Rozdział 1 Złym genom mówimy nie Narodziny projektu genesis
Dni wyraźnie się skróciły, a chłodniejsze noce wskazywały nieuchronne nadejście jesieni w Duxbury w stanie Massachusetts, uroczym nadmorskim miasteczku na południe od Bostonu. Bill McBain był utalentowanym uczniem o rozległych zainteresowaniach obejmujących fotografię, matematykę i dziennikarstwo, ale pod innymi względami niczym się nie wyróżniał: pierwszego dnia ósmej klasy nie dało się nie zauważyć, że Bill wystrzelił w górę, podobnie jak jego koledzy i koleżanki. Był teraz wyższy o dziesięć centymetrów. Jednak - w przeciwieństwie do innych dzieci - stracił również na wadze. Podczas gdy jego rówieśnicy zaczynali nabierać nastoletnich kształtów i młodzieńczej muskulatury, Bill był chudy jak patyk - sama skóra i kości.
Codziennie kładł się wcześnie, a rano i tak budził się wyczerpany. Zaczął częściej pić wodę - w ogromnych ilościach - ale zdawało się, że nigdy nie jest w stanie ugasić pragnienia. Był rok 1999 i przezroczyste plastikowe butelki Nalgene nagle stały się szalenie popularne wśród młodzieży szkolnej. Dla Billa Nalgene nie było modnym dodatkiem do jego szkolnego ekwipunku, lecz koniecznością: między lekcjami napełniał butelkę wodą i opróżniał ją w mgnieniu oka. Pewnego razu, wpatrując się w zaznaczoną na butelce podziałkę, Bill - który kochał matematykę - pogrążył się w obliczeniach. Oszacował, że wypija od 15 do 18 litrów wody dziennie.
Kiedy w lutym przyjaciółka rodziców Billa odwiedziła ich w domu, z niepokojem obserwowała, jak chłopiec nieustannie sięga po swoją butelkę. Była pielęgniarką, więc od razu dostrzegła znaki ostrzegawcze i udała się dyskretnie do łazienki, aby potwierdzić swoje przypuszczenia: rzeczywiście, deska sedesowa była lepka w dotyku, a kiedy kobieta nachyliła się, poczuła charakterystyczną słodkawą i mdlącą woń. Poprosiła rodziców Billa, aby następnego ranka zabrali syna do kliniki na badanie krwi.
Po drodze rodzina zatrzymała się na szybkie śniadanie. Bill zamówił bajgla z cukrem cynamonowym i duży czerwony napój Gatorade. Nie był to najlepszy posiłek przed badaniem poziomu glukozy w surowicy, ale Bill o tym nie wiedział. W klinice lekarz nakłuł palec chłopca malutką igłą i wycisnął kroplę krwi na pasek testowy umieszczony w glukometrze. W ciągu kilku sekund urządzenie zapiszczało, a na ekranie błysnął komunikat "wysoki". Oznaczało to, że poziom cukru we krwi Billa wzrósł powyżej 500 miligramów na decylitr (mg/dl). Dla porównania, poziom cukru we krwi badany na czczo u osoby z prawidłowo funkcjonującą trzustką zwykle mieści się w przedziale 70-99 mg/dl lub nieco poniżej jednej tysięcznej grama na jedną dziesiątą litra. Innymi słowy, jest ledwo zauważalny, ponieważ organizm zdrowej osoby szybko rozkłada cukier i zamienia go w energię, więc w krwiobiegu nie pozostaje go zbyt wiele. Jeśli zdrowa osoba wykona to samo badanie bezpośrednio po posiłku, wynik pozostanie podwyższony przez kilka godzin - organizm przetwarza wtedy pokarm - ale nie będzie przekraczał poziomu 140 mg/dl.
