criminology / Hayward K., Mooney J., Maruna S. (eds). London: Routledge, 2010.

832

В декабре 1984-го ученых созвали снова: Struck D. The Sun (1837–1988). Baltimore Sun. 1986.

833

Основной технологический прорыв совершил: Mullis K. Nobel Lecture: The polymerase chain reaction. Nobelprize.org. 1993 (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1993/mullis-lecture.html).

834

ПЦР стала универсальной палочкой-выручалочкой для ученых и врачей: это и самостоятельный метод диагностики болезней и патогенов, и необходимый этап множества биологических технологий – аналитических и производственных. Например, без ПЦР сейчас сложно представить молекулярное клонирование и, соответственно, синтез генно-инженерных препаратов. Как в разных своих ипостасях метод работает и что дает, доступно рассказывает статья «12 методов в картинках: полимеразная цепная реакция» (https://biomolecula.ru/articles/metody-v-kartinkakh-polimeraznaia-tsepnaia-reaktsiia).

835

прочтение всех 3 миллиардов нуклеотидных пар: Nass S. J., Stillman B. Large-Scale Biomedical Science: Exploring Strategies for Future Research. Washington, DC: National Academies Press, 2003.

836

«Единственный способ подарить Руфусу жизнь»: McElheny V. K. Drawing the Map of Life, 65.

837

К 1989 году после нескольких слушаний: About NHGRI: A Brief History and Timeline. Genome.gov (http://www.genome.gov/10001763).

838

В январе 1989-го в конференц-зале: McElheny V. K. Drawing the Map of Life, 89.

839

«Мы запускаем нескончаемое исследование»: Там же.

840

28 января 1983 года: Smith J. D. Carrie Elizabeth Buck (1906–1983). Encyclopedia Virginia (http://www.encyclopediavirginia.org/Buck_Carrie_Elizabeth_1906–1983).

841

Ее единственная дочь Вивиан Доббс: Там же.

842

«Так карту Африки пустынной»: Swift J., Roscoe T. The Works of Jonathan Swift, DD: With Copious Notes and Additions and a Memoir of the Author (vol. 1). NY: Derby, 1859.

843

Свифт Дж. О поэзии. Рапсодия / пер. Ю. Д. Левина и С. Я. Маршака // Памфлеты. М.: Гослитиздат, 1955. – Прим. перев.

844

«Проект „Геном человека“, вроде бы одно»: Gillis J. Gene-mapping controversy escalates; Rockville firm says government officials seek to undercut its effort. Washington Post. 2000.

845

нейробиолог из НИЗ Крейг Вентер предложил: Roberts L. Gambling on a Shortcut to Genome Sequencing. Science. 1991; 252 (5013): 1618–1619.

846

Вентер не поддерживал войну и не хотел попасть на нее призывником, которого бросят убивать людей, поэтому он добровольно зачислился в ВМС и отправился во Вьетнам как армейский медик. Вентер работал в отделении интенсивной терапии полевого госпиталя. Ужасы войны и невозможность спасти всех раненых подтолкнули его к попытке самоубийства. Попытка, однако, закончилась пересмотром отношения к своей жизни и будущему: Вентер решил продолжить обучение, чтобы спасать людей. И даже не просто людей, а человечество. И потому он должен был стать биологом, а не врачом (Douthat R. The God of Small Things. The Atlantic, январь-февраль 2007).

847

В 1986-м он услышал о быстром секвенаторе: Yount L. A to Z of Biologists. NY: Facts On File, 2003.

848

«мое будущее в ящике»: Venter J. C. A Life Decoded: My Genome, My Life. NY: Viking, 2007.

849

Прилегающие к гену участки ДНК, называемые промоторами, можно сравнить с кнопками включения этого гена. Они кодируют информацию о том, где и когда ген должен активироваться (например, ген гемоглобина включается только в эритроцитах). Другие участки ДНК, напротив, кодируют информацию о времени и месте выключения гена (поэтому гены расщепления лактозы выключены у бактерии до тех пор, пока этот сахар не станет основным доступным питательным веществом). Примечательно, что такая система генетических переключателей, вначале открытая у бактерий, оказалась крайне консервативной, общей для всех биологических объектов. – Прим. автора.

850

Игнорировать их можно было секвенированием не исходной геномной ДНК, а кДНК (комплементарной ДНК), которую получают обратной транскрипцией мРНК, выделенной из того или иного типа клеток. Тем самым отсеивается все «лишнее», что в этом типе клеток не попадает в зрелую мРНК.

851

Стратегия Вентера – секвенирование только тех участков генома, которые кодируют белки и РНК, – в итоге оказалась бесценным средством для генетиков. Метод выявлял лишь «активные» части генома, позволяя генетикам характеризовать их относительно общего фона. – Прим. автора.

852

бюро трансфера технологий НИЗ связалось с Вентером: Cook-Deegan R., Heaney C. Patents in genomics and human genetics. Annual Review of Genomics and Human Genetics. 2010; 11: 383–425.

853

В 1984-м Amgen подала заявку: Andrews E. L. Patents; Unaddressed Question in Amgen Case. New York Times. 1991.

854

«Патенты (по крайней мере, как я считал)»: Sulston J., Ferry G. Common Thread, 87.

855

«Это поспешный и грязный захват земель»: Winnick P. R. A Jealous God: Science’s Crusade against Religion. Nashville, TN: Nelson Current, 2005.

856

«Могли бы вы запатентовать слона»: из моего интервью с Эриком Ландером, 2015 год.

857

Английский генетик Уолтер Бодмер предупредил: Roberts L. Genome Patent Fight Erupts. Science. 1991; 254 (5029): 184–186.

858

переименовал свое детище в Институт геномных исследований: Venter J. C. Life Decoded, 153.

859

Разницу в аббревиатуру привнес только артикль The.

860

Работая с новым союзником, микробиологом: Smith H. O., Tomb J. F., Dougherty B. A. et al. Frequency and distribution of DNA uptake signal sequences in the Haemophilus influenzae Rd genome. Science. 1995; 269 (5223): 538–540.

861

«нам понадобилось написать 40 черновиков»: Venter J. C. Life Decoded, 212.

862

«испытывая трепет от первого знакомства»: Там же, 219.

863

«Что будет, если вы возьмете слово»: из моего интервью с Эриком Ландером в октябре 2015 года.

864

«Настоящим вызовом для проекта»: Там же.

865

коммерческой компании под названием Human Genome Sciences. Биофармацевтическую корпорацию HGS основал Уильям Алан Хезелтайн, бывший профессор Гарвардской медицинской школы, который мечтал и намеревался с помощью геномики создавать новые медицинские препараты.

866

Ускорять. – Прим. перев.

867

В декабре 1998 года триумфально: 1998: Genome of roundworm C. elegans sequenced. Genome.gov (http://www.genome.gov/25520394).

868

Оценка числа генов в любом организме – сложный процесс, требующий некоторых фундаментальных предположений о природе и строении гена. До эры полногеномного секвенирования гены идентифицировали по их функциям. Однако при полногеномном секвенировании функции остаются за кадром – как если бы в энциклопедии считывали все слова и буквы совершенно без привязки к их значению. Число генов оценивают, выявляя в ДНК-последовательности отрезки, которые выглядят как гены, то есть содержат особые регуляторные последовательности и кодируют РНК, и/или напоминают другие гены, ранее обнаруженные в других организмах. Тем не менее это число меняется по мере углубления наших знаний о структуре и функциях генов. Сейчас полагают, что у червей около 19 500 генов, кодирующих белки, но это, скорее всего, число не окончательное. – Прим. автора.

869

В 2022 году считается, что у C. elegans 19 985 белок-кодирующих генов.

870

ген под названием ceh-13 управляет: Tihanyi B., Vellai T., Regos A. et al. The C. elegans Hox gene ceh-13 regulates cell migration and fusion in a non-colinear way. Implications for the early evolution of Hox clusters. BMC Developmental Biology. 2010; 10 (78).

871

Публикацию генома C. elegans в специальном выпуске: Science. 1998; 282 (5396): 1945–2140.

872

125 полуавтоматических секвенаторов. За технологический прогресс в геномном секвенировании во многом нужно благодарить Майкла Ханкапиллера из Applied Biosystems, ведущего разработчика автоматизированных секвенаторов, позволивших быстро прочитывать тысячи нуклеотидов ДНК.

873

была прочитана миллиардная нуклеотидная пара: Dickson D., Macilwain C. ‘It’s a G’: The one-billionth nucleotide. Nature. 402 (6760): 331.

874

команда Вентера собрала геном мушки: Butler D. Venter’s Drosophila ‘success’ set to boost human genome efforts. Nature. 1999; 401 (6755): 729–730.

875

В марте 2000 года Science опубликовал: The Drosophila genome. Science. 2000; 287 (5461): 2105–2364.

876

Из 289 человеческих генов: Cooper D. N. Human Gene Evolution. Oxford: BIOS Scientific Publishers, 1999.

877

у 177 – то есть больше чем у 60 %: Purves W. K. Life: The Science of Biology. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2001.

878

«Я – тоже муха:

Мой краток век.

А чем ты, муха,

Не человек?»

(Блейк У. Муха / пер. С. Маршака // Стихотворения. М.: Радуга, 2007). – Прим. перев.

[«Я – тоже муха»: Marsh N. William Blake, 56.]

879

Автор здесь, видимо, для удобства упрощает, называя болью ноцицепцию. Международная ассоциация по изучению боли (IASP) в определении от 2020 года рассматривает этот феномен только применительно к человеку, потому что достоверно выявить ее у остальных сложно: главный критерий здесь не рефлекторная избегающая реакция, а личное переживание страдания. Американский исследовательский комитет по вопросам распознавания и облегчения боли у лабораторных животных склонен считать, что боль испытывают млекопитающие и, возможно, все прочие позвоночные (из беспозвоночных – головоногие). – Прим. перев.

880

«Из этого можно сделать вывод, что сложность»: приведены слова Джерри Рубина, руководителя команды, работавшей над проектом «Геном дрозофилы» в Калифорнийском университете в Беркли; цитата из пресс-релиза Роберта Сандерса UC Berkeley collaboration with Celera Genomics concludes with publication of nearly complete sequence of the genome of the fruit fly. UC Berkeley. 2000 (http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2000/03/03-24-2000.html).

881

«между человеком и нематодой»: The Age of the Genome. BBC Radio 4 (http://www.bbc.co.uk/programmes/b00ss2rk).

882

«Исправьте это!»: Shreeve J. The Genome War: How Craig Venter Tried to Capture the Code of Life and Save the World. NY: Alfred A. Knopf, 2004.

883

Эта «подвальная» встреча стала первой: Там же и в Venter J. C. Life Decoded, 97.

884

В 10:19 утра 26 июня Вентер: June 2000 White House Event. Genome.gov (https://www.genome.gov/10001356).

885

Клинтон говорил первым и сравнивал карту: President Clinton, British Prime Minister Tony Blair deliver remarks on human genome milestone. CNN.com Transcripts. 2000.

886

«Мы секвенировали геномы»: последовательность, полученная группой Вентера, представляла собой «собирательный образ» геномов женщин и мужчин из каждой названной этнической группы, однако ни один из этих индивидуальных геномов не был прочитан полностью.

887

«Самым большим моим успехом»: Shreeve J. Genome War, 360.

888

Ландер призвал на помощь: McElheny V. K. Drawing the Map of Life, 163.

889

«В истории научных публикаций, начиная»: из моего интервью с Эриком Ландером в октябре 2015 года.

890

«геномным винегретом»: Shreeve J. Genome War, 364.

891

Шекспир У. Король Лир / пер. Б. Л. Пастернака // Полное собрание сочинений в восьми томах. М.: Искусство, 1960. – Прим. перев.

892

Повторим, что в 2022 году актуальна такая раскладка: 22 аутосомы плюс X-хромосома содержат 3 054 815 472 «буквы», а митохондриальный геном – еще 16 569.

893

Скорее, в целом «трудовую кисть», адаптированную к изготовлению орудий труда.

894

С тех пор число потенциальных генов чуть сократилось и колеблется на границе 20 тысяч.

895

Она кодирует в совокупности 20 687 (или близко к тому) генов: геномные подробности взяты из Human genome far more active than thought. Sanger Institute. 2012 (http://www.sanger.ac.uk/about/press/2012/120905.html); Venter J. C. Life Decoded и Committee on Mapping and Sequencing the Human Genome. Mapping and Sequencing the Human Genome. Washington, DC: National Academy Press, 1988 (http://www.nap.edu/read/1097/chapter/1).

