Фридман получил медицинское образование достаточно рано, в двадцать два года, в 1976. У него был год до того, как занять место гастроэнтеролога в клинике Бригема в Бостоне, так что он подписался на временную исследовательскую работу в Рокфеллеровском университете (Нью-Йорк), чтобы убить время. Там он встретился с ученым Мэри Жанной Крик, которая и ввела его в область биохимических основ поведения. Фридман стал ее ассистентом в работе по воздействию опиатов на головной мозг. Он говорит: «Я был на самом деле воодушевлен тем, что молекулы в нашем мозге воздействуют на наше поведение и эмоциональное состояние, что это не какие-то метафизические процессы и что были молекулы — переносчики информации. И тогда я на самом деле полюбил исследовательскую работу».
В тот же год Фридмана представили другому исследователю, доктору Брюсу Шнайдеру, который изучал мышь ob. Шнайдер помог Фридману осознать, что это животное можно использовать для идентификации молекул, контролирующих поведение. Воодушевленный такой возможностью, Фридмана оказался перед дилеммой: оставаться в науке или продолжить врачебную карьеру в Бостоне. Коллеги Фридмана по медицинскому курсу уже хорошо зарабатывали, в то время как он всерьез думал, не вернуться ли к учебе. Медицина принесла бы удовлетворение его семье, но исследования вызвали у Фридмана такое любопытство, которое он не мог игнорировать.
Он решил отвергнуть гастроэнтерологию в Бостоне и отправился в аспирантуру Рокфеллеровского университета в 1981 году. Его отец не пытался скрыть недовольства. Фридман говорит: «Я помню, как он насмешливо сказал: „Ну отлично, теперь тебе будут платить как доктору наук“. Он вызвал у меня чувство вины из-за его мечты заниматься частной практикой вместе с сыном. Но это вовсе не было моей мечтой». Фридману было нелегко отказаться от престижной и хорошо оплачиваемой работы врача, бывшей частью семейного наследия.
Но в Рокфеллеровском институте у него все пошло хорошо. Он начал работать с Джеймсом Дарнеллом, одним из ведущих молекулярных биологов, изучая, как ДНК превращается в клеточные компоненты, которые влияют на наше тело. Фридман говорил: «Я знал, что это была перспективная сфера. Способ включать и выключать гены и смотреть, как это влияет на клеточные функции. Это было время большого воодушевления и перемен в биологии».
Фридман получил степень в 1986 году и был готов создать собственную лабораторию. Именно в это время он заинтересовался таинственным веществом, о существовании которого Коулман заговорил десятилетием ранее. Гипотеза Коулмана неоднократно обсуждалась, но точных сведений получить не мог никто. Когда Фридман позвонил ему, пытаясь узнать, не повезло ли тому наконец, пожилой ученый признался, что, несмотря на все усилия, сдался. У Коулмана просто не было правильных инструментов, чтобы идентифицировать тот компонент в мышиной крови, и поиски ни к чему не привели. Но Фридман был уверен, что с помощью молекулярной биологии удастся найти новый способ для выявления гена ob, который и позволит обнаружить искомое вещество. Он вспоминает: «В 1984 и 1985 в моей голове потихоньку оформился план, как можно клонировать ген ob, хотя я знал, что проект будет долгосрочным и рискованным».
В мире науки Фридман был умным, конкурентоспособным выскочкой, но пока он еще не сделал себе имени. Если бы он нашел неуловимое соединение, то все бы изменилось в мгновение, и именно это определило его выбор. Фридман говорит: «Я был амбициозен, хотел добиться успеха и знал, что клонирование ob позволит хорошо себя зарекомендовать. Более того, я был движим сильным любопытством по поводу собственно дефектного гена. Если присмотреться к животным с мутацией, то казалось невероятным, что один поврежденный ген мог приводить к тому, что мышь ела беспрерывно и весила в три раза больше нормы. Мышь ob была примером того, как молекула контролирует поведение. Совершенно очевидно, что каким бы ни был этот ген, он очень важен».
В 1986 году Фридман получил лабораторию и персонал в Рокфеллеровском университете и вступил в гонку. Если бы удалось выделить ген ob, то ученые смогли бы изучить, какой белок производит этот ген и какой эффект он оказывает на тело. Предприятие было связано с огромным риском. В прошлом, когда исследователи собирались идентифицировать какой-то ген, у них было преимущество в виде продукта этого гена — конкретного белка — и они пытались определить, какой именно ген создает этот белок. С такой задачей они справлялись, расшифровывая код белка, который в конечном итоге приводил к гену. В случае ob не имелось белка, с которого можно было начать. Гипотеза сводилась к тому, что белок, производимый ob, был тем самым упущенным звеном из опытов Коулмана. Команде Фридмана пришлось начать с поисков гена, многократного его клонирования и использования клонов для определения, какой именно белок данный ген производит. Затем нужно было разобраться, является ли этот белок тем самым веществом из мышиной крови, и в конечном итоге понять, как ген может производить дефектный белок, вызывающий ожирение. И уже первый шаг — поиск ob в море из десятков тысяч генов — выглядел пугающе.
Чтобы лучше понять, почему обнаружение одного гена такое сложное предприятие, мы должны осознать, из чего состоят гены — из ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Все базовые инструкции по созданию и функционированию человеческого тела закодированы в нашей ДНК. ДНК — огромная молекула в виде длинной двойной спирали, части которой соединены чем-то похожим на ступеньки лестницы. Каждая ступенька состоит из двух связанных единиц — оснований — и называется парой оснований. В человеческой ДНК более трех миллиардов пар оснований. Поскольку молекула очень велика, она изгибается, скручивается и складывается сама на себя словно клубок пряжи, образуя структуры, именуемые хромосомами. Всего существует сорок шесть хромосом, и они упорядочены в двадцать три пары. Каждую хромосому можно разделить на гены. Гены содержат коды ДНК каждого отдельного белка, и все эти белки в конечном итоге создают наши органы и ткани. Белок образует клеточные структуры и исполняет различные функции в теле. Хромосомы оценочно содержат двадцать тысяч генов, кодирующих равное количество белков. Один из способов представить хромосомы и гены — думать о них, как о книгах в библиотеке. ДНК — это библиотека, хромосомы — отдельные полки, а гены — книги, в каждой содержится инструкция, как кодировать белок с определенной функцией.
Не во всех клетках содержатся одинаковые белки. Клетки глаза не обязательно производят те же белки, как клетки мочевого пузыря, и это имеет смысл, поскольку у разных частей тела разные функции. Каждая из наших клеток несет в себе копию нашей ДНК, и различные гены «выражены» (в конечном итоге переведены в белки) различными клетками в зависимости от их роли. Как только ген для белка найден, ученые могут реплицировать (клонировать) этот ген и создать из него белок. Как только получено достаточное количество белка, его можно тестировать разными способами, чтобы понять его функции в теле.
Охота за геном ob в гигантском бассейне ДНК напоминала поиск крышечки от бутылки на дне Тихого океана. Ученые знали, что он существует, но никто не знал — где. Потратить годы карьеры, разыскивая этот ген, значило поставить на карту все: неудача привела бы к академическому забвению, но успех принес бы успех и славу. Чтобы все выглядело еще сложнее, черта ob оказалась рецессивной, а значит, перескакивала через поколения. Поэтому сужение области поиска хромосомы, где находился ген, становилось еще менее простым. Команда Фридмана при помощи его коллеги Рудольфа Лейбеля должна была пройти через несколько поколений нормальных и больных мышей, чтобы получить результат. Это требовало времени и настойчивости, работа оказалась не для малодушных.
