Pri dešifrovaní genómu Drosophila sa zistilo, že. Kompletný genóm jedného biologického druhu sa nachádza v inom. Porovnávacia a funkčná genomika rastlín
) nachádzajúci sa v genóme ovocnej mušky ( Drosophila ananassae) úplná kópia genómu parazitickej baktérie Wolbachia.
Baktéria Wolbachia žije v cytoplazme hostiteľských buniek a je známa tým, že sa naučila jemne regulovať reprodukciu, vývoj a dokonca aj evolúciu svojich hostiteľov. Preto sa často nazýva „mikróbny manipulátor“ alebo „pán múch“ (pretože žije v bunkách hmyzu).
Výskum sa začal, keď Julie Dunning-Hotopp z JCVI objavila, ako niektoré gény Wolbachie „spolupracujú“ s génmi Drosophila, akoby boli súčasťou toho istého genómu.
Kolóniu osídlil Michael Clark, výskumník z University of Rochester Drosophila ananassae v laboratóriu, aby spolu s Warrenom pochopili, v čom spočíva tajomstvo.
Gén Wolbachia v genóme Drosophila (ilustrácia z University of Rochester).
„Celé mesiace som si myslel, že sa v niečom mýlim,“ hovorí Clarke, „dokonca som predpokladal, že sa vyvinula rezistencia na antibiotiká, pretože som znova a znova nachádzal každý gén Wolbachie. Keď som si konečne vzal vreckovky, ktoré som pred niekoľkými mesiacmi nechal na pokoji, nenašiel som samotnú Wolbachiu.“
Teraz sa Warren a Clark snažia pochopiť, aká je výhoda vloženia takého veľkého kusu DNA pre Drosophila - možno „cudzie“ gény poskytujú hostiteľovi nejaké nové schopnosti.
A tak gény Wolbachia prechádzajú do DNA hostiteľa (ilustrácia Nicolle Rager Fuller, National Science).
Výsledky štúdie boli publikované v článku v časopise Science. Autori v nej naznačujú, že horizontálny prenos génov (prenos génov medzi nepríbuznými druhmi) sa v našom svete vyskytuje oveľa častejšie medzi baktériami a mnohobunkovými organizmami, ako sa doteraz predpokladalo.
Rozlúštenie molekulárno-genetických mechanizmov manipulácie, ktoré vykonáva Wolbachia so svojimi hostiteľmi, poskytne ľuďom nové mocné prostriedky na ovplyvňovanie živých organizmov a prírody ako celku.
Nie každý hmyz je však náchylný na zlý vplyv Wolbachie. Napríklad motýle zo Samojských ostrovov sa „naučili“ chrániť svojich samcov. Zaujímalo by ma, či sa komáre malárie, ktoré chcú nakaziť touto baktériou, naučia s ňou bojovať?
Ukážka celoruského testu z biológie
11. ročník
Pokyny na vykonanie práce
Test obsahuje 14 úloh. Na dokončenie práce z biológie je pridelená 1 hodina 30 minút (90 minút).
Odpovede na úlohy sú postupnosť čísel, číslo, slovo (fráza) alebo krátka voľná odpoveď, ktorá sa zapíše do priestoru na to určeného. Ak napíšete nesprávnu odpoveď, prečiarknite ju a napíšte vedľa nej novú.
Pri dokončovaní úloh môžete použiť koncept. Na zápisy v koncepte sa pri hodnotení práce neprihliada. Odporúčame vám dokončiť úlohy v poradí, v akom sú zadané. Ak chcete ušetriť čas, preskočte úlohu, ktorú nemôžete dokončiť okamžite, a prejdite na ďalšiu. Ak vám po dokončení celej práce zostane čas, môžete sa vrátiť k zmeškaným úlohám.
Body, ktoré získate za splnené úlohy, sa sčítajú.
Pokúste sa dokončiť čo najviac úloh a získať čo najviac bodov.
Vysvetlivky k ukážke celoruskej testovacej práce
Pri oboznamovaní sa so vzorovou testovacou prácou by ste mali mať na pamäti, že úlohy zahrnuté vo vzorke neodrážajú všetky zručnosti a problémy s obsahom, ktoré budú testované v rámci celoruskej testovacej práce. Kompletný zoznam obsahových prvkov a zručností, ktoré je možné v práci vyskúšať, je uvedený v kodifikátore obsahových prvkov a požiadaviek na úroveň prípravy absolventov pre vypracovanie CD z biológie. Účelom vzorovej testovacej práce je poskytnúť predstavu o štruktúre VPR, počte a forme úloh a ich úrovni zložitosti.
1. V experimente experimentátor osvetlil časť kvapky s amébami v nej. Po krátkom čase sa prvoky začali aktívne pohybovať jedným smerom.
1.1. Akú vlastnosť organizmov ilustruje experiment?
Vysvetlenie: Existuje 7 vlastností živých organizmov (práve týmito vlastnosťami sa živé organizmy líšia od neživých vecí): výživa, dýchanie, dráždivosť, pohyblivosť, vylučovanie, rozmnožovanie, rast. Améby sa presúvajú zo svetlej časti kvapky do tmavej, keďže reagujú na svetlo, čiže vyberáme vlastnosť – dráždivosť.
Odpoveď: podráždenosť.
1.2. Uveďte príklad podobného javu u rastlín.
Vysvetlenie: tu môžeme napísať akýkoľvek príklad reakcie (prejavu dráždivosti) u rastlín.
Odpoveď: zatvorenie lapacieho aparátu u mäsožravých rastlín ALEBO otáčanie listov smerom k slnku alebo pohyb slnečníc počas dňa po slnku ALEBO ohýbanie stoniek v dôsledku zmien krajiny (prostredia).
2. Na okraji lesa žije a vzájomne sa ovplyvňuje množstvo rastlín, živočíchov, húb a mikroorganizmov. Zvážte skupinu, ktorá zahŕňa zmiju, orla, ježka, živorodú jaštericu a kobylku. Dokončite úlohy.
2.1. Označte predmety zobrazené na fotografiách a kresbách, ktoré sú zahrnuté vo vyššie uvedenej skupine.
1 - viviparous jašterica
2 - vretenica
3 - tým ježkov
4 - kobylka obyčajná
5 - orol
2.2. Klasifikujte tieto organizmy podľa ich pozície v potravinovom reťazci. Do každej bunky zapíšte číslo alebo názov jedného z objektov v skupine.
Potravový reťazec: ježko - kobylka obyčajná - jašterica živorodá - zmija - orol.
Vysvetlenie: potravinový reťazec začíname výrobcom (zelená rastlina - producent organických látok) - ježkom, potom konzumentom 1. rádu (spotrebitelia konzumujú organické látky a majú niekoľko objednávok) - kobylka obyčajná, jašterica živorodá (spotrebiteľ 2. rádu) , zmija (spotrebiteľ 3. rádu), orol (spotrebiteľ 4. rádu).
2.3. Ako sa zníženie počtu ježkov v tíme prejaví na počte orlov? Svoju odpoveď zdôvodnite.
Odpoveď: keď sa zníži počet ježkov v tíme, zníži sa počet všetkých nasledujúcich zložiek a v konečnom dôsledku aj orlov, to znamená, že sa zníži počet orlov.
3. Pozrite sa na obrázok, ktorý znázorňuje schému kolobehu uhlíka v prírode. Uveďte názov látky označený otáznikom.
Vysvetlenie: Otáznik označuje oxid uhličitý (CO2), keďže CO2 vzniká pri spaľovaní, dýchaní a rozklade organických látok a pri fotosyntéze vzniká (a aj sa rozpúšťa vo vode).
Odpoveď: oxid uhličitý (CO2).
4. Peter zmiešal rovnaké množstvá enzýmu a jeho substrátu v 25 skúmavkách. Skúmavky sa nechali rovnaký čas pri rôznych teplotách a merala sa rýchlosť reakcie. Na základe výsledkov experimentu Peter zostrojil graf (na osi x je znázornená teplota (v stupňoch Celzia) a na osi y rýchlosť reakcie (v ľubovoľných jednotkách).
Opíšte závislosť rýchlosti enzymatickej reakcie od teploty.
Odpoveď: keď teplota stúpne na 30 °C, rýchlosť reakcie sa zvýši a potom začne klesať. Optimálna teplota je 38 C.
5. Stanovte postupnosť podriadenosti prvkov biologických systémov, počnúc najväčším.
Chýbajúce prvky:
1 osoba
2. Biceps
3. Svalová bunka
4. Ruka
5. Aminokyselina
6. Aktínový proteín
Zapíšte si zodpovedajúcu postupnosť čísel.
Vysvetlenie: Usporiada prvky počnúc najvyššou úrovňou:
človek je organizmus
ruka - organ
biceps - tkanina
svalová bunka – bunková
aktínový proteín - molekulárny (proteíny sa skladajú z aminokyselín)
aminokyselina - molekulárna
Odpoveď: 142365.
6. Proteíny plnia v ľudskom a zvieracom tele mnoho dôležitých funkcií: poskytujú telu stavebný materiál, sú biologickými katalyzátormi alebo regulátormi, zabezpečujú pohyb a časť transportujú kyslík. Na to, aby telo nepociťovalo problémy, človek potrebuje 100 – 120 g bielkovín denne.
6.1. Pomocou údajov z tabuľky vypočítajte množstvo bielkovín, ktoré človek prijal počas večere, ak jeho strava obsahovala: 20 g chleba, 50 g kyslej smotany, 15 g syra a 75 g tresky. Svoju odpoveď zaokrúhlite na celé čísla.
Vysvetlenie: 100 g chleba obsahuje 7,8 g bielkovín, potom 20 g chleba obsahuje 5-krát menej bielkovín - 1,56 g obsahuje 100 g kyslej smotany, potom 50 g obsahuje 2-krát menej - 1,5 g g syra - 20 g bielkovín, v 15 g syra - 3 g, v 100 g tresky - 17,4 g bielkovín, v 75 g tresky - 13,05 g.
