Сванте Пэабо - Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

• Название: Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов
• Автор: Сванте Пэабо
• Жанр: Образовательная литература
• Год: 2018
• ISBN: 978-5-17-091066-3

Шведский генетик Сванте Пэабо давно лелеял мечту, казавшуюся несбыточной: выделить ДНК из египетских мумий и, таким образом, “поближе познакомиться” с людьми, жившими тысячи лет назад. Юношеская одержимость повела его тернистым путем – через мучительный научный поиск, борьбу за чистоту экспериментов и интеллектуальную честность, дипломатические маневры и бюрократические войны… И завела намного дальше в глубину веков, к прочтению неандертальского генома, радикально меняющему все представления и о самих неандертальцах, и об их взаимодействии с предками современного человечества.

“Неандерталец” – это не только увлекательный рассказ о сенсационном прорыве, но и документ, фиксирующий важную веху в истории науки: становление палеогеномики, новой дисциплины, позволяющей методом исследования древних ДНК восстанавливать картину эволюции нашего вида в таких подробностях, о каких мы раньше не смели и мечтать.

---

Сванте Пэабо Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Линде, Руне и Фрейе

© 2014 by Svante Pääbo

© Е. Наймарк, перевод на русский язык, 2018

© Е. Наймарк, послесловие, 2018

© А. Бондаренко, художественное оформление, макет, 2018

© ООО “Издательство Аст”, 2018

Издательство CORPUS ®

* * *

Предисловие

Идею написать эту книгу мне впервые подал Джон Брокман. Без его настойчивости и поддержки я никогда бы не нашел времени для такой большой рукописи, ведь прежде я писал лишь лаконичные научные статьи. Но, раз взявшись, я получал удовольствие от этой работы. Спасибо всем, что все получилось так, а не иначе.

Мне помогали многие люди – и вычитывать, и улучшать текст. Первая из них – моя жена Линда Виджилант, которая ко всему прочему всегда поддерживала меня в этом дерзком предприятии, даже ценой временного отлучения меня от семьи. Превосходными редакторами оказались Сара Липпинкот, Кэрол Рони, Кристин Арден, Виктор Вибе и, главное, Том Келлехер из Basic Books. Надеюсь, я многому у них научился. Карл Ханнестад, Керстин Лександер, Виола Миттаг, читая книгу кто частями, кто целиком, дали ценные рекомендации. Сукен Дандзё проявил замечательное гостеприимство в Сайкоудзи, когда мне понадобилось на некоторое время исчезнуть из мира.

Я излагаю события как запомнил. При этом я понимаю, что некоторые эпизоды могли перемешаться, а иные наложиться друг на друга. Как, например, разные конференции и поездки в Берлин или в компанию 454 Life Sciences, ну и так далее. Я излагаю свое видение истории, останавливаясь на тех обстоятельствах, которые, по моему суждению, того заслуживают. Я знаю точно, что мой взгляд на события не единственно возможный. Чтобы не перегружать текст именами и деталями, мне пришлось опустить упоминания о многих, кто играл немаловажную роль в нашей истории. Прошу прощения у тех, кто чувствует себя незаслуженно забытым.

Глава 1 Неандерталец из табакерки

Однажды поздним вечером в 1996 году, когда я уже забрался в кровать и задремывал, вдруг раздался телефонный звонок. Звонил Матиас Крингс, мой аспирант с зоологического факультета Мюнхенского университета. И он сказал: “Это не человек”.

“Еду…” – пробормотал я, натягивая штаны по дороге к машине. И поехал через город в лабораторию. В тот день Матиас зарядил наш секвенатор фрагментами ДНК из крохотного кусочка плечевой кости неандертальца. Кость досталась нам из Рейнского краеведческого музея в Бонне, именно из нее удалось извлечь ДНК и потом размножить ее. Годы разочарований научили меня не ожидать больших чудес. Обычно мы получали бактериальную или человеческую ДНК – то, что вобрали кости за 140 лет музейного хранения. Но Матиас был так возбужден… может, все же попались неандертальские гены? Лучше уж не надеяться.

В лаборатории сидели Матиас с Ральфом Шмитцем, молодым археологом, который помог нам раздобыть в Бонне разрешение взять кусочек от музейного экспоната. Они едва сдерживали восторг, показывая выползающую из секвенатора последовательность из А-Ц-Г-Т. Никто из нас в жизни такой не видел!

