Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества

Даудна поручила Йинеку, который только что опубликовал написанную в соавторстве с ней статью об РНК-интерференции[86], помочь Виденхефту с кристаллографией. Исследователи вместе отправились в соседнюю Национальную лабораторию имени Лоуренса в Беркли, где, работая на ускорителе частиц, Йинек помог Виденхефту проанализировать данные и построить атомную модель белка Cas1. “В процессе я заразился энтузиазмом Блейка, – вспоминает он. – После этого я решил и дальше заниматься CRISPR в лаборатории у Дженнифер”[87].

Они обнаружили, что Cas

1 имеет характерную складку, которая, очевидно, и была механизмом, использовавшимся бактерией для захвата фрагмента ДНК атакующих вирусов и внедрения его в свой набор CRISPR, а следовательно, представляла собой ключ к этапу формирования памяти иммунной системы. В июне 2009 года они описали свое открытие в статье, которая стала первым вкладом лаборатории Даудны в изучение CRISPR. В ней ученые впервые объяснили механизм CRISPR на основе структурного анализа одного из его компонентов[88].

Родольф Баррангу

Филипп Хорват

Глава 12. Производители йогуртов

Фундаментальные исследования и линейная модель инноваций

Историки науки и технологий, включая и меня, часто пишут о так называемой линейной модели инновационного процесса. Ее насаждал Вэнивар Буш, декан инженерного факультета Массачусетского технологического института, один из основателей компании Raytheon, во время Второй мировой войны руководивший Национальным исследовательским комитетом США по вопросам обороны, который курировал изобретение радара и создание атомной бомбы. В подготовленном в 1945 году докладе “Наука – безграничное познание” Буш утверждал, что фундаментальные исследования, проводимые из любопытства, становятся первыми шагами к новым технологиям, к инновациям. “Новые продукты и новые процессы не появляются зрелыми, – написал он. – Они основываются на новых принципах и новых концепциях, которые, в свою очередь, разрабатываются в процессе изысканий в сфере чистейшей науки. Фундаментальные исследования задают темп техническому прогрессу”[89]. Ознакомившись с этим докладом, президент Гарри Трумэн основал Национальный научный фонд, правительственное агентство, предоставляющее финансирование для проведения фундаментальных исследований – главным образом в университетах.

В линейной модели инновационного процесса есть рациональное зерно. Фундаментальные исследования квантовой теории и физики поверхностных состояний полупроводниковых материалов привели к созданию транзистора. Но все было не так просто и не так линейно. Транзистор разработали в Лабораториях Белла, исследовательском подразделении Американской телефонной и телеграфной компании (AT&T). Там трудились многие теоретики фундаментальной науки, включая Уильяма Шокли и Джона Бардина. Туда заглядывал даже Альберт Эйнштейн. Но рядом с ними работали инженеры-практики и монтажники, которые знали, как усилить телефонный сигнал. Кроме того, свой вклад вносили и специалисты по развитию бизнеса, которые пробивали дорогу для внедрения междугородной телефонной связи. Три перечисленных группы информировали и мотивировали друг друга.

История CRISPR, на первый взгляд, развивалась по линейной модели. Специалисты по фундаментальной науке, например Франсиско Мохика, из чистого любопытства решили изучить замеченную в природе странность, и это подготовило почву для появления таких прикладных технологий, как редактирование генома и создание инструментов для борьбы с коронавирусами. Однако, как и история создания транзисторов, этот процесс не был в полной мере линейным и однонаправленным. Скорее он представлял собой циклический танец, в котором участвовали ученые-теоретики, изобретатели-практики и руководители бизнеса.

Наука может рождать инновации. Однако, как отмечает Мэтт Ридли в книге “Как работают инновации”, иногда теория и практика оказывают взаимное влияние друг на друга. “Столь же часто инновации рождают науку: создаются полезные техники и процессы, но понимание принципов их работы приходит позже, – пишет он. – Паровые машины подтолкнули развитие термодинамики, а не наоборот. Моторизированный полет опередил почти всю аэродинамику”[90].

Яркая история CRISPR служит еще одним прекрасным примером симбиоза фундаментальной и прикладной науки. И в ней фигурирует йогурт.

Баррангу и Хорват

Пока Даудна с командой приступали к работе над CRISPR, двое молодых специалистов по продуктам питания на разных континентах изучали CRISPR с целью усовершенствовать технологии производства йогурта и сыра. Родольф Баррангу в Северной Каролине и Филипп Хорват во Франции работали в компании Danisco, датском производителе продовольственного сырья, который специализируется на заквасочных культурах, запускающих и контролирующих ферментацию молочных продуктов.