Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

Мне нужно было так или иначе определить последовательность этой ДНК, показав, что она человеческая, а не бактериальная. Если я возьму случайный клон, то может попасться и человеческий, и бактериальный фрагмент, а я потрачу на определение его последовательности, секвенирование, огромный труд; ведь тогда, в 1984 году, человеческий геном за исключением небольших участков еще не расшифровали, не говоря уже о сотнях геномов микроорганизмов. Поэтому меня не воодушевляла идея секвенировать случайный клон, нужно было выбрать строго определенный. Тут очень пригодилась методика, позволяющая идентифицировать клон, в котором присутствует последовательность нуклеотидов, похожая на некую заранее известную. Нужно взять некоторое количество бактерий из каждой колонии, поместить их на особый бумажный фильтр, где бактерии будут разрушены и их ДНК свяжется с веществом фильтра. Затем можно взять раствор с кусочками одноцепочечных ДНК, в которых присутствуют радиоактивные изотопы; эти “пробные” цепочки представляют ту последовательность, которую нужно выявить. Они будут гибридизоваться с комплементарными 411–417 (1985). цепочками ДНК, присутствующими на фильтре. Я выбрал участок ДНК с характерным элементом человеческого генома – повтором Alu. Эта последовательность примерно из трехсот нуклеотидов встречается в геноме человека почти миллион раз, еще она имеется у обезьян. Этот повтор настолько распространен в человеческом геноме, что составляет более 10 процентов от его объема. Если бы такой повтор нашелся в бактериальных клонах, то это бы означало, что хотя бы в некоторых из них содержится ДНК человеческой природы.

Я взял кусочек гена, с которым занимался в лаборатории – там, как я знал, имелся повтор Alu, – внедрил в него радиоактивную метку. А потом обработал фильтр с теми самыми клонами. Некоторые из них гибридизовались с радиоактивной цепочкой – что и следовало ожидать от ДНК с человеческими свойствами. Я выбрал клон с самыми явными признаками гибридизации. Он содержал фрагмент ДНК, состоящий из примерно 3400 нуклеотидов. Взяв в помощники Дана Лархаммара, дипломника, который слыл у нас специалистом по секвенированию ДНК, я определил часть последовательности ДНК клона. И там действительно нашелся элемент Alu . Я очень обрадовался. В моих клонах присутствовала человеческая ДНК, она была получена именно с помощью бактериального клонирования.

Пока я возился с гелем и секвенированием в ноябре 1984 года, в журнале Nature появилась статья, имевшая ко мне самое непосредственное отношение. Расселу Хигучи, работавшему в лаборатории Алана Уилсона, автора гипотезы “из Африки” и одного из самых сильных эволюционных биологов своего времени, удалось выделить и клонировать ДНК из столетней шкуры квагги, родственника зебры, обитавшего еще сто лет назад в Южной Африке. Рассел Хигучи выделил два фрагмента митохондриальной ДНК и показал, что, как и ожидалось, квагга ближе к зебрам, чем к лошадям. Эта работа вдохновила меня несказанно. Если уж Алан Уилсон взялся за древнюю ДНК и если Nature счел исследование 120– летней ДНК стоящим, то уж мои занятия не были ни дикими, ни тривиальными.

Впервые я сел за статью, которая, как мне виделось, должна заинтересовать многих. Подбодренный примером Алана Уилсона, я решил готовить ее для Nature . Я описал, как я работал с мумией из Берлина. И я, конечно же, сослался на ту статью, которая появилась в восточногерманском журнале. Но перед тем как отослать рукопись в Лондон, в издательство Nature, мне нужно было кое-что сделать. Я обязан был поговорить с моим руководителем, Пером Петтерссоном, показать ему рукопись, которую подготовил для публикации. К нему в кабинет я вошел с некоторым трепетом. Рассказал о том, чем занимался все это время, и о своих достижениях. Также предложил присоединиться к статье и быть соавтором, ведь он мой руководитель. Как же я недооценивал этого человека! Вместо того чтобы пенять мне на внеплановую трату фондов и драгоценного рабочего времени, он восхитился. Он обещал прочитать рукопись и сказал, что, естественно, не собирается быть соавтором работы, о которой только что узнал.

