Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

Окончание конференции в Дубровнике отмечалось многочасовым ужином, а лучше сказать – великолепным пиром, где нас и накормили, и, конечно же, напоили. За свою профессиональную жизнь я сотрудничал со многими людьми и организациями, но ни одно сотрудничество не было таким крепким и плодотворным, как это. И все же я чувствовал, что время подгоняет нас. За ужином я не уставал повторять всем и каждому, что у нас жесткий график, и не только потому, что мир ждет публично обещанных на конференции AAAS результатов, но и из-за Эдди Рубина: мы понятия не имеем, что он делает у себя в Беркли с полученными неандертальскими костями. Вообще-то мне почти никогда ничего не снится, но тут, за ужином, я ради красного словца рассказал всем, что меня мучают ночные кошмары, будто группа из Беркли публикует работу за неделю до выхода в свет нашей – и их открытия точь-в-точь как у нас.

На следующее утро в самолете до Лейпцига я спал. Вскоре после возвращения я свалился с простудой, потом поднялась температура, потом начались боли в груди при вдохах и выдохах. Пришлось отправляться в больницу, где у меня обнаружили пневмонию и прописали курс антибиотиков. Не успел я прийти домой, как телефонный звонок заставил меня срочно вернуться обратно в больницу. Анализы показали тромбы где-то у меня внутри. И вот я уже лежу на кровати и разглядываю результаты томографии: тромбы забили значительную часть легких. Эта картина потрясла меня. Если бы тромбы попали в легкие единым сгустком, а не отдельными кусочками, я бы умер на месте. Доктора винили слишком частые перелеты и, возможно, длительную поездку в переполненном автобусе из Сплита в Дубровник. Мне прописали антикоагулянты на шесть месяцев, и я принялся изучать альтернативные методы лечения с истовостью, какая бывает только у лично заинтересованных. К моему великому удивлению, я наткнулся на упоминание одной работы моего отца 1943 года. Он объяснил структуру гепарина, того самого лекарства, которое прописали мне доктора и которое, наверное, спасло мне жизнь. Это удивило и одновременно потрясло меня, заставило увидеть свое прошлое в новом свете. Я же внебрачный – тайный – сын Суне Бергстрёма, известного биохимика, разделившего в 1982 году Нобелевскую премию за открытие простагландинов, естественных веществ, выполняющих у нас в организме различные важные функции. Повзрослев, я очень редко с ним виделся, и работа над структурой гепарина оказалась одним из бесчисленных фактов его жизни, которых я не знал. Я не знал своего отца… Меня охватила грусть. Но с нею пришло и отчетливое понимание, что я хочу быть там, где подрастает мой собственный сын. Я хотел, чтобы мой сын меня знал. И я хотел завершить неандертальский проект. Умирать было слишком рано.

Секвенирование наших пяти современных геномов началось в 2009 году. Эх, какие же чистые это были ДНК – без бактериальных загрязнений, без химических модификаций, которые так портили наши неандертальские образцы. В результате получилось в пять раз больше фрагментов для каждого из геномов, чем для неандертальской последовательности. Мы справились за несколько недель, а ведь всего двумя годами раньше, в Лейпциге, столь скорые сроки были немыслимы. Но теперь, с технологиями 454 и Illumina, подобная задача – отсеквенировать несколько человеческих геномов – оказалась под силу даже такой небольшой группе, как наша.

С помощью метода, обрисованного на встрече в Дубровнике, Эд высчитал время существования последнего общего предка всех пяти индивидов и эталонного человеческого генома. У него получилось, что европеец, китаец и папуас имели общего предка с носителем эталонного генома чуть больше 500 тысяч лет назад. А если к ним добавить бушмена из Южной Африки, то время существования их общего предка отодвинется до 700 тысяч лет. Значит, разделение линий бушменов (и связанных с ними народностей) и остального человечества уходит корнями дальше всех других ветвлений человечества. А если учесть датировки разделения неандертальцев и людей – 830 тысяч лет назад, – то выходит, что точки ветвления отстоят друг от друга на 130 тысяч лет и неандертальцы, конечно, отличаются от нас, но не разительным образом.

К подобным оценкам следует относиться с осторожностью. Ведь это всего лишь одно значение возраста, которое считается справедливым для целого генома. А на самом деле геном наследуется не как единое целое, а частями. Следовательно, у каждой части имеется своя история и, очевидно, свой общий предок со своим временем существования. А все потому, что у каждого индивидуума по две копии каждой хромосомы и они передаются потомству независимо друг от друга. Поэтому у каждой хромосомы будет своя независимая генеалогия, свой исторический сюжет, если угодно. К тому же каждая пара хромосом обменивается друг с дружкой частями во время интригующего молекулярного танца, называемого рекомбинацией, танца, происходящего при формировании яйцеклеток и сперматозоидов. А это означает, что собственный сюжет имеет не только каждая хромосома, но и отдельные ее участки. Так что полученные Эдом цифры в 700 тысяч лет для африканских бушменов и 830 тысяч для неандертальцев – это решительное усреднение по всем частям генома.

На самом деле, если начать сравнивать геномы современных людей, то обязательно найдутся участки, для которых общий предок жил сотни тысяч лет назад, а для других – полтора миллиона лет назад. То же самое справедливо для сравнения неандертальцев с современными людьми. Возьмем, к примеру, одну из моих хромосом, аналогичную хромосому неандертальца и вашу, мой читатель, и прогуляемся по их генеалогии. Мы увидим, что во время нашей хромосомной прогулки нам встретятся участки, в которых я больше похож на неандертальца, чем на вас, в других – вы окажетесь больше схожи с неандертальцем, чем со мной, а порой мы окажемся в местах, где мы больше похожи друг на друга, чем на неандертальца.

Нужно обязательно понимать, что 830 тысяч лет – усредненная оценка времени существования общего генетического предка современных людей и носителей тех неандертальских генетических последовательностей, которые к нам попали. Это означает, что на тот момент все обнаруженные ДНК присутствовали в популяции, в которой появились предки неандертальцев и предки людей. Но! Это не означает, что линии неандертальцев и людей разделились именно в тот момент. Разделение должно было произойти позже, и вот почему. Если проследить историю генетической последовательности людей и неандертальцев, то в конце концов найдется такая точка, где они встретятся, и дальше (а точнее, дальше в прошлое) уже будут существовать в виде генома единой предковой популяции (как раз в ней, очевидно, и произошло разделение на две ветви). В самой этой предковой популяции по ходу существования тоже накапливались мутации. Так что оценка в 830 тысяч лет предполагает суммарное время накопления продвинутых мутаций, когда обе ветви были еще соединены плюс когда они уже разъединились.

Предковая популяция до сих пор остается для нас загадкой, хотя можно предположить, что она существовала в Африке и что некоторая часть ее потомков покинула Африканский континент, дав начало неандертальцам. А те, кто остался, стали родоначальниками современных людей. Пока не получается высчитать, когда разделились эти две части, по крайней мере на основе различий в ДНК. Это дело куда мудренее, чем расчеты точки схождения на общем предке. Предположим, к примеру, что в предковой популяции, где живут будущие прародители людей и неандертальцев, накапливаются многочисленные мутации. Тогда большую часть обнаруженных продвинутых мутаций нужно отнести ко времени до разделения человеческой и неандертальской линий. То есть истинное время разделения окажется ближе к современности. Очень приблизительно можно оценить это время по уровню вариации точек ветвления для разных частей генома. Нужно при этом представлять продолжительность жизни генерации, то есть через сколько лет каждое поколение оставляет потомство, размножается, а это зачастую темный вопрос. Приняв во внимание все возможные неопределенности, мы постарались получить эти оценки: популяция разделилась примерно 270–440 тысяч лет назад. Впрочем, разброс может быть и больше, ведь мы могли недооценить ошибки начальных данных. Тем не менее предки современных людей и неандертальцев разошлись, вероятно, около 300 тысяч лет назад.