То, что непосвященному кажется случайной комбинацией из четырех букв, на самом деле сжатая запись химической структуры ДНК, генетического материала, который хранится почти во всех клетках тела. Две нити знаменитой двойной спирали ДНК составлены из блоков, содержащих нуклеотиды – аденин, тимин, гуанин и цитозин. Они записываются аббревиатурами А, Т, Г и Ц. Важен порядок, в котором эти нуклеотиды следуют один за другим, в нем содержится вся генетическая информация, необходимая для формирования организма и его функционирования. Нам нужна была определенная часть ДНК, а точнее, часть митохондриальной ДНК (мтДНК). Это, если кратко, то, что передается через материнскую яйцеклетку всем потомкам. В митохондриях, крошечных клеточных органеллах, хранятся бесчисленные копии этой ДНК. Они служат одной только насущнейшей цели – помочь митохондриям снабжать клетку энергией. Каждый из нас несет только один тип мтДНК, составляющей примерно 0,0005 всего генома. Но так как в каждой клетке содержатся тысячи однотипных копий, то их относительно легко изучать, не в пример ядерному геному – он в каждой клетке представлен лишь двумя копиями, одной от мамы, а другой от папы. К 1996 году уже были изучены мтДНК тысяч людей со всего мира. Обычно эти последовательности сравнивались с эталонной (эталонной, или референсной, считается та, что была определена первой). В результате множественных сравнений составился список отличий – в каких позициях какие нуклеотиды различаются. И вот что нас привело в восторг – отличия из неандертальской кости не были похожи ни на одно из известных для человека. Я с трудом верил в реальность происходящего.

Столкнувшись с чем-то заманчивым и неожиданным, я всегда начинаю сомневаться. Так и тут: я стал искать, где мы могли ошибиться. Может, к примеру, мы взяли клей, изготовленный из коровьих костей, и теперь умиляемся коровьей ДНК. Но нет, мы сразу же проверили – это не она, а совсем другая (последовательность коровьей ДНК уже была известна). Эта новая последовательность ДНК очень походила на человеческую, но все же отличалась от всех известных доныне. И я начал проникаться мыслью, что это и вправду первый кусочек ДНК, извлеченный из останков вымерших людей.

Мы открыли бутылку шампанского, которая хранилась у нас в холодильнике в обеденной комнате. Все понимали, что если это действительно неандертальская ДНК, то перед нами открываются необъятные возможности. Вероятно, в один прекрасный день мы сможем сравнить какой-нибудь целый (!) неандертальский ген с современным человеческим. И я думал и думал об этом, бредя домой по темным улицам Мюнхена (мы выпили слишком много шампанского, и я не мог сесть за руль). И уснуть я не мог, мысли мои раз за разом возвращались к неандертальцам – и к тому единственному, чью ДНК мы, кажется, поймали.

В 1856 году, за три года до публикации дарвиновского “Происхождения видов”, при расчистке небольшой пещеры в каменоломне в долине Неандерталь, примерно в семи милях от Дюссельдорфа, рабочие нашли верхнюю часть черепа и несколько костей. Они думали, что откопали кости медведя. Но через несколько лет эти остатки переопределили; решено было, что это вымершая, возможно предковая, форма человека. Так впервые были описаны остатки древних людей, и эта находка потрясла весь ученый мир. С тех пор исследования неандертальцев не прекращались. Кроме тех первых, нашли еще множество костей, с их помощью решались самые разные вопросы: кто такие неандертальцы, как они жили, почему исчезли около 30 тысяч лет назад, как в течение тысячелетий уживались на одной территории в Европе предшественники современных людей и неандертальцы – дружили или воевали? – и кем они нам, в конце концов, приходились, прямыми предками или просто давно умершими дальними родственниками (см. рис. 1.1). Со всей очевидностью бросаются в глаза свидетельства их вполне человеческого, понятного нам поведения и ритуалов: они и ухаживали за ранеными, и хоронили своих мертвых, и, возможно, даже играли музыку (есть на то кое-какие археологические данные). Во всем этом они больше напоминают нас, чем любую из современных обезьян. Но если больше, то насколько? Была ли у них речь? Или они представляют тупиковую линию в эволюции людей? А может, какие-то из их генов спрятаны в нас сегодняшних? Все эти вопросы вошли естественной частью в науку палеоантропологию, дисциплину, можно сказать стартовавшую от тех костей из долины Неандерталь, из которых мы теперь, кажется, смогли извлечь ДНК.

Каждый из этих вопросов достоин пристальнейшего внимания, но мне казалось, что с этим фрагментом ДНК нас ждет награда куда более ценная. Ведь неандертальцы – наши ближайшие вымершие родственники. И если бы удалось изучить их ДНК, то непременно бы выяснилось, в какой степени схожи наши гены. Несколько лет назад в нашей лаборатории отсеквенировали большое число фрагментов ДНК шимпанзе. И тогда мы показали, что у человека и шимпанзе различаются чуть больше одного процента нуклеотидов. Ясно, что неандертальцы должны отличаться от нас еще меньше. Но – и самое восхитительное “но” – именно среди этих немногих различий обязаны объявиться те, что отделяют нас от наших ранних предшественников. И не только от неандертальца, но и от мальчика из Туркана, жившего около 1,6 млн лет назад, и от Люси, возрастом около 3,2 млн лет, и от синантропа, которому около полумиллиона лет. Благодаря этим немногим различиям человеческая линия свернула на совершенно новый эволюционный курс: ускоренное технологическое развитие, появление искусства, возможно языка и культуры, как мы их теперь понимаем. Десяток-другой различий в ДНК создали для всего этого необходимую биологическую базу. И если мы сможем изучить неандертальскую ДНК, то все это само придет нам в руки. Убаюканный мечтами (или манией величия), я наконец заснул на рассвете.