Сванте Пээбо: долгая дорога к неандертальской днк

Написать достойные научные мемуары очень трудно. Если автор и его вклад хорошо известны, от его воспоминаний ждут либо рассказа о радостях и тревогах на пути к открытию, либо повествования о людях и обстоятельствах, с которыми выпало столкнуться.

Имя 58-летнего шведского учёного Сванте Пээбо, руководителя отделения эволюционной генетики Института эволюционной антропологии Общества им. Макса Планка (ФРГ), известно далеко не каждой домохозяйке, но это уже их проблемы. Разве можно не знать человека, руководившего проектом по расшифровке неандертальского генома и открывшего (не в одиночку, разумеется) новый вид Homo — денисовцев (причём не по костям, а по ДНК)! Об этом он и пишет в своей книге «Неандертальский человек: в поисках потерянных геномов» (Neanderthal Man: In Search of Lost Genomes), и там есть всё что нужно: годы разочарований, неожиданные прорывы, открытия, меняющие наше представление о самих себе, а также люди и обстоятельства, ведь учёному пришлось потратить немало времени на убеждение музейных работников, которые с ужасом думали о том, что драгоценнейшие останки неандертальцев будут сверлить в надежде найти там фрагменты ДНК.

 

Сванте Пээбо (здесь и ниже фото Общества им. Макса Планка).

Судьба самого Пээбо незаурядна. Он внебрачный сын нобелевского лауреата Суне Бергстрёма и эстонского химика Карин Пээбо, и семья первооткрывателя простагландинов ничего не знала о нём вплоть до смерти отца в 2005 году. В шведской армии его учили допрашивать русских. Бисексуальность довела будущего учёного до Сан-Франциско, где он боролся за права гомосексуалистов в начале эпидемии СПИДа. В конце концов он остепенился и создал семью… с женой (теперь уже бывшей) исследователя, которого сам же нанял в свой институт.

Но автор упоминает об этом вскользь, ибо его интересует не столько житейский мелодраматизм, сколько общественная деятельность, которую мы называем наукой. Как подружиться с музейными работниками, как обскакать конкурентов, как организовать новый институт, как подобрать хорошую команду — вот что в центре внимания Пээбо. Если кто-то думает, что наука — это настольная лампа и одиночество, подарите ему эту книгу.

Что касается непосредственной научной работы, то Пээбо всё время стремится задавать себе и коллегам такие вопросы, на которые в данный момент ответить невозможно. Отсюда постоянные разочарования, сомнения в собственных силах, паника… И только потом — создание новых методов.

Вопрос, которым задался Пээбо, может смутить кого угодно: что значит быть человеком с генетической точки зрения? Примерно 100 тыс. лет назад Землю населяло сразу несколько представителей рода Homo, потом один из этих видов овладевает Африкой, заселяет Евразию и Австралию, проникая даже в Америку, дотоле остававшуюся запретной для двуногих. Все остальные люди исчезают.

Чтобы понять самих себя, нам надо сравнить свою ДНК с таковой вымерших видов, каковую ему и удаётся добыть к концу книги.

Приступая к работе, Пээбо готов был считать успехом уже расшифровку генома человека, жившего хотя бы в Древнем Египте. Дело в том, что ДНК начинает распадаться сразу после гибели организма. Собирать геном давно умершего человека (не говоря уже о неандертальце или денисовце) — это, по выражению популяризатора науки Элизабет Колберт, всё равно что восстанавливать телефонную книгу Манхэттена по страницам, пропущенным через шредер, смешанным со вчерашним мусором и отправленным гнить на свалке.

 

Пээбо изучал медицину и биохимию в Уппсальском университете (Швеция), где всех интересовала только связь ДНК с болезнями. Уже в 1981 он году увлёкся восстановлением ДНК из мёртвых тканей, но держал своё хобби в секрете, дабы не рассердить научного руководителя «фривольными» занятиями. «Я приобрёл кусок печени и нагревал его в лабораторной печи до50 °Cна протяжении нескольких дней, — рассказывает учёный. — К счастью, гнилой запах не коснулся ноздрей моего профессора». Когда Пээбо открыл печку, образец был твёрдым, чёрным и сухим, и из него оказалось возможным извлечь ДНК.

Она распалась на отрезки длиной всего в несколько сотен нуклеотидных пар, но этот опыт только убедил Пээбо в том, что добыть древнюю ДНК возможно. Он обратился к древнеегипетским мумиям и сумел выделить короткий участок из тела мальчика, жившего 2 400 лет назад. Учёный написал об этом в журнал Nature, и это достижение так впечатлило редакторов, что анонс рассказа о нём в 1985 году вынесли на обложку.

Затем последовала работа в Мюнхенском университете (ФРГ), где в начале 1990-х Пээбо обращается к неандертальской ДНК. После нескольких лет переговоров ему удаётся заполучить руку того самого первого скелета, найденного в XIX веке в долине, которая носит имя сочинителя религиозных гимнов Иоахима Неандера, и высверлить из образца3,5 гбеловатого порошка.

Сначала Пээбо попытался изолировать ДНК из митохондрий, поскольку мДНК намного короче ядерной и к тому же шире распространена. Его ждал успех, и результат явно отличался от митохондриального генома современного человека. И вновь его имя попадает в заголовки газет всего цивилизованного мира.

После этого он получает приглашение в Общество им. Макса Планка, которое собирало ведущих биологов, палеонтологов и др. в свой новый антропологический центр в Лейпциге. Значительную часть многомиллионного бюджета планировалось направить на приобретение новейшего генетического оборудования, которое уже использовалось в расшифровке человеческого генома. И в 2006 году Пээбо во всеуслышание объявляет, что его группа секвенирует ядерный геном неандертальца через пару лет. Ждать пришлось до 2009 года — из-за загрязнения образцов, происков конкурентов и нехватки материала, но всё же результаты были получены и стали сенсацией. Оказалось, что ДНК современных людей (за исключением африканцев) примерно на 2% состоит из неандертальской. Неандертальцы вымерли не полностью.

Большинство учёных (и Пээбо в том числе) интерпретируют этот результат не как техническую погрешность, а как следствие скрещиваний между человеком разумным и неандертальцем во время их встреч на Ближнем Востоке. Потомки этих «браков» затем смешались с другими популяциями и разнесли неандертальскую ДНК по свету.

Пээбо стал получать странные письма от восторженной публики. Мужчины писали о том, что они на 100% неандертальцы. Одна женщина пожаловалась на мужа-неандертальца. Так Пээбо узнал, как воспринимается образ неандертальца в современной массовой культуре.

Но какую роль неандертальские гены сыграли в эволюции человека разумного, до конца не ясно. Пээбо полагает, что они имеют отношение к степени мобильности сперматозоидов и изменению структуры клеток кожи. Американские исследователи недавно высказались в том смысле, что выгоды неандертальских генов, возможно, давно потеряны, а сегодня из-за них мы предрасположены в диабету второго типа и болезни Крона.

Короче говоря, успех превзошёл все ожидания, но Пээбо сумел ещё раз прыгнуть выше головы. В 2010 году его группа объявила о расшифровке ДНК из фрагмента пальца, найденного в сибирской Денисовой пещере. Оказалось, геном принадлежит не неандертальцу, как ожидалось, а неизвестному виду, который ближе к неандертальцам, чем к современному человеку. Это был первый вид, открытый генетиками, а не экспертами по древним костям.

Насколько далеко в прошлое смогут заглянуть Сванте Пээбо и его последователи? Фрагментация ДНК — очень серьёзное препятствие, и всё же учёный надеется, что рано или поздно у нас будет геном ископаемого человека, жившего 500 тыс. или даже миллион лет назад.

Триумф Пээбо — лишь начало долгого пути.

Подготовлено по материалам Ars Technica и The Guardian Фото на заставке принадлежит James Duncan Davidson / TED.

 

compulenta.computerra.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *