В прошлый четверг в журнале Nature - одном из самых авторитетных научных журналов – вышла статья, авторам которой удалось расшифровать геном нового вида людей. Крошечный фрагмент кости мизинца "денисовца", как прозвали ученые нового члена семьи Homo, был обнаружен в Денисовой пещере в Алтайском крае российскими исследователями. Они передали найденный костяной осколок своим коллегам в лабораторию Сванте Паабо (Svante Paabo) из института эволюционной антропологии в Лейпциге.
Паабо и его сотрудники разработали методику выделения ДНК из древних образцов, используя которую они в 2009 году впервые расшифровали геном неандертальца. Чуть позже они же провели более детальный анализ ДНК Homo neanderthalensis и, в частности, выяснили, что в современных людях (за исключением жителей Африки) содержится от 1 до 4 процентов неандертальских генов.
В своей новой работе Паабо и коллеги представили результаты предварительного анализа генома "денисовца", который бродил по Земле одновременно с человеком разумным и неандертальцем. Ученые сравнили ДНК нового вида людей с ДНК современных Homo sapiens из разных популяций и выяснили, что в хромосомах коренных меланезийцев содержится от 4 до 6 процентов генов родственников человека из Денисовой пещеры.
Корреспондент "Ленты.Ру" поговорил со Сванте Паабо о его новой работе, о вымерших представителях рода Homo, о том, почему Паабо избегает латинских названий видов, и, наконец, о том, как он пообщался с живущими ныне неандертальцами.
Лента.ру: Сколько времени занимает выделение ДНК из ископаемых образцов?
Сванте Паабо: На собственно выделение ДНК и ее обработку перед расшифровкой (со временем ДНК деградирует, и для того, чтобы снизить вероятность ошибок при расшифровке, возникающих из-за деградации, ученые обрабатывают ДНК особыми ферментами – прим. "Ленты.Ру") уходит всего около десяти дней. На расшифровку нужно несколько недель, и точный срок зависит от того, насколько большие последовательности вы секвенируете (синоним определения последовательности ДНК - прим. "Ленты.Ру"). Основная часть времени уходит на анализ полученных данных, особенно в случае работы с геномной ДНК. На то, чтобы сравнить короткие фрагменты, скажем, ДНК неандертальца с ДНК шимпанзе и ДНК представителей множества современных популяций людей, уходят долгие месяцы.
Каково обычно в образцах соотношение ДНК древних людей к микробной ДНК и ДНК исследователей, которая, очевидно, попадает на образцы при работе с ними?
Типичным является, когда древней ДНК в образце содержится не больше нескольких процентов. Все остальное - это ДНК бактерий. Но в случае кости из Денисовой пещеры содержание искомой ДНК составляло около 60 процентов. Это совершенно уникальный случай.
Что касается загрязнений нуклеиновыми кислотами исследователей, то оно обычно не превышает одного процента от количества ДНК древнего человека. Соответственно, от общего количества ДНК в образце это составляет сотые доли процента.
Как вы выбираете кости для анализа? Существуют ли какие-то признаки, по которым вы угадываете, насколько хорошо сохранилась ДНК в образце?
Мы пытаемся выделять ДНК из всех костей, которые выглядят хорошо сохранившимися и которые не были найдены в почве с высокой степенью кислотности - кислота разрушает ДНК. На самом деле, совершенно непонятно, почему одни кости сохраняются лучше других - иногда сохранность образцов бывает очень разной, даже если они были найдены в одной пещере. Например, ДНК, выделенная из кости мизинца человека из Денисовой пещеры оказалась в куда более лучшем состоянии, чем ДНК, которую мы выделили из найденного там же зуба.
Наверняка бывает такое, что вам не удается выделить ДНК из исследуемых образцов. Каково примерно соотношение удачных попыток к неудачным?
Обычно удачной оказывается одна попытка из десяти, да и то в случае, если исследуемые кости были найдены в местах с более или менее удовлетворительными условиями "хранения".
Вы планируете выделять ДНК из останков других представителей рода Homo кроме неандертальцев и "денисовцев"?
Если у нас появится доступ к таким останкам, то мы, без сомнения, попытаемся это сделать.
Вы изучали, какие именно гены у человека разумного, неандертальца и "денисовца" общие? Какие белки они кодируют? И планируете ли вы более детально исследовать этот вопрос?