896

Этот механизм соматической рекомбинации ДНК в лимфоцитах называют V (D) J-рекомбинацией, где буквы обозначают три класса повторяющихся генных сегментов. Разные комбинации этих сегментов позволяют создавать широчайший репертуар антиген-распознающих участков не только антител, но и Т-клеточного рецептора.

897

Речь идет о транспозонах.

898

Эта память называется эпигенетической.

899

«Как бы мне хотелось поглядеть»: Carroll L. Alice in Wonderland. NY: W. W. Norton, 2013.

900

Кэрролл Л. Алиса в Стране чудес. Алиса в Зазеркалье / пер. Л. Яхнина. М.: Эксмо, 2008.

901

«Значит, мы одинаковые»: Stockett K. The Help. NY: Amy Einhorn Books/Putnam, 2009.

902

«Нужно провести повторное голосование»: выпуск Who is blacker Charles Barkley or Snoop Dogg. YouTube. 2010 (https://www.youtube.com/watch?v=yHfX-11ZHXM).

903

Снуп Догг – знаменитый американский рэпер и актер; Чарльз Баркли – американский баскетболист и спортивный комментатор. В шуточном соревновании «Кто чернее?» ДНК-тест выявил, что Баркли по происхождению африканец на 75 %, а Снуп Догг – только на 71 %. Снупп пошутил, что будь он сейчас Джорджем Бушем, потребовал бы переголосовать. Хоть это и звучит парадоксально, но Баркли оказался слегка «чернее» Догга и при этом почти в два раза «белее» (судя по «европейским» ДНК-маркерам).

904

«Что у меня общего с евреями?»: Kafka F. The Basic Kafka. NY: Pocket Books, 1979.

905

Из дневниковой записи, датированной 8 января 1914 года (Кафка Ф. Афоризмы. Дневники. Завещание / пер. Ю. Архипова, Е. Кацевой. СПб.: Азбука, 2016).

906

Такое зеркальное письмо может приводить: Hughes E. The making of a physician: General statement of ideas and problems. Human Organization. 1955; 14 (4): 21–25.

907

«столь же абсурдно, как определять органы»: Verhey A. Nature and Altering It. Grand Rapids, MI: William B. Eerdmans, 2010. См. также Ridley M. Genome: The Autobiography of a Species In 23 Chapters. NY: Harper Collins, 1999.

908

«В последовательности ДНК закодированы фундаментальные»: Committee on Mapping and Sequencing the Human Genome. Mapping and Sequencing, 11.

909

«Если бы мистер Дарвин или его сторонники»: Agassiz L. On the origins of species. American Journal of Science and Arts. 1860; 30: 142–154.

910

В 1848 году в немецкой долине Неандерталь: Palmer P., Pettitt P., Bahn P. G. Unearthing the Past: The Great Archaeological Discoveries That Have Changed History. Guilford, CT: Globe Pequot, 2005.

911

Для ликбеза по неандертальцам может подойти, например, материал «Неандертальцы: как они жили и почему исчезли» (https://postnauka.ru/longreads/88812).

912

неандертальцев назвали «ранней стадией эволюции человека»: Popular Science Monthly. 1922; 100.

913

Аллан Чарльз Уилсон, попробовал ответить на эти вопросы: Cann R. L., Stoneking M., Wilson A. C. Mitochondrial DNA and human evolution. Nature. 1987; 325: 31–36.

914

Источниками, питавшими главные озарения Уилсона, были два гиганта биохимии, Лайнус Полинг и Эмиль Цукеркандль, которые предложили кардинально новый взгляд на геном – не только как на совокупность информации для построения индивидуального организма, но и как на совокупность информации об эволюционной истории организма – «молекулярные часы». Эту теорию разрабатывал и японский эволюционный биолог Мотоо Кимура. – Прим. автора.

915

На то, что митохондриальные гены остались нам: Ku C., Nelson-Sathi S., Roettger M. et al. Endosymbiotic origin and differential loss of eukaryotic genes. Nature. 2015; 524 (7566): 427–432.

916

Во-первых, когда Уилсон измерил общее разнообразие: Kocher T. D., Thomas W. K., Meyer A. et al. Dynamics of mitochondrial DNA evolution in animals: amplification and sequencing with conserved primers. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1989; 86 (16): 6196–6200.

917

К 1991 году Уилсон уже мог реконструировать: Irwin D. M., Kocher T. D., Wilson A. C. Evolution of the cytochrome-b gene of mammals. Journal of Molecular Evolution. 1991; 32 (2): 128–144; Vigilant L., Stoneking M., Harpending H. et al. African populations and the evolution of human mitochondrial DNA. Science. 253 (5027): 1503–1507 и Rienzo A. D., Wilson A. C. Branching pattern in the evolutionary tree for human mitochondrial DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1991; 88 (5): 1597–1601.

918

В ноябре 2008-го участники фундаментального исследования: Li J. Z., Absher D. M., Tang H. et al. Worldwide human relationships inferred from genome-wide patterns of variation. Science. 2008; 319 (5866): 1100–1104.

919

«Мы видим все меньше и меньше вариаций»: Roach J. Massive genetic study supports ‘out of Africa’ theory. National Geographic News. 2008.

920

Старейшие популяции людей: Zhivotovsky L. A., Rosenberg N. A., Feldman M. W. Features of evolution and expansion of modern humans, inferred from genomewide microsatellite markers. American Journal of Human Genetics. 2003; 72 (5): 1171–1186.

921

Самые же «юные» люди: Rosenberg N. A., Pritchard J. K., Weber J. L. et al. Genetic structure of human populations. Science. 2002; 298 (5602): 2381–2385. Карту миграций людей можно найти в Cavalli-Sforza L. L., Feldman M. W. The application of molecular genetic approaches to the study of human evolution. Nature Genetics. 2003; 33: 266–275.

922

Она называется гипотезой африканского происхождения: о происхождении людей в Южной Африке см. Henn B. M., Gignoux C. R., Jobin M. et al. Hunter-gatherer genomic diversity suggests a southern African origin for modern humans. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2011; 108 (13): 5154–5162. См. также Henn B. M., Cavalli-Sforza L. L., Feldman M. W. The great human expansion. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2012; 109 (44): 17758–17764.

923

«Сексуальные отношения начались»: Larkin P. Annus Mirabilis // High Windows. Faber & Faber, 1979.

924

Если же родиной этой группы был юго-запад Африки, как показывают некоторые из последних исследований, то двигались они по большей части на восток и север. – Прим. автора.

925

«в отношении современного человека это означает»: Stringer C. Rethinking ‘out of Africa’. Edge. 2011 (http://edge.org/conversation/rethinking-out-of-africa).

926

В последние годы сложилось мнение: Harpending H. C., Batzer M. A., Gurven M. et al. Genetic traces of ancient demography. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1998; 95 (4): 1961–1967; Gonser R., Donnelly P., Nicholson G., Di Rienzo A. Microsatellite mutations and inferences about human demography. Genetics. 2000; 154 (4): 1793–1807; Bowcock A. M., Ruiz-Linares A., Tomfohrde J. et al. High resolution of human evolutionary trees with polymorphic microsatellites. Nature. 1994; 368 (6470): 455–457 и Dib C., Fauré S., Fizames C. et al. A comprehensive genetic map of the human genome based on 5,264 microsatellites. Nature. 1996; 380 (6570): 152–154.

927

Схемы и хронология тех миграций разобраны, например, в статье «Данные археологии и генетики свидетельствуют о многократных попытках африканских сапиенсов заселить Евразию» на сайте Элементы. ру.

928

По последним оценкам, самая значительная доля: Polednak A. P. Racial and Ethnic Differences in Disease. Oxford: Oxford University Press, 1989.

929

Как писали Маркус Фельдман и Ричард Левонтин: Feldman M. W., Lewontin R. C. Race, ancestry, and medicine // Revisiting Race in a Genomic Age / Koenig B. A., Lee S. S., Richardson S. S. (eds). New Brunswick, NJ: Rutgers University Press, 2008. См. также Li J. Z., Absher D. M., Tang H. et al. Worldwide human relationships inferred from genome-wide patterns of variation.

930

В опубликованном в 1994 году монументальном исследовании: Cavalli-Sforza L., Menozzi P., Piazza A. The History and Geography of Human Genes. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1994.

931

Няня рассказывала своей подопечной притчу, где этими словами приходят к консенсусу две маленькие девочки – белая и темнокожая: они не смогли объяснить себе разницу в цвете их кожи, но установили, что все остальное у них совершенно одинаковое.

932

«Значит, мы одинаковые. Просто разного цвета»: Stockett K. The Help.

933

В том же 1994-м, когда Луиджи Кавалли-Сфорца: Cavalli-Sforza L., Menozzi P., Piazza A. The History and Geography.

934

совершенно иная книга о расах и генах: Herrnstein R., Murray C. The Bell Curve. NY: Simon & Schuster, 1994.

935

«разжигающим рознь трактатом о классах»: The ‘Bell Curve’ agenda. New York Times. 1994.

936

работой 1985 года, «Преступление и природа человека»: Wilson J. Q., Herrnstein R. J. Crime and Human Nature.

937

В 1904-м британский статистик Чарльз Спирмен: Spearman C. ‘General Intelligence,’ objectively determined and measured. American Journal of Psychology. 1904; 15 (2): 201–292.

938

От англ. general, «общий». – Прим. перев.

939

ученый выбрал новый показатель для оценки. Концепцию IQ первым разработал немецкий психолог Вильям Штерн.

940

Психологи развития, включая Луиса Тёрстоуна (в 1950-х): Thurstone L. L. The absolute zero in intelligence measurement. Psychological Review. 1928; 35 (3): 175 и Thurstone L. L. Some primary abilities in visual thinking. Proceedings of the American Philosophical Society. 1950; 94 (6): 517–521. См. также Gardner H., Hatch T. Educational implications of the theory of multiple intelligences. Educational Researcher. 1989; 18 (8): 4–10.

941

черпая вдохновение из более ранней статьи: Herrnstein R., Murray C. Bell Curve, 284.

942

В 1950-х ряд сообщений указывал: Jervis G. A. The mental deficiencies. Annals of the American Academy of Political and Social Science. 1953; 286 (1): 25–33. См. также Duncan O. D. Is the intelligence of the general population declining? American Sociological Review. 1952; 17 (4): 401–407.

943

Оценки посвежее снизили коэффициент корреляции у идентичных близнецов до 0,6–0,7. Результаты работ 1950-х в последующие десятилетия перепроверяли Леон Камин и другие психологи, которые сочли примененные тогда методики подозрительными и поставили прежнюю оценку под сомнение. – Прим. автора.

944

отобрали для анализа тесты, проведенные только после 1960-го. Отдельные переменные, которые анализировали Мюррей и Хернштейн, заслуживают упоминания. Они, например, задались вопросом, не могут ли афроамериканцы неохотно проходить тесты на IQ из-за того, что глубоко разочарованы всяческими тестами и рейтингами. Но нет, изощренные эксперименты, позволяющие измерить и исключить любые такие «срывы тестов», не смогли стереть 15-балльные различия. Ученые также рассмотрели возможность культурной предвзятости тестов (пожалуй, самое известное показательное задание – из американского экзамена SAT – просит учеников рассмотреть аналогию «гребец – регата». Вряд ли нужно быть экспертом по языку и культуре, чтобы понять, что большинство городских детей с любым цветом кожи могут иметь слабое представление о регате, не говоря уже о роли в ней гребца). И тем не менее даже после исключения из теста культурно-специфических и классовоспецифических пунктов, по утверждению Мюррея и Хернштейна, разница в 15 баллов сохранилась.

945

В 1990-х психолог Эрик Туркхаймер: Turkheimer E. Consensus and controversy about IQ. Contemporary Psychology. 1990; 35 (5): 428–430. См. также Turkheimer E., Haley A., Waldron M. et al. Socioeconomic status modifies heritability of IQ in young children. Psychological Science. 2003; 14 (6): 623–628.

946

Едва ли можно найти более убедительный генетический аргумент в пользу равенства. Невозможно выявить генетический потенциал любого человека, не уравняв сперва условия среды. – Прим. автора.

947

в гневной статье для журнала New Yorker: Gould S. J. Curve ball. New Yorker. 1994; 139–140.

948

Орландо Паттерсон, историк из Гарварда, в статье: Patterson O. For Whom the Bell Curves // The Bell Curve Wars: Race, Intelligence, and the Future of America / Fraser S. (ed.). NY: Basic Books, 1995.

949

их дети хуже проходят тесты, так как слышали: Wright W. Born That Way: Genes, Behavior, Personality. London: Routledge, 2013.

950

в исчезающе неприметном факте, которому посвящен: Herrnstein R., Murray C. Bell Curve, 300–305.

951

в почти забытом исследовании 1976 года: Scarrc S., Weinberg R. A. Intellectual similarities within families of both adopted and biological children. Intelligence. 1977; 1 (2): 170–191.

952

«Когда никто не читал»: Gopnik A. To drug or not to drug. Slate. 2010 (http://www.slate.com/articles/arts/books/2010/02/to_drug_or_not_to_drug.2.html).

953

«Антропология несколько десятилетий участвовала»: Brodwin P. Genetics, identity, and the anthropology of essentialism. Anthropological Quarterly. 2002; 75 (2): 323–330.

954

Шекспир У. Комедия ошибок / пер. А. Некора // Полное собрание сочинений в восьми томах. М.: Искусство, 1958. – Прим. перев.

955

Квир (англ. queer) – зонтичный, ранее оскорбительный термин для обозначения человека с сексуальной или гендерной идентичностью, не вписывающейся в доминирующие социальные трафареты. Квир-теория исследует весь спектр гендерно-сексуальных (и связанных с ними социальных) неоднозначностей, обнажая неполноценность традиционных представлений о «нормальности» и стереотипных классификаций людей по полу, гендеру и сексуальности. Квир-теоретики полагают, что последние две идентичности в большей степени обусловлены не генами, а обстоятельствами индивидуального развития (средой) и не обязаны оставаться неизменными.

956

Есть еще самый первый, предшествующий анатомическому, уровень определения пола человека – генетический или хромосомный (набор половых хромосом XX или XY, если сильно не углубляться). При этом анатомический пол не всегда соответствует хромосомному.

957

«Пол не наследуется»: Rhodes F. A. The Next Generation. Boston: R. G. Badger, 1915.

958

«Яйцеклетка, если говорить о поле»: Editorials. Journal of the American Medical Association. 1903; 41: 1579.

959

маленькая шишковидная хромосома – половая, как аспирантка ее назвала: Stevens N. M. Studies in Spermatogenesis: A Comparative Study of the Heterochromosomes in Certain Species of Coleoptera, Hemiptera and Lepidoptera, with Especial Reference to Sex Determination. Baltimore: Carnegie Institution of Washington, 1906.

960

При таких высоких рисках совершенно удивительно, что система определения пола XY вообще существует. Почему млекопитающие развили механизм, обремененный столь очевидными ловушками? Почему из всех возможных мест для гена, определяющего пол, была выбрана самая неблагоприятная, непарная хромосома, где противостоять атаке мутаций сложнее всего?

Чтобы решить эту головоломку, нам нужно сделать шаг назад и задаться более фундаментальным вопросом: зачем вообще появилось половое размножение? Почему, как вопрошал Дарвин, новые существа должны «появляться от союза двух половых элементов, а не посредством партеногенеза?»

Эволюционные биологи в большинстве своем сходятся на том, что половой процесс появился для обеспечения стремительной генетической перегруппировки. Наверное, нет более быстрого способа смешать гены двух организмов, чем соединить их яйцеклетки и сперматозоиды. И даже при образовании самих яйцеклеток и сперматозоидов гены перемешиваются путем рекомбинации. Мощная перегруппировка генов в ходе полового размножения повышает изменчивость, которая, в свою очередь, повышает приспособленность организмов и их шансы на выживание в условиях постоянно изменяющейся среды. «Половое размножение», таким образом, может служить безупречным примером некорректного названия. Эволюционное предназначение полового процесса не в «размножении»: организмы умеют делать превосходные копии себя – множиться – и без него. Половой процесс появился с абсолютно противоположной целью: для обеспечения рекомбинации.

Но «половое размножение» и «определение пола» – это не одно и то же. Даже если мы признаем многочисленные преимущества полового размножения, останется вопрос, почему большинство млекопитающих определяет пол именно по системе XY. Короче – почему Y? Мы этого не знаем. Система определения пола XY однозначно возникла в эволюции несколько миллионов лет назад. У птиц, рептилий и некоторых насекомых она устроена наоборот: у самок две разные хромосомы, у самцов – две идентичные. У части рептилий и рыб пол определяется температурой яйца или размером организма по отношению к конкурентам. Считается, что такие системы определения пола древнее XY-системы млекопитающих. Но почему у млекопитающих закрепилась именно она и почему сохранилась до сих пор, остается загадкой. Существование двух полов дает очевидные преимущества: самцы и самки могут выполнять разные функции и играть разные роли в производстве и выращивании потомства. Но для этого не обязательна Y-хромосома. Возможно, эволюции она подвернулась как быстрое черновое решение проблемы определения пола: вариант с помещением мощного гена, контролирующего мужское начало, на отдельную хромосому явно оказался работоспособным. Одни генетики считают, что Y продолжит неуклонно сокращаться, другие – что сокращение прекратится в тот момент, когда в ней останутся только SRY и другие важнейшие гены. – Прим. автора.

961

и нарядами в стиле «панк подружился с новой романтикой»: Weston K. M. Chapter 8: Walk This Way // Blue Skies and Bench Space: Adventures in Cancer Research. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2012.

962

В 1955 году английский эндокринолог Джеральд Свайер: Swyer G. I. M. Male pseudohermaphroditism: A hitherto undescribed form. British Medical Journal. 1955; 2 (4941): 709.

963

Пейдж вычислил ген мужского пола – ZFY: Schneider-Gädicke A., Beer-Romero P., Brown L. G. et al. ZFX has a gene structure similar to ZFY, the putative human sex determinant, and escapes X inactivation. Cell. 1989; 57 (7): 1247–1258.

964

ZFY расшифровывается как Zinc finger Y-chromosomal protein, Y-хромосомный белок с «цинковыми пальцами». «Цинковый палец» – структурный мотив, стабилизируемый ионами цинка и используемый для взаимодействия несущего его белка с ДНК, РНК или другими молекулами. ZFY, как и многие белки с доменами «цинковые пальцы», работает фактором транскрипции, причем помимо яичек и простаты его содержание велико в пищеводе, мочевом пузыре и костном мозге.

965

плотно упакованный ген без интронов – SRY: Berta P., Hawkins J. R., Sinclair A. H. et al. Genetic evidence equating SRY and the testis-determining factor. Nature. 1990; 348 (6300): 448–450.

966

анатомически и поведенчески они развивались: Там же; см. также Gubbay J., Collignon J., Koopman P. et al. A gene mapping to the sex-determining region of the mouse Y chromosome is a member of a novel family of embryonically expressed genes. Nature. 1990; 346 (6281): 245–250; Jäger R. J., Anvret M., Hall K., Scherer G. A human XY female with a frame shift mutation in the candidate testis-determining gene SRY. Nature. 1990; 348 (6300): 452–454; Koopman P., Münsterberg A., Capel B. et al. Expression of a candidate sex-determining gene during mouse testis differentiation. Nature. 1990; 348 (6300): 450–452; Koopman P., Gubbay J., Vivian N. et al. Male development of chromosomally female mice transgenic for Sry. Nature. 1991; 351 (6322): 117–121 и Sinclair A. H., Berta P., Palmer M. S. et al. A gene from the human sex-determining region encodes a protein with homology to a conserved DNA-binding motif. Nature. 1990; 346 (6281): 240–244.

967

Противоположный сценарий тоже заслуживает внимания. В редких случаях ген SRY перемещается на X-хромосому, в результате чего появляются люди с хромосомным набором 46 XX (генетически женщины), несущие ген мужского начала, – то есть люди с перевернутым синдромом Свайера. У обладателей подобного генетического устройства может быть нормальная мужская анатомия, но у некоторых встречаются слишком маленькие или неопущенные яички. В целом же такого ребенка обычно идентифицируют как мальчика: ген SRY здесь доминирует в анатомии, физиологии и гендерной идентичности, хотя для полноценной реализации функций он, несомненно, нуждается в корректном генетическом окружении. – Прим. автора.

968

«но я определенно была девочкой в команде мальчиков»: IAmA young woman with Swyer syndrome (also called XY gonadal dysgenesis). Reddit. 2011 (https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/e792p/iama_young_woman_with_swyer_syndrome_also_called/).

969

А что насчет интерсексуальности? Интерсексуалами называют людей, которые рождаются с такими особенностями репродуктивной анатомии или физиологии, которые не подходят под стандартные описания тела мужчины или женщины. Означает ли это, что интерсексуальность противоречит концепции строго бинарного генетического переключателя, который контролирует половую анатомию и физиологию? Вовсе нет. SRY, заметьте, запускает целый каскад событий, которые формируют мужчину: он включает и выключает гены, а те, в свою очередь, активируют или подавляют подконтрольные им генетические сети, формирующие множественные аспекты репродуктивной и половой анатомии и физиологии. Вариации в этих нисходящих сетях в комплексе с изменчивостью факторов среды (к примеру, гормональных влияний) могут создавать вариации в репродуктивной анатомии – хоть в высшей точке каскада и стоит строго бинарный генетический переключатель. К этой теме – иерархии генетических сетей с грубым автономным рубильником на вершине и более деликатными эффекторами и интеграторами внизу – мы обратимся еще не раз. – Прим. автора.

970

Утром 5 мая 2004 года Дэвид Реймер: подробности истории Реймера взяты из Colapinto J. As Nature Made Him: The Boy Who Was Raised as a Girl. NY: HarperCollins, 2000.

971

Генри Хиггинс – эксцентричный профессор фонетики из комедийной пьесы Бернарда Шоу «Пигмалион». Подобно античному скульптору, Хиггинс в рамках пари-эксперимента должен был вылепить из уличной цветочницы «аристократку», обучив ее манерам и общению высоким стилем.

972

Следуя советам Мани, Бренду одевали: Money J. Chapter 6: David and Goliath // A First Person History of Pediatric Psychoendocrinology. Dordrecht: Springer Science & Business Media, 2002.

973

«Гендерная идентичность развита при рождении столь слабо»: Callahan G. N. Between XX and XY. Chicago: Chicago Review Press, 2009.

974

«мой кожано-кружевной образ»: Bostwick J. M., Martin K. A. A man’s brain in an ambiguous body: A case of mistaken gender identity. American Journal of Psychiatry. 2007; 164 (10): 1499–1505.

975

«Как будто бы у меня был мужской мозг»: Там же.

976

В 2005 году команда исследователей из Колумбийского университета: Meyer-Bahlburg H. F. L. Gender identity outcome in female-raised 46, XY persons with penile agenesis, cloacal exstrophy of the bladder, or penile ablation. Archives of Sexual Behavior. 2005; 34 (4): 423–438.

977

«Неужели „женщины“ и „мужчины“»: Weininger O. Sex and Character: An Investigation of Fundamental Principles. Bloomington: Indiana University Press, 2005.

978

Вейнингер О. Пол и характер. М.: АСТ, 2021.

979

обладают всеми анатомическими и физиологическими характеристиками самок: Reed C. Brain ‘gender’ more flexible than once believed, study finds. PBS NewsHour. 2015 (http://www.pbs.org/newshour/rundown/brain-gender-flexible-believed-study-finds/). См. также Nugent B. M., Wright C. L., Shetty A. C. et al. Brain feminization requires active repression of masculinization via DNA methylation. Nature Neuroscience. 2015; 18 (5): 690–697.

980

«Не будите лихо»: Wright W. Born That Way, 27.

981

«Многие современные психоаналитики сошлись на том»: Perversions: Psychodynamics and Therapy / Lorand S., Balint M. (ed.). London: Ortolan Press, 1965.

982

«Настоящий враг гомосексуала»: Oliver Jr. B. J. Sexual Deviation in American Society. New Haven, CT: New College and University Press, 1967.

983

«тесно связанной и [сексуально] близкой»: Bieber I. Homosexuality: A Psychoanalytic Study. Lanham, MD: Jason Aronson, 1962.

984

«Гомосексуал – это человек, чья гетеросексуальная функция»: Drescher J., Shidlo A., Schroeder M. Sexual Conversion Therapy: Ethical, Clinical and Research Perspectives. Boca Raton, FL: CRC Press, 2002.

