Выбрав свой экономический стандарт, я не знал, как на практике узнать стоимость секвенирования. К счастью, я догадался спросить об этом своего коллегу — Джонатана Ходжкина, профессора генетики из Оксфордского университета. И с радостью узнал, что он недавно сделал именно то, что мне нужно, когда готовился к лекции для школы, в которой когда-то учился. Ходжкин любезно прислал мне следующие оценки стоимости в фунтах стерлингов секвенирования одной базы (то есть одной буквы кода ДНК). В 1965 году эта стоимость составила около тысячи фунтов за букву для секвенирования 5$ рибосомной РНК бактерии (не ДНК, но секвенировать РНК стоит примерно столько же). В 1975 году стоимость секвенирования ДНК вируса Х174 составила около десяти фунтов за букву. Ходжкин не нашел подходящего примера для 1985 года, а в 1995 году стоимость составила один фунт для секвенирования ДНК Caenorhabditis elegans — крошечного червя-нематоды, в которого молекулярные биологи настолько влюблены, что называют его просто “нематода” или даже просто “червь”
[134]
. Около юоо года, к тому времени, когда увенчался успехом проект “Геном человека”, стоимость секвенирования составляла около 0,1 фунта за букву. Чтобы показать положительную тенденцию, я взял обратные этим величинам показатели “соотношения цена — качество”, то есть количество ДНК, которое можно секвенировать за определенную сумму денег (я выбрал тысячу фунтов с поправкой на инфляцию). Я нанес полученные показатели в базах на тысячу фунтов на логарифмическую шкалу, удобную тем, что на ней график экспоненциального роста имеет вид прямой линии.
Я должен вслед за профессором Ходжкином отметить, что данные по этим четырем точкам рассчитаны лишь в первом приближении. Тем не менее их близость к прямой линии достаточно убедительна, что заставляет предположить экспоненциальный рост наших возможностей в области секвенирования ДНК. Время удвоения (или время сокращения стоимости вдвое) составляет два года и три месяца, что сопоставимо с полутора годами, о которых говорит закон Мура. В той степени, в какой секвенирование ДНК зависит от мощности компьютеров (а эта степень довольно высока), открытый нами новый закон, должно быть, многим обязан самому закону Мура, что оправдывает мое шуточное название — “сын” закона Мура.
Вообще-то у нас нет никаких оснований ожидать экспоненциального роста технического прогресса. Я не пытался строить графики, но удивился бы, если бы оказалось, что, скажем, скорость летательных аппаратов, расход топлива автомобилей или высота небоскребов меняются экспоненциально. Я подозреваю, что они меняются не вдвое за постоянные промежутки времени, а ближе к арифметической прогрессии. Действительно, покойный Кристофер Эванс
[135]
писал еще в 1979 году, когда закон Мура едва вступил в силу:
Сегодняшний автомобиль отличается от автомобиля первых послевоенных лет по целому ряду показателей... Но давайте на минуту представим, что автомобилестроение за тот же период развивалось с такой же скоростью, как компьютерная промышленность: насколько дешевле и эффективнее были бы современные модели? Сегодня можно было бы купить “Роллс-ройс” за 1 фунт 35 пенсов, он расходовал бы один галлон топлива на три миллиона миль, а мощность его двигателя была бы как у (лайнера) “Королева Елизавета — 2”. А если вас интересует миниатюризация, то вы могли бы разместить полдюжины машин на булавочной головке.
Космонавтика тоже казалась мне отраслью, где возможен умеренный, поступательный рост, как в автомобилестроении. Но затем я вспомнил интереснейшие рассуждения Артура Кларка, чьим авторитетом пророка нельзя пренебречь. Представьте себе космический корабль будущего, улетающий к далекой звезде. Даже если он будет лететь с самой высокой скоростью, возможной на нынешнем этапе развития космонавтики, ему все равно потребуется не одно столетие, чтобы достигнуть цели. И прежде чем он проделает половину своего пути, его перегонит более быстрый корабль — продукт технологий одного из следующих столетий. Кто-то мог бы сказать, что первый корабль вообще не стоило труда запускать. Из тех же соображений и второй корабль тоже не стоило труда запускать, потому что члены его команды обречены помахать руками своим правнукам, проносящимся мимо на третьем корабле, и так далее. Одним из способов разрешить этот парадокс будет указание на то, что технологии, необходимые для создания последующих кораблей, не стали бы доступны без исследований и разработок, которые пошли на создание их более медленных предшественников. Я дал бы тот же ответ любому, кто предположил бы, что поскольку весь проект “Геном человека” теперь можно было бы начать с нуля и завершить гораздо быстрее, значит, и само это предприятие следовало отложить на соответствующий срок.
Если четыре точки, по которым построен наш график, следует признать грубыми оценками, то экстраполяция прямой линии до 2050 года тем более неточна. Но по аналогии с законом Мура, и особенно если “сын” закона Мура действительно чем-то обязан отцу, эта прямая линия, вероятно, представляет собой достаточно убедительный прогноз. Давайте по крайней мере проследим, куда она нас приведет. Она заставляет предположить, что в 2050 году у нас будет возможность целиком секвенировать человеческий геном всего за сто фунтов по их текущей стоимости (около ста шестидесяти долларов США). Вместо проекта “Геном человека” каждый сможет себе позволить собственный, персональный геномный проект. Специалисты по популяционной генетике получат
окончательные данные о человеческом разнообразии. Можно будет построить схемы родства, связывающие любого с любым другим. Это будет воплощением самых дерзких мечтаний историков. Они воспользуются данными о географическом распространении генов, чтобы реконструировать великие переселения и нашествия былых веков, прочертить пути морских походов викингов, проследить по генам американских племен их расселение от Аляски до Огненной Земли, а по генам англосаксов — их расселение по Британии, уточнить историю еврейской диаспоры и даже найти современных потомков жестоких завоевателей прошлого, таких как Чингисхан
[136]
.