Celkom: 1,56 + 1,5 + 3 + 13,05 = 19,01 (čo sa približne rovná 19).
odpoveď: 19
ALEBO
6.1 Osoba vypila šálku silnej kávy s obsahom 120 mg kofeínu, ktorý sa úplne vstrebal a rovnomerne rozdelil do krvi a iných telesných tekutín. U skúmanej osoby možno objem telesných tekutín považovať za rovný 40 litrom. Vypočítajte, za ako dlho po konzumácii (v hodinách) prestane kofeín na túto osobu pôsobiť, ak kofeín prestane pôsobiť pri koncentrácii 2 mg/l a jeho koncentrácia klesne o 0,23 mg za hodinu. Svoju odpoveď zaokrúhlite na desatiny.
Vysvetlenie: 120 mg kofeínu bolo distribuovaných do celého ľudského tela v objeme 40 litrov, to znamená, že koncentrácia bola 3 mg/l. Pri koncentrácii 2 mg/l kofeín prestáva pôsobiť, to znamená, že je účinný len 1 mg/l. Na zistenie počtu hodín vydelíme 1 mg/l 0,23 mg (pokles koncentrácie za hodinu), dostaneme 4,3 hodiny.
Odpoveď: 4,3 hodiny.
6.2. Vymenujte jeden z enzýmov produkovaných žľazami tráviaceho systému:
Odpoveď: steny žalúdka produkujú pepsín, ktorý v kyslom prostredí rozkladá bielkoviny na dipeptidy. Lipáza rozkladá lipidy (tuky). Nukleázy rozkladajú nukleové kyseliny. Amyláza rozkladá škrob. Maltáza štiepi maltózu na glukózu. Laktáza štiepi laktózu na glukózu a galaktózu. Musíte napísať jeden enzým.
7. Určiť pôvod uvedených chorôb. Zapíšte si čísla jednotlivých chorôb zo zoznamu do príslušnej bunky tabuľky. Do buniek tabuľky je možné zapísať niekoľko čísel.
Zoznam ľudských chorôb:
1. Hemofília
2. Kuracie kiahne
3. Skorbut
4. Infarkt myokardu
5. Cholera
Vysvetlenie: Pozri Human Diseases for CDF
8. Genealogická metóda je široko používaná v lekárskej genetike. Je založená na zostavovaní rodokmeňa osoby a štúdiu dedičnosti konkrétnej vlastnosti. V takýchto štúdiách sa používajú určité zápisy. Preštudujte si fragment rodokmeňa jednej rodiny, ktorej niektorí členovia majú zrastený ušný lalôčik.
Pomocou navrhovanej schémy určite, či je tento znak dominantný alebo recesívny a či je spojený s pohlavnými chromozómami.
Vysvetlenie: vlastnosť je recesívna, keďže v prvej generácii sa vôbec neprejavuje a v druhej generácii sa objavuje len u 33 % detí. Táto vlastnosť nie je viazaná na pohlavie, pretože sa objavuje u chlapcov aj dievčat.
Odpoveď: recesívne, nesúvisiace s pohlavím.
9. Vladimír vždy chcel mať hrubé vlasy ako jeho otec (dominantná vlastnosť (A)). Ale jeho vlasy boli jemné ako po matke. Určte genotypy členov rodiny na základe kvality vlasov. Svoje odpovede zadajte do tabuľky.
Vysvetlenie: mäkké vlasy sú recesívnou črtou (a), otec je pre túto črtu heterozygot, keďže syn je homozygotne recesívny (aa), podobne ako matka. To je:
R: Aa x aa
G: Ach, a x a
F1: Aa – 50 % detí s hrubými vlasmi
aa - 50% detí s mäkkými vlasmi.
odpoveď:
| matka | otec | Syn |
| aha | Aha | aha |
10. Ekaterina sa rozhodla darovať krv ako darca. Pri odbere krvi sa ukázalo, že Catherine má skupinu III. Ekaterina vie, že jej matka má krvnú skupinu I.
10.1. Aký typ krvi mohol mať Catherinin otec?
Vysvetlenie: na základe údajov v tabuľke môže mať Catherinin otec krvnú skupinu III alebo IV.
Odpoveď: III alebo IV.
10.2. Na základe pravidiel transfúzie krvi určite, či Catherine môže byť darcom krvi pre svojho otca.
Vysvetlenie: Ekaterina s krvnou skupinou I je univerzálnym darcom (za predpokladu, že sa zhodujú faktory Rh), to znamená, že krv môže byť transfúziou podávaná jej otcovi.
odpoveď: možno.
11. Funkciou organely znázornenej na obrázku je oxidácia organických látok a ukladanie energie pri syntéze ATP. Vnútorná membrána tejto organely hrá v týchto procesoch dôležitú úlohu.
11.1. Ako sa volá táto organela?
Odpoveď: Na obrázku je mitochondria.
11.2. Vysvetlite, ako súvisí balenie vnútornej membrány v organele s funkciou, ktorú vykonáva.
Odpoveď: pomocou záhybov vnútornej membrány zväčšuje vnútorný povrch organely a môže sa oxidovať väčší počet organických látok, ako aj väčšie množstvo ATP môžu produkovať ATP syntázy - enzymatické komplexy, ktoré produkujú energie vo forme ATP (hlavná molekula energie).
12. Fragment mRNA má nasledujúcu sekvenciu:
UGTSGAAUGUUUUGTSUG
Určite sekvenciu úseku DNA, ktorý slúžil ako templát pre syntézu tejto molekuly RNA, a sekvenciu proteínu, ktorý je kódovaný týmto fragmentom mRNA. Pri plnení úlohy použite pravidlo komplementarity a tabuľku genetického kódu.
Pravidlá používania tabuľky
Prvý nukleotid v triplete je prevzatý z ľavého vertikálneho radu; druhý - z horného vodorovného radu a tretí - z pravého zvislého radu. Tam, kde sa línie pochádzajúce zo všetkých troch nukleotidov pretínajú, sa nachádza požadovaná aminokyselina.
Vysvetlenie: rozdeľte sekvenciu na triplety (každý po tri nukleotidy): UGC GAA UGU UUG TsUG. Napíšme zodpovedajúcu sekvenciu nukleotidov v DNA (reverzná komplementárna sekvencia nukleotidov, berúc do úvahy, že A-T (v RNA U), G-C.
Teda reťazec DNA: ACG CTT ACA AAU GAU.
Pomocou sekvencie RNA nájdeme zodpovedajúcu sekvenciu aminokyselín. Prvá aminokyselina je cis, potom glu, cis, leu, leu.
Proteín: cis-glu-cis-ley-ley.
12.3. Pri dešifrovaní genómu paradajky sa zistilo, že vo fragmente molekuly DNA je podiel tymínu 20 %. Pomocou Chargaffovho pravidla, ktoré popisuje kvantitatívne vzťahy medzi rôznymi typmi dusíkatých báz v DNA (G+T = A+C), vypočítajte množstvo (v %) nukleotidov s cytozínom v tejto vzorke.
Vysvetlenie: ak je množstvo tymínu 20%, potom množstvo adenínu je tiež 20% (keďže sú komplementárne). 60 % zostáva pre guanín a cytozín (100 - (20 + 20)), to znamená po 30 %.
Odpoveď: cytozín tvorí 30 %.
13. Moderná evolučná teória môže byť znázornená ako nasledujúci diagram.
Odpoveď: Predkovia žirafy mali pravdepodobne rôznu dĺžku krku, ale keďže žirafy potrebovali dosiahnuť vysoko rastúce zelené listy, prežili len žirafy s dlhým krkom, teda tie najvhodnejšie (táto vlastnosť sa spájala z generácie na generáciu, toto viedlo k zmene genetického zloženia populácie). Pri prirodzenom výbere teda prežili len jedinci s najdlhším krkom a dĺžka krku sa postupne zväčšovala.
14. Na obrázku je cordait, vyhynutá drevitá nahosemenná rastlina, ktorá žila pred 370-250 miliónmi rokov.
Pomocou fragmentu geochronologickej tabuľky určite éru a obdobia, v ktorých tento organizmus žil. Aké rastliny boli ich možnými predkami?
Geochronologická tabuľka
Vysvetlenie: Gymnospermy sa pravdepodobne objavili počas paleozoickej éry. obdobia: perm, karbon (prípadne devón). Vznikli zo stromových papradí (primitívnejšie rastliny prekvitali v paleozoickej ére a gymnospermy sa široko rozšírili a prekvitali v druhohorách).
Obdobie: paleozoikum
Obdobia: perm, karbon, devón
Možní predkovia: stromové paprade
2 018 Federálna služba pre dohľad vo vzdelávaní a vede Ruskej federácie
Skákacie gény
V polovici minulého storočia objavila americká výskumníčka Barbara McClintock v kukurici úžasné gény, ktoré dokážu nezávisle meniť svoju polohu na chromozómoch. Teraz sa nazývajú „skákacie gény“ alebo transponovateľné (mobilné) prvky. Objav dlho nebol uznávaný, pretože mobilné prvky považovali za jedinečný fenomén charakteristický len pre kukuricu. Práve za tento objav však bola McClintockovi v roku 1983 udelená Nobelova cena – dnes sa gény skákania našli takmer u všetkých študovaných druhov zvierat a rastlín.
Odkiaľ pochádzajú skokové gény, čo robia v bunke, sú užitočné? Prečo s geneticky zdravými rodičmi môže rodina ovocných mušiek Drosophila v dôsledku skokových génov produkovať mutantných potomkov s vysokou frekvenciou alebo dokonca byť bezdetná? Aká je úloha skokových génov v evolúcii?
Treba povedať, že gény, ktoré zabezpečujú fungovanie buniek, sú umiestnené na chromozómoch v určitom poradí. Vďaka tomu bolo možné zostrojiť takzvané genetické mapy pre mnohé druhy jednobunkových a mnohobunkových organizmov. Medzi génmi je však rádovo viac genetického materiálu ako v nich! Akú úlohu zohráva táto „balastná“ časť DNA, nie je úplne stanovené, ale práve tu sa najčastejšie nachádzajú mobilné elementy, ktoré sa nielen pohybujú, ale môžu so sebou brať aj susedné fragmenty DNA.
Odkiaľ pochádzajú skokanské gény? Predpokladá sa, že aspoň niektoré z nich pochádzajú z vírusov, keďže niektoré mobilné elementy sú schopné vytvárať vírusové častice (ako napr. Drosophila melanogaster). Niektoré mobilné elementy sa v genóme objavujú prostredníctvom tzv horizontálny prenos z iných druhov. Napríklad sa zistilo, že mobil tulák-prvok (v preklade do ruštiny sa nazýva tulák) Drosophila melanogaster opakovane reintrodukované do genómu tohto druhu. Existuje verzia, že niektoré regulačné úseky DNA môžu mať tiež autonómiu a tendenciu k „tulákom“.
Užitočný balast
Na druhej strane väčšina skokových génov sa napriek názvu správa ticho, hoci tvoria pätinu celkového genetického materiálu Drosophila melanogaster alebo takmer polovica ľudského genómu.
Redundancia DNA, ktorá bola spomenutá vyššie, má svoju výhodu: balastná DNA (vrátane pasívnych mobilných prvkov) zasiahne, ak sa do genómu vnesie cudzia DNA. Pravdepodobnosť, že sa nový prvok začlení do užitočného génu a tým naruší jeho funkciu, sa zníži, ak existuje oveľa viac balastnej DNA ako významnej DNA.
Určitá redundancia DNA je užitočná rovnako ako „nadbytočnosť“ písmen v slovách: píšeme „Maria Ivanovna“, ale hovoríme „Marivan“. Niektoré písmená sa nevyhnutne stratia, ale význam zostáva. Rovnaký princíp funguje na úrovni významnosti jednotlivých aminokyselín v molekule proteín-enzým: striktne sa zachováva len poradie aminokyselín, ktoré tvorí aktívne centrum. Na rôznych úrovniach sa teda redundancia ukazuje ako druh vyrovnávacej pamäte, ktorá poskytuje rezervu sily systému. Takto sa ukázalo, že mobilné prvky, ktoré stratili mobilitu, nie sú pre genóm zbytočné. Ako sa hovorí „z tenkej ovečky aspoň chumáč vlny“, aj keď možno by sa sem hodilo iné príslovie – „každé lýko v rade“.
Mobilné prvky, ktoré si zachovali schopnosť skákať, sa pohybujú pozdĺž chromozómov Drosophila s frekvenciou 10–2–10–5 na gén za generáciu, v závislosti od typu prvku, genetického pozadia a vonkajších podmienok. To znamená, že jeden zo sto skokových génov v bunke môže zmeniť svoju polohu po ďalšom delení bunky. V dôsledku toho sa po niekoľkých generáciách môže veľmi výrazne zmeniť distribúcia mobilných prvkov pozdĺž chromozómu.
Je vhodné študovať túto distribúciu na polyténových (viacvláknových) chromozómoch zo slinných žliaz lariev Drosophila. Tieto chromozómy sú mnohonásobne hrubšie ako zvyčajne, čo značne zjednodušuje ich skúmanie pod mikroskopom. Ako sa takéto chromozómy získavajú? V bunkách slinných žliaz sa DNA každého chromozómu množí, ako pri bežnom delení buniek, ale samotná bunka sa nedelí. V dôsledku toho sa počet buniek v žľaze nemení, ale počas 10-11 cyklov sa v každom chromozóme nahromadí niekoľko tisíc rovnakých reťazcov DNA.
Čiastočne je to kvôli polyténovým chromozómom, že skokové gény v Drosophila sú lepšie študované ako v iných mnohobunkových organizmoch. V dôsledku týchto štúdií sa ukázalo, že aj v rámci rovnakej populácie Drosophila je ťažké nájsť dvoch jedincov, ktorí majú chromozómy s rovnakou distribúciou transponovateľných prvkov. Nie je náhoda, že sa verí, že väčšina spontánnych mutácií v Drosophila je spôsobená pohybom týchto „prepojok“.
Následky môžu byť rôzne...
Aktívne mobilné elementy možno na základe ich vplyvu na genóm rozdeliť do niekoľkých skupín. Niektoré z nich vykonávajú funkcie, ktoré sú mimoriadne dôležité a užitočné pre genóm. Napríklad, telomerický DNA umiestnená na koncoch chromozómov v Drosophila pozostáva zo špeciálnych mobilných prvkov. Táto DNA je mimoriadne dôležitá – jej strata má za následok stratu celého chromozómu počas bunkového delenia, čo vedie k bunkovej smrti.
Ostatné mobilné prvky sú vyslovene „škodcovia“. Aspoň sa za to v súčasnosti považujú. Napríklad mobilné prvky triedy R2 môžu byť špecificky začlenené do génov článkonožcov kódujúcich jeden z ribozomálnych proteínov, bunkových „tovární“ na syntézu proteínov. Jedinci s takýmito poruchami prežijú len preto, že v genóme je poškodená len časť z mnohých génov kódujúcich tieto proteíny.
Existujú aj mobilné prvky, ktoré sa pohybujú iba v reprodukčných tkanivách, ktoré produkujú zárodočné bunky. Vysvetľuje to skutočnosť, že v rôznych tkanivách môže ten istý mobilný prvok produkovať rôzne dĺžky a funkcie molekúl enzýmových proteínov potrebných na pohyb.
Príkladom toho druhého je P-element Drosophila melanogaster, ktorý sa do svojich prirodzených populácií dostal horizontálnym prenosom z iného druhu Drosophila nie viac ako pred sto rokmi. Teraz však na Zemi nie je takmer žiadna populácia Drosophila melanogaster, v ktorej by sa P-prvok nenašiel. Treba poznamenať, že väčšina jeho kópií je chybná, navyše sa takmer všade našla rovnaká verzia poruchy. Úloha druhého v genóme je jedinečná: je „netolerantný“ voči svojim druhom a hrá úlohu represora, ktorý blokuje ich pohyb. Takže ochrana genómu Drosophila pred skokmi „cudzieho“ môže byť čiastočne vykonaná jeho vlastnými derivátmi.
Hlavná vec je vybrať správnych rodičov!
Väčšina skokov mobilných prvkov neovplyvňuje vzhľad Drosophila, pretože sa vyskytujú na balastnej DNA, ale existujú aj iné situácie, keď sa ich aktivita prudko zvyšuje.
Prekvapivo najsilnejším faktorom vyvolávajúcim pohyb skokových génov je zlý rodičovský výber. Čo sa napríklad stane, ak skrížite samice z laboratórnej populácie? Drosophila melanogaster, ktoré nemajú prvok P (pretože ich predkovia boli vylovení z prírody asi pred sto rokmi), pričom samci sú nositeľmi prvku P? U hybridov sa v dôsledku rýchleho pohybu mobilného elementu môže objaviť veľké množstvo rôznych genetických porúch. Tento jav, nazývaný hybridná dysgenéza, je spôsobený skutočnosťou, že v cytoplazme matky nie je žiadny represor, ktorý by zabraňoval pohybu transponovateľného prvku.
Ak teda ženíchovia z populácie A a nevesty z populácie B dokážu vytvárať veľké rodiny, potom opak nie je vždy pravdou. Rodina geneticky zdravých rodičov môže produkovať veľké množstvo mutantných alebo neplodných potomkov alebo môže byť dokonca bezdetná, ak má otec a matka vo svojom genóme odlišnú sadu mobilných prvkov. Obzvlášť veľa porušení sa objaví, ak sa experiment vykonáva pri teplote 29 ° C. Vplyv vonkajších faktorov, superponovaných na genetické pozadie, zvyšuje účinok nesúladu genómu, hoci tieto faktory samotné (dokonca ani ionizujúce žiarenie) nie sú schopné spôsobovať také masívne pohyby mobilných prvkov.
Podobné udalosti v Drosophila melanogaster môže nastať za účasti iných rodín mobilných prvkov.
„Mobilná“ evolúcia
Bunkový genóm možno považovať za akýsi ekosystém stálych a dočasných členov, kde susedia nielen koexistujú, ale aj vzájomne pôsobia. Interakcia hostiteľských génov s mobilnými elementmi je stále slabo pochopená, no výsledkov možno poskytnúť mnoho – od smrti organizmu v prípade poškodenia dôležitého génu až po obnovenie predtým poškodených funkcií.
Stáva sa, že samotné skokové gény sa navzájom ovplyvňujú. Známy je teda jav pripomínajúci imunitu, keď mobilný prvok nedokáže preniknúť do tesnej blízkosti už existujúceho. Nie všetky mobilné prvky sú však také chúlostivé: napríklad P-elementy môžu ľahko preniknúť do seba a vyradiť svojich kolegov z hry.
Okrem toho existuje akási samoregulácia v počte mobilných prvkov v genóme. Faktom je, že mobilné prvky si môžu navzájom vymieňať homológne oblasti - tento proces sa nazýva rekombinácia. V dôsledku takejto interakcie môžu mobilné prvky v závislosti od ich orientácie stratiť ( vymazanie) alebo rozšíriť ( inverzia) fragmenty hostiteľskej DNA umiestnené medzi nimi. Ak sa stratí významná časť chromozómu, genóm zomrie. V prípade inverzie alebo malej delécie vzniká chromozómová diverzita, ktorá sa považuje za nevyhnutnú podmienku evolúcie.
Ak dôjde k rekombináciám medzi mobilnými prvkami umiestnenými na rôznych chromozómoch, výsledkom je vznik chromozomálnych prestavieb, ktoré pri následnom delení buniek môžu viesť k nerovnováhe genómu. A nevyvážený genóm, rovnako ako nevyrovnaný rozpočet, je rozdelený veľmi zle. Takže smrť neúspešných genómov je jedným z dôvodov, prečo aktívne mobilné elementy nezapĺňajú chromozómy donekonečna.