Lekarz pobrał więcej krwi i wysłał próbkę do laboratorium w celu przeprowadzenia szczegółowych analiz. Wyniki wprost odebrały mu mowę. Kiedy znalazł się z powrotem w swoim gabinecie z Billem i jego rodzicami, usiadł i spoglądał to na wyniki w teczce leżącej na biurku, to na chłopca. Poziom cukru we krwi Billa był szokująco wysoki - 1380 mg/dl, a stężenia sodu, magnezu i cynku tak dalekie od normy, że zmieniło się pH krwi młodego pacjenta. Był o krok od zapadnięcia w śpiączkę cukrzycową, a być może nawet bliski śmierci: taka krew może zabić.
Bill i jego rodzice musieli przejść przyspieszony kurs w zakresie mechanizmów cukrzycy typu 1 i sposobów jej leczenia. Zdrowa trzustka nieustannie wydziela pewne ilości insuliny, hormonu potrzebnego naszym komórkom do wytwarzania energii. Kiedy jesz, twoja trzustka wytwarza dodatkową, większą porcję insuliny, aby spożyty cukier mógł zostać sprawnie zmetabolizowany. Ale trzustka Billa nagle przestała produkować insulinę. Cukrzyca typu 1 zwykle pojawia się w okresie dojrzewania, a Bill miał wszystkie klasyczne objawy: zmęczenie, nadmierne pragnienie, lepko-słodkawy mocz i ciągłą potrzebę korzystania z toalety. Nieodparta potrzeba picia wody była naturalną próbą samoleczenia się ciała: woda miała wypłukiwać niezmetabolizowany cukier z krwi. W końcu jednak w organizmie chłopca doszłoby do zagrażającej życiu reakcji łańcuchowej. Jego ciało zaczęłoby jako źródło energii potrzebnej do przeżycia wykorzystywać tłuszcz, uwalniając przy tym toksyczne związki chemiczne zwane ketonami. Ciała ketonowe, które są bardzo kwaśne, utknęłyby w krwiobiegu Billa, a kiedy ich stężenie osiągnęłoby zbyt wysoki poziom, doszłoby do powikłania w postaci kwasicy ketonowej, zwanej również śpiączką cukrzycową. Gdyby Bill nie otrzymał w tej sytuacji natychmiastowej pomocy, śmierć nadeszłaby bardzo szybko.
Martwiąc się, że w jakiś sposób przyczynili się do choroby syna, rodzice Billa chcieli zrozumieć, co spowodowało jego stan. Zapewnili lekarza, że pospieszne śniadanie składające się ze słodkiego bajgla i Gatorade nie było typowe; rodzina zwykle jadła zdrowe posiłki i była aktywna fizycznie. "To tylko złe geny" - odparł lekarz. Dodał, że naukowcy nie wiedzą dokładnie, dlaczego organizm niektórych osób staje się oporny na insulinę ani dlaczego u niektórych nastolatków - takich jak Bill - trzustka nagle przestaje prawidłowo funkcjonować. Ale była też iskierka nadziei: schemat leczenia polegający na manualnym wykonywaniu zadań, które ciało pacjenta powinno wykonywać automatycznie. Bill musiał zacząć wstrzykiwać sobie lek o nazwie Humulin Regular, syntetyczną ludzką insulinę o szybkim działaniu, podawaną zwykle przed posiłkiem, oraz Humulin NPH, lek długodziałający, który miał zapewnić chłopcu stałą podaż insuliny w nocy[1].
Odkrycie insuliny
Objawy kliniczne cukrzycy typu 1 - częste oddawanie moczu, splątanie, drażliwość, trudności z koncentracją, a czasem śmierć - po raz pierwszy odnotowano ponad 3000 lat temu w Egipcie. Około 1550 roku p.n.e. w ramach leczenia częstomoczu zalecano picie "miarki wody z ptasiego stawu z dodatkiem czarnego bzu, włókien asitu, świeżego mleka, lekkiego piwa, kwiatów ogórka i zielonych daktyli". Egipscy lekarze już wtedy podejrzewali, że istnieje związek między tym, co ludzie jedzą, a objawami, które dziś są kojarzone z cukrzycą.
