Тихие войны большой науки: как ученые и университеты борются за великие открытия

Александра Борисова-Сале Автор

Сколько тратят на науку российские и американские университеты, почему все вкладывают в американскую биомедицину и как одна небольшая задержка публикации научной статьи может изменить список победителей Нобелевской премии — рассказывает научный журналист Александра Борисова

В спорте флаг имеет значение. В сборных сильных спортивных держав высокая конкуренция, но пробившийся получает все. В этом смысле наука подобна спорту высоких достижений — страны с развитой наукой привлекают лучшие мозги со всего мира. Крупные университеты обладают не только большим финансированием: они могут оказывать организационную и правовую поддержку для патентования и открытия бизнеса, выдвигать на престижные международные премии. Некоторые исторические данные о номинировании дает сайт Нобелевской премии (все данные держатся в тайне 50 лет, а затем публикуются). Например, в первые 10 лет XX века «номинаторов» (тех, кто выдвигает на премию) из США было 135 человек, из России — 81, из Великобритании и Франции — порядка 300 человек от каждой, а из Китая — ноль. К середине XX века ситуация коренным образом изменилась: в 1960-х в США было уже 728 «номинаторов», в СССР — 55, в Китае — два человека, Европа держалась более-менее стабильно. Более того, за весь доступный период статистики только США, Франция и Германия смогли перешагнуть порог в 2000 номинаторов, в России их 233, а большая часть стран представлена всего несколькими десятками человек. Не менее впечатляет и разница в бюджетах на науку. Согласно отчету Счетной палаты, МГУ — крупнейший российский вуз — располагал в 2019 году бюджетными деньгами 17,9 млрд рублей (порядка $200 млн). Тем временем Университет Калифорнии в Беркли на своем сайте жалуется, что из-за ковида может потерять $349 млн, а его фандрайзинговые программы исчисляются миллиардами.

Кто зарабатывает на великих открытиях

Нобелевские возможности США отличаются от многих стран на порядки. Это относится к науке в целом и еще в большей степени к биомедицине. Несовершенство американской системы здравоохранения для конечного пользователя, пациента, одновременно является ее гигантским преимуществом в смысле развития инноваций. Медицина в Америке очень дорогая: затраты в этой сфере составляют почти 20% ВВП страны, а средний американец вынужден тратить на лекарства по $1200 в год. От этого страдают пациенты, но это стимулирует рынок: инновационное лекарство или подход к лечению дают новую возможность больших заработков для компаний и правообладателей. Поэтому патентные споры в США — обычное дело, в них активно участвуют и университеты, и научные институты, которые становятся совладельцами инновационных стартапов своих сотрудников. Так, многолетний кандидат на Нобелевскую премию биохимик Роберт Лэнгер много лет является успешным предпринимателем и большой медийной фигурой. У Лэнгера более тысячи патентов, а его фармстартапы получили даже российские инвестиции. По тому же пути идут многие ученые-эмигранты. Выпускник МФТИ, а ныне американский профессор и один из ведущих специалистов по электрофизиологии сердца Игорь Ефимов — основатель компании-разработчика электродефибрилляторов Cardialen.

Однако фундаментальная наука шире, чем ее конкретные применения, поэтому от науки высокого уровня выигрывает огромное количество людей, а не только авторы открытия. Научные исследования, особенно нобелевского уровня, зачастую представляют собой столь универсальные открытия, что масштаб их применения и влияние на науку превосходит масштаб даже десятка патентов и уж тем более работы одной компании или лаборатории. Таковы, например, подходы клик-химии, разработанные Валерием Фокиным и Барри Шарплесом, она так называется, потому что позволяет собирать молекулы легко и точно, будто в один клик. Это же можно сказать о любой отмеченной Нобелевской премией химической реакции. Химики-органики разрабатывают новый способ аккуратно и точно соединить один атом с другим, а потом этим методом получают безграничное число новых соединений — лекарств, материалов, красителей, чего угодно. Именно поэтому в случаях таких «нобелевок» вопрос «Что именно было создано этим методом?» часто ставит в тупик и лауреатов, и членов комитета. Химическая реакция публикуется в научной статье, которая доступна всему научному сообществу, а патенты уже получают на конкретное соединение или технологию его получения.

Но в некоторых случаях ученые все же становятся прямыми бенефициарами своей работы как интеллектуальной собственности. И тогда атмосфера сотрудничества и дружественной конкуренции может смениться новостями из судов. Так, Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье, получившие в этом году Нобелевскую премию за разработку метода генетического редактирования с помощью систем CRIPSR/Cas9, не могут отстоять первенство в американских судах.

Дело в том, что за право называться первооткрывателями CRISPR/Cas9 на разных уровнях боролись несколько ученых: тандем Дудны и Шерпантье, их коллега из Института Брода Чжан Фэн и еще один пионер CRISPR/Cas9 — литовский биохимик, выпускник аспирантуры МГУ Виргиниюс Шикшнис, который сейчас хранит постнобелевское молчание. В 2018 году он получил престижную американскую премию Кавли вместе с Дудна и Шарпантье, но в список нобелиатов не вошел и в новостях о патентных войнах более не фигурирует.

Почему все сходят с ума по CRISPR/Cas9

Особая привлекательность истории CRISPR/Cas9 в том, что она напоминает о науке прошлого или даже позапрошлого века, когда результат огромного значения был получен в результате изящной игры ума героя-одиночки. Распространенность, которую получил метод в лабораторной практике, связана с простотой исполнения — это не масштаб большого адронного коллайдера или гигантского телескопа. Ученые несколько десятков лет смотрели на странную по меркам развитых организмов иммунную систему бактерий и еще более древних и примитивных организмов — архей. «Переболев» вирусом, они внедряли кусочек его генома в свой, передавая этот код по наследству. В момент следующей встречи с той же инфекцией их микроскопический иммунитет распознавал уже знакомую последовательность и разрезал ДНК или РНК вируса, не давая ему внедриться в клетку.

Микробиолог Эммануэль Шарпантье исследовала именно эти системы на примере болезнетворной бактерии Streptococcus pyogenes. Она обнаружила ранее неизвестный элемент иммунитета бактерии — особую молекулу РНК, tracrRNA, которая «режет» геном вируса. Это был 2011 год, она опубликовала статью и инициировала сотрудничество с более опытным биохимиком, американкой Дженнифер Дудна. Вместе они смогли разглядеть в этом механизме метод, универсальный инструмент — те самые «генетические ножницы», которые могут разрезать ДНК в четко заданном месте. В естественном состоянии CRISPR/Cas9 системы лишь распознают вирусные ДНК, но исследовательницы смогли перепрограммировать их, чтобы разрезать любую ДНК нужным образом. В это же время к тем же результатам подошла группа литовца Шикшниса, в обеих случаях речь шла об опытах in vitro — в пробирке, а не in vivo — в живой клетке.

Виргиниюс Шикшнис подал статью с результатами своей работы в научный журнал Cell 6 апреля 2012 года. К сожалению, с ней случилось то, что происходит каждый день с сотнями научных работ: редактор журнала счел ее недостаточно значимой для своего издания и отклонил, даже не передав рецензентам. Шикшнис потерял драгоценное время: статью он переподал 21 мая в Proceedings of the National Academy of Sciences, она вышла в свет 4 сентября. А Дудна и Шарпантье повезло: они хоть и отправили свою статью позже, 8 июня, но сверхавторитетный журнал Science оказался к ним благосклонен и сразу оценил потенциал работы, так что статья вышла онлайн уже 28 июня. Можно только спекулировать на тему о том, почему такие схожие работы от авторов из разных стран встречают столь разный прием (найдутся ученые на постсоветском пространстве, которые скажут, что их всегда судят строже американцев). Так или иначе, приоритет закрепился за Дудна и Шарпантье. В январе 2013 года свое слово сказал Чжан Фэн из элитного Института Брода (Массачусетс, сотрудничество Гарварда и MIT). Он и его коллеги показали, что редактировать геном можно не только в пробирке, но и в живой клетке.

Калифорнийский университет в Беркли (там работает Дженнифер Дудна) и Институт Брода подали заявки на патент еще 2012 году, и в этот раз удача отвернулась от Дудна и Шарпантье: их организация подала заявку раньше, но Институт Брода заплатил за ускоренное рассмотрение и первым получил патент на «генетические ножницы».

Адвокаты Университета Беркли пытались оспорить это решение в суде, опираясь на научный приоритет: Дудна и Шарпантье раньше предложили сам инструмент CRISPR, а разработки Института Брода — применение метода на клетках растений, людей и животных — они не считают чем-то принципиально новым. Однако Апелляционный совет с ними не согласился, и это, наверное, вполне в духе патентного права: область результатов Фэна признана достаточно самостоятельной, чтобы заслуживать отдельной патентной защиты. Это решение было принято в минувшем сентябре, за месяц до новостей о присуждении «нобелевки». Вот и получилось — кому патент, кому Нобелевская премия. С финансовой точки зрения выиграли почти все участники спора. По состоянию на 2017 год, компания Inelia Therapeutics Калифорнийского университета в Беркли стоила более $17 млн, CRISPR Therapeutics Эммануэль Шарпантье — $30 млн, Editas Medicine Института Брода — почти $36 млн.

Основал ли компанию Виргиниюс Шикшнис, неизвестно, но из патентной гонки он точно выбыл. Сейчас он продолжает работать руководителем департамента в Институте биотехнологии Вильнюсского университета над тематиками, связанными с CRISPR/Cas9.