Vynára sa prirodzená otázka: aký významný je príspevok mobilných prvkov k evolúcii? Po prvé, väčšina mobilných elementov je zavedená, zhruba povedané, kdekoľvek je to potrebné, v dôsledku čoho môžu poškodiť alebo zmeniť štruktúru alebo reguláciu génu, do ktorého sú zavedené. Potom prirodzený výber odmietne neúspešné možnosti a úspešné možnosti s adaptívnymi vlastnosťami sa zafixujú.
Ak sa dôsledky zavedenia mobilného prvku ukážu ako neutrálne, potom tento variant môže v populácii pretrvávať a poskytuje určitú diverzitu v génovej štruktúre. To sa môže hodiť v nepriaznivých podmienkach. Teoreticky sa pri masívnom pohybe mobilných elementov môžu objaviť mutácie v mnohých génoch súčasne, čo môže byť veľmi užitočné v prípade prudkej zmeny životných podmienok.
Takže, aby som to zhrnul: v genóme je veľa mobilných prvkov a sú rôzne; môžu interagovať navzájom aj s hostiteľskými génmi; môže poškodiť a byť nenahraditeľný. Nestabilita genómu spôsobená pohybom mobilných prvkov sa môže pre jednotlivca skončiť tragédiou, ale schopnosť rýchlej zmeny je nevyhnutnou podmienkou prežitia populácie alebo druhu. Vďaka tomu vzniká diverzita, ktorá je základom pre prirodzený výber a následné evolučné premeny.
Medzi skokovými génmi a imigrantmi možno nájsť analógiu: niektorí prisťahovalci alebo ich potomkovia sa stanú rovnocennými občanmi, iní dostanú povolenie na pobyt a iní – tí, ktorí nedodržiavajú zákony – sú deportovaní alebo uväznení. A masové migrácie ľudí môžu rýchlo zmeniť aj samotný štát.
Literatúra
Ratner V. A., Vasilyeva L. A. Indukcia transpozícií mobilných genetických prvkov vplyvom stresu. Ruská väzba. 2000.
Gvozdev V. A. Mobilná DNA eukaryotov // Sorosov vzdelávací časopis. 1998. Číslo 8.
Dňa 05.09.2011 o 09:36 Limarev povedal:
Limarev V.N.
Dekódovanie ľudského genómu.
Fragment z knihy L.G. Puchko: „Radietetické poznanie človeka“
Na vyriešenie problému dešifrovania genómu bol zorganizovaný medzinárodný projekt „ľudský genóm“ s rozpočtom v miliardách dolárov.
Do roku 2000 bol ľudský genóm virtuálne zmapovaný. Gény boli spočítané, identifikované a zaznamenané v databázach. Ide o obrovské množstvo informácií.
Zaznamenanie ľudského genómu v digitalizovanej podobe zaberie približne 300 terabajtov počítačovej pamäte, čo zodpovedá 3 tisícom pevných diskov s kapacitou 100 gigabajtov.
Ukázalo sa. Že človek nemá státisíce, ako sa doteraz predpokladalo, ale niečo cez 30 tisíc génov. Mucha má ovocné mušky, je ich len o polovicu menej - asi 13 tisíc a myšiaka má takmer rovnaký počet ako človek. V dešifrovanom genóme je len asi 1 % génov jedinečných pre človeka. Väčšinu špirály DNA, ako sa ukázalo, nezaberajú gény, ale takzvané „prázdne úseky“, v ktorých gény jednoducho nie sú kódované, ako aj dvojité fragmenty, ktoré sa opakujú jeden po druhom, význam a význam čo je nejasné.
Jedným slovom sa ukázalo, že gény nie sú ani stavebnými kameňmi života, ale iba prvkami plánu, podľa ktorého je budovaná stavba tela. Stavebné kamene, ako sa všeobecne verilo pred vznikom genetiky, sú proteíny.
Je úplne zrejmé, že 1 % génov jedinečných pre ľudí nedokáže zakódovať také obrovské množstvo informácií, ktoré odlišujú človeka od myši. Kde sú uložené všetky informácie? Pre mnohých vedcov sa stáva nepopierateľným fakt, že bez Božieho princípu nie je možné vysvetliť ľudskú prirodzenosť. Viacerí vedci tvrdia, že v rámci existujúcich predstáv o ľudskom tele je v princípe nemožné rozlúštiť ľudský genóm.
Svet nie je známy – je poznateľný (moje komentáre k článku).
1) Zamyslite sa nad fragmentom: „Bez božského princípu nie je možné vysvetliť ľudskú povahu.
Vyššie uvedené informácie tomu v žiadnom prípade nenasvedčujú.
Genóm má skutočne zložitejšiu štruktúru, ako sa doteraz predpokladalo.
Ale koniec koncov, počítač spomínaný v článku sa neskladá len z pamäťových buniek.
Počítač má dve pamäte: dlhodobú a operačnú, ako aj procesor, v ktorom sa spracovávajú informácie. Elektromagnetické pole sa podieľa aj na spracovaní informácií. Aby bolo možné dešifrovať informácie o genóme, je potrebné pochopiť, ako k nim dochádza, a to nielen k ukladaniu informácií, ale aj k ich spracovaniu. Pripúšťam aj myšlienku, že niektoré informácie sú uložené zaznamenané cez elektromagnetické pole. A tiež mimo človeka, ako som už písal, v špeciálnych informačných centrách Najvyššej Mysle.
Len si predstavte súvislý text zakódovaný v binárnom kóde 0 alebo 1 v Morseovej abecede, pričom neviete, v akom jazyku je napísaný (angličtina alebo francúzština....) a neviete, že tento súvislý text pozostáva zo slov, viet , odseky, kapitoly, zväzky, police, skrinky atď.
V biológii je to takmer rovnaké, len tu je všetko zakódované štvormiestnym kódom a zatiaľ sme rozlúštili poradie elementárnych génov + - / *, ale nepoznáme jazyk a podľa toho slová, vety, odseky, kapitoly, zväzky, police, skrinky atď. Pre nás je dešifrovaný genóm stále pevným textom 4-stupňového kódu a je takmer nemožné ho celý naštudovať.
Ukazuje sa však, že v určitých časových obdobiach (ako u jednotlivca a jeho kohorty generácií, tak aj u druhu, rodu) sa niektoré gény a ich komplexy (zodpovedné za slová, vety, odseky, kapitoly, zväzky, police, skrinky atď. .) sú aktívne a v iných obdobiach evolúcie sú pasívne, čo som nepriamo určil rôznymi polygénnymi charakteristikami (ako je uvedené v téme Všeobecný periodický zákon evolúcie).
V súčasnosti existujú iba dve metódy na štúdium génov, ide o jednoduchý laboratórny výpočet súčtu génov (DNA) vo vzorke a existuje zariadenie, ktoré počíta množstvo produkovanej proteínovej RNA prilepené na vyrobený elektronický čipšpecifickej DNA, ale keďže je v každom okamihu aktívne obrovské množstvo DNA, a preto sa prostredníctvom RNA produkuje obrovské množstvo rôznych proteínov, je veľmi ťažké oddeliť „tieto rezance lyžičkou, vidličkou a japonskými paličkami“ v túto polievku a nájdite, čo hľadáte - nájdite vzťahy príčin a následkov medzi špecifickou DNA (ako komplexom DNA) a jej vplyvom na polygénnu vlastnosť.
Zdá sa, že som našiel jednoduchý spôsob, ako celú túto polievku DNA, RNA a ich proteínov, ktoré určujú stupeň polygénnej vlastnosti, roztriediť.
Ako sa ukázalo, každý polygénny znak v poradí evolúcie jedinca (kohorta generácií, druh a rod) je periodický, preto musí byť periodický v aktivite RNA a DNA, a preto stačí nájsť (najprv zachádzajúce do genetických detailov) korelácia medzi metrickou zmenou polygénneho znaku (u jedinca, kohorty generácií, druhu, rodu...) a zodpovedajúcou aktivitou RNA, DNA, úmernou týmto obdobiam.
Vydavateľstvo "BINOM. Knowledge Laboratory vydáva knihu spomienok genetika Craiga Ventera Life Deciphered. Craig Venter je známy svojou prácou na čítaní a dešifrovaní ľudského genómu. V roku 1992 založil Inštitút pre výskum genómu (TIGR). Venter vytvoril v roku 2010 prvý umelý organizmus na svete – syntetickú baktériu Mycoplasma laboratorium. Pozývame vás, aby ste si prečítali jednu z kapitol knihy, v ktorej Craig Venter hovorí o práci v rokoch 1999–2000 na sekvenovaní genómu muchy Drosophila.
Vpred a len vpred
Základné aspekty dedičnosti sa na naše prekvapenie ukázali ako celkom jednoduché, a preto existovala nádej, že možno príroda nie je až taká nepoznateľná a jej nezrozumiteľnosť, opakovane hlásaná rôznymi ľuďmi, je len ďalšou ilúziou, ovocím našej nevedomosti. . To nás robí optimistickými, pretože ak by bol svet taký zložitý, ako niektorí naši priatelia tvrdia, biológia by nemala šancu stať sa exaktnou vedou.
Thomas Hunt Morgan. Fyzický základ dedičnosti
Mnoho ľudí sa ma pýtalo, prečo som si zo všetkých živých tvorov na našej planéte vybral ovocnú mušku; iní sa čudovali, prečo som okamžite neprešiel k dešifrovaniu ľudského genómu. Ide o to, že sme potrebovali základ pre budúce experimenty, chceli sme si byť istí správnosťou našej metódy predtým, ako minieme takmer 100 miliónov dolárov na sekvenovanie ľudského genómu.
Malá ovocná muška zohrala obrovskú úlohu vo vývoji biológie, najmä genetiky. Rod Drosophila zahŕňa rôzne muchy - ocot, víno, jablko, hrozno a ovocie - spolu asi 26 stoviek druhov. Vyslovte však slovo „drosophila“ a každého vedca hneď napadne jeden konkrétny druh – Drosophilamelanogaster. Pretože sa rýchlo a ľahko rozmnožuje, slúži táto drobná muška ako modelový organizmus pre evolučných biológov. Používajú ho na osvetlenie zázraku stvorenia - od okamihu oplodnenia až po vznik dospelého organizmu. Vďaka Drosophile bolo urobených mnoho objavov, vrátane objavu génov obsahujúcich homeobox, ktoré regulujú všeobecnú štruktúru všetkých živých organizmov.
Každý študent genetiky pozná experimenty s Drosophilou, ktoré vykonal Thomas Hunt Morgan, otec americkej genetiky. V roku 1910 si medzi bežnými červenookými muchami všimol mužských mutantov s bielymi očami. Skrížil bielookého samca s červenookou samicou a zistil, že ich potomkovia sú červenookí: bielookosť sa ukázala ako recesívna vlastnosť a dnes už vieme, že na to, aby muchy mali biele oči, potrebujete dve kópie génu pre biele oči, jeden od každého rodiča. Pokračovaním v krížení mutantov Morgan zistil, že znak bielych očí vykazovali iba muži, a dospel k záveru, že tento znak je spojený s pohlavným chromozómom (chromozóm Y). Morgan a jeho študenti študovali dedičné vlastnosti u tisícok ovocných mušiek. Dnes sa experimenty s drozofilou vykonávajú v laboratóriách molekulárnej biológie po celom svete, kde tento malý hmyz študuje viac ako päťtisíc ľudí.
O dôležitosti drozofily som sa dozvedel z prvej ruky, keď som použil knižnice jej cDNA génov na štúdium adrenalínových receptorov a objavil som ich ekvivalent v muchách – oktopamínové receptory. Tento objav naznačil zhodu evolučnej dedičnosti nervového systému muchy a človeka. V snahe pochopiť cDNA knižnice ľudského mozgu som našiel gény s podobnými funkciami počítačovým porovnaním ľudských génov s génmi Drosophila.
Projekt sekvenovania génov Drosophila sa začal v roku 1991, keď sa Jerry Rubin z Kalifornskej univerzity v Berkeley a Allen Spradling z Carnegie Institution rozhodli, že je čas prevziať túto úlohu. V máji 1998 už bolo dokončených 25 % sekvencovania a urobil som návrh, o ktorom Rubin povedal, že je „príliš dobrý na to, aby som ho prehliadol“. Môj nápad bol dosť riskantný: tisíce výskumníkov ovocných mušiek z rôznych krajín by museli dôkladne preskúmať každé písmeno kódu, ktorý sme získali, porovnať ho s Jerryho vlastnými vysokokvalitnými referenčnými údajmi a potom urobiť záver o vhodnosti mojej metódy. .
Pôvodný plán bol dokončiť sekvenovanie genómu muchy do šiestich mesiacov do apríla 1999 a potom začať útok na ľudský genóm. Zdalo sa mi, že toto bol najefektívnejší a najjasnejší spôsob, ako ukázať, že naša nová metóda funguje. A ak sa nám to nepodarí, pomyslel som si, potom by bolo lepšie si to rýchlo overiť na príklade Drosophila, ako pracovať na ľudskom genóme. Ale v skutočnosti by úplné zlyhanie bolo tým najpozoruhodnejším zlyhaním v histórii biológie. Jerry tiež kládol na mušku svoju povesť, takže všetci v Celere boli odhodlaní ho podporiť. Požiadal som Marka Adamsa, aby viedol našu časť projektu, a keďže aj Jerry mal v Berkeley špičkový tím, naša spolupráca išla hladko.
V prvom rade vyvstala otázka o čistote DNA, ktorú sme museli sekvenovať. Podobne ako ľudia, aj muchy sa geneticky líšia. Ak je v populácii viac ako 2 % genetických variácií a vo vybranej skupine máme 50 rôznych jedincov, potom sa dekódovanie ukazuje ako veľmi ťažké. Jerryho prvým krokom bolo čo najviac inbrídiť muchy, aby sme získali jednotný variant DNA. Príbuzenské kríženie však na zabezpečenie genetickej čistoty nestačilo: pri extrakcii DNA muchy hrozilo riziko kontaminácie genetickým materiálom z bakteriálnych buniek v potrave muchy alebo v jej črevách. Aby sa Jerry vyhol týmto problémom, radšej extrahoval DNA z mušieho embrya. Ale aj z embryonálnych buniek sme najprv museli izolovať jadrá DNA, ktorú sme potrebovali, aby sme ju nekontaminovali mimojadrovou DNA mitochondrií – „elektrární“ bunky. V dôsledku toho sme dostali skúmavku so zakaleným roztokom čistej DNA Drosophila.
V lete 1998 začal Hamov tím, ktorý mal takú čistú mušiu DNA, vytvárať knižnice jej fragmentov. Ham sám najradšej strihal DNA a prekrýval výsledné fragmenty, čím znížil citlivosť svojho načúvacieho prístroja, aby ho žiadne cudzie zvuky nerozptyľovali od jeho práce. Začiatkom rozsiahleho sekvenovania mal byť vznik knižníc, no zatiaľ sa všade ozývali len zvuky vŕtačiek, kladív a píl. Celá armáda staviteľov bola neustále nablízku a my sme pokračovali v riešení najdôležitejších problémov - odstraňovania problémov s prevádzkou sekvenátorov, robotov a ďalších zariadení, pričom sme sa nepokúšali v priebehu rokov, ale v priebehu niekoľkých mesiacov vytvoriť skutočnú sekvenčnú „továreň“. “od nuly.
Prvý sekvenátor DNA Model 3700 bol spoločnosti Celera doručený 8. decembra 1998 za veľkého vzrušenia a spoločného povzdychu. Zariadenie bolo vybraté z drevenej škatule, umiestnené do miestnosti bez okien v suteréne - jeho dočasný domov a okamžite sa začalo testovať. Akonáhle to začalo fungovať, dostali sme veľmi kvalitné výsledky. Ale tieto skoré sekvencery boli dosť nestabilné a niektoré boli chybné už od začiatku. Neustále problémy boli aj s tými pracujúcimi, niekedy takmer denne. Napríklad v programe ovládania robotického manipulátora sa objavila vážna chyba - niekedy sa mechanické rameno robota vysunulo nad zariadenie vysokou rýchlosťou a narazilo do steny. V dôsledku toho sa sekvencer zastavil a musel byť povolaný opravárenský tím, aby to opravil. Niektoré sekvencery zlyhali kvôli bludným laserovým lúčom. Na ochranu pred prehriatím sa použila fólia a páska, pretože pri vysokých teplotách sa žlto sfarbené fragmenty Gs zo sekvencií odparovali.
Aj keď sa teraz zariadenia dodávali pravidelne, asi 90 % z nich bolo od začiatku chybných. Niektoré dni sekvenátory nefungovali vôbec. Pevne som veril v Mikea Hunkapillera, no moja viera bola značne otrasená, keď začal naše zlyhania zvaľovať na našich zamestnancov, stavebný prach, najmenšie výkyvy teplôt, fázy mesiaca atď. Niektorí z nás dokonca zošediveli od stresu.
Mŕtvi 3700 sedeli v kaviarni a čakali na odoslanie späť do ABI a nakoniec to dospelo do bodu, keď sme museli obedovať prakticky v márnici sekvenátorov. Bol som zúfalý – veď som každý deň potreboval určitý počet fungujúcich prístrojov, konkrétne 230! Za približne 70 miliónov dolárov nám ABI sľúbilo poskytnúť buď 230 perfektne funkčných zariadení, ktoré budú fungovať celý deň bez prerušenia, alebo 460, ktoré budú fungovať aspoň pol dňa. Okrem toho mal Mike zdvojnásobiť počet kvalifikovaných technických pracovníkov, aby po zlyhaní sekvencery okamžite opravili.
Aký je však záujem robiť toto všetko za rovnaké peniaze! Okrem toho má Mike teraz ďalšieho klienta – vládny genomický projekt, ktorého lídri už začali nakupovať stovky zariadení bez akéhokoľvek testovania. Budúcnosť Celery závisela od týchto sekvencerov, no Mike si zrejme neuvedomil, že od nich závisí aj budúcnosť ABI. Konflikt bol nevyhnutný, ako sa ukázalo počas dôležitého stretnutia medzi inžiniermi ABI a mojím tímom v Celera.
Potom, čo sme informovali o obrovskom počte chybných nástrojov a o tom, ako dlho trvalo opraviť zlyhania sekvencera, sa Mike opäť pokúsil zvaliť všetku vinu na mojich zamestnancov, ale ani jeho vlastní inžinieri s ním nesúhlasili. Tony White nakoniec zasiahol. "Je mi jedno, koľko to stojí alebo koho to treba zabiť," povedal. Potom sa prvýkrát a naposledy skutočne postavil na moju stranu. Nariadil Mikeovi, aby zabezpečil dodanie nových sekvencerov čo najrýchlejšie, a to aj na úkor ostatných zákazníkov a aj keď ešte nebolo známe, koľko to bude stáť.
Tony tiež nariadil Mikovi, aby zamestnal ďalších dvadsať technikov, aby rýchlo opravili a určili príčinu všetkých problémov. V skutočnosti sa to ľahšie povedalo, ako urobilo, pretože skúsených pracovníkov bol nedostatok. Na začiatok Eric Lander zbabral dvoch najkvalifikovanejších inžinierov a podľa Mikovho názoru sme za to mohli aj my. Mike sa obrátil na Marka Adamsa a povedal: „Mali ste ich najať skôr, ako to urobil niekto iný.“ Po takomto vyjadrení som k nemu úplne stratil rešpekt. Koniec koncov, podľa našej dohody som nemohol zamestnať zamestnancov ABI, zatiaľ čo Lander a ďalší vedúci projektu vládneho genómu na to mali právo, takže veľmi skoro začali najlepší inžinieri ABI pracovať pre našich konkurentov. Na konci stretnutia som si uvedomil, že problémy pretrvávajú, ale svitol lúč nádeje na zlepšenie.
A tak sa aj stalo, aj keď nie hneď. Náš arzenál sekvencerov sa zvýšil z 230 na 300 zariadení, a ak 20-25% z nich zlyhalo, stále sme mali asi 200 funkčných sekvencerov a nejako sme sa s úlohami vyrovnali. Technický personál pracoval hrdinsky a neustále zvyšoval tempo opravárenských prác, čím sa skrátili prestoje. Celý ten čas som myslel na jednu vec: to, čo robíme, je možné. Zlyhania sa vyskytli z tisícok dôvodov, ale zlyhanie nebolo súčasťou mojich plánov.
S sekvenovaním genómu Drosophila sme začali vážne 8. apríla, približne v čase, keď sme mali dokončiť túto prácu. Pochopil som, samozrejme, že sa ma White chce zbaviť, ale urobil som všetko, čo bolo v mojich silách, aby som splnil hlavnú úlohu. Doma ma prenasledovalo napätie a úzkosť, ale nemohol som o týchto problémoch hovoriť so svojím „dôverníkom“. Claire prejavila svoje pohŕdanie, keď videla, ako som zaujatý Celerinými záležitosťami. Mala pocit, že opakujem tie isté chyby, aké som urobil pri práci v TIGR/HGS. 1. júla som sa cítil hlboko deprimovaný, rovnako ako vo Vietname.
Keďže pre nás dopravná metóda ešte nefungovala, museli sme urobiť ťažkú a vyčerpávajúcu prácu - „zlepiť“ fragmenty genómu späť dohromady. Gene Myers navrhol algoritmus založený na kľúčovom princípe mojej verzie brokovnicovej metódy: sekvenujte oba konce všetkých výsledných klonov, aby ste zistili zhody bez toho, aby vás rozptyľovali opakovania. Pretože Ham získaval klony troch presne známych veľkostí, vedeli sme, že dve terminálne sekvencie boli od seba v presne definovanej vzdialenosti. Tak ako predtým, táto metóda „párovania“ nám poskytne vynikajúcu príležitosť na opätovné zostavenie genómu.
Ale keďže každý koniec sekvencie bol sekvenovaný samostatne, aby tento spôsob montáže fungoval presne, bolo potrebné viesť starostlivé záznamy - aby sme si boli úplne istí, že sme schopní správne spojiť všetky páry koncových sekvencií: koniec koncov, ak aspoň jeden zo sto pokusov vedie k chybe a nenájde sa žiadny zodpovedajúci pár kvôli konzistencii, všetko pôjde dole vodou a metóda nebude fungovať. Jedným zo spôsobov, ako sa tomu vyhnúť, je použiť čiarové kódy a senzory na sledovanie každého kroku procesu. Laboranti ale na začiatku prác nemali potrebný softvér a vybavenie na sekvenovanie, takže všetko museli robiť ručne. V spoločnosti Celera spracoval malý tím necelých dvadsiatich ľudí každý deň rekordných 200 000 klonov. Mohli by sme predvídať niektoré chyby, ako napríklad nesprávne načítanie údajov z 384 vrtov, a potom pomocou počítača nájsť zjavne chybnú operáciu a opraviť situáciu. Samozrejme, stále tu boli nejaké nedostatky, ale to len potvrdilo schopnosti tímu a dôveru, že dokážeme chyby odstrániť.
Napriek všetkým ťažkostiam sme boli schopní prečítať 3156 miliónov sekvencií za štyri mesiace, celkovo asi 1,76 miliardy nukleotidových párov obsiahnutých medzi koncami 1,51 milióna klonov DNA. Teraz prišiel rad na Genea Myersa, jeho tím a náš počítač – bolo potrebné poskladať všetky sekcie do chromozómov Drosophila. Čím dlhšie boli sekcie, tým menej presné bolo sekvenovanie. V prípade Drosophila mali sekvencie priemerne 551 párov báz a priemerná presnosť bola 99,5 %. Vzhľadom na 500-písmenové sekvencie môže takmer každý nájsť zhody pohybom jednej sekvencie pozdĺž druhej, kým sa nenájde zhoda.
Na sekvenovanie Haemophilus influenzae sme mali 26 tisíc sekvencií. Na porovnanie každého z nich so všetkými ostatnými by bolo potrebných 26 tisíc porovnaní na druhú, teda 676 miliónov. Genóm Drosophila s 3,156 miliónmi prečítaní by si vyžadoval približne 9,9 bilióna porovnaní. V prípade človeka a myši, kde sme vyprodukovali 26 miliónov čítaní sekvencií, bolo potrebných asi 680 biliónov porovnaní. Nie je preto prekvapujúce, že väčšina vedcov bola k možnému úspechu tejto metódy veľmi skeptická.
Hoci Myers sľúbil, že všetko napraví, neustále mal pochybnosti. Teraz pracoval dni a noci, vyzeral vyčerpane a akosi zošedivel. Navyše mal problémy v rodine a väčšinu voľného času začal tráviť s novinárom Jamesom Shreveom, ktorý písal o našom projekte a ako tieň sledoval priebeh výskumu. V snahe nejako rozptýliť Genea som ho vzal so sebou do Karibiku, aby som si oddýchol a plavil sa na mojej jachte. Ale aj tam sedel celé hodiny, zhrbený nad notebookom, zamračil sa čierne obočie a prižmúril čierne oči od jasného slnka. A napriek neuveriteľným ťažkostiam dokázali Gene a jeho tím za šesť mesiacov vygenerovať viac ako pol milióna riadkov počítačového kódu pre nový assembler.
Ak by boli výsledky sekvenovania 100% presné, bez duplicitnej DNA, zostavenie genómu by bolo relatívne jednoduchou úlohou. V skutočnosti však genómy obsahujú veľké množstvo opakovaných DNA rôznych typov, dĺžok a frekvencií. S krátkymi opakovaniami menej ako päťsto párov báz je relatívne ľahké sa vysporiadať s dlhšími opakovaniami. Na vyriešenie tohto problému sme použili metódu „nájdenia párov“, to znamená, že sme sekvenovali oba konce každého klonu a získali sme klony rôznych dĺžok, aby sme zabezpečili maximálny počet zhôd.
Algoritmy zakódované v pol milióne riadkov počítačového kódu Jinovho tímu navrhli scenár krok za krokom – od „najneškodnejších“ akcií, ako je jednoduché prekrytie dvoch sekvencií, po zložitejšie, ako je použitie zistených párov na zlúčiť ostrovy prekrývajúcich sa sekvencií. Bolo to ako skladanie puzzle, kde sa malé ostrovčeky poskladaných častí poskladajú do väčších ostrovčekov a potom sa celý proces opakuje znova. Len naša skladačka mala 27 miliónov dielikov. A bolo veľmi dôležité, aby sekcie boli prevzaté zo sekvencie vysokokvalitnej montáže: predstavte si, čo by sa stalo, keby ste zostavili puzzle a farby alebo obrázky jeho prvkov sú rozmazané a rozmazané. Pre usporiadanie sekvencie genómu na veľké vzdialenosti musí byť značná časť čítaní vo forme zhodných párov. Vzhľadom na to, že výsledky boli stále manuálne sledované, s úľavou sme zistili, že 70 % sekvencií, ktoré sme mali, bolo presne takýchto. Počítačoví modelári vysvetlili, že s nižším percentom by nebolo možné zostaviť náš „Humpty Dumpty“.
A teraz sme mohli použiť assembler Celera na sekvenovanie sekvencie: v prvej fáze boli výsledky upravené tak, aby dosiahli najvyššiu presnosť; v druhom kroku Screener odstránil kontaminujúce sekvencie z plazmidu alebo DNA E. coli. Proces zostavovania môže byť narušený len 10 pármi báz „cudzej“ sekvencie. V treťom kroku program Screener skontroloval, či každý fragment vyhovuje známym opakujúcim sa sekvenciám v genóme ovocných mušiek – údaje od Jerryho Rubina, ktorý nám ich „láskavo“ poskytol. Zaznamenali sa miesta opakovaní s čiastočne sa prekrývajúcimi oblasťami. Vo štvrtom kroku iný program (Overlapper) objavil prekrývajúce sa oblasti porovnaním každého fragmentu so všetkými ostatnými – kolosálny experiment pri spracovaní obrovského množstva číselných údajov. Každú sekundu sme porovnávali 32 miliónov fragmentov s cieľom nájsť aspoň 40 prekrývajúcich sa párov báz s menej ako 6% rozdielmi. Keď sme objavili dve prekrývajúce sa oblasti, spojili sme ich do väčšieho fragmentu, takzvaného „contig“ – súboru prekrývajúcich sa fragmentov.
V ideálnom prípade by to stačilo na zostavenie genómu. Museli sme však zápasiť s koktami a opakovaniami v kóde DNA, čo znamenalo, že jeden kus DNA sa mohol prekrývať s niekoľkými rôznymi oblasťami a vytvárať falošné spojenia. Na zjednodušenie úlohy sme ponechali iba jedinečne spojené fragmenty, takzvané „jednotky“. Program, ktorý sme použili na vykonanie tejto operácie (Unitigger), v podstate odstránil všetku sekvenciu DNA, ktorú sme nedokázali s istotou identifikovať, a zostali len tieto jednotky. Tento krok nám dal nielen možnosť zvážiť ďalšie možnosti zostavenia fragmentov, ale aj výrazne zjednodušil úlohu. Po redukcii sa počet prekrývajúcich sa fragmentov znížil z 212 miliónov na 3,1 milióna a problém sa zjednodušil 68-krát. Kúsky skladačky postupne, ale vytrvalo zapadali na svoje miesto.
