Расшифрованный код Ледового человека: От кого мы произошли, или Семь дочерей Евы

Сайкс Брайан

Суть сообщения Эрики о наличии рекомбинации состояла в том, что конкретная митохондриальная мутация в позиции 76 контрольного региона неожиданно обнаруживалась в нескольких различных кластерах на островке Нгуна. Как и статья Мэйнарда Смита, напечатанная рядом, это сообщение не было прямым доказательством рекомбинации митохондриальной ДНК. Однако мутация в позиции 76 крайне редко встречается где бы то ни было в мире, поэтому тот факт, что она оказалось частой и к тому же встретилась в разныхкластерах в пределах одного и того же островка, заслуживал специального разъяснения. Это могло означать одно из двух: либо сходная мутация почти одновременно возникла в разных группах благодаря случайному совпадению — в такое почти невозможно поверить, либо вновь возникшая мутация в позиции 76 каким-то образом передалась другим людям. А единственным путем, которым это вообще может произойти, действительно является рекомбинация.

Для того чтобы могла

осуществиться рекомбинация митохондриальной ДНК, должны произойти две вещи. Первое, нужно, чтобы две кольцеобразные молекулы ДНК нашли способ проникнуть друг к другу и обменяться фрагментами. Это можно себе представить. В каждой митохондрии в среднем содержится по восемь молекул ДНК, и им никак не воспрещается свободно встречаться друг с другом. Гак что они могли бы затеять обмен. И это не кажется невозможным. Куда труднее согласиться с тем, что в пределах одной клетки могут содержаться геномы, сильно отличающиеся один от другого. Если во всех митохондриях клетки последовательность ДНК абсолютно идентична, то они могут обмениваться ее фрагментами — это ничего не изменит. Последовательность во всех митохондриях по-прежнему останется той же самой. Что-то можно было бы заметить только в случае, если бы фрагментами ДНК обменялись две разныемитохондрии. Следовательно, чтобы произошло то, что было обнаружено на Нгуна, необходимо проживание на острове (в настоящее время или хотя бы в прошлом) людей со смесью разных митохондрий. Один компонент смеси должен представлять собой ДНК, относящуюся к одному кластеру, назовем ее А, с мутацией в пункте 76. Другой компонент — митохондриальная ДНК, относящаяся к совсем другому кластеру, назовем ее В, без всякой мутации в пункте 76. Две эти митохондриальные ДНК затем должны обменяться сегментами так, чтобы кусочек из ДНК А, содержащий мутацию 76, попал в ДНК В.

Возможен единственный способ заполучить в одну клетку две митохондрии из совершенно разных кластеров: одна из них должна попасть туда не с яйцеклеткой, а со сперматозоидом. Таким образом, если сведения о рекомбинации подтвердятся, для нас это будет смертельным ударом — причем двойным. Во-вторых, если имеет место рекомбинация, то митохондриальные последовательности оказываются слишком нестабильными, чтобы использовать их для исследования прошлого, но этого мало — получается, что митохондриальное наследование вообще происходит не исключительно по материнской линии. Больше нельзя будет утверждать с уверенностью, что мы получаем митохондриальную ДНК в наследство от матерей. Получается, она может переходить к нам и от отцов. Что-то надо было срочно делать. Мы собрались на экстренный совет.

Винсент Маколей, по образованию физик и к тому же прекрасный математик, примкнувший к нашей команде за два года до этих событий, продолжал проверять и перепроверять данные из статьи Мэйнарда Смита, которые касались последовательностей. Невероятно, но в данных оказалось множество ошибок. Отчасти их неверно скопировали из общедоступных баз данных, отчасти же сами последовательности, представленные в этих базах данных, были изначально неправильно определены (такое случается достаточно редко). Оба типа этих ошибок дали совокупный эффект, в результате чего количество мутаций в митохондриях казалось намного больше, чем было в действительности. После исправления ошибок в данных и пересчитывания выкладок Мэйнарда Смита стало очевидно, что теоретические аргументы в пользу рекомбинации не так уж сокрушительны. Мы, не откладывая, написали Мэйыарду Смиту, и он милостиво признал свою ошибку.