Minęło jednak 1500 lat, zanim Areteusz, kapadocki lekarz posługujący się greką, opisał tajemniczą chorobę, która "roztapia ciało i kończyny w mocz", nazywając ją diabetes od starogreckiego słowa oznaczającego "przeciekanie". Mniej więcej w tym samym czasie podobnych odkryć dokonywali lekarze w Chinach i Azji Południowej[2].
W roku 1674 Thomas Willis, lekarz z Uniwersytetu Oksfordzkiego, zaczął prowadzić niezależne badania, stosując procedurę, która niewątpliwie może wzbudzać obrzydzenie. (Jeśli akurat coś jesz, możesz pominąć resztę tego akapitu). Prosił bowiem pacjentów z objawami cukrzycy o oddanie moczu do niewielkiej szklanki, po czym wąchał go i pił. Badał w ten sposób, czy mocz pacjenta jest nienaturalnie słodki, prawie tak, jak elektroniczny glukometr oceniał stężenie cukru we krwi Billa[3].
Jednak pełne zrozumienie przyczyn cukrzycy pozostało nieuchwytne przez kilka następnych stuleci. Niektórzy lekarze na początku XX wieku opowiadali się za "dietą głodówkową", stawiając hipotezę, jakoby całkowite pozbawienie pacjentów podaży cukru mogło skutkować samorzutnym cofnięciem się choroby. Nic dziwnego, że doprowadziło to do jeszcze gorszych problemów - pacjenci nierzadko umierali z głodu, zamiast zdrowieć.
Przełom nastąpił w 1921 roku[4]. W ówczesnym środowisku medycznym uznana - choć niepotwierdzona - teoria głosiła, że za regulację poziomu cukru we krwi odpowiedzialna jest wydzielina trzustki. Kanadyjski lekarz Frederick Banting i jego uczeń Charles Best domniemywali, że enzymy trawienne mogą niszczyć tę wydzielinę, zanim jakikolwiek badacz zdołałby ją pozyskać. Planowali zatem podwiązać przewody trzustkowe do czasu, aż komórki wytwarzające enzymy obumrą, a następnie przeanalizować to, co pozostało[5]. Niestety żaden z mężczyzn nie był szkolony w zakresie chirurgii, a ich wczesne badania, prowadzone na psach laboratoryjnych, były szczerze mówiąc makabryczne: większość zwierząt nie przeżywała operacji. Zaczęli więc kupować bezdomne psy na czarnym rynku i z czasem udało im się usunąć trzustkę bez zabijania zwierzęcia. Następnie zamrozili narząd, zmęłli go na pastę, odfiltrowali i wstrzyknęli pozyskany płyn temu samemu psu. Co trzydzieści minut pobierali próbki krwi, aby sprawdzić, czy poziom glukozy uległ jakiejkolwiek zmianie. Ku ich zaskoczeniu poziom cukru we krwi zwierzęcia powrócił do normalnego poziomu - mimo że biedna psina była pozbawiona trzustki. Badacze zaobserwowali wymierne zmiany związane z działaniem substancji, którą dziś znamy jako insulinę[6].
Jeśli leczenie zadziałało u psów, czy mogło zadziałać również u ludzi? Tak. Ale znalezienie zdrowej trzustki nieżyjącego człowieka - nie wspominając już o regularnym pozyskiwaniu tysięcy narządów w miarę rosnącego zapotrzebowania, gdyby leczenie okazało się skuteczne - stanowiło oczywisty problem. Banting i Best wraz z powiększonym zespołem badawczym postanowili zatem wykorzystać gruczoły bydlęce. Zamówili trzustki w miejscowym zakładzie mięsnym i przepuścili je przez młynek przemysłowy: wyobraź sobie ogromną maszynę obsługiwaną przez pracownika w obszernych rękawicach, który wpycha gruczoł po gruczole do wielkiego lejka, i zmiażdżoną tkankę wyciskaną przez otwór wylotowy do podstawionego pojemnika.