A potom by sme mohli použiť informácie o spôsobe, akým boli sekvencie toho istého klonu spárované pomocou „kostrového“ algoritmu. Všetky možné jednotky so vzájomne sa prekrývajúcimi pármi báz boli spojené do špeciálnych rámcov. Aby som opísal túto fázu svojich prednášok, nakreslím analógiu s detskou stavebnicou Tinkertoys. Skladá sa z tyčiniek rôznych dĺžok, ktoré je možné zasunúť do otvorov umiestnených na drevených kľúčových častiach (guličkách a kotúčoch), a tak vytvoriť trojrozmernú štruktúru. V našom prípade sú kľúčovými časťami jednotky. S vedomím, že párové sekvencie sa nachádzajú na koncoch klonov dlhých 2 000, 10 000 alebo 50 000 párov báz - to znamená, že sa zdajú byť vo vzdialenosti určitého počtu otvorov od seba - môžu byť zoradené.
Testovanie tejto techniky na sekvencii Jerryho Rubina, čo bola asi jedna pätina genómu ovocných mušiek, malo za následok iba 500 medzier. Pri testovaní na vlastných údajoch v auguste sme skončili s viac ako 800 000 malými fragmentmi. Výrazne väčšie množstvo údajov na spracovanie ukázalo, že technika fungovala zle – výsledok bol opačný, ako sa očakávalo. V priebehu nasledujúcich dní narastala panika a zoznam možných chýb sa predlžoval. Z najvyššieho poschodia budovy č. 2 prenikol adrenalín do miestnosti žartovne nazývanej „Tranquil Chambers“. Nenachádzal sa tam však žiadny pokoj a vyrovnanosť, najmä aspoň niekoľko týždňov, keď zamestnanci doslova blúdili v kruhoch a hľadali východisko zo situácie.
Problém nakoniec vyriešil Arthur Delcher, ktorý pracoval s programom Overlapper. Všimol si niečo zvláštne na riadku 678 zo 150 000 riadkov kódu, kde malá nezrovnalosť znamenala, že dôležitá časť zápasu nebola zaznamenaná. Chyba bola opravená a 7. septembra sme mali 134 bunkových lešení pokrývajúcich skutočný (euchromatický) genóm ovocných mušiek. Boli sme nadšení a vydýchli sme si. Nastal čas oznámiť náš úspech celému svetu.
Skvelú príležitosť na to poskytla konferencia Genome Sequencing Conference, ktorú som začal organizovať pred niekoľkými rokmi. Bol som si istý, že sa nájde veľké množstvo ľudí, ktorí by sa chceli presvedčiť, či sme dodržali svoj sľub. Rozhodol som sa, že Mark Adams, Gene Myers a Jerry Rubin by mali hovoriť o našich úspechoch a predovšetkým o procese sekvenovania, zostavovaní genómu a význame tohto pre vedu. Kvôli návalu ľudí, ktorí chceli prísť na konferenciu, som ju musel presunúť z Hilton Head do väčšieho hotela Fontainebleau v Miami. Konferencie sa zúčastnili zástupcovia veľkých farmaceutických a biotechnologických spoločností, špecialisti na genomický výskum z celého sveta, pomerne veľa publicistov, reportérov a zástupcov investičných spoločností – boli tam všetci. Naši konkurenti z Incyte minuli veľa peňazí na organizáciu recepcie po konferencii, natáčanie firemného videa atď. – urobili všetko preto, aby presvedčili verejnosť, že ponúkajú „najpodrobnejšie informácie o ľudskom genóme“.
Zišli sme sa vo veľkej konferenčnej miestnosti. Zariadený v neutrálnych farbách, vyzdobený nástennými lampami, bol navrhnutý pre dvetisíc ľudí, no ľudia stále prichádzali a čoskoro sa sála zaplnila do posledného miesta. Konferencia sa začala 17. septembra 1999 prezentáciami Jerryho, Marka a Genea na prvom zasadnutí. Po krátkom úvode Jerry Rubin oznámil, že publikum sa čoskoro dozvie o najlepšom spoločnom projekte slávnych spoločností, v ktorom sa kedy podieľal. Atmosféra sa zahrievala. Publikum si uvedomilo, že by nehovoril tak pompézne, keby sme nepripravili niečo skutočne senzačné.
V nasledujúcom tichu začal Mark Adams podrobne opisovať prácu nášho „vyrobeného obchodu“ v Celera a naše nové metódy sekvenovania genómu. O zostavenom genóme však nepovedal ani slovo, akoby dráždil publikum. Potom vyšiel Gene a hovoril o princípoch brokovnicovej metódy, o sekvenovaní Haemophilus a o hlavných fázach assemblera. Pomocou počítačovej animácie predviedol celý proces zostavovania reverzného genómu. Čas určený na prezentácie sa krátil a mnohí sa už rozhodli, že sa všetko obmedzí na elementárnu prezentáciu pomocou PowerPointu bez prezentovania konkrétnych výsledkov. Potom však Gene so zlomyseľným úsmevom poznamenal, že publikum by zrejme aj tak chcelo vidieť skutočné výsledky a neuspokojilo by sa s napodobeninou.
Nebolo možné prezentovať naše výsledky jasnejšie a výraznejšie ako Gene Myers. Uvedomil si, že samotné výsledky sekvenovania nevyvolajú ten správny dojem, a preto, aby to bolo presvedčivejšie, porovnal ich s výsledkami Jerryho usilovného výskumu tradičnou metódou. Ukázalo sa, že sú totožné! Jin teda porovnal výsledky nášho zostavenia genómu so všetkými známymi markermi mapovanými na genóm ovocných mušiek pred desiatkami rokov. Z tisícky fixiek len šesť nezodpovedalo výsledkom našej montáže. Starostlivým skúmaním všetkých šiestich sme sa presvedčili, že Celerino sekvenovanie bolo správne a že chyby boli obsiahnuté v práci vykonanej v iných laboratóriách pomocou starých metód. Nakoniec Gene povedal, že sme práve začali sekvenovať ľudskú DNA a opakovanie bude pravdepodobne menší problém ako s Drosophilou.
Nasledoval hlasný a dlhotrvajúci potlesk. Hukot, ktorý neprestával ani cez prestávku znamenal, že sme dosiahli cieľ. Jeden z novinárov si všimol účastníka vládneho projektu genómu, ktorý smutne krútil hlavou: „Vyzerá to, že títo darebáci naozaj urobia všetko Z konferencie sme odchádzali s novým nábojom energie.
Ostávali vyriešiť dva dôležité problémy, ktoré nám boli známe. Prvým je spôsob zverejnenia výsledkov. Napriek memorandu o porozumení, ktoré sme podpísali s Jerrym Rubinom, náš obchodný tím nebol spokojný s myšlienkou preniesť cenné výsledky sekvenovania Drosophila do GenBank. Navrhli umiestniť výsledky sekvenovania ovocných mušiek do samostatnej databázy v Národnom centre biotechnologických informácií, kde by ich mohol použiť každý pod jednou podmienkou – nie na komerčné účely. Nahnevaný, reťazový fajčiar Michael Ashburner z Európskeho bioinformatického inštitútu bol z toho mimoriadne nešťastný. Veril, že Celera „podviedla všetkých“ 2. (Napísal Rubinovi: „Čo sa do pekla deje v Celere?“ 3) Collins bol tiež nešťastný, ale čo je dôležitejšie, bol aj Jerry Rubin. Nakoniec som poslal naše výsledky do GenBank.
Druhý problém sa týkal drozofily – mali sme výsledky sekvenovania jej genómu, ale vôbec sme nerozumeli, čo znamenajú. Bolo potrebné ich analyzovať, ak sme chceli napísať prácu, rovnako ako pred štyrmi rokmi v prípade Haemophilus. Analýza a charakterizácia genómu muchy mohla trvať viac ako rok – a ja som ten čas nemal, pretože som sa teraz musel sústrediť na ľudský genóm. Po diskusii s Jerrym a Markom sme sa rozhodli zapojiť vedeckú komunitu do práce na Drosophile, premeniť ju na vzrušujúci vedecký problém, a tak rýchlo posunúť záležitosť vpred a urobiť z nudného procesu opisovania genómu zábavnú dovolenku - ako medzinárodné skautské jamboree. Nazvali sme to Genomic Jamboree a pozvali popredných vedcov z celého sveta, aby prišli do Rockville na týždeň alebo desať dní, aby analyzovali genóm muchy. Na základe získaných výsledkov sme plánovali napísať sériu článkov.
Všetkým sa nápad páčil. Jerry začal rozosielať pozvánky na naše podujatie skupinám popredných výskumníkov a špecialisti na bioinformatiku Celera rozhodli, aké počítače a programy budú potrebné, aby práca vedcov bola čo najefektívnejšia. Dohodli sme sa, že im Celera zaplatí cestovné a ubytovanie. Medzi pozvanými boli moji najtvrdší kritici, ale dúfali sme, že ich politické ambície neovplyvnia úspech nášho podniku.
V novembri k nám dorazilo asi 40 špecialistov na drozofily a aj pre našich nepriateľov bola ponuka príliš atraktívna na to, aby sme ju mohli odmietnuť. Najprv, keď si účastníci uvedomili, že v priebehu niekoľkých dní musia analyzovať viac ako sto miliónov párov báz genetického kódu, situácia bola dosť napätá. Zatiaľ čo novoprichádzajúci vedci spali, moji zamestnanci nepretržite pracovali a vyvíjali programy na riešenie nepredvídaných problémov. Na konci tretieho dňa, keď sa ukázalo, že nové softvérové nástroje umožňujú vedcom, ako povedal jeden z našich hostí, „urobiť úžasné objavy za pár hodín, ktoré predtým trvali takmer celý život“, sa situácia upokojila. Každý deň uprostred dňa sa na signál čínskeho gongu všetci zhromaždili, aby prediskutovali najnovšie výsledky, vyriešili aktuálne problémy a vypracovali plán práce na ďalšie kolo.
