Обитатели земных глубин. О самых странных существах на планете - Карен Ллойд

на меня и сказал: “Думаю, лучше выгрузить тебя на берег. Закрой последнюю пробу, и отправимся”. Я попыталась натянуть изоленту на мокрый пробоотборник, но не смогла вспомнить, как это делается. Говард посмотрел на меня, как на сумасшедшую: “Карен, ты не сможешь заклеить мокрый пластик, сначала высуши керн, как мы делали со всеми остальными”.

К тому моменту меня уже всю трясло, так что Говард решил ускорить процесс и скомандовал: “Набери в ведро воды и плесни в лодку, чтобы смыть грязь, и мы отплывем”. Я отчетливо помню, как опустила в воду пустое ведро дном вниз, не попытавшись его наклонить. Я глядела на него и удивлялась, почему вода не заливается внутрь. Тогда Говард сказал: “Забудь про лодку, просто немедленно надень теплые вещи!” Я разделась до купальника и увидела свои бледные ноги цвета яичной скорлупы. Их состояние было близко к трупному окоченению, поэтому я попыталась обуться. Прежде чем отправиться к берегу, Говард взглянул на меня еще раз и проорал: “Карен, сначала штаны, потом ботинки!”

Из-за упрямства и недооценки серьезности ситуации я довела себя до первой стадии переохлаждения. Поначалу я говорила себе: “Ну ладно, потерпи, ты просто немножко замерзла”, но потом почувствовала настоящую опасность. Спасибо Говарду: я благополучно вернулась на берег и отогрелась в теплом грузовике. Но мое необдуманное решение в тот день сказалось на результатах работы: мои керны были слишком короткими, чтобы из них можно было извлечь пользу. Я описала их в диссертации, но никакой новой информации они не дали и о них нельзя было написать в статье для рецензируемого журнала. Теперь, когда я провожу исследования в экспедициях (неважно, спускаюсь ли в глубины океана или лениво плещусь в залитом солнцем пруду), я прокручиваю в голове все возможные ситуации и стараюсь принимать такие решения, которые снижают риск. Никакие образцы не стоят моей жизни.

В ходе работы над диссертацией я много раз возвращалась в устье реки Уайт-Оук – в гораздо менее драматичных условиях. Но при анализе результатов я делала другие ошибки. Всю свою работу я посвятила поиску одного подземного микроба, который может метаболизировать метан и не слишком сильно отличается от ранее известных организмов. Но постепенно мне стало ясно, что это неправильный выбор. В моих образцах ила преобладало еще более странное существо, чем то, которое я пыталась обнаружить: представитель нового типа организмов, до этого его находили только в озерах бореальных лесов8, в отложениях на океанском дне9 и в золотоносных шахтах Южной Америки10. Фумио Инагаки из Японского агентства науки и технологий моря и суши (JAMSTEC, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) назвал этот тип “смешанной группой кренархеот” (Miscellaneous Crenarchaeotal Group, MCG), будто это какая-то папка с разрозненными файлами. Я работала совсем не в экзотическом месте, а просто в устье реки с нормальными условиями температуры, давления и pH, но эти выходцы из иного мира были там самой многочисленной группой. Я гонялась не за теми призраками. Следовало искать именно MCG.

Мы нуждались в информации – хоть какой-то, чтобы понять способы существования этих MCG. После защиты диссертации я думала, где бы поработать постдоком[30], и как раз в это время Бо Баркер Йоргенсен из Орхусского университета в Дании предложил: “Меня MCG тоже очень заинтересовали. Почему бы тебе не перебраться в Данию и не поработать со мной? Попытаемся полностью отсеквенировать их геномы”. Мы сходились во мнении, что сочтем свою работу успешной, если нам удастся прочесть последовательность хотя бы одного гена (кроме 16S рРНК), который мы однозначно смогли бы идентифицировать как принадлежащий этим странным организмам. Но сказать легче, чем сделать, ведь процесс секвенирования не позволяет понять, какой ген какому организму принадлежит.

Наш план заключался в том, чтобы выделить из смеси индивидуальную клетку, так чтобы после секвенирования ДНК мы точно знали, что все гены принадлежат именно этому организму. Однако такой подход никогда раньше не применяли для анализа образцов ила. И отделять крохотные клетки от таких же крохотных кусочков грязи – задача не из легких. Когда я приехала в Данию, моя первая задача состояла в том, чтобы помочь Бо приобрести недавно изобретенный лазерный микродиссекционный микроскоп, который позволил бы нам вырезать одну крохотную клетку из фильтра, перенести в пробирку и прочесть ее геном.

Честно говоря, еще более срочная задача для меня заключалась в том, чтобы научиться спрашивать по-датски: “Где тут родильное отделение?”, ведь я была на пятом месяце беременности. Мне повезло, поскольку Дорте Петерсен, которая тоже была постдоком и работала вместе со мной над общим проектом, также была беременна. Из-за тикающих у нас в животах часов мы с Дорте работали как сумасшедшие, вместе с нашим небеременным коллегой Ларсом Шрайбером. Однако наши малыши одержали верх над технологией. К моменту их появления на свет мы все еще не знали, как предотвратить вымывание вырезанных лазером клеток под действием статического электричества.

В Дании у молодых матерей длинные отпуска, и поэтому у меня и моих коллег было достаточно времени, чтобы пересмотреть наши методы. Мы слышали о новой технологии, предложенной Рамунасом Степанаускасом из Океанологической лаборатории Бигелоу в штате Мэн, с помощью которой удавалось амплифицировать геномы многих одноклеточных организмов. Единственная загвоздка заключалась в том, что Рамунас работал с морской водой, и ужасно дорогой аппарат для так называемой флуоресцентно-активируемой сортировки клеток, который он использовал, вышел бы из строя при попадании в него мельчайшей частицы грязи. А наши образцы и были грязью. Тем не менее нам казалось, что метод сортировки единичных клеток стоит опробовать, и поэтому мы с Дорте оставили годовалых детей в надежных руках наших мужей и полетели в Мэн, чтобы поговорить с Рамунасом. Он моментально понял, насколько важно испытать его технику для изучения странных организмов из земных глубин. После некоторого размышления он заявил: “Чем черт не шутит, давайте попробуем”. И мы выслали ему образцы ила, извлеченные со дна залива Орхус в Дании[31].

Не более чем через месяц Рамунас прислал нам десятки маленьких пробирок, в которых содержалась размноженная ДНК из индивидуальных клеток. Сбылась моя мечта! Мы принялись как можно быстрее секвенировать все геномы, а Ларс разрабатывал метод анализа геномных данных, поскольку с организмами такого типа никто раньше не работал.

Анализ списка генов походил на чтение древних свитков, с той только разницей, что древним свиткам обычно не больше нескольких тысяч лет. А эти гены принадлежали организмам, появившимся миллиарды лет назад, и мы были первыми, кто их увидел. Мы с Бо