985

«гомосексуальность – это скорее выбор»: The 1992 campaign: The vice president; Quayle contends homosexuality is a matter of choice, not biology. New York Times. 1992 (http://www.nytimes.com/1992/09/14/us/1992-campaign-vice-president-quayle-contends-homosexuality-matter-choice-not.html).

986

В июле 1993-го открытие так называемого гена гомосексуальности: Miller D. Introducing the ‘gay gene’: Media and scientific representations. Public Understanding of Science. 1995; 4 (3): 269–284.

987

«Что мы скажем о женщине»: Sarler C. Moral majority gets its genes all in a twist. People. 1993.

988

Вторая купленная книга, «Не в наших генах: биология, идеология и природа человека»: Lewontin R. C., Rose S. P. R., Kamin L. J. Not in Our Genes: Biology, Ideology, and Human Nature. NY: Pantheon Books, 1984.

989

«Нет никаких приемлемых доказательств»: Там же, 261.

990

В 1980-х профессор психологии Дж. Майкл Бейли: Bailey J. M., Pillard R. C. A genetic study of male sexual orientation. Archives of General Psychiatry. 1991; 48 (12): 1089–1096.

991

Общая внутриутробная среда и пренатальные воздействия могли бы отчасти объяснить такую конкордантность, но тот факт, что разнояйцевые близнецы тоже разделяют эти условия, и при этом конкордантность у них заметно ниже, свидетельствует против подобных теорий. Генетический аргумент поддерживается и тем обстоятельством, что у любых сиблингов конкордантность по гомосексуальности выше, чем в общей популяции (хотя и ниже, чем у идентичных близнецов). Будущие исследования должны уточнить комбинацию генетических и средовых условий, определяющую сексуальные предпочтения, но гены наверняка останутся в числе важнейших факторов. – Прим. автора.

992

Например, в 1971 году в Канаде: Whitam F. L., Diamond M., Martin J. Homosexual orientation in twins: A report on 61 pairs and three triplet sets. Archives of Sexual Behavior. 1993; 22 (3): 187–206.

993

Онковирус под названиями вирус герпеса человека 8 типа (HHV8) или герпесвирус, ассоциированный с саркомой Капоши, выделяют из организма практически всех больных саркомой Капоши, однако он может вызывать и другие патологии. HHV8 передается чаще всего со слюной, проникает в лимфоциты и может провести там десятилетия, никак себя не проявляя. Активацию и размножение вируса провоцирует прежде всего подавление иммунитета, в том числе ВИЧ и рядом лекарств.

994

Протокол 92-C-0078 был запущен: Hamer D. Science of Desire: The Gay Gene and the Biology of Behavior. NY: Simon & Schuster, 2011.

995

в поисках «гей-корней»: Там же, 91–104.

996

«Репортеры с телевидения выстраивались в очереди»: The ‘gay gene’ debate. Frontline (http://www.pbs.org/wgbh/pages/frontline/shows/assault/genetics/).

997

«наука могла бы и искоренить его»: Horton R. Is homosexuality inherited? Frontline (http://www.pbs.org/wgbh/pages/frontline/shows/assault/genetics/nyreview.html).

998

«действительно определило хромосомный участок»: Murphy T. F. Gay Science: The Ethics of Sexual Orientation Research. NY: Columbia University Press, 1997.

999

Хеймера атаковали буквально со всех сторон: Philip M. A review of Xq28 and the effect on homosexuality. Interdisciplinary Journal of Health Science; 1: 44–48.

1000

Или «геном женоподобия».

1001

Статья Хеймера вышла в 1993 году: Hamer D. H., Hu S., Magnuson V. L., Hu N., Pattatucci A. M. A linkage between DNA markers on the X chromosome and male sexual orientation. Science. 1993; 261 (5119): 321–327.

1002

В 2005-м в ходе самого крупного: Mustanski B. S., Dupree M. G., Nievergelt C. M. et al. A genomewide scan of male sexual orientation. Human Genetics. 2005; 116 (4): 272–278.

1003

В 2015-м в детальном анализе еще 409 пар: Sanders A. R., Martin E. R., Beecham G. W. et al. Genome-wide scan demonstrates significant linkage for male sexual orientation. Psychological Medicine. 2015; 45 (7): 1379–1388.

1004

Один ген из локуса Xq28: Wilson E. M. Androgen receptor molecular biology and potential targets in prostate cancer. Therapeutic Advances in Urology. 2010; 2 (3): 105–107.

1005

В 1971 году Макфарлейн Бёрнет: Burnet M. Genes, Dreams and Realities. Dordrecht: Springer Science & Business Media, 1971.

1006

«Представление о ведущей роли среды»: Segal N. L. Born Together – Reared Apart: The Landmark Minnesota Twin Study. Cambridge: Harvard University Press, 2012.

1007

«оперативное запоминающее устройство, в которое культура»: Wright W. Born That Way, viii.

1008

«Какой бы увесистый багаж»: Там же, vii.

1009

Миннесотское исследование близнецов: Bouchard T. J. Jr, Lykken D. T., McGue M. et al. Sources of human psychological differences: the Minnesota Study of Twins Reared Apart. Science. 1990; 250 (4978): 223–228.

1010

Ранние версии статьи [с данными по отличным от финальной выборкам. – Прим. ред.] появлялись в 1984 и 1987 годах. – Прим. автора.

1011

«Эмпатия, альтруизм, чувство справедливости»: Ebstein R. P., Israel S., Chew S. H. et al. Genetics of human social behavior. Neuron. 2010; 65 (6): 831–844.

1012

«Обнаружен удивительно сильный генетический компонент»: Wright W. Born That Way, 52.

1013

Дафна Гудшип и Барбара Герберт: Там же, 63–67.

1014

«Оба водили „Шевроле“»: Там же, 28.

1015

Когда две другие женщины, тоже разлученные: Там же, 74.

1016

оксфордские рубашки с эполетами: Там же, 70.

1017

изобрели одинаковое название для своей странной привычки: Там же, 65.

1018

«дверных ручек, иголок и рыболовных крючков»: Там же, 80.

1019

Эбштейн обнаружил, что у самых ярых искателей новизны: Ebstein R. P., Novick O., Umansky R. et al. Dopamine D4 receptor (D4DR) exon III polymorphism associated with the human personality trait of novelty seeking. Nature Genetics. 1996; 12 (1): 78–80.

1020

При этой вариации в гене D_4DR один за другим выстроены семь повторов участка из 48 нуклеотидных пар.

1021

Возможно, именно коварный стимул, посылаемый: Matthews L. J., Butler P. M. Noveltyseeking DRD4 polymorphisms are associated with human migration distance out-of-Africa after controlling for neutral population gene structure. American Journal of Physical Anthropology. 2011; 145 (3): 382–389.

1022

Судя по данным метаанализов, вклад варианта D_4DR-7R в формирование этого признака не определяющий, но важную роль могут играть другие полиморфизмы D_4DR (медицинская база данных OMIM, статья 601696, Novelty Seeking Personality Trait).

1023

«Как бы мне хотелось поглядеть»: Carroll L. Alice in Wonderland. NY: W. W. Norton, 2013.

1024

«Несистематическими, уникальными, случайными событиями»: Plomin R., Daniels D. Why are children in the same family so different from one another? Behavioral and Brain Sciences. 1987; 10 (1): 1–16.

1025

ответ дали 43 исследования, проведенных за два десятилетия: Turkheimer E. Three laws of behavior genetics and what they mean. Current Directions in Psychological Science. 2000; 9 (5): 160–164; Turkheimer E., Waldron M. C. Nonshared environment: A theoretical, methodological, and quantitative review. Psychological Bulletin. 2000; 126: 78–108.

1026

Пожалуй, самое смелое из недавних исследований случайности, идентичности и генетики провели в лаборатории Александра ван Ауденардена, специалиста по червям в МТИ. Ван Ауденарден использовал червей в качестве модели, чтобы ответить на один из сложнейших вопросов о случайности и генах: почему у двух животных с одинаковыми генами и жизненной средой – у идеальных близнецов – разные судьбы? Биолог исследовал мутацию в гене skn-1, для которой характерна неполная пенетрантность: у одного червяка она проявляется в фенотипе (в его кишечнике формируются особые клетки), а у его близнеца может и не проявиться (клетки не сформируются). Что определяет разницу между такими червями? Это не гены, так как у каждого из них есть мутация в skn-1, и это не среда, так как оба содержались в абсолютно одинаковых условиях. Как в таком случае один и тот же генотип может по-разному проявляться в фенотипе? Ван Ауденарден обнаружил, что главный определяющий фактор здесь – уровень экспрессии единственного регуляторного гена end-1. Этот уровень – число молекул РНК, образующихся в определенной фазе развития червя, – различается у разных особей, видимо, из-за случайных эффектов. Если экспрессия превышает определенный порог, червь развивает один фенотип, если не превышает – другой. Судьба отражает случайные флуктуации числа одной-единственной молекулы в теле червя (Raj A., Rifkin S., Andersen E. et al. Variability in Gene Expression Underlies Incomplete Penetrance. Nature. 2010; 463 (7283): 913–918). – Прим. автора.

1027

«Он прирожденный дьявол, и напрасны»: Shakespeare W. The Tempest. Act 4, scene 1.

1028

Шекспир У. Буря. – Прим. перев.

1029

«Однояйцевые близнецы обладают»: Carey N. The Epigenetics Revolution: How Modern Biology Is Rewriting Our Understanding of Genetics, Disease, and Inheritance. NY: Columbia University Press, 2012.

1030

Кэри Н. Эпигенетика: как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности. Ростов н/Д.: Феникс, 2012.

1031

«Гены в двадцатом веке осуществили»: цитата Evelyn Fox Keller из Lock M., Nguyen V.-K. An Anthropology of Biomedicine. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2010.

1032

Когда певчая птица слышит песню: Mello C. V., Vicario D. S., Clayton D. F. Song presentation induces gene expression in the songbird forebrain. PNAS. 1992; 89 (15): 6818–6822. См. также: Jarvis E. D., Scharff C., Grossman M. R. et al. For whom the bird sings: context-dependent gene expression. Neuron. 1998; 21 (4): 775–788.

1033

В 1950-х английский эмбриолог Конрад Уоддингтон: Waddington C. H. The Strategy of the Genes: A Discussion of Some Aspects of Theoretical Biology. London: Allen & Unwin, 1957.

1034

Уоддингтон изначально использовал термин «эпигенез», причем применительно к процессу, посредством которого эмбрион развивается из единственной клетки («эпигенез» означал генезис эмбриона организацией клеток разных типов – нервных, кожных и прочих, – которые последовательно возникают из исходной оплодотворенной клетки). Однако со временем словом «эпигенетика» начали обозначать способ, которым клетки или организмы приобретают какие-то свойства без изменения нуклеотидной последовательности – то есть с помощью регуляции генов. Современное употребление термина отсылает к химическим или физическим изменениям ДНК, которые влияют на генную регуляцию, но не затрагивают последовательность нуклеотидов. Некоторые ученые считают, что понятие «эпигенетика» следует зарезервировать только за теми изменениями, которые наследуются – передаются от клетки к клетке или от организма к организму. Плавающее значение слова «эпигенетика» создает огромную путаницу в этой области науки. – Прим. автора.

1035

«[состоит] только из желудка и некоторых инстинктов»: Hastings M. Armageddon: The Battle for Germany, 1944–1945. NY: Alfred A. Knopf, 2004.

1036

В 1980-х, однако, проявилась: Heijmans B. T., Tobi E. W., Stein A. D. et al. Persistent epigenetic differences associated with prenatal exposure to famine in humans. PNAS. 2008; 105 (44): 17046–17049.

1037

Некоторые ученые утверждают, что исследование нидерландского голода в основе своей тенденциозно: родители с метаболическими расстройствами (допустим, с ожирением) могут влиять на пищевые предпочтения детей и их привычки не только генетическим путем. Фактор, который «передается» через поколения, по мнению критиков, никакой не генетический сигнал, а обычный культурный или диетический выбор. – Прим. автора.

1038

«способностью работать с малыми масштабами»: Gurdon J. Nuclear reprogramming in eggs. Nature Medicine. 2009; 15 (10): 1141–1144.

1039

В 1961-м Гёрдон начал постепенно двигаться: Gurdon J. B., Woodland H. R. The cytoplasmic control of nuclear activity in animal development. Biological Reviews. 1968; 43 (2): 233–267.

1040

Это приведет к знаменитому клонированию овечки Долли: Sir John B. Gurdon – facts. Nobelprize.org (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2012/gurdon-facts.html).

1041

«известный случай появления на свет»: Smith J. M. Are mammals stuck with sex? Web of Stories (www.webofstories.com/play/john.maynard.smith/78).

1042

Одна из технологий Гёрдона – инактивация/удаление собственного гаплоидного ядра яйцеклетки и внесение в нее диплоидного ядра из оплодотворенной яйцеклетки – уже нашла уникальное клиническое применение. Некоторые женщины несут мутации в митохондриальных генах – то есть в ДНК митохондрий, внутриклеточных органелл, производящих энергию. Все человеческие эмбрионы, напомню, наследуют свои митохондрии исключительно от яйцеклетки, а значит, от своей матери (сперматозоиды не привносят никаких митохондрий). Если у матери есть мутация в митохондриальном гене, она будет и у всех ее детей; такие мутации часто затрагивают энергетический метаболизм и могут вызывать мышечную атрофию, сердечные аномалии и смерть. В серии смелых экспериментов 2009 года генетики и эмбриологи предложили новый, радикальный метод борьбы с материнскими митохондриальными мутациями. После оплодотворения яйцеклетки матери сперматозоидом отца ее ядро переносили в донорскую яйцеклетку с неповрежденными («нормальными») митохондриями. Так как митохондрии происходили от «здорового» донора, митохондриальные гены оказывались невредимыми и ребенок не наследовал мутации своей матери. У людей, рожденных с помощью этой процедуры, таким образом, было три родителя. Диплоидное ядро, сформированное союзом геномов матери и отца (родители номер 1 и номер 2), привносит фактически весь генетический материал. Родитель номер 3 – донор безъядерной яйцеклетки – привносит только митохондриальные гены. В 2015 году после длительных национальных дебатов Британия узаконила эту процедуру, и первые «дети трех родителей» уже появились на свет. Эти дети открывают нам неизведанные рубежи человеческой генетики (и будущего). Очевидно, что в природе подобных животных не существует. – Прим. автора.

1043

Лайон обнаружила, что выбор X-хромосомы для инактивации. Японский генетик и эволюционный биолог Сусуму Оно выдвинул гипотезу об X-инактивации до открытия этого феномена.

1044

У этого гена один аллель обеспечивает черную окраску шерсти, а второй – рыжую; соответственно, цвет того или иного участка шерсти будет определяться «незаглушенным» аллелем.

1045

То, что гистоны могут регулировать работу генов, предположил еще в 1960-х Винсент Олфри, тоже биохимик из Рокфеллеровского университета. Три десятилетия спустя – и, будто замыкая круг, в том же самом университете – эксперименты Эллиса подтвердили «гистоновую гипотезу» Олфри. – Прим. автора.

1046

простые организмы вроде дрожжей и червей: Ragunathan K., Jih G., Moazed D. Epigenetics. Epigenetic inheritance uncoupled from sequence-specific recruitment. Science. 2015; 348 (6230): 1258699.

1047

Главный регуляторный ген поддерживает свое влияние на гены-мишени в основном автоматически, с помощью механизма «положительная обратная связь». – Прим. автора.

1048

Генетик Тим Бестор и несколько его коллег утверждали, что метилирование ДНК предназначено в первую очередь для инактивации скрытых в человеческом геноме древних вирусоподобных элементов, для инактивации X-хромосом (а-ля Лайон) и для различающей маркировки того или иного гена в сперматозоиде или, наоборот, в яйцеклетке, чтобы организм знал и «помнил», какие гены происходят от матери, а какие от отца, – этот феномен называют импринтингом. Примечательно, что Бестор не верил в значительное влияние стимулов среды на геном. По его мнению, эпигенетические метки нужны скорее для регуляции экспрессии генов в ходе развития и импринтинга. – Прим. автора.

1049

Более поздние исследования и более эффективные методы анализа метилирования выявили меньше различий между близнецами. Эта область науки пока не лишена противоречий и активно меняется. – Прим. автора.

1050

Генетик Марк Пташне поставил под вопрос постоянство эпигенетических меток и сущность памяти, которую они записывают. По его мнению (которое разделяют и некоторые другие ученые), именно главные регуляторные белки – описанные выше молекулярные включатели и выключатели – управляют активацией и репрессией генов. Эпигенетические метки накладываются вследствие генной активации или репрессии и могут играть в этих процессах роль аккомпаниаторов, но дирижерами экспрессии генов все же остаются регуляторные белки. – Прим. автора.

1051

В своем замечательном рассказе «Фунес Памятливый»: Borges J. L. Labyrinths / Irby J. E. (trans.). NY: New Directions, 1962.

1052

Борхес Х. Л. Фунес, чудо памяти / пер. Е. М. Лысенко // Сад расходящихся тропок. СПб.: Азбука, 2022.

1053

Преобразованные таким образом клетки назвали индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК).

1054

Один из четырех генов, которые Яманака: Takahashi K., Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006; 126 (4): 663–676. См. также Nakagawa M., Koyanagi M., Tanabe K. et al. Generation of induced pluripotent stem cells without Myc from mouse and human fibroblasts. Nature Biotechnology. 2008; 26 (1): 101–106.

1055

Человеческий ген MYC кодирует транскрипционный фактор, контролирующий (в комплексе с другим фактором, Max) экспрессию множества генов, в том числе участвующих в развитии клеточного цикла и апоптозе. В целом работа MYC способствует росту и размножению клеток. С канцерогенезом связывают как повышенную экспрессию MYC, так и затрагивающие его мутации.

1056

Эксперименты с червями и мышами тоже продемонстрировали передачу эффектов голодания в череде поколений, хотя не ясно, ослабевают эти эффекты по мере передачи или же сохраняются на прежнем уровне. Некоторые исследования уличили в передаче эпигенетической информации между поколениями малые РНК. – Прим. автора.

1057

«Порой кажется, что обуздание энтропии»: Gleick J. The Information: A History, a Theory, a Flood. NY: Pantheon Books, 2011.

1058

Джеймс Глик (Глейк) – американский писатель, историк науки и журналист, освещающий научные темы и современные технологии. Глик первым популяризировал теорию хаоса в книге «Хаос. Создание новой науки».

1059

В Гарварде биохимик Джек Шостак: Budin I., Szostak J. W. Expanding roles for diverse physical phenomena during the origin of life. Annual Review of Biophysics. 2010; 39: 245–263; Ricardo A., Szostak J. W. Origin of life on Earth. Scientific American. 2009; 301 (3): 54–61.

1060

наследовал работам Стэнли Миллера, химика-визионера. Первый из своих экспериментов Миллер поставил в Чикагском университете вместе с Гарольдом Ури. Помимо Миллера, ключевые эксперименты проводил в Манчестере химик Джон Сазерленд.

1061

В последующих вариациях эксперимента: Ricardo A., Szostak J. W. Origin of life on Earth, 54–61.

1062

Шостак продемонстрировал, что подобные мицеллы: Szostak J. W., Bartel D. P., Luisi P. L. Synthesizing life. Nature. 2001; 409 (6818): 387–390. См. также Hanczyc M. M., Fujikawa S. M., Szostak J. W. Experimental models of primitive cellular compartments: Encapsulation, growth, and division. Science. 2003; 302 (5645): 618–622.

1063

«Довольно просто представить»: Ricardo A., Szostak J. W. Origin of life on Earth, 54–61.

1064

Некоторые вирусы все еще хранят свою наследственную информацию в виде РНК. – Прим. автора.

1065

«Попытка создать рай на земле»: Carayannis E. G., Pirzadeh A. The Knowledge of Culture and the Culture of Knowledge: Implications for Theory, Policy and Practice. London: Palgrave Macmillan, 2013.

1066

Поппер К. Открытое общество и его враги / пер. с англ. под общ. ред. В. Н. Садовского. М.: Феникс, 1992.

1067

«Только люди хотят быть хозяевами»: Stoppard T. Act Two, August 1852 // The Coast of Utopia. NY: Grove Press, 2007.

1068

Стоппард Т. Берег утопии: Драматическая трилогия. М.: Иностранка, 2006.

1069

«Наверное, из всех наук о ДНК»: Smith G. The Genomics Age: How DNA Technology Is Transforming the Way We Live and Who We Are. NY: AMACOM, 2004.

1070

«Воздух очистим! вычистим небо!»: Eliot T. S. Murder in the Cathedral. Boston: Houghton Mifflin Harcourt, 2014.

1071

Элиот Т. С. Убийство в соборе / пер. В. Топорова. СПб.: Азбука, 1999.

1072

В 1974-м, лишь через три года после: Jaenisch R., Mintz B. Simian virus 40 DNA sequences in DNA of healthy adult mice derived from preimplantation blastocysts injected with viral DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1974; 71 (4): 1250–1254.

1073

биологи открыли эмбриональные стволовые клетки: Evans M. J., Kaufman M. H. Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos. Nature. 1981; 292: 154–156.

1074

Мир стволовых клеток и потенциал их применения подробно и наглядно разобраны, например, в статье «Такие разные стволовые клетки» (https://biomolecula.ru/articles/takie-raznye-stvolovye-kletki).

1075

ЭСК – это выделенные в культуру клетки внутренней клеточной массы (одной из двух популяций клеток бластоцисты, которая формируется к пятым суткам эмбриогенеза, еще до прикрепления зародыша к стенке матки).

1076

«Похоже, мои клетки никому не интересны»: Capecchi M. The first transgenic mice: An interview with Mario Capecchi. Interview by Kristin Kain. Disease Models & Mechanisms. 2008; 1 (4–5): 197.

1077

ЭСК же позволили ученым вносить: См., например, Capecchi M. R. High efficiency transformation by direct microinjection of DNA into cultured mammalian cells. Cell. 1980; 22: 479–488 и Thomas K. R., Capecchi M. R. Site-directed mutagenesis by gene targeting in mouse embryo – derived stem cells. Cell. 1987; 51: 503–512.

1078

Если вы захотите изменить ген инсулина: Smithies O., Gregg R. G., Boggs S. S. et al. Insertion of DNA sequences into the human chromosomal-globin locus by homologous recombination. Nature. 1985; 317: 230–234.

1079

«Часовщик» эволюции, напоминает нам Докинз: Dawkins R. The Blind Watchmaker: Why the Evidence of Evolution Reveals a Universe without Design. W. W. Norton, 1986.

1080

Саванты – обладатели каких-то незаурядных способностей среди людей с нарушениями психического развития (реже – среди травмировавших мозг). Энциклопедический пример такого человека – Ким Пик, обладатель феноменальной памяти и прототип одного из героев фильма «Человек дождя» (хотя события из жизни и даже диагноз героя там вымышленные).

1081

То были саванты мира грызунов: Murai K., Qu Q., Sun G. et al. Nuclear receptor TLX stimulates hippocampal neurogenesis and enhances learning and memory in a transgenic mouse model. PNAS. 2014; 111 (25): 9115–9120.

1082

«Наверное, можно считать это скелетом в шкафу»: Hopkin K. Ready, reset, go. The Scientist. 2011 (https://www.the-scientist.com/uncategorized/ready-reset-go-42726).

1083

В 1988 году в Норт-Олмстеде: подробности истории Ашанти де Сильва взяты из Anderson W. F. The best of times, the worst of times. Science. 2000; 288 (5466): 627; Lyon J., Gorner P. Altered Fates и Wivel N. A., Anderson W. F. 24: Human gene therapy: Public policy and regulatory issues. Cold Spring Harbor Monograph Archive. 1999; 36: 671–689.

1084

«Мамочка, у тебя не должно было быть»: Lyon and Gorner, Altered Fates, 107.

1085

«Мальчик в пузыре», как его окрестили: David Phillip Vetter (1971–1984). American Experience (http://www.pbs.org/wgbh/amex/bubble/peopleevents/p_vetter.html).