Заявление о рекомбинации, сделанное Эрикой Хагельберг, представляло куда более серьезный вызов. Да, у нее явно ощущалась нехватка настоящих доказательств в пользу рекомбинации, которые подразумевали бы определение сегментов, подвергшихся обмену между двумя разными митохондриальными ДНК. Но и без того факты, приведенные в ее статье, трудно было объяснить какими-то другими механизмами. Насколько я мог разобраться, ситуация была необъяснимая, если только не предположить, что при определении последовательностей на Нгуна допускалась какая-то серьезная постоянная ошибка. В это трудно было поверить, зная, что Эрика очень опытный исследователь и отлично знакома с законом, согласно которому экстраординарные заявления должны быть подкреплены экстраординарными доказательствами. В данном случае все последовательности стоило тщательно и многократно проверить, прежде чем делать такие далеко идущие заявления, которые (она не могла этого не понимать) повлекут за собой очень серьезные последствия.

Нгуна была крошечным островком, лежащим в стороне от Еспирито Санто в Вануату, западнее Фиджи, а группа островов Вануату входила в наше исследование по Полинезии. Нас тогда снабдили несколькими пробами с Вануату, и сейчас, пересмотрев их, я обнаружил, что четыре пробы прибыли непосредственно с Нгуна. Тогда мы еще не описывали мутации ниже позиции 93, потому что системы, которыми мы пользовались, давали иногда по этому отрезку ненадежные показания. Так что неудивительно, что наш компьютер не зарегистрировал ни одной мутации в позиции 76. Но старые рентгеновские пленки, на которых последовательности выглядели как несколько исчерченных полос, у нас сохранились. Каким-то чудом мне удалось откопать последовательности с острова Нгуна, датированные 2 июня 1992 года, их качество было превосходным. Мне не составило труда просмотреть все последовательности с начала до конца. Никакого следа мутаций по позиции 76 ни в одной из проб не было обна­ружение. Я немедля отправился в институт к коллеге, который в свое время снабдил меня пробами крови, и объяснил, в чем проблема. У него оставалось еще несколько проб с Нгуна, мы все их протестировали, ища мутацию в позиции 76. Но ее не было, ни в одном случае. Казалось невероятным, что мы не обнаружили мутацию 76 в двадцати пробах с такого крохотного островка, в то время как Эрика сообщала об этой мутации чуть ли не у половины населения.

Ситуация складывалась довольно серьезная, так что контакта с Эрикой было не избежать. По электронной почте я послал ей сообщение в университет Отаго в Новой Зеландии, где она работала с недавних пор. Помня о наших непростых отношениях, я изложил суть дела со всей деликатностью и дипломатичностью, на какую был способен. Я объяснил Эрике, что в образцах с того же самого островка нам не встретилось никаких следов пресловутой мутации в позиции 76. Далее я любезно просил ее указать источник интересующих нас проб с Нгуна и прислать образцы, чтобы я мог воспроизвести ее результаты. Она ответила, что в своих результатах уверена, однако в самое ближайшее время сама проверит последовательности еще раз — никогда нельзя исключать вероятность ошибки, но при этом она располагает такой массой материала, в котором не сомневается, что и придало столь уве­ренный тон ее публикации. Учитывая сложность ситуации и то пагубное воздействие, которое могла оказать на репутацию целой отрасли науки даже тень подозрения в наличии митохондриальной рекомбинации, я вторично запросил пробы ДНК с Нгуна. Редкая настойчивость, но необходимая. Ранее я упоминал, что при опубликовании научной работы существует правило, согласно которому авторы должны там, где это возможно, предоставлять исходные данные и делать их доступными. Этот принцип лежит в основе научного прогресса. Без независимой проверки данных или, по крайней мере, без возможности ее проведения, результаты не имеют истинной научной ценности. В большинстве случаев проверка и не требуется, тем более что, как правило, очень скоро появляются новые данные. Но мы попали в исключительную ситуацию — под угрозой исчезновения находилась целая отрасль науки. Истину о пробах с Нгуна, какой бы она ни была, необходимо было установить. И незамедлительно.

Должен с грустью сказать, что все мои просьбы прислать пробы с Нгуна, чтобы я мог проверить последовательности, не дали никаких результатов. Не слышно было, чтобы другие лаборатории проявили желание связаться с Эрикой по поводу ее результатов. Тем временем репутация митохондриальной ДНК, как надежного инструмента для изучения эволