Расшифрованная жизнь. Мой геном, моя жизнь - Крейг Вентер

Один из них – Хэм Смит, у него действительно золотые руки, и он лучше, чем кто-либо из известных мне людей, умеет манипулировать молекулами ДНК. Еще одним членом моей идеальной команды был Марк Адамс. Никто не разбирался в сложной технологии и не работал так быстро, как он. К тому же я мог полностью полагаться на его выбор при приеме на работу квалифицированных специалистов – у Марка удивительное чутье на людей. Я попросил Марка взять на себя организацию центра секвенирования ДНК в Celera.

Нам нужно было автоматизировать все этапы секвенирования ДНК, и я буквально вытащил из центра секвенирования TIGR Жанин Гокейн, которая работала вместе со мной в НИЗ в 1987 году, когда мы настраивали наш самый первый секвенатор. Я всегда восхищался ее мастерством и преданностью делу и знал, что могу рассчитывать на нее на все сто.

Но оставалось еще немало проблем. Я фактически не видел ни одного нового устройства в работе – они пока просто не существовали. Еще большее беспокойство у меня вызывал вопрос, как справиться с потоком результатов секвенирования, которые мы будем получать. Все производимые нами расчеты по сборке полного генома человека приводили к одному и тому же выводу: придется разработать один из самых мощных из когда-либо существовавших компьютеров, возможно, даже самый мощный на планете. Для решения этой задачи я сформировал специальную команду во главе с руководителем отдела программного обеспечения TIGR Энн Делатес Мейз. В нее вошел также Тони Керлавадж, с первых дней работавший со мной в НИЗ и сыгравший важную роль в использовании новых информационных технологий.

Наша проблема тут же заинтересовала гигантов компьютерной индустрии. Вскоре на нас обрушился шквал презентаций продукции Sun, Silicon Graphics, IBM, HP и Compaq, которая только что приобрела Digital, создателей процессора «Альфа», самого мощного из существующих компьютерных процессоров (который очень нравился Энн). Каждый из лидеров хай-тек пытался убедить нас, что только их программам по плечу эта задача, всем хотелось, чтобы именно их компьютер участвовал в расшифровке генома человека. Но чем больше я начинал в этом разбираться, тем труднее становилось принимать решение. Мы посетили Compaq в Калифорнии, где я увидел впечатляющую работу коллектива, деморализованного в результате слияния компаний. Мы посетили также исследовательские лаборатории IBM в Нью-Йорке, где для министерства энергетики создавался компьютер ASCII, модернизированная версия самого мощного компьютера в мире, предназначенного для моделирования ядерных взрывов. Мне очень понравились компания IBM и ее руководство, особенно Николас Донофрио. Но представители IBM не склонны были предлагать нам подходящие варианты на выбор, настойчиво подсовывая единственное решение всех наших проблем. А мне нужна была система, которая будет работать хорошо и быстро, в соответствии с очень сложной, еще не написанной компьютерной программой. И я был готов потратить на это все сумму от 50 до 100 миллионов долларов.

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

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

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

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

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

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

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

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