Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

Прежде всего нам позарез нужны были популяционные генетики. Популяционные генетики изучают вариации в последовательностях ДНК в популяциях или видах и на основании этой изменчивости выводят, что происходило с популяцией или видом в прошлом. Они могут сказать, когда популяции разошлись, существовал ли между ними обмен генами и какой тип естественного отбора доминировал в конкретной популяции. У нас в группе имелись собственные специалисты – Михаэль Лахман и Сьюзан Птак, – они могли справиться с некоторыми задачами, но мы, понятное дело, нуждались и в помощи со стороны и работать хотели только с лучшими из лучших.

И как только наш проект был запущен, я начал искать людей, в основном среди американцев. Почти все, к кому я обращался, горели желанием поучаствовать в проекте. Еще бы! Ведь это уникальная возможность заглянуть в геном, который казался неподвластным секвенированию. Но нужны были такие люди, которые согласились бы работать на полную – или почти полную – ставку по крайней мере несколько месяцев, пока мы не закончим исследование. Я знал много случаев, когда геномные проекты затягивались на месяцы и годы. И пробуксовывали исключительно из-за того, что на ключевых лабораториях одновременно висело несколько проектов и они разрывались между ними. Поэтому, когда я разъяснял ситуацию, многие, к их чести, отказывались, разумно взвесив свою текущую нагрузку.

Особенно я был заинтересован в сотрудничестве с Дэвидом Рейхом, молодым профессором из Гарвардской медицинской школы, популяционным генетиком с неординарным мышлением. Он сначала изучал физику в Гарварде. Потом защитил диссертацию по генетике в Оксфорде. Я пригласил его в Лейпциг в сентябре 2006- го, он тогда выступил с докладом по своей весьма противоречивой публикации в Nature[60]. В ней утверждалось, что после разделения предковой популяции на линии шимпанзе и людей две популяции продолжали сосуществовать и обмениваться генами еще в течение миллиона лет, пока не размежевались окончательно. Беседы с Дэвидом мне показались весьма нетривиальными. И даже где-то на грани интеллектуальных нападок. Он с устрашающей скоростью забрасывал кучей рассуждений и идей, временами я не мог поспеть за ним. Но интеллектуальный натиск уравновешивался его изумительной добротой и скромностью. Его мало трогали и трогают вопросы научного престижа. Думаю, он разделяет мое убеждение, что гранты и награды получает тот, кто много и интересно работает. Во время того визита я обсудил с ним наш неандертальский проект и дал с собой в дорогу рукопись пилотного исследования. Через несколько дней я получил от него разбор статьи с комментариями на шести страницах. Он нам безусловно подходил, был идеальным кандидатом для работы с неандертальским геномом.

В действительности с Дэвидом мы выигрывали не только всю мощь его блестящего ума, но и замечательную возможность заполучить тесно связанного с ним Ника Паттерсона. Ник еще более необычный персонаж, чем Дэвид. Он сначала изучал математику в Кембридже в Англии, потом двадцать лет работал на британские военные службы в качестве шифровальщика. Некоторые говорили мне, что лучше него криптографа не было – он мог взломать любой код британской или американской армии. Затем Ник ушел из секретных служб и стал заниматься прогнозированием финансовых рынков. К 2000 году он заработал кучу денег на Уолл-стрит и мог позволить себе спокойную жизнь до конца своих дней. Но, подгоняемый любопытством, он оказался в Институте Брода, где приложил свои способности шифровальщика к нахлынувшей лавине геномных данных. Там, в Бостоне, он объединил силы с Дэвидом. Внешне Ник, как мне кажется, в точности соответствует образу гениального ученого из детских фантазий. Из-за врожденной болезни костей у него несоразмерно большая голова, а глаза смотрят в разные стороны, отчего возникает впечатление, будто его мысли постоянно заняты сложными математическими построениями. Я потом узнал, что он буддист и разделяет мой давний, хотя и не слишком последовательный интерес к дзен-буддизму. Ник обладает феноменальной способностью видеть в несметном количестве данных скрытые закономерности. Я так вдохновился перспективой заполучить в наш проект сразу и Ника, и Дэвида, что предложил взять на полную ставку и того и другого, если они согласятся проводить в Лейпциге три четверти своего времени. И хотя они не приняли предложения, но пообещали, что постараются включиться в неандертальский геном, насколько это возможно. И обещание сдержали до такой степени, что я и не рассчитывал.

Еще я хотел привлечь к проекту Монтгомери Слаткина, или просто Монти. Он работал в Беркли, в Калифорнии, и впервые я его встретил в 1980 году, в аспирантуре у Алана Уилсона. Он сделал прекрасную карьеру в области математической биологии, его уравновешенность и собранность свидетельствовали об опыте и мудрости. Из-под его крыла вышло множество блестящих молодых ученых, которые потом руководили собственными группами, с ним работали и студенты, одаренные и многообещающие. Первым среди них можно назвать Филипа Джонсона, который вместе с Эдрианом Бриггсом работал над поиском ошибок секвенирования неандертальского генома (см. главу 14). Меня очень радовало желание Монти присоединиться к нашему консорциуму, в частности потому, что в какой-то мере он уравновесит научный стиль Ника и Дэвида. Пусть они на свое усмотрение изобретают пути к событиям прошлого, а Монти будет, как нравится ему, тестировать классические популяционные модели: годятся ли они для неандертальских данных.

Главный вопрос, интересный всем участникам проекта, – имеется ли неандертальский вклад в геноме современного европейца. В конце концов, неандертальцы жили на территории нынешней Европы, пока примерно 40 тысяч лет назад там не объявились люди современного типа. Как утверждают некоторые палеонтологи, в скелетах ранних европейцев прослеживаются кое-какие неандертальские черты. Большинство с ними, однако, не соглашаются, а у нас в статье 1997 года про мтДНК неандертальца написано, что свидетельств наследия неандертальцев у современных людей не обнаружено. И только анализ ядерного генома может дать более определенный ответ.

Чтобы понять, почему анализ ядерного генома много мощнее, чем анализ митохондриального генома, важно не забывать, что в ядре содержатся 3 миллиарда нуклеотидов, а в митохондриях только 16 тысяч. Но еще ядерный геном перестраивается от поколения к поколению, потому что каждая хромосома обменивается участками последовательности со своей парой и затем обе передаются независимо друг от друга, каждая со своей информацией. Если от союза неандертальской и человеческой особи родится ребенок, то у него будет примерно по 50 процентов ДНК от каждого из родителей. И если такой полукровка вырастет, найдет себе пару среди людей и вырастит своего ребенка, то этот потомок будет нести около 25 процентов неандертальских генов, а его внуки получат 12,5 процента, а у правнуков останется 6 процентов и т. д. И хотя в этом сценарии неандертальский вклад уменьшается чрезвычайно быстро, но все же 6 процентов составляют больше 100 миллионов нуклеотидов. В конце концов неандертальская ДНК распространится в популяции, и каждый получит маленькую ее порцию. Начиная с этого момента в родительской паре оба будут иметь примерно одинаковую долю неандертальской ДНК, следовательно, этот процент перестанет снижаться от поколения к поколению, а, наоборот, будет оставаться постоянным. Кроме того, образование смешанных пар, если оно было возможно, вряд ли случилось один-единственный раз. А в случае растущей популяции, где на каждого родителя приходится больше одного отпрыска, этот наследственный вклад не должен исчезнуть совсем. А мы как раз знаем, что популяция людей, заселившая европейскую территорию и сменившая неандертальцев, быстро расширялась. Поэтому мне определенно представлялось, что если скрещивание имело место, то мы обязательно увидим неандертальские гены, хоть в мизерном количестве. Однако, поскольку мтДНК не обнаруживала ни намека на подобный вклад, я все еще придерживался мнения, что его не существовало вовсе.