Badacze pozyskali insulinę, oczyścili ją i wstrzyknęli nastoletniemu chłopcu, takiemu jak Bill - pacjent miał czternaście lat, chorował na młodzieńczą cukrzycę i umarłby bez interwencji. Stan chłopca radykalnie się poprawił. W wielkodusznym i zapobiegliwym geście zespół badawczy udzielił firmom farmaceutycznym licencji na bezpłatne powielanie efektów swojej pracy, zapoczątkowując tym samym rozkwit komercyjnej produkcji insuliny. Banting, Best i ich zespół badawczy zdobyli w 1923 roku Nagrodę Nobla w uznaniu za ich wkład w zmianę jakości życia milionów ludzi na całym świecie[7]. Jednak na przestrzeni lat liczba przypadków cukrzycy rosła, a podaż krowich trzustek nie była nieograniczona.
Narodziny biotechu
Wstrzykiwanie insuliny bydlęcej było skuteczne, ale w rzeczywistości nie rozwiązało problemu "złego genu", o którym wspomniał lekarz Billa. Nie pomagało też rosnącej liczbie dorosłych pacjentów, u których diagnozowano cukrzycę typu 2. W przypadku tej postaci cukrzycy naukowcy wskazują na niekorzystny wpływ czynników środowiskowych, w tym otyłości, braku aktywności i nadmiernego spożycia słodyczy, a także na indywidualne predyspozycje do rozwoju choroby. To dlatego u pozornie sprawnych, wysportowanych ludzi mogą pojawić się te same znaki ostrzegawcze, co u Billa. Istnieją teorie dotyczące potencjalnych źródeł nieprawidłowości: czasami funkcje układu odpornościowego, który normalnie zwalcza szkodliwe wirusy i bakterie, ulegają zaburzeniu i organizm omyłkowo zaczyna niszczyć własne komórki produkujące insulinę. Inne teorie mówią o istnieniu wirusa wywołującego cukrzycę lub sugerują, że choroba może być drugorzędnym efektem obecności wirusa, który niepostrzeżenie atakuje organizm w inny sposób. Przez ostatnie sto lat standardowe leczenie polegało na zalecaniu pacjentom kontrolowania tego, co jedzą i ile energii wydatkują, albo poprzez tradycyjne liczenie kalorii, albo, od niedawna, za pomocą cyfrowych systemów monitorujących stężenie glukozy. Odpowiednio dobrane leki, w tym insulina i pigułki, utrzymują poziom cukru we krwi pacjentów w prawidłowym zakresie.
Przeszliśmy długą drogę od miażdżenia i filtrowania krowiej trzustki w celu uzyskania insuliny do zaawansowanych technicznie pomp i syntetycznej ludzkiej insuliny, których Bill używa w dorosłym życiu. Jak do tego doszło? Wkrótce po tym, jak Banting i Best udowodnili, że insulina bydlęca jest skuteczna, firma farmaceutyczna Eli Lilly zaczęła ją produkować w celach komercyjnych, ale w 1923 roku proces ten był powolny, kosztowny, a ponadto pojawił się niespodziewany problem w łańcuchu dostaw: tempo, z jakim dodawano nowe nazwiska do list oczekujących na insulinę, było niewspółmierne do możliwości rolników w zakresie hodowli i uboju bydła[8]. Badacze odkryli co prawda inne opcje, które działały u ludzi - użyteczną insulinę pozyskiwano również z trzustek wieprzowych - ale brakowało zrównoważonego sposobu wytwarzania surowca na rozsądną skalę. Potrzeba było ponad 3600 kilogramów gruczołów trzustkowych - co wymagało pozyskania mniej więcej 23 500 narządów - aby wyprodukować około pół kilograma insuliny. Taka ilość wystarczyła na wyprodukowanie 400 000 fiolek insuliny, które z kolei wystarczały na leczenie 100 000 pacjentów miesięcznie. To niewiele, biorąc pod uwagę rosnący popyt[9]. Do roku 1958 około 1,6 miliona ludzi potrzebowało insuliny; w samych Stanach Zjednoczonych liczba ta przekroczyła 5 milionów do 1978 roku[10]. Oznaczało to, że firma Eli Lilly musiałaby pozyskiwać trzustki z 56 milionów zwierząt rocznie tylko po to, aby zapewnić Amerykanom wystarczającą ilość insuliny. Trzeba było znaleźć alternatywne rozwiązanie, i to szybko.
