Давка в приемной у Нобеля, или Эволюция типа ученого в эпоху коллективизации науки

Весной 1900 года три ботаника - голландец де Фриз, австриец Чермак и немец Корренс независимо друг от друга сделали открытие, которое позволяло говорить о рождении новой науки. Ученые обнаружили закономерности наследования признаков при скрещивании гибридов различных растений - дурмана, кукурузы, мака, энотеры и других. С этого момента принято отсчитывать развитие генетики.

Однако первооткрывателей ждало большое разочарование - вскоре выяснилось, что установленные ими закономерности уже были описаны тридцать пять лет назад в трудах никому в то время не известного Грегора Менделя, монаха-августинца, настоятеля церкви Успения Богоматери в чешском городе Брно. В свободное от размышлений о Боге время Мендель разводил в монастырском огороде сорта гороха с разноцветными цветками, разнообразными плодами и стеблями. Наблюдая за потомством от скрещивания разных сортов, Грегор Мендель пришел к выводам, заложившим основы генетики. В иные, не столь отдаленные времена, эта наука, хотя и в несколько ругательном смысле, даже обозначалась его именем.

Все составляющие стартового эпизода развития генетики можно считать символичными. Мендель был, скорее всего, созерцателем по природе, он обладал незаурядной любознательностью не только в отношении мира духовного, но и всего, что дышит, движется, растет, он работал в полном одиночестве и не успел осознать той роли, которую сыграл в рождении генетики. Не узнали об этом и другие выдающиеся ученые - его современники, например Чарльз Дарвин. Несмотря на это, последующим поколениям даже не пришло в голову оспаривать вклад Менделя в науку, хотя основоположника уже не было в живых.

Идеальный образ научного гения девятнадцатого века все дальше уходил в прошлое. И то, что законы Менделя были переоткрыты сразу несколькими исследователями, тоже символично - двадцатый век сделал как никогда актуальным коллективное творчество в науке.

Хотя последующие этапы развития генетики связывают с именами отдельных ярких личностей - Т. Моргана,
Г. Меллера, Н. Вавилова и других, большинство открытий было сделано не гениальными одиночками. Крупные достижения стали возможны благодаря работе целых научных лабораторий. И это неудивительно, ведь трудоемкость научной работы все более возрастала. Авторами следующей сенсации - расшифровки в 1953 году структуры молекулы ДНК - стали физик Френсис Крик и биохимик Джеймс Уотсон. Ни в коем случае не отрицая значения их открытия (это все равно что оспаривать приоритет Гагарина в освоении космоса), ставшего, вероятно, самой важной вехой развития не только генетики, но и целого ряда «сопредельных» наук, отметим лишь, что оно было бы невозможно без рентгеноструктурного анализа. А этот этап работ был проделан независимо от Уотсона и Крика тремя группами исследователей. Изучив рентгенограмму ДНК, блестяще сделанную Розалиндой Франклин, Уотсон и Крик получили то недостающее звено, которого им не хватало для завершения своей модели. Их статья о структуре ДНК вышла в том же выпуске «Nature», что и рентгенограммы ДНК, выполненные сотрудниками лаборатории, в которой работала Франклин. Так что честь эпохального открытия у двух основоположников вполне могли бы оспаривать еще десяток человек. И , вероятно, в наше время кое-кого из них непременно включили бы в число Нобелевских лауреатов. Сегодня уже стало «хорошим тоном» присуждать Нобелевские премии по естественным наукам нескольким ученым одновременно. А в 1953 году высшую научную награду получили только Уотсон и Крик. Выдающихся ученых в их окружении было слишком много, премии на всех все равно бы не хватило…

В то время на горизонте уже забрезжила эра компьютеров, хотя в биологии эти «чудо-машины» поначалу применялись с величайшей осторожностью. Вспоминаю, как в лаборатории одного из крупнейших институтов, специализировавшихся на генной инженерии и генетике микроорганизмов, компьютер стоял в отдельной комнате, ключ от которой хранился у шефа и его секретарши. Доступ в хранилище золотых плодов цивилизации могли получить лишь те, кто пользовался милостью начальства. Ибо добавка к диссертации фразы «проведен компьютерный анализ данных» (хотя речь могла идти об операциях, посильных обычным счётам) окружала ее ореолом современности, страхующим от каверз оппонентов и рецензентов. Иной ретивый критик и рад был бы поклевать такую работу, но, почесав в затылке, отказывался от безумной затеи: кто их знает, чего они там насчитали на своем компьютере, то бишь ЭВМ. А вдруг правда, а если и неправда, все равно прослывешь ретроградом…

Все переменилось в одно прекрасное мгновение, когда появились персональные компьютеры. Стало ясно, что никаких особых курсов для обучения работе на них человеку с высшим образованием проходить в общем-то не нужно. Научился же он пользоваться электрическим утюгом, телефоном, стиральной машиной - научится работать и с компьютером. А сегодняшние школьники вообще считают, что компьютер - это игрушка, на которой взрослые в свободное от игр время еще и работают.