Да, мы проверили несколько интересующих нас генов, в частности, так называемый "речевой ген" FOXP2, который задействован в процессах формирования речи и языка. Оказалось, что у современных людей, неандертальцев и "денисовцев" в последовательности этого гена встречаются одинаковые изменения. Считается, что эти изменения отвечают за некоторые характерные особенности нашей речи. В ближайшем будущем мы намерены получить более надежный вариант расшифровки ДНК "денисовца" и исследовать этот момент более пристально.
Возможно ли по генетическим данным определить, какого пола были неандертальцы и "денисовцы", скрещивавшиеся с представителями H. sapiens? В одной из ваших предыдущих работ вы исследовали митохондриальную ДНК неандертальца (ДНК, которая находится не в ядре, а в клеточных органеллах - митохондриях и передается только от матери к дочери) и на основании полученных данных заключили, что два вида не смешивались. Означает ли это, что все предки изученного неандертальца по женской линии тоже были неандертальцами, а не H. sapiens? И можно ли из этого заключить, что межвидовые контакты двух видов происходили по схеме: женщина-человек и мужчина-неандерталец?
Это возможный вариант, но лично я полагаю, что в межвидовых контактах принимали участие мужчины и женщины с обеих сторон. Дело в том, что на X-хромосоме (женской половой хромосоме – в геноме мужчин она присутствует в одной копии, а в геноме женщин - в двух) мы находим столько же признаков скрещивания двух видов, сколько и на остальных хромосомах. Митохондриальная ДНК может не нести никаких признаков межвидового скрещивания просто потому, что она представляет собой единичный маленький фрагмент генома, на котором просто случайно не оказалось следов "влияния" неандертальцев и "денисовцев" (средняя доля генов H. neanderthalensis в ДНК современных людей составляет около 2,5 процента, а "денисовцев" - 4,6 процента).
Каковы генетические отличия H. sapiens и H. neanderthalensis? Вы изучали, какие гены есть у неандертальцев, но отсутствуют у современных людей, и наоборот?
Нет, мы не изучали этого, потому что надежность расшифровки гена неандертальца пока недостаточна для проведения подобных исследований. Вот после того, как мы улучшим имеющиеся последовательности, мы начнем задавать такие вопросы. Но, в любом случае, здесь речь не идет об отсутствии каких-то генов - разница между двумя видами заключается в небольших изменениях, которые влияют на работу генов. По крайней мере, это верно для большинства генов.
Вы не могли бы прокомментировать значение термина "вид" применительно к представителям рода Homo? Согласно определению, представители различных видов не могут оставлять плодовитое потомство, но в случае с изученными "разновидностями" людей это, очевидно, не так.
Лично я считаю, что термин "вид" вообще не имеет смысла, потому что достаточно четкого его определения не существует. В наших статьях мы никогда не употребляем его. И по этой же причине мы не стали давать "денисовцу" латинского названия, которое само по себе принуждает указать, является ли он отдельным видом или нет (в латинских названиях видов первое слово указывает на род организма, а второе - на его вид - прим. "Ленты.Ру").
По вашему мнению, каковы были отношения между различными разновидностями рода Homo? Они действительно могли различать, что тот или иной индивид является представителем другого вида, ой, то есть просто "иным"?
Я не знаю, как они определяли, кто есть кто - в наших работах мы только показали, что у людей, неандертальцев и "денисовцев" общее происхождение и что они скрещивались друг с другом. На вопросы о том, как все эти разновидности людей взаимодействовали между собой, вам лучше ответит археолог или палеонтолог.
Какие исследования вы планируете провести в будущем?
Мы намерены довести качество расшифровки геномов неандертальцев и "денисовцев" до уровня генома шимпанзе. Кроме того, мы думаем изучить, где еще на территории Азии проживали родственники человека из Денисовой пещеры.
Какую реакцию ваши исследования вызвали у научного сообщества и далеких от науки людей? Была ли она ожидаемой или удивила вас?
После того, как мы опубликовали последовательность неандертальского генома, нам стало поступать огромное количество писем, в которых люди писали, что они являются неандертальцами, и предлагали сдать свою кровь для исследований. Практически всегда неандертальцами себя ощущали мужчины. Женщины же писали, что неандертальцами являются их мужья.
Ваша жизнь сильно изменилась после того, как вы стали знаменитым, и особенно после того, как в 2007 году журнал Time назвал вас одним из ста самых влиятельных людей во всем мире?
Нет, не особенно.