W 1977 roku, tuż przed śmiercią, Eli Lilly Jr., którego dziadek założył firmę noszącą jego nazwisko, podjął strategiczną inicjatywę na rzecz rozwiązania problemu podaży trzustek[11]. Skoro można było wykorzystywać narządy krów i świń, to z pewnością trzustki wielu innych zwierząt też były odpowiednie. Mężczyzna zawarł więc umowy z kilkoma uczelniami, w tym z Harvardem i Uniwersytetem Kalifornijskim w San Francisco, na opracowanie nowych prototypów insuliny z wykorzystaniem trzustek innych zwierząt. Instytucje te rozpoczęły prace nad szczurzymi wersjami insuliny, a Lilly Jr. obiecał lukratywny kontrakt pierwszej instytucji, która znajdzie rozwiązanie problemu podaży narządów i ostatecznie przyspieszy produkcję leku[12].
Ale pewna grupa badaczy miała całkowicie odmienny pomysł na przyszłość, taki, który w ogóle nie zakładał pobierania narządów. Gdyby cukrzyca pozostała nieuleczalna, a liczba chorych ciągle by rosła, zarówno Eli Lilly, jak i pozostali giganci farmaceutyczni w pewnym momencie ponownie stanęliby w obliczu problemu z podażą.
Wspomniana grupa badaczy utrzymywała, że w dłuższym horyzoncie czasowym uda się rozwiązać nie jeden, lecz dwa problemy. Pierwszy problem - kwestię podaży - można było zlikwidować, wykorzystując do produkcji ludzkiej insuliny zmodyfikowane komórki bakteryjne, zamiast pozyskiwać ją z żywego inwentarza. Drugą kwestią, którą można było zająć się w przyszłości, było przeprogramowanie "złych genów", tak aby zachowywały się prawidłowo. Badacze z Harvardu, Uniwersytetu Kalifornijskiego i startupu o nazwie Genentech korzystali z tej samej technologii - rekombinacji DNA (rDNA). Jednak tym, co wyróżniało tych ostatnich, był fakt, że zdecydowali się od razu przejść do klonowania i ekspresji ludzkiej insuliny w szczepach bakterii E. coli.
Genentech działał na rynku dopiero od roku, a tamtejsi naukowcy pracowali nad nową, kontrowersyjną metodą zwaną rekombinacją DNA. Podczas gdy uznane uczelnie i firmy farmaceutyczne, w których roiło się od badaczy zasłużonych w dziedzinie biomedycyny, dopracowywały standardowe, nieco wyświechtane już praktyki, Genentech majstrował na poziomie molekularnym, wprowadzając do komórek fragmenty obcego DNA[13]. DNA lub kwas dezoksyrybonukleinowy jest materiałem genetycznym wszystkich żywych organizmów, a rekombinacja DNA umożliwia łączenie DNA dwóch różnych gatunków - na przykład ludzkiego i bakteryjnego - w celu potencjalnego ulepszenia pierwotnego materiału genetycznego[14].
Chociaż Genentech odniósł kilka wczesnych sukcesów w 1977 roku, elity środowiska naukowego nie traktowały go poważnie. Powodów było kilka. Po pierwsze, "syntetyzowanie" materiału genetycznego było utożsamiane z "klonowaniem", a zatem zdawało się nieść dalsze zagrożenia, jak choćby możliwość modyfikacji genetycznej u ludzi. Biorąc pod uwagę postępy w zakresie kolejnej kontrowersyjnej technologii - zapłodnienia metodą in vitro (IVF) - niektórzy wieszczyli przyszłość, w której projektuje się dzieci o pożądanym kolorze włosów i oczu, muskulaturze i innych cechach. W tamtym momencie snuto szalone, dystopijne wizje i zaciekle opierano się zmianom[15]. W rezultacie technologia rDNA zaproponowana przez Genentech została uznana za wysoce nieortodoksyjną i wymagającą pogłębionej analizy.