1086

Первый сын родителей Дэвида, тоже Дэвид, умер полугодовалым от врожденного иммунодефицита, и они были прекрасно осведомлены о высоком риске рождения другого ребенка больным. Врачи-исследователи убедили пару пренебречь этим риском, пообещав, если что, быстро пересадить младенцу костный мозг от его старшей сестры. Ребенок родился почти без иммунитета и сразу отправился в подготовленный для него «временный изолятор». Вскоре стало ясно, что костный мозг сестры не подходит Дэвиду, а подходящего донора за 12 лет найти так и не смогли. О «плане Б» никто не позаботился. Постоянная больничная капсула, «каникулярная» домашняя капсула, транспортировочная капсула, шлюз от капсулы к скафандру, скафандр, разработанный НАСА, стерилизации, дезинфекции, приступы ярости, ночные кошмары о микробных атаках, нескончаемый шум систем жизнеобеспечения, прикосновения неопреновых перчаток, вечная зависимость от воли других, безнадежность, безысходность. К тому же «проект» слишком затянулся и высосал из госбюджета больше миллиона долларов. В конце концов Дэвиду решили пересадить костный мозг сестры: риски несовместимых трансплантаций к тому времени научились снижать. Через три с половиной месяца у Дэвида открылось внутреннее кровотечение, и его пришлось извлечь из пузыря. Вскоре он впал в кому и умер – как выяснилось, от лимфомы Беркитта: костный мозг сестры оказался зараженным вирусом Эпштейна – Барр, и в лишенном иммунной защиты организме Дэвида вирус спровоцировал развитие множественных опухолей. «Его тело еще до рождения было передано в дар науке», – отметил один журналист. Никто из трех затеявших этот эксперимент врачей никогда не высказал сожалений о своих решениях. Напротив, когда Дэвид провел уже больше трех лет в пузыре, один из них заявил, что не прочь бы повторить – с кем-нибудь еще (McVicker S. Bursting the Bubble. Houston Press, 10 апреля 1997 года; доступно в блоге raymondlawrence.org, 2006 год).

1087

В Бостоне вирусолог и генетик Ричард Маллиган: Naldini L., Blömer U., Gallay P. et al. In vivo gene delivery and stable transduction of nondividing cells by a lentiviral vector. Science. 1996; 272 (5259): 263–267.

1088

В 1986-м в Национальных институтах здоровья: Hope for gene therapy. Scientific American Frontiers (http://www.pbs.org/saf/1202/features/genetherapy.htm).

1089

Еще одним ключевым членом первой команды был Кеннет Калвер. – Прим. автора.

1090

Насколько известно, первую попытку генотерапии человека осуществил Мартин Клайн в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (КУЛА) в 1980-м. Гематолог по образованию, Клайн выбрал для изучения бета-талассемию – генетическое заболевание, которое проявляется тяжелейшей анемией из-за мутации в гене одной из субъединиц гемоглобина. Рассудив, что есть возможность провести испытания в странах, где внедрение рекомбинантных ДНК в организм человека не так строго регулируется, Клайн не уведомил наблюдательный совет клиники о своих планах и провел пробную генотерапию двум пациентам с талассемией в Израиле и Италии. Об этих попытках стало известно НИЗ и КУЛА. В НИЗ постановили, что ученый нарушил федеральные предписания, и наложили соответствующие санкции. В итоге Клайн покинул пост главы подразделения, а полная информация о его эксперименте так и осталась неопубликованной. – Прим. автора.

1091

В начале 1980-х Андерсон и Блейз: Anderson W. F., Kantoff P., Eglitis M. et al. Gene transfer and expression in nonhuman primates using retroviral vectors. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 1986; 51 (Pt 2):1073–1081.

1092

«Никто не знает, что произойдет»: Lyon J., Gorner P. Altered Fates, 124.

1093

ККР категорически отклонил протокол: Yount L. Modern Genetics: Engineering Life. NY: Infobase Publishing, 2006.

1094

«Космический момент наступил и ушел»: Lyon J., Gorner P. Altered Fates, 239.

1095

«даже если мимо пройдет Иисус Христос»: Там же, 240.

1096

«Улучшение не очень большое»: Там же, 268.

1097

в четыре года он с удовольствием съел сэндвич: Sibbald B. Death but one unintended consequence of gene-therapy trial. Canadian Medical Association Journal. 2001; 164 (11): 1612.

1098

В 1993-м, когда Джесси было 12: Детали истории Джесси Гелсингера можно найти в Kelly E. B. Gene Therapy. Westport, CT: Greenwood Press, 2007; Lyon J., Gorner P. Altered Fates и Lehrman S. Virus treatment questioned after gene therapy death. Nature. 1999; 401 (6753): 517–518.

1099

В отличие от ретровирусов, аденовирусы не встраивают свой геном в хромосомы хозяина. Их линейная двухцепочечная ДНК после раздевания вируса в цитоплазме проникает в ядро клетки и там, связавшись с хозяйскими гистонами, транскрибируется и реплицируется. Аденовирусные векторы довольно вместительны и чаще служат носителями вакцинных генов и терапевтических генов для лечения моногенных болезней.

1100

К полудню процедура была завершена: Wilson J. M. Lessons learned from the gene therapy trial for ornithine transcarbamylase deficiency. Molecular Genetics and Metabolism. 2009; 96 (4): 151–157.

1101

«Как могла столь прекрасная затея»: из моих интервью с Полом Гелсингером в ноябре 2014 и апреле 2015 года.

1102

Уилсон владел долей в биотехнологической компании: Wilson R. F. Death of Jesse Gelsinger: New evidence of the influence of money and prestige in human research. American Journal of Law and Medicine. 2010; 36: 295.

1103

В январе 2000-го, когда Управление по санитарному надзору: Sibbald. Death but one unintended consequence. 1612.

1104

«Вся отрасль генной терапии отправилась»: Zimmer C. Gene therapy emerges from disgrace to be the next big thing, again. Wired. 2013.

1105

«генотерапия пока не стала терапией»: Stolberg S. G. The biotech death of Jesse Gelsinger. New York Times. 1999 (http://www.nytimes.com/1999/11/28/magazine/the-biotech-death-of-jesse-gelsinger.html).

1106

«поучительной истории о научных злоупотреблениях»: Zimmer C. Gene therapy emerges.

1107

Это буквальный перевод английского слова previvors – парного термина к широко применяемому в отношении онкобольных survivors (выжившие/выживающие). Биологическому смыслу previvors больше отвечает перевод «сильно предрасположенные», а если учитывать психологическую составляющую, то вернее будет даже «ожидающие болезнь». Этим термином недавно обозначили людей с высокой, генетически обусловленной, предрасположенностью к какому-то тяжелому заболеванию (чаще – к раку груди и яичников). Они еще не больны, но риск развития этого заболевания у них гораздо выше, чем в общей популяции.

1108

«На образ человечий»: Yeats W. B. Byzantium // The Collected Poems of W. B. Yeats / Finneran R. (ed.). NY: Simon & Schuster, 1996.

1109

Перевод Яна Пробштейна, https://stihi.ru/2011/08/09/1116. – Прим. перев.

1110

«Антидетерминисты хотят донести до нас»: Kozubek J. The birth of ‘transhumans’. Providence (RI) Journal. 2013.

1111

«Генетические тесты», – говорил об этом медицинский генетик Эрик Топол: из моего интервью с Эриком Тополом, 2013 год.

1112

С 1978-го по 1988-й она добавила в свой список: King M.-C. Using pedigrees in the hunt for BRCA_1. DNA Learning Center (https://www.dnalc.org/view/15126-Using-pedigress-in-the-hunt-for-BRCA_1-Mary-Claire-King.html).

1113

К 1988 году она приблизилась к нему вплотную: Hall J. M., Lee M. K., Newman B. et al. Linkage of early-onset familial breast cancer to chromosome 17q21. Science. 1990; 250 (4988): 1684–1689.

1114

«Спокойствие в условиях многолетней неопределенности»: Gitschier J. Evidence is evidence: An interview with Mary-Claire King. PLOS. 2013.

1115

BRCA1 – аббревиатура от BReast CAancer (рак груди), тип 1. Этот ген относится к группе супрессоров опухолей, или антионкогенов, то есть опухолевой трансформации способствует не его активация, а, наоборот, нарушение его работы.

1116

В 1998-м Myriad запатентовала: Gold E. R., Carbone J. Myriad Genetics: In the eye of the policy storm. Genetics in Medicine. 2010; 12: S39 – S70.

1117

«Некоторые их этих женщин [с мутацией в BRCA1]»: Gessen M. Blood Matters: From BRCA1 to Designer Babies, How the World and I Found Ourselves in the Future of the Gene. Boston: Houghton Mifflin Harcourt, 2009.

1118

В 1908 году швейцарско-немецкий психиатр Ойген Блойлер: Bleuler E., Jung C. G. Komplexe und Krankheitsursachen bei Dementia praecox. Zentralblatt für Nervenheilkunde und Psychiatrie. 1908; 31: 220–227.

1119

Первые подсказки об этиологии шизофрении: Folstein S., Rutte M. Infantile autism: A genetic study of 21 twin pairs. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 1977; 18 (4): 297–321.

1120

«властной, придирчивой и враждебной матери»: Arieti S., Brody E. B. Adult Clinical Psychiatry. NY: Basic Books, 1974.

1121

Национальную книжную премию США: 1975: Interpretation of Schizophrenia by Silvano Arieti. National Book Award Winners: 1950–2014, National Book Foundation (http://www.nationalbook.org/nbawinners_category.html#.vcnit7fxhom).

1122

В огромном исследовании 2013 года: Fromer M., Pocklington A. J., Kavanagh D. H. et al. De novo mutations in schizophrenia implicate synaptic networks. Nature. 2014; 506 (7487): 179–184.

1123

Вменить новой мутации «организацию» спорадического заболевания не так-то просто: та или иная спонтанная мутация, случайно обнаруженная у ребенка, может не иметь никакого отношения к заболеванию. Или же запуск патологических процессов может быть зависимым от особых обстоятельств, и тогда какой-нибудь спорадический случай может на самом деле оказаться наследственным, преодолевшим переломный, пусковой момент под влиянием средового или генетического триггера. – Прим. автора.

1124

Важный класс мутаций, связанных с шизофренией, называется вариацией числа копий, или CNV: это утеря генов или удвоение/утроение одного и того же гена. CNV выявляют и при других видах психических расстройств, включая спорадический аутизм. – Прим. автора.

1125

Этот метод – сравнение генома ребенка, страдающего спорадической (de novo) формой заболевания, с геномом его родителей – был освоен исследователями аутизма в 2000-х и в итоге значительно продвинул всю область психиатрической генетики. Проект Simons Simplex Collection собрал данные о 2800 семьях, в которых родители не страдали аутизмом и только один из потомков родился с расстройством аутистического спектра. Сравнение родительских геномов с геномами таких детей позволило обнаружить у последних ряд мутаций de novo. Примечательно, что некоторые из генов, мутирующих при аутизме, мутируют и при шизофрении, что повышает вероятность существования глубокой генетической связи между этими заболеваниями. – Прим. автора.

1126

по крайней мере 108 генов: Schizophrenia Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium. Biological insights from 108 schizophrenia-associated genetic loci. Nature. 2014; 511 (7510): 421–427.

1127

Самый влиятельный и самый интересный ген, связанный с шизофренией, – ген, участвующий в работе иммунной системы. Этот ген, называемый C4, представлен двумя очень схожими формами, C4A и C4B, которые располагаются в геноме бок о бок, одна за другой. Обе формы кодируют белки, необходимые для распознавания, разрушения и удаления вирусов, бактерий, клеточных отходов и мертвых клеток. А вот причина сильной связи между этими генами и шизофренией какое-то время оставалась дразнящей тайной.

В 2016-м одно очень плодотворное исследование частично решило эту загадку. В мозге нейроны коммуницируют с другими нейронами посредством специализированных контактов (соединений) под названием синапсы. Синапсы образуются во время формирования мозга, и их связующие способности служат ключом к нормальному познанию – точно так же, как связующие свойства проводящих дорожек на платах лежат в основе работы компьютера.

В ходе развития мозга некоторые из синаптических связей должны обрезаться и перестраиваться – подобно тому, как по необходимости обрезают и перестыковывают дорожки при производстве компьютерных плат. Удивительно, но белок C4, молекула, которая должна распознавать и удалять мертвые клетки, отходы и патогены, «переквалифицируется» и вовлекается в удаление синапсов – в процесс под названием синаптический прунинг («подрезка»). У человека синаптический прунинг продолжается до третьего десятилетия взрослой жизни – в точности до того периода, когда проявляется большинство симптомов шизофрении. У пациентов с шизофренией вариации C4-генов увеличивают количество и активность белков C4A и C4B, в результате чего синапсы во время развития мозга подрезаются избыточно. В мозге предрасположенных к болезни детей или подростков ингибиторы этих молекул могут восстанавливать нормальное число синапсов.

Четыре научных десятилетия – близнецовые исследования в 1970-х, анализ сцепления в 1980-х, нейробиология и клеточная биология в 1990-х и 2000-х – сошлись в этом открытии. Для таких семей, как моя, обнаружение связи C4 с шизофренией открывает поразительные перспективы диагностики и лечения этого заболевания – но одновременно поднимает проблемные вопросы о том, как и когда к подобным диагностическим тестам и терапии прибегать. – Прим. автора.

[Самый влиятельный и самый интересный ген: Sekar A., Bialas A. R., de Rivera H. et al. Schizophrenia risk from complex variation of complement component 4. Nature. 2016; 530 (7589): 177–183.]

1128

«Это множество небольших, вполне обычных»: Benjamin Neale, цитата взята из Makin S. Massive study reveals schizophrenia’s genetic roots: The largest-ever genetic study of mental illness reveals a complex set of factors. Scientific American. 2014.

1129

Разница между «наследственным» и «спорадическим» на генетическом уровне начинает стираться. Некоторые гены, мутирующие при семейных формах заболевания, оказываются измененными и в спорадических случаях. Такие гены, скорее всего, вносят весомый вклад в развитие недуга. – Прим. автора.

1130

«Мы, люди искусства, все безумны»: Carey’s Library of Choice Literature (vol. 2). Philadelphia: E. L. Carey & A. Hart, 1836.

1131

В книге «Опаленные огнем»: Jamison K. R. Touched with Fire. NY: Simon & Schuster, 1996.

1132

Ганс Аспергер, один из тех психологов: Attwood T. The Complete Guide to Asperger’s Syndrome. London: Jessica Kingsley, 2006.

1133

Как выразился Эдвард Мунк: Sussman A. Mental illness and creativity: A neurological view of the ‘tortured artist’. Stanford Journal of Neuroscience. 2007; 1 (1): 21–24.

1134

Сьюзен Зонтаг, называя болезни «ночной стороной жизни»: Sontag S. Illness as Metaphor and AIDS and Its Metaphors. NY: Macmillan, 2001.

1135

Встреча под названием «Будущее геномной медицины»: подробнее с содержанием конференции знакомит презентация The future of genomic medicine VI. Scripps Translational Science Institute (http://www.slideshare.net/mdconferencefinder/the-future-of-genomic-medicine-vi-23895019), а также статьи Brown E. Gene mutation didn’t slow down high school senior. Los Angeles Times. 2015 (http://www.latimes.com/local/california/la-me-lilly-grossman-update-20150702-story.html) и Karczewski K. J. The future of genomic medicine is here. Genome Biology. 2013; 14 (3): 304.

1136

У Ноя и Алексис Бири секвенировали геномы: National Public Radio broadcast. 2011.

1137

Этот генетический диагноз позволил: Bainbridge M. N., Wiszniewski W., Murdock D. R. et al. Whole-genome sequencing for optimized patient management. Science Translational Medicine. 2011; 3 (87): 87re^3.

1138

Еще задолго до секвенирования геномов пятилетним близнецам поставили зонтичный для разных мутаций диагноз «дофа-зависимая дистония», ДЗД. Обычно резкое улучшение состояния у таких пациентов наступает с началом приема синтетической формы предшественника дофамина – леводопы. Так произошло и с близнецами Бири, однако примерно через шесть лет у Алексис развились катастрофические проблемы с дыханием. Полногеномное секвенирование выявило у близнецов мутацию в гене SPR, кодирующем сепиаптеринредуктазу – фермент, важный для биосинтеза не только дофамина, но и серотонина. Поэтому и Алексис, и Ною вдобавок к леводопе назначили предшественник серотонина, 5-гидрокситриптофан (Check Hayden E. Genome Study Solves Twins' Mystery Condition. Nature, 15.06.2011).

1139

Первый называется «семейная дискинезия с лицевой миокимией» и относится к дискинезиям, связанным с ADCY5 (этот ген кодирует аденилатциклазу 5 типа, работающую в полосатом теле мозга); второй можно считать отягчающим: он обусловлен изменениями в белке DOCK3 (дедикаторе цитокинеза 3 типа), который, перестраивая цитоскелет, влияет на аксонный транспорт (перенос веществ между телом нейрона и синапсом).

1140

Он же «Диакарб» – мочегонное средство ацетазоламид.

1141

Оригинальное название фильма – GATTACA – набор букв алфавита ДНК.

1142

Так, мутация в гене MECP2: Persico A. M., Napolioni V. Autism genetics. Behavioural Brain Research. 2013; 251: 95–112 и Huguet G., Ey E., Bourgeron T. The genetic landscapes of autism spectrum disorders. Annual Review of Genomics and Human Genetics. 2013; 14: 191–213.

1143

Этот ген печально известен связью десятков его мутаций с заболеваниями нервной системы, в первую очередь с синдромом Ретта и, возможно, с системной красной волчанкой. MECP2 расположен на X-хромосоме и кодирует белок, который связывается с метилированным цитозином ДНК, меняя экспрессию генов.

1144

возможные эффекты совместного влияния генов и среды: Wong A. H. C., Gottesman I. I., Petronis A. Phenotypic differences in genetically identical organisms: The epigenetic perspective. Human Molecular Genetics. 2005; 14 (suppl. 1): R11 – R18. См. также: Roberts N. J., Vogelstein J. T., Parmigiani G. et al. The predictive capacity of personal genome sequencing. Science Translational Medicine. 2012; 4 (133): 133ra58.

1145

Мутация или вариация, связанная с вероятностью развития заболевания, может лежать не в кодирующей области гена, а в его регуляторной последовательности или в гене, который не предназначен для производства белков. На самом деле многие генетические вариации, которые, как теперь известно, меняют риск появления определенных болезней или фенотипов, находятся в так называемых некодирующих участках генома. – Прим. автора.

1146

журнал Nature анонсировал рождение: Handyside A. H., Kontogianni E. H., Hardy K., Winston R. M. Pregnancies from biopsied human preimplantation embryos sexed by Y-specific DNA amplification. Nature. 1990; 344 (6268): 768–770.

1147

Как выразился политический теоретик Десмонд Кинг: King D. The state of eugenics. New Statesman & Society. 1995; 25: 25–26.

1148

Возьмем для примера серию крайне провокационных: Lesch K. P., Bengel D., Heils A. et al. Association of anxiety-related traits with a polymorphism in the serotonin transporter gene regulatory region. Science. 1996; 274: 1527–1531.

1149

5HTTLPR – это промоторная область гена SLC6A4, кодирующего транспортер серотонина SERT. Самая известная функция этого белка – обратный захват нейромедиатора серотонина из синаптической щели в выделивший его пресинаптический нейрон. SERT, таким образом, подавляет серотониновую сигнализацию и потому служит мишенью для многих антидепрессантов.

1150

Для короткого варианта неоднократно устанавливали: Levinson D. F. The genetics of depression: A review. Biological Psychiatry. 2006; 60 (2): 84–92.

1151

исследовательский проект под названием «Крепкие афроамериканские семьи»: Strong African American Families Program. Blueprints for Healthy Youth Development (http://www.blueprintsprograms.com/evaluationAbstracts.php?pid=f76b2ea6b45eff3bc8e4399145cc17a0601f5c8d).

1152

привлекли 600 афроамериканских семей с детьми: Brody G. H., Beach S. R., Philibert R. A. et al. Prevention effects moderate the association of 5-HTTLPR and youth risk behavior initiation: gene x environment hypotheses tested via a randomized prevention design. Child Development. 2009; 80 (3): 645–661; Brody G. H., Chen Y.-f., Beach S. R. H. Differential susceptibility to prevention: GABAergic, dopaminergic, and multilocus effects. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 2013; 54 (8): 863–871.

1153

В 2014 году в New York Times вышла статья: Belsky J. The downside of resilience. New York Times. 2014.

1154

«узел возникновения того, что можно назвать»: Foucault M. Abnormal: Lectures at the Collège de France, 1974–1975 (vol. 2). NY: Macmillan, 2007.

1155

Фуко M. Ненормальные: Курс лекций, прочитанных в Коллеж де Франс в 1974–1975 учебном году. – СПб.: Наука, 2005.

1156

Шекспир У. Ричард III / пер. А. Д. Радловой // Полное собрание сочинений в восьми томах. М.: Искусство, 1957. – Прим. перев.

1157

«В биологии сегодня витает чувство»: Biology’s Big Bang. The Economist. 2007.

1158

один журналист нанес визит Джеймсу Уотсону: Lyon J., Gorner P. Altered Fates, 537.

1159

«Биотехнологическая смерть» Джесси Гелсингера: Stolberg S. G. Biotech death of Jesse Gelsinger, 136–40.

1160

В 2014 году знаковая публикация: Nathwani A. C., Reiss U. M., Tuddenham E. G. et al. Long-term safety and efficacy of factor IX gene therapy in hemophilia B. New England Journal of Medicine. 2014; 371 (21): 1994–2004.

1161

В 1998-м, вскоре после публикации работы Томсона: Thomson J. A., Itskovitz-Eldor J., Shapiro S. S. et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science. 1998; 282 (5391): 1145–1147.

1162

президент Джордж Уокер Буш резко ограничил: Wertz D. C. Embryo and stem cell research in the United States: History and politics. Gene therapy. 2002; 9 (11): 674–678.

1163

И тем не менее Буш предъявил оппонентам результаты развития как раз «востребованных» эмбрионов. Следуя собственной логике, он должен был выступать в окружении подлежащего утилизации биоматериала, для которого не нашлось и, как утверждает статистика, никогда бы не нашлось даже «суррогатной матки». К сожалению, неизвестно, какие аргументы Буша должны были убедить людей, мечтающих о спасительной для их семей биотехнологии, что уничтожать ценный клеточный материал гуманнее, чем направлять его на эксперименты, способные уменьшить страдания миллионов и снизить нагрузку, возлагаемую инвалидизирующими болезнями на общество и бюджеты.

1164

Cas9 – один из многих белков-убийц, работающих в составе разных CRISPR-систем, которые выполняют иммунные и некоторые другие функции у бактерий и архей. Просто система, которую представляет Cas9, оказалась одной из самых малокомпонентных и удобных для генной инженерии. Как устроены и работают такие системы, где и для чего их можно применять, буквально на пальцах объясняет инфографика «Просто о сложном: CRISPR/Cas» (https://biomolecula.ru/articles/prosto-o-slozhnom-crispr-cas).

1165

Была разработана и другая система внесения «программируемых» разрезов в гены с помощью ферментов, расщепляющих ДНК. Эти ферменты, названные TALEN, тоже можно применять для геномного редактирования. – Прим. автора.

1166

В 2012 году Даудна и Шарпантье опубликовали: Jinek M., Chylinski K., Fonfara I. et al. A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science. 2012; 337 (6096): 816–821.

1167

применение новой технологии приобрело взрывной характер: Ключевой вклад в отработку приложения системы CRISPR/Cas9 к клеткам человека внесли, в частности, Чжан Фэн из МТИ и Джордж Чёрч из Гарварда. См., например, Cong L., Ran F. A., Cox D. et al. Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Science. 2013; 339 (6121): 819–823; Ran F. A. Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system. Nature Protocols. 2013; 11: 2281–2308. См. также Mali P., Yang L., Esvelt K. M. et al. RNA-guided human genome engineering via Cas9. Science. 2013; 339 (6121): 823–826.

1168

Под этим утверждением наверняка подписался бы и Нобелевский комитет: в 2020 году нобелевскими лауреатами по химии стали Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Даудна. Однако легендарную систему CRISPR/Cas познавали и приручали многие ученые – об этом рассказывает занимательное расследование Эрика Ландера: «CRISPR-эпопея и ее герои» (https://biomolecula.ru/articles/crispr-epopeia-i-ee-geroi).

1169

Здесь есть одна важная техническая деталь: поскольку каждую ЭСК можно клонировать и размножить, клетки с нежелательными, нецелевыми мутациями несложно выявить и отбраковать. Только проверенные ЭСК с запланированными мутациями превращают в сперматозоиды или яйцеклетки. – Прим. автора.

1170

Зимой 2014-го команда эмбриологов: Tang W. W., Dietmann S., Irie N. et al. A Unique Gene Regulatory Network Resets the Human Germline Epigenome for Development. Cell. 2015; 161 (6): 1453–1467; In a first, Weizmann Institute and Cambridge University scientists create human primordial germ cells. Weizmann Institute of Science. 2014 (http://www.newswise.com/articles/in-a-first-weizmann-institute-and-cambridge-university-scientists-create-human-primordial-germ-cells).