Несколькими неделями позже я получил из редакции Nature сообщение: они обещали опубликовать статью, если я отвечу на несколько небольших замечаний рецензентов. И вскоре я получил корректуру. Тут я стал подумывать, как бы мне подступиться к Алану Уилсону – в моем представлении полубогу – и после защиты диссертации напроситься к нему в лабораторию в Беркли. Не найдя ничего лучшего, я отправил ему корректуру без всяких комментариев, решив, что такому человеку будет приятно увидеть статью первым, до того как другие смогут прочесть ее в Nature . А потом напишу и спрошу насчет возможности поработать под его началом. В Nature с удивительной расторопностью управились с рукописью и даже нарисовали иллюстрацию на обложку к этому выпуску – мумия, обернутая спиралью ДНК. Но еще быстрее я получил ответ от Алана Уилсона, адресованный “профессору Пэабо”, – тогда, в доинтернетный и догугловый век, узнать наверняка, кто я такой, было очень трудно. Само письмо тоже было примечательно. Он спрашивал, не мог бы он провести свой грядущий преподавательский отпуск[5] в МОЕЙ лаборатории! Такая вот забавная оплошность, случившаяся только из-за того, что я не знал, как написать письмо. Мы с товарищами в лаборатории шутили, что нельзя упустить возможность заставить Алана Уилсона, великого эволюционного биолога, мыть для меня пробирки целый год. Я сел отвечать ему – что я не профессор и даже еще не защитил диссертацию и что лаборатории у меня никакой нет, поэтому приезжать в свой отпуск ему некуда. Зато я поинтересовался, нельзя ли мне после аспирантуры приехать к нему в Беркли поработать.

Алан Уилсон ответил мне изысканным письмом, пригласив поработать в его группе после защиты диссертации. И я оказался на перепутье. После защиты передо мной открывались три возможности. Первая – завершать свое медицинское образование в больнице (что заранее навевало на меня скуку после горячки недавних открытий). Вторая: поступить в какую-нибудь крупную лабораторию и в продолжение диссертации приняться за многообещающую и вполне успешную работу над вирусами и иммунной защитой. Или – на столе лежало предложение от Алана – заняться выделением древних генов. Коллеги и профессора, с которыми я обсуждал свой выбор, наперебой советовали второй вариант. Их аргументы были вполне очевидными: интерес к древним ДНК не более чем курьезное хобби, оно отвлекает меня от серьезных исследований, за которыми будущее и науки, и мое. Третий вариант, конечно, казался мне самым соблазнительным, но меня одолевали сомнения: может, все-таки заняться реальной наукой, вирусологией, а не играми в “молекулярную археологию”, которая пусть и впрямь остается моим хобби? Решение пришло в 1986 году, на симпозиуме в Колд-Спринг-Харбор.

Лаборатория Колд-Спринг на Лонг-Айленде в Нью-Йорке – это мекка для молекулярных биологов. Там организуются многочисленные встречи и конференции, и не последним среди них является ежегодный симпозиум по численным методам в биологии. После публикации моей статьи в Nature [6] меня пригласили на этот симпозиум, там я впервые сделал доклад по своей работе о ДНК мумий. Одно это было бы для меня из ряда вон выходящим событием, но нет, мало того, на симпозиуме присутствовали люди, которых я знал только по их публикациям, и сам Алан Уилсон, и Кэри Муллис, который на той же сессии, что и я, представил и описал полимеразную цепную реакцию. ПЦР оказалась настоящим методологическим прорывом, сразу отправившим на склад истории громоздкую методику клонирования ДНК в бактериях. Мне сразу стало совершенно очевидно, что для изучения древних ДНК я прекрасно смогу воспользоваться новыми методами. По сути, ПЦР позволяла выделять и размножать необходимые сегменты ДНК, даже если их сохранилось совсем немного. Сам Кэри в конце своего доклада, отсылая слушателей к моей работе, отметил, что ПЦР – идеальный инструмент для изучения мумий. Я дождаться не мог, когда же можно будет это попробовать!