Co gorsza, badania biotechnologiczne Genentechu były finansowane przez inwestorów venture capital, a nie rząd federalny, a to stanowiło kolejny sygnał ostrzegawczy dla establishmentu. Startup venture capital, znany wówczas jako Kleiner Perkins Caufield & Byers, rzekomo zainwestował milion dolarów w rozwój Genentechu w ramach finansowania zalążkowego (około 4,6 miliona dolarów dzisiaj po uwzględnieniu inflacji)[16], [17]. Partnerzy również byli nowicjuszami w swojej dziedzinie i interesowali się głównie półprzewodnikami. Postawili na wizję przyszłości roztoczoną przez Genentech - a Genentech podjął ryzyko współpracy z podmiotem finansującym, który, w przeciwieństwie do rządu federalnego, wymagał zwrotu z inwestycji.
Jak większość startupów, Genentech nie wydawał pieniędzy na zbytki i wygody. Mniej więcej w tym samym czasie, kiedy Steve Jobs i Steve Wozniak budowali komputery w garażu, zespół naukowców Genentechu założył laboratorium biochemiczne w magazynie lotniczym w zdecydowanie mało atrakcyjnym, przemysłowym rejonie South San Francisco. Genentech odniósł kilka wczesnych sukcesów w zakresie wykorzystania rDNA. W firmowych laboratoriach zsyntetyzowano inny hormon trzustkowy - somatostatynę, która działa regulująco na układ hormonalny. Kiedy rozeszła się wieść o wyzwaniu insulinowym rzuconym przez Eli Lilly, badacze Genentechu pomyśleli, że mogą mieć skuteczne - choć całkowicie odmienne - rozwiązanie problemu z zaopatrzeniem.
Biorąc pod uwagę, że podejście Genentechu stało w sprzeczności z konwencjonalnym myśleniem, uczelnie badawcze raczej nie ustawiały się w kolejce do współpracy ani udostępnienia swoich laboratoriów. Jeśli Genentech miał stanąć do rywalizacji, musiał zrekrutować naukowców gotowych przesuwać granice. Potencjalne korzyści były ogromne, ale to nie był konkurs ze srebrnymi i brązowymi medalami: Eli Lilly było zainteresowane tylko tym, który zespół jako pierwszy dostarczy bezpieczny, skalowalny produkt. Genentech mógł albo zrobić to najszybciej i wygrać kontrakt, albo skończyć z pustymi rękami, włożywszy w swoje badania ogrom wysiłku.
Eksperyment wymagałby całodobowej pracy i udoskonalenia metody splicingu, którą Genentech zastosował po raz pierwszy przy okazji prac nad somatostatyną. Lilly zapewnił dodatkowe fundusze, a założyciele laboratorium powiększyli swój zespół o młodych naukowców, którzy dopiero co uzyskali swoje dyplomy. Zamiast tradycyjnej kohorty badaczy Genentech stworzył supergrupę o szerokim zakresie specjalizacji, złożoną między innymi z chemików organicznych (Dennisa Kleida i Davida Goeddela, którzy pracowali nad klonowaniem DNA w Stanford Research Institute), biochemika (Roberto Crei, specjalizującego się w modyfikacji nukleotydów), genetyka (Arthura Riggsa, który dokonał ekspresji pierwszego sztucznego genu w komórkach bakterii) oraz biologa molekularnego i komórkowego (Keiichiego Itakury, który odegrał zasadniczą rolę w rozwoju technologii rekombinacji DNA)[18], [19].