Но шутки шутками, а в биологии, в частности в генетике, появилась область, где без компьютерного анализа не обойтись. В конце двадцатого века перед генетиками встала глобальная задача по расшифровке генома человека. Ее решение оказалось возможным благодаря развитию особой технологии - секвенирования, то есть разборке генетического текста на отдельные «буковки»- нуклеотиды. В скобках заметим, что когда-то владение этой технологией было не менее таинственной привилегией немногих, чем компьютер в запертой комнате. В начале восьмидесятых она могла быть основой кандидатской и даже докторской диссертации. Сегодня же на Западе такую работу выполняет любой квалифицированный лаборант, нажимая на кнопки прибора, а запись и анализ получаемой информации проводит компьютер.

Объем работы по расшифровке генома человека можно было оценить по предыдущему этапу, пройденному на этом пути, - расшифровке генома круглого червя Caenorhabditis elegans. Анализ ста миллионов нуклеотидных пар, составляющих геном крошечного червячка, потребовал восьми лет труда двух исследовательских групп - сотрудников американского Центра геномного секвенирования и английского Сенгеровского центра. Число ученых, занимавшихся этой работой, было столь велико, что журнал «Science», где в 1998 году были опубликованы результаты, назвал их «Консорциум секвенаторов C. elegans» , а полный список разместил в Интернете.

По приблизительным оценкам, геном человека в тридцать раз больше генома нематоды, и при таких темпах на предстоящую работу потребовалось бы больше ста лет. Но благодаря совершенствованию технологий в генетике и современному программному обеспечению уже в 1999 году американская фирма Celera расшифровывала не менее десяти миллионов нуклеотидных пар в сутки. Она и стала в конце концов победителем, разорвавшим финишную ленточку в гонке под названием «Расшифровка генома человека».

Кроме «прочитывания» генетического текста, параллельно осуществлялся компьютерный анализ участков генома, позволивший сделать выводы об их функциональной значимости. Такая работа под силу лишь огромным объединениям ученых. Число участников научного открытия возросло до сотен человек. Итак, следующим Нобелевским лауреатом, по-видимому, станет консорциум Celera? А в дальнейшем, вероятно, число их будет измеряться уже тысячами? Или их будут определять по жребию? Хотя заслуживает ли столь высокой награды работа по получению (пусть и мегаколичеств) информации с использованием уже имеющейся технологии…

Итак, почти незаметно индивидуальность и гениальность сменились поголовным и не совсем добровольным коллективизмом. В работе гигантской машины, «перемалывающей» миллиарды нуклеотидов, остается мало места творчеству, полету фантазии, анализу (не компьютерному) данных, приводящему к нетривиальным догадкам… Сейчас речь идет уже о том, чтобы колоссальную работу по анализу генома человека провести «всем миром», используя технологию распределенных вычислений. Что уж говорить об авторских правах и претензиях на Нобелевскую, - как известно, коллективная собственность все равно что ничья. Проверено и доказано опытом развития одной, отдельно взятой страны. Кто вспомнит о том, что сделали другие тридцать пять лет назад, чтобы признать их приоритет?

Нужно сказать, что в биологии процессы коллективизации научного знания начались давно. Моделирование генноинженерных конструкций с целью получения микроорганизмов с новыми ценными свойствами происходило по принципу сборки на конвейере: один занимался выведением нужного штамма бактерий, другой готовил вектор, который будут в штамм внедрять, третий очищал ферменты, необходимые для генноинженерных манипуляций. Конечную цель работы знал только шеф, остальные послушно укладывали свои «кирпичики» в общую стену. Диссертации писались по принципу мозаики: вот тебе результаты от Коли, графики от Лиды, электрофорез от Пети. В целом получалась неплохая работа. Вот только можно ли ее назвать научной и творческой?

В генетике сегодняшнего дня этот принцип сохраняется и развивается. Но кроме того, добавилось еще одно необходимое условие успешного становления ученого - овладение в совершенстве компьютерными технологиями. Иначе нельзя работать с гигантскими базами данных, которыми оперирует современная наука. Для этого понадобится полное погружение будущего Менделя в виртуальные миры. Причем вряд ли у него будет желание отвести взгляд от дисплея компьютера и взглянуть за окно, где ветерок качает белые и розовые цветки гороха, приведшие к эпохальному открытию в генетике. Некогда. Да и неинтересно.

Есть ли выход из этого тупика?

[i41652]