1171

группа ученых, включающая Дженнифер Даудну и Дэвида Балтимора: Baltimore D., Berg P., Botchan M. et al. Biotechnology. A prudent path forward for genomic engineering and germline gene modification. Science. 2015; 348 (6230): 36–38; Sheridan C. CRISPR germline editing reverberates through biotech industry. Nature Biotechnology. 2015; 33 (5): 431–432.

1172

«Совершенно ясно, что люди будут пытаться»: Wade N. Scientists seek ban on method of editing the human genome. New York Times. 2015.

1173

«Эти реалии означают, что манипуляции»: из письма Фрэнсиса Коллинза ко мне, октябрь 2015 года.

1174

Весной 2015-го одна китайская лаборатория: Cyranoski D., Reardon S. Chinese scientists genetically modify human embryos. Nature. 2015.

1175

Самые уважаемые научные журналы: Gyngell C., Savulescu J. The moral imperative to research editing embryos: The need to modify nature and science. Oxford University. 2015 (https://blog.practical-ethics.ox.ac.uk/2015/04/the-Moral-Imperative-to-Research-Editing-Embryos-the-Need-to-Modify-Nature-and-Science/).

1176

статья в конце концов вышла: Liang P., Xu Y., Zhang X. et al. CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes. Protein & Cell. 2015; 6 (5): 363–372.

1177

«сократить количество нецелевых мутаций»: Cyranoski D., Reardon S. Chinese scientists genetically modify human embryos.

1178

«Не думаю, что Китай захочет принять мораторий»: Tatlow D. K. A scientific ethical divide between China and West. New York Times. 2015.

1179

И даже не один. Сестры-близнецы под псевдонимами Лулу и Нана успешно завершили этот путь как раз осенью 2018 года. И конечно, их постгеномную сущность сотворил китайский ученый, очень талантливый, уже признанный в научном мире и полный добрых намерений. Хэ Цзянькуй из Южного университета науки и технологий хотел придать будущим детям ВИЧ-инфицированного отца генетическую устойчивость к ВИЧ. С помощью системы CRISPR/Cas9 он повредил ген рецептора CCR5, способствующего проникновению вируса в лейкоциты (видимо, в части клеток ген остался рабочим). Люди с подобной естественной мутацией поразительно устойчивы к атакам ВИЧ, хотя этот вирус порой пробирается и обходными путями. До лета 2022 года с девочками ничего дурного не случилось, а Хэ уже освободился из мест лишения свободы, где по решению суда он провел три года.

1180

«Ни один здравомыслящий биолог»: из моего интервью с Бергом, 1993 год.

1181

Чтобы понять, как гены воплощаются в организмы, необходимо постичь не только гены, но и РНК, белки и эпигенетические модификации. Нам еще предстоит узнать многое из того, как геном, протеом (совокупность всех белков) и эпигеном (совокупность всех эпигенетических меток) координируются для построения и поддержания человека. – Прим. автора.

1182

«очень мало человеческих генов»: из письма Дэвида Ботштейна ко мне, октябрь 2015 года.

1183

В авторитетном обзоре, вышедшем в 2011: Turkheimer E. Still missing. Research in Human Development. 2011; 8 (3–4): 227–241.

1184

Каминг-аут – заимствованный из английского языка термин, чаще всего обозначающий добровольное раскрытие человеком своей нетипичной сексуальной или гендерной идентичности; в широком смысле он охватывает раскрытие любых не афишируемых ранее личных убеждений (религиозных, политических), предпочтений и особенностей.

1185

«генетическим толкованиям, вероятно, суждено»: Conrad P. A mirage of genes. Sociology of Health & Illness. 1999; 21 (2): 228–241.

1186

Эффект бабочки – понятие из теории хаоса, отражающее высокую чувствительность некоторых систем к малым воздействиям: даже ничтожное изменение в такой системе чревато колоссальными последствиями в самых неожиданных ее частях.

1187

Комплексное исследование зародышевых геномов по фетальной ДНК, выделенной из крови матери, уже проникло в клиническую практику под названием неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ). В 2014 году одна китайская компания доложила, что уже протестировала 150 тысяч плодов на хромосомные болезни и расширяет возможности методики в сторону отлавливания моногенных патологий. Хотя точность определения хромосомных аномалий при таком тестировании и амниоцентезе сопоставима, к НИПТ все же есть претензии по количеству ложноположительных результатов: анализ иногда выявляет в фетальном геноме хромосомную аномалию, а на самом деле ее нет. По мере совершенствования метода частота таких результатов продолжит снижаться. – Прим. автора.

1188

«Представьте, что вы солдат»: Friedman R. A. The feel-good gene. New York Times. 2015.

1189

Даже вроде бы простые сценарии генетического скрининга толкают нас в область нервирующего морального риска. Взять хотя бы приведенный Фридманом пример использования анализа крови для проверки солдат на генетическую предрасположенность к ПТСР. На первый взгляд, такая стратегия могла бы облегчить травму войны: солдаты, не способные «гасить страх», после скрининга могли бы приходить в норму благодаря интенсивной психотерапии или медикаментозному лечению. Но что, если мы, следуя той же логике, проведем скрининг солдат на склонность к ПТСР до отправки на боевые действия? Это действительно желательно? Мы действительно хотим отбирать солдат, не способных регистрировать травмы, – обладателей генетической опции гасить в себе психическую боль от насилия? Такой вид скрининга мне кажется уж точно нежелательным: психика, способная «гасить страх», – как раз тот опасный тип психики, которого на войне надо избегать. – Прим. автора.

1190

«основания надеяться на всеобъемлющее познание природы»: Morgan T. H. Physical Basis of Heredity, 15.

1191

Мукерджи С. Царь всех болезней. Биография рака. М.: АСТ, 2013.

1192

«искаженной версией нас нормальных»: Varmus H. Nobel lecture. Nobelprize.org. 1989 (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1989/varmus-lecture.html). Об эндогенных протоонкогенах в клетках рассказывает статья Stehelin D., Varmus H. E., Bishop J. M., Vogt P. K. DNA related to the transforming gene (s) of avian sarcoma viruses is present in normal avian DNA. Nature. 1976; 260 (5547): 170–173. См. также Varmus H. Letter to Dominique Stehelin, February 3, 1976. National Library of Medicine Archives.

1193

Название звена (нуклеотида) дается в зависимости от азотистого основания, которое несет этот нуклеотид: аденин, цитозин, тимин, гуанин. В РНК тимин заменяется урацилом, а «тела» нуклеотидов, формирующие сахарофосфатный остов, состоят из рибозы, а не дезоксирибозы.

1194

Обратную транскрипцию практикуют также ретротранспозоны, с ее помощью размножающиеся и занимающие приличную часть генома человека и других эукариот, и фермент теломераза, восстанавливающий по особой РНК-матрице защитные, концевые участки хромосом (теломеры), которые «по техническим причинам» недореплицируются, укорачиваясь с каждым клеточным делением.

1195

Например, если из всех особей в популяции, несущих какой-то аллель (в необходимом для фенотипического проявления числе копий), он проявляется только у 40 %, то говорят о 40-процентной пенетрантности этого аллеля (генотипа). Грубо говоря, пенетрантность отражает потенциал проявления того или иного генотипа в фенотипе.

1196

В трансляционной машине роль адаптера, сопоставляющего кодоны РНК и соответствующие им аминокислоты, играют транспортные РНК (тРНК). Каждая из них содержит специфический антикодон – триплет, который взаимодействует по принципу комплементарности с одним из кодонов матричной РНК. От этого антикодона зависит, какой аминокислотой нагружается тРНК. Поэтому тот или иной кодон взаимодействует только с «правильной» тРНК, и напротив него в растущий полипептид встраивается «правильная» аминокислота.

1197

Среди процессов горизонтального переноса генов у бактерий (прокариот) большего внимания заслуживает конъюгация. Это «активное спаривание» клеток, при котором работает целый биологический аппарат, обеспечивающий переход от донора к реципиенту специфической плазмидной ДНК (иногда с кусками хромосомы). Таким способом в бактериальных популяциях активно распространяются, например, гены антибиотикорезистентности. Нередко генетический материал переносится между бактериями трансдукцией – в составе вирусов (бактериофагов). Под трансформацией чаще подразумевают «пассивное», без участия специализированных биоструктур и переносчиков, принятие клеткой небольших молекул ДНК из окружающей среды – либо в особых естественных условиях, либо по воле экспериментатора, пробивающего током дыры в бактериальных покровах. Последний способ (электропорация) пригоден и для трансформации (трансфекции) эукариотических клеток.

1198

Ферментативной активностью обладают и некоторые РНК – их называют рибозимами. Вероятно, это древнейшие биологические катализаторы на нашей планете, без которых не обходится процессинг РНК (формирование правильных, зрелых молекул из «заготовок») и синтез аминокислотных цепочек (белка) на рибосомах.

1199

Базовая единица человеческого хроматина – нуклеосома, состоящая из восьми молекул ко́ровых белков-гистонов (по две копии белков четырех типов), вокруг которых намотана нить ДНК, закрепленная линкерным гистоном. Хроматин в ядре многостадийно компактизирован, при этом плотность укладки разных его участков меняется в зависимости от фазы клеточного цикла и множества факторов, включая химическую модификацию гистонов. Специальные молекулярные комплексы регулируют плотность расположения на ДНК и гистоновый состав нуклеосом: они высвобождают предназначенные для «считывания» участки ДНК, чтобы на них могла собраться транскрипционная машина и синтезироваться матричная РНК. Многие нуклеосомы не меняют «прописки», однако обычно плотность их расположения в районе активных генов гораздо ниже, чем в нетранскрибируемых зонах. Чем плотнее упакован участок хроматина, тем меньше реализуется закодированная в нем наследственная информация. Организм может накапливать, сохранять пожизненно и даже (в половых клетках) передавать потомству сформировавшиеся у него состояния хроматина, то есть особые схемы активности генов. Это и есть так называемая эпигенетическая память.

1200

Кроме перечисленного к приоритетным интересам эпигенетики относится регуляция экспрессии генов транскрипционными факторами и молекулами РНК, которые не транслируются в белок (микро-РНК, длинными некодирующими РНК и др.).

1201

Митохондриальный геном эукариоты получили, видимо, от древних α-протеобактерий, а далее он постепенно сокращался за счет «переезда» бактериальных генов в ядерный геном, более защищенный от мутаций. В человеческой клетке митохондриальный геном обычно представлен сотнями и даже тысячами копий (разве что в сперматозоидах их мало, да и те разрушаются после оплодотворения), поэтому митохондриальные генетические заболевания отличаются закономерностями проявления от «ядерных». Наследоваться они могут по материнской линии, с цитоплазмой яйцеклетки.

Content

Сиддхартха Мукерджи
Ген
Очень личная история

Пролог Семьи

Часть I «Недостающая наука о наследственности» Открытие и переоткрытие генов (1865–1935)

Сад за стеной

Тайна из тайн

«Огромный пробел»

«Цветы он любил»

«Некий Мендель»

Евгеника

«Трех поколений имбецилов вполне достаточно»

Часть II «В сумме частей – лишь части» Расшифровка механизма наследственности (1930–1970)

«Абхед»

Истины и их согласование друг с другом

Трансформация

Lebensunwertes Leben (Жизнь, недостойная жизни)

«Эта глупая молекула»

«Важные биологические объекты всегда бывают парными»

«Неуловимый окаянный Пимпернель!»

Регуляция, репликация, рекомбинация

От генов к генезу

Часть III «Мечты генетиков» Секвенирование и клонирование генов (1970–2001)

Кроссинговер

Новая музыка

Эйнштейны на пляже

«Клонируй или умри»

Часть IV «На самого себя направь ты взгляд» Генетика человека (1970–2005)

Страданья моего отца

Рождение клиники

«Вмешивайтесь, вмешивайтесь, вмешивайтесь»

Деревня танцоров, атлас родинок

«Получить геном»

Географы

Книга человека (в 23 томах)

Часть V В Зазеркалье Генетика идентичности и «нормальности» (2001–2015)

«Значит, мы одинаковые»

Первая производная от идентичности

Последняя миля

Голодная зима

Часть VI Постгеном Генетика судьбы и будущего (2015—…)

Будущее будущего

Генетическая диагностика: «предживущие»

Генетическая терапия: постчеловек

Эпилог «Бхеда. Абхеда»

Благодарности

Словарь терминов

Хронология

Избранная литература

Примечания