Každým dňom boli diskusie čoraz zaujímavejšie. Naši hostia mali vďaka Celere možnosť ako prví nahliadnuť do nového sveta a odhalené predčilo očakávania. Čoskoro sa ukázalo, že nemáme dostatok času prediskutovať všetko, čo sme chceli, a pochopiť, čo to všetko znamená. Mark usporiadal slávnostnú večeru, ktorá netrvala dlho, pretože sa všetci rýchlo ponáhľali späť do laboratórií. Čoskoro sa obedy a večere konzumovali priamo pred počítačovými obrazovkami a na nich boli zobrazené údaje o genóme Drosophila. Prvýkrát boli objavené dlho očakávané rodiny receptorových génov spolu s prekvapivým množstvom génov ovocných mušiek podobných génom ľudských chorôb. Každý objav sprevádzali radostné výkriky, pískanie a priateľské potľapkanie po pleci. Prekvapivo, uprostred našej vedeckej hostiny si jeden pár našiel čas na zásnuby.
Boli tu však určité obavy: vedci počas práce objavili len asi 13 tisíc génov namiesto očakávaných 20 tisíc. Keďže „malý“ červ C. elegans má asi 20 tisíc génov, mnohí verili, že ovocná muška ich musí mať viac, pretože má 10-krát viac buniek a dokonca má nervový systém. Existoval jeden jednoduchý spôsob, ako sa uistiť, že vo výpočtoch nie je žiadna chyba: vezmite 2 500 známych génov muchy a uvidíte, koľko z nich môžeme nájsť v našej sekvencii. Po dôkladnej analýze Michael Cherry zo Stanfordskej univerzity oznámil, že našiel všetky gény okrem šiestich. Po diskusii bolo týchto šesť génov klasifikovaných ako artefakty. Skutočnosť, že gény boli identifikované bez chýb, nás inšpirovalo a dodalo nám sebadôveru. Komunita tisícov vedcov, ktorí sa venovali výskumu drozofily, strávila desaťročia sledovaním týchto 2 500 génov a teraz ich bolo pred nimi na obrazovke počítača až 13 600.
Počas nevyhnutného fotenia na konci práce prišiel nezabudnuteľný moment: po tradičnom potľapkaní po pleci a priateľskom podaní rúk sa Mike Ashburner postavil na všetky štyri, aby som sa mohol zvečniť na fotografii s nohou na jeho chrbte. . Chcel teda – napriek všetkým svojim pochybnostiam a skepticizmu – pripísať uznanie našim úspechom. Slávny genetik a výskumník drozofily dokonca prišiel s vhodným popisom k fotografii: „Stojím na pleciach obra. (Mal dosť krehkú postavu.) „Vzdajme uznanie tým, ktorí si to zaslúžia,“ napísal neskôr 4 . Naši oponenti sa pokúsili prezentovať oneskorenia pri prenose výsledkov sekvenovania do verejnej databázy ako odklon od našich sľubov, ale aj oni boli nútení priznať, že stretnutie bolo „mimoriadne cenným príspevkom ku globálnemu výskumu ovocných mušiek“ 5 . Po skúsenostiach, čo je skutočná „vedecká nirvána“, sa všetci rozišli ako priatelia.
Rozhodli sme sa zverejniť tri veľké články: jeden o sekvenovaní celého genómu s Mikeom ako prvým autorom, jeden o zostavení genómu s Gene ako prvým autorom a tretí o komparatívnej genomike červa, kvasiniek a ľudského genómu s Jerrym ako prvým autora. Články boli predložené vedeniu vo februári 2000 a uverejnené v špeciálnom čísle 24. marca 2000, menej ako rok po mojom rozhovore s Jerrym Rubinom v Cold Spring Harbor. 6 Pred uverejnením mi Jerry zabezpečil vystúpenie na výročnej konferencii o výskume Drosophila v Pittsburghu, na ktorej sa zúčastnili stovky najvýznamnejších ľudí v tejto oblasti. Na každú stoličku v miestnosti moji zamestnanci umiestnili CD obsahujúce celý genóm Drosophila, ako aj pretlače našich článkov publikovaných v Science. Jerry ma veľmi srdečne predstavil a uistil dav, že som si splnil všetky svoje záväzky a že sme spolu dobre spolupracovali. Môj rozhovor sa skončil správou o niektorých výskumoch vykonaných počas stretnutia a krátkym komentárom k údajom na CD. Potlesk po mojom prejave bol rovnako prekvapivý a príjemný ako pred piatimi rokmi, keď sme s Hamom prvýkrát predstavili genóm Haemophilus na mikrobiologickom zjazde. Následne sa články o genóme Drosophila stali najčastejšie citovanými prácami v histórii vedy.
Hoci tisíce výskumníkov ovocných mušiek na celom svete boli s výsledkami potešené, moji kritici rýchlo prešli do ofenzívy. John Sulston označil pokus o sekvenovanie genómu muchy za neúspešný, aj keď sekvencia, ktorú sme získali, bola úplnejšia a presnejšia ako výsledok jeho usilovného desaťročného úsilia o sekvenovanie genómu červa, ktorého dokončenie trvalo ďalšie štyri roky. po zverejnení návrhu vo vede. Sulstonov kolega Maynard Olson označil sekvenciu genómu Drosophila za „hanbu“, ktorú bude musieť vyriešiť vládny projekt ľudského genómu, „z milosti“ Celery. V skutočnosti tím Jerryho Rubina dokázal rýchlo zaplniť zostávajúce medzery v sekvencii publikovaním a porovnateľnou analýzou už sekvenovaného genómu za menej ako dva roky. Tieto údaje potvrdili, že sme mali 1–2 chyby na 10 kb v celom genóme a menej ako 1 chybu na 50 kb v pracovnom (euchromatickom) genóme.
Napriek všeobecnému uznaniu projektu Drosophila však napätie v mojom vzťahu s Tonym Whiteom v lete 1999 dosiahlo horúčku. White sa nedokázal vyrovnať s pozornosťou, ktorú tlač venovala mojej osobe. Zakaždým, keď prišiel do Celery, prechádzal okolo kópií článkov o našich úspechoch, ktoré viseli na stenách v chodbe vedľa mojej kancelárie. A tu sme zväčšili jednu z nich - obálku nedeľnej prílohy denníka USA Today. Na ňom pod nadpisom „Urobí tento ADVENTURIST najväčší vedecký objav našej doby? 7 mi ukázal v modrej kockovanej košeli, ako som si prekrížil nohy a okolo mňa sa vo vzduchu vznášali Koperník, Galileo, Newton a Einstein – a po Bielom ani stopy.
Každý deň volala jeho tlačová tajomníčka, či by sa Tony mohol zúčastniť zdanlivo nekonečného prúdu rozhovorov, ktoré sa odohrávali v Celera. Trochu sa upokojil – a aj to len nakrátko, keď sa jej ďalší rok podarilo dostať jeho fotografiu na titulnú stranu magazínu Forbes ako muža, ktorý dokázal zvýšiť kapitalizáciu PerkinElmer z 1,5 miliardy dolárov na 24 miliárd 8 . („Tony White premenil úbohého PerkinElmera na lapača génov špičkovej techniky.“) Tonyho prenasledovali aj moje spoločenské aktivity.
Prednášal som asi raz týždenne, pričom som prijal malý zlomok z obrovského počtu pozvaní, ktoré som neustále dostával, pretože svet chcel vedieť o našej práci. Tony sa dokonca sťažoval predstavenstvu PerkinElmer, vtedy premenovanej na PE Corporation, že moje výlety a vystúpenia porušujú firemné pravidlá. Počas dvojtýždňovej dovolenky (na moje vlastné náklady) u mňa doma na Cape Cod odletel Tony do Celery s finančným riaditeľom Dennisom Wingerom a generálnym poradcom spoločnosti Applera Williamom Sauchom, aby urobili rozhovor s mojimi najvyššími zamestnancami o „efektivite riadenia spoločnosti Venter“. Dúfali, že nazbierajú dostatok špiny, aby ospravedlnili moje prepustenie. White bol šokovaný, keď všetci povedali, že keď skončím ja, odídu aj oni. To spôsobilo v našom tíme veľké napätie, no zároveň nás to zblížilo viac ako kedykoľvek predtým. Boli sme pripravení osláviť každé víťazstvo, ako keby bolo naše posledné.
Po zverejnení sekvencie mušieho genómu – dovtedy najväčšej sekvencie v histórii – sme si Gene, Ham, Mark a ja pripíjali na to, že sme Tonymu Whiteovi stáli dostatočne dlho na to, aby bol náš úspech uznaný. Dokázali sme, že naša metóda bude fungovať aj pri sekvenovaní ľudského genómu. Aj keby Tony White na druhý deň prestal financovať, vedeli sme, že náš hlavný úspech zostane u nás. Viac ako čokoľvek iné som chcel opustiť Celeru a nemusel som sa zaoberať Tonym Whiteom, ale keďže som chcel ešte viac sekvenovať genóm Homo sapiens, musel som urobiť kompromis. Snažil som sa, ako som mohol, potešiť Whitea, len aby som pokračoval v práci a dokončil svoj plán.
Poznámky
1. Shreeve J. The Genome War: How Craig Venter Tried to Capture the Code of Life and Save the World (New York: Ballantine, 2005), s. 285.
2. Ashburner M. Vyhral pre všetkých: Ako bol sekvenovaný genóm Drosophila (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2006), s. 45.
3. Shreeve J. The Genome War, s. 300.
4. Ashburner M. Vyhral pre všetkých, s. 55.
5. Sulston J., Ferry G. The Common Thread (Londýn: Corgi, 2003), s. 232.
6. Adams M. D., Celniker S. E. a kol. "Genómová sekvencia Drosophila Melanogaster", Science, č.
7. Gillis J. „Odomkne tento MAVERICK najväčší vedecký objav svojej doby? Copernicus, Newton, Einstein a VENTER?“, USA Weekend, 29. – 31. januára 1999.
8. Ross P. E. „Gene Machine“, Forbes, 21. február 2000.
Craig Venter