Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

Журнал Nature отослал нашу рукопись четырем рецензентам. Полученные комментарии разнились диаметрально, от завистливых и сварливых до глубоких и содержательных. Как и в работе с мтДНК, один из комментариев в результате способствовал значительному улучшению статьи. Рецензент указал на потенциальные недосмотры в том месте анализа, где мы рассматривали вместе геномы денисовцев и неандертальцев. Нам это понадобилось, чтобы обосновать гипотезу о притоке архаичных генов в мт-геном денисовцев. Мне казалось, что наши методики вполне адекватны, но рецензия заставила нас пересмотреть методику и выбрать более осторожный подход, вообще отказавшись от такого анализа. Та же рецензия инициировала дополнительное исследование: мы должны были подтвердить, что признаки смешения в меланезийских геномах невозможно отнести на счет разницы в сохранности ДНК, технологий секвенирования или других особенностей первичных данных. Мы переработали рукопись в соответствии со всеми полезными комментариями, и тогда тот рецензент написал, любезно отметив наши усилия: “Часто бывает, что если у рецензента возникает вопрос в отношении методик анализа, стоящих за результатами исследования… авторы просто отмахиваются от вопроса, ответив на него формально… Здесь же авторы поступили точно наоборот: восприняли мои замечания очень серьезно, добросовестно изучили вопрос и соответственно переписали статью”. Я был горд, как школьник, заслуживший похвалу учителя. Рецензент даже назвал свое имя: Карлос Бустаманте, популяционный генетик из Стэнфорда – я его всегда уважал.

В последних числах ноября 2010 года Nature принял рукопись к публикации. Редактор предложил задержать публикацию до середины января, чтобы обеспечить более широкое внимание прессы, потому что в декабре газеты традиционно пишут о рождественских праздниках. Мы обсудили это на собрании консорциума. Некоторые согласились с редактором. Я считал, что если уж мы работали на максимальной скорости с маячившими на заднем плане конкурентами, то нет смысла медлить с последним шагом. Я пошел против мнения большинства и настоял на скорейшей публикации. Статья вышла 23 декабря[69]. Я уверен, что из-за этого наша работа получила менее широкую огласку, чем могла бы, но меня грела мысль, что в один год мы опубликовали и неандертальский геном, и эту статью.

В то Рождество мы ехали на машине с Линдой и Руне в наш заснеженный домик в Швеции, и я думал: какой же у нас был удивительный год! Я и не мечтал о таких достижениях! Неандертальский геном… Открытый путь к генетике вымерших человеческих групп… Но сколько же тайн еще ждет нас. Вот, например, большой вопрос: когда жили денисовцы? Костного фрагмента и зуба недостаточно для радиоуглеродного датирования. Зато мы получили датировки по семи другим костям с царапинами и иными следами человеческой обработки из того же культурного слоя в Денисовой пещере. Четыре из семи оказались старше 50 тысяч лет, остальные три моложе: 30–16 тысяч лет. Вероятно, в этой пещере люди жили сначала 50 тысяч лет назад, а потом поселились снова, уже 30 тысяч лет назад. Мне кажется, что более раннее заселение было денисовским, а позже пещеру заняли люди современного типа, но в точности этого никто не знает. В том культурном слое, откуда, по всей видимости, происходил и палец, профессор Шуньков и Анатолий откопали поразительно сложные каменные орудия и полированный каменный браслет. Могли ли их сделать денисовцы? Идея почти бредовая, но археологи не отвергают ее окончательно.

Насколько широко распространились денисовцы? Вот еще одна загадка. Нам известно, что они жили в Южной Сибири, но они же встречались и производили детей с предками меланезийцев, а это заставляет предположить, что когда-то они жили на более обширном пространстве. Может быть, они пропутешествовали по всей Юго-Восточной Азии, от тропиков до субарктических регионов. Я считал, что теперь на очереди поиски денисовской ДНК в ископаемых костях из Китая. Как было бы чудесно, если бы Анатолий отыскал более сохранные и информативные остатки денисовцев на Алтае! И если бы в тех костях нашлись какие-то признаки, по которым бы денисовцы выделились из массы других древних людей, то, возможно, и другие ископаемые из Азии по этим признакам объединились бы с денисовцами.

Моя команда работает над разрешением всех этих загадок. Другие ученые пользуются нашими методиками для изучения эпидемий древнейших времен и истории древних цивилизаций. Но в те декабрьские дни я чувствовал такое полное удовлетворение, какое редко испытывал за всю свою научную жизнь. То, что началось как тайное увлечение тридцать лет назад, в далекие студенческие годы в Швеции, четыре года назад превратилось в проект из области научной фантастики. И теперь этот проект успешно завершен. В маленьком уютном домике, в кругу семьи, я еще никогда не был так счастлив, как в то Рождество.

С тех пор прошло три года, и вот я сижу и пишу эту книгу. Про судьбу остального кусочка денисовской фаланги, отданного в Беркли, так ничего и не известно. Не исключено, что он в какой-то момент объявится и можно будет провести датирование. Тогда мы узнаем, когда жила денисовская девочка.

Анатолий со своей командой продолжает раскопки в Денисовой пещере и находит там необыкновенные вещи. Им попался еще один коренной зубище с характерной денисовской ДНК. Еще они нашли косточку от большого пальца ноги, и эта кость принадлежала неандертальцу.

Дэвид Рейх со своим аспирантом Шрирамом Санкарараманом на основе генетических моделей определили время перемешивания неандертальцев и людей современного типа[70]. Получилось примерно 40–90 тысяч лет назад. Из этого следует, что подтвердился более простой сценарий смешивания, согласно которому неандертальцы скрещивались с выходцами из Африки, а не тот, который в качестве альтернативы был предложен в 2010 году – повторное соединение каких-то ранее размежевавшихся внутриафриканских групп.

Матиас Мейер, служивший у нас в лаборатории кем-то вроде технического волшебника, разработал новые высокочувствительные методы экстрагирования ДНК и подготовки библиотек. И в результате мы смогли даже из того крохотного кусочка денисовской косточки реконструировать геном с 30- кратным покрытием[71]. А недавно мы прочитали ДНК из кости пальца ноги из Денисовой пещеры и получили геном с 50- кратным покрытием. А это, между прочим, большая точность, чем у большинства прочитанных геномов современных людей.

Сравнивая неандертальский геном с ДНК денисовской девочки, мы отметили признаки присутствия ДНК более древних человеческих линий, разошедшихся с денисовцами и неандертальцами еще до их собственного разделения. Кроме того, мы показали, что денисовцы скрещивались с неандертальцами и что небольшая доля их генов все же присутствует у современного азиатского населения. В 2010 году, имея геном с небольшой глубиной покрытия, мы эту чуточку не обнаружили, а она тем не менее свидетельствует о давно ушедших в историю межпопуляционных скрещиваниях. Все вместе данные открывают картину множественных смешений между различными человеческими формами в позднем плейстоцене, но в малых пропорциях.

Тем временем проект 1000 Genomes набрал данные, так что появилась возможность составить практически полный каталог вариабельных позиций в геноме современных людей, по которым всесовременные люди отличаются от неандертальцев, денисовцев и обезьян. В этом каталоге зарегистрированы 31 389 однонуклеотидых замен (СНИПов), 125 вставок и выпадений участков из нескольких нуклеотидов. В их числе 96 модификаций, связанных с изменениями аминокислотных замен в белках, и около 3000 изменений в регуляторных генах, включающих и выключающих другие гены. Еще наверняка остались неучтенные модификации, спрятанные в нуклеотидных повторах, но все равно понятно, что генетический “рецепт” изготовления современного человека не слишком длинный. Следующим на очереди стоит большой вопрос: как нам разобраться с функциональными последствиями этих модификаций?