Новый метод позволяет читать геном древних людей с невероятной точностью. Это значит, что палеоантропологию ждет эпоха великих открытий
Темноволосая, темноглазая, смуглая девушка, жившая на Алтае и умершая в Денисовой пещере десятки тысяч лет назад, сегодня считается единственным посланником своего вида, «денисовских людей», чьи останки дошли до нас. И она навсегда войдет в историю науки: ее полный геном был недавно прочитан исследователями из Общества Макса Планка в Лейпциге.
Еще пять лет назад мы не знали, что одновременно с неандертальцем и гомо сапиенс на Земле жил еще один вид. Но дело даже не в этом, а в том способе, которым мы узнали о «денисовце». Крошечный кусочек фаланги мизинца и два зуба дают так мало информации о видовой принадлежности, что раньше их бы просто положили на полку среди сотен подобных образцов. Однако профессор Сванте Паабо сделал генетический анализ останков и заявил: это совершенно особый человек. Новость наделала шума в 2010 году, но, помимо этой самой «особости», из обрывков ДНК ничего нельзя было узнать.
Прошло два года. Постдок из лаборатории Паабо, Матиас Мейер, придумал новый способ изучать ископаемую ДНК. Он извлек ДНК из кости «денисовца», «расшил» двойную спираль и смог при помощи особых ферментов наделать множество копий этих одноцепочечных молекул.
В результате обе нити ДНК (и материнская, и отцовская) были прочитаны с невиданной точностью (99% букв были прочитаны не менее 10 раз каждая, что делает вероятность ошибки ничтожной), не уступающей генетическому анализу, который проводится для современного человека, о чем лейпцигская группа и сообщила всему миру. Научные блоги и журналы разразились поздравлениями: метод Мейера дает ключ к геномному анализу древних обломков любой живой ткани.
Получив полную расшифровку генома, можно без конца сопоставлять отрезки кода и очень многое узнать о носителе этих генов и его предках — и это самая сильная сторона геномики. Например, сравнивая отцовскую и материнскую ДНК, ученые установили, что «денисовцы» были рекордно однообразны, настолько однообразных популяций нет среди сапиенсов или неандертальцев. Также выяснилось, что денисовцы внесли вклад в геном папуасов и австралийских аборигенов. Крайнее однообразие и широкое распространение (от Алтая до Малайзии) говорит о том, что «денисовцы» когда-то вышли из Африки (возможно, одновременно с неандертальцами) очень малой группой и очень быстро и широко распространились по Азии. Их численность всю дорогу оставалась низкой. И это можно увидеть в геноме одной-единственной девушки: гены рассказывают, что если у нас 20 поколений назад было около миллиона предков, то у нее — считанные десятки тысяч.
Позже пришел гомо сапиенс, и на его пути в сторону Австралии произошли случаи скрещивания. Вскоре после этого «денисовец» исчез. Выводы, полученные из крупицы кости весом 10 мг, поражают, такое не снилось ни Дарвину, ни Кювье.
Логический анализ полученного кода «денисовца» помогает лучше понять и наше собственное устройство. Сравнив сапиенса с «денисовцем», ученые получат точные сведения о том, в чем уникальность собственно гомо сапиенс. Например, среди двадцати трех специфических генов, которые есть только у сапиенса, присутствуют восемь, касающиеся активности мозга. Пока мы мало знаем о том, как работают эти гены.
Ученым предстоит заставить древние гены «денисовца» работать в пробирке, в экспериментальных условиях, чтобы посмотреть, чем отличаются наши и его белки, догадаться, как мозг функционирует без этих генов, и тогда, возможно, понять, в чем секрет той самой «сапиентности» нашего мозга.
Теперь можно будет вытащить с музейных стеллажей всего мира древние кости. Первый на очереди неандерталец, ведь его геном еще не был прочитан методом Мейера с такой высокой точностью. А там как знать — найдут ли в коллекциях «денисовцев» или еще каких-то совсем неизвестных людей? Пришло время палеоантропологии in vitro — в пробирке, а точнее, in silico — «в кремнии», то есть в мозгах компьютеров.