Wyzwanie, z jakim musiał zmierzyć się Genentech, podejmując próbę zsyntetyzowania cząsteczki insuliny, polegało na tym, że zawierała ona wyjątkowo długie łańcuchy aminokwasów - podczas gdy somatostatyna była zbudowana z czternastu aminokwasów, insulina miała ich aż pięćdziesiąt jeden. Co więcej, była zbudowana z dwóch łańcuchów polipeptydowych, A i B, połączonych ze sobą chemicznie. Naukowcy musieliby odtworzyć obydwa łańcuchy poprzez złożenie właściwych fragmentów DNA, przeszczepić je do dwóch różnych szczepów bakterii i zhakować bakteryjną maszynerię komórkową, tak aby zaczęła syntetyzować nowe łańcuchy. Bez tego ani rusz. Białka - które katalizują większość reakcji w żywych komórkach i kontrolują praktycznie wszystkie procesy komórkowe - stanowiły klucz do produkcji insuliny.
Jednak nawet gdyby badaczom udało się połączyć pięćdziesiąt jeden aminokwasów - molekuł, z których zbudowane jest białko - w idealnej kolejności, musieliby je przecież odtworzyć, aby móc wyprodukować insulinę[20]. Wymagałoby to chemicznego połączenia właściwych fragmentów sekwencji DNA, przeszczepienia ich do komórek bakterii i zmuszenia drobnoustrojów do wytwarzania zsyntetyzowanych łańcuchów insuliny. Niełatwe zadanie. Gdyby wszystko poszło zgodnie z planem, należałoby jeszcze oczyścić łańcuchy insuliny, zrekombinować je, aby utworzyć kompletną cząsteczkę, a następnie mieć nadzieję, że byłaby ona identyczna z cząsteczką wytwarzaną przez ludzką trzustkę.
To była próba lotu na Księżyc na poziomie komórkowym, podjęta przez niewielką grupę naukowców z niedostatecznymi zasobami - ludzi, których wizje przyszłości były dla niektórych zdumiewające, a dla innych wręcz niebezpieczne. Złożoność zadania i zakres konkurencji zmusiły członków zespołu badawczego do potajemnej pracy we własnych domach lub w starym, zapomnianym magazynie, z dala od uświęconych murów Harvardu i Uniwersytetu Kalifornijskiego. Stres był olbrzymi, a termin bezlitosny. Po pierwsze, zespół musiał stworzyć syntetyczny gen z dokładnie odwzorowaną sekwencją DNA, który mógłby posłużyć za instrukcję do syntezy białka. Następnie trzeba było umieścić ten gen we właściwym DNA drobnoustroju, który odczytałby instrukcje i wytworzył pożądane białko - w tym wypadku insulinę.
Zespół nieustępliwie mieszał odczynniki i raz po raz testował różne permutacje, próbując uzyskać właściwą sekwencję. Naukowcy musieli również skupić się na samej bakterii, aby precyzyjnie określić, w które miejsce genomu E. coli należy wbudować syntetyczny gen, aby wyprodukować potrzebne białko. Cały proces przypominał telewizyjne reality show dla cukierników, w którym sędziowie dają uczestnikom pudełko pełne składników, drugie pudełko pełne przyborów kuchennych i piekarnik, po czym każą im upiec dwunastowarstwowe ciasto czekoladowe - w szaleńczym tempie, w starej, zaniedbanej kuchni i bez żadnych instrukcji.
A jednak wczesnego ranka 21 sierpnia 1978 roku - znacznie wyprzedzając konkurencję i ku wielkiemu zaskoczeniu wszystkich (w tym członków własnego zespołu) - naukowcy Genentechu wyjęli z piekarnika idealny wypiek[21]. Udało im się stworzyć dokładnie odwzorowaną sekwencję DNA, odpowiednio poinstruować komórkę bakterii i skłonić ją do wykonania polecenia - wyprodukowania ludzkiej insuliny. Były to narodziny biotechnologii i początek nowej dziedziny nauki zwanej biologią syntetyczną.
Eli Lilly podpisało wielomilionowy, dwudziestoletni kontrakt z Genentechem na opracowanie i wprowadzenie na rynek pierwszego na świecie produktu biotechnologicznego: Humulinu, który został pozytywnie zaopiniowany przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) w 1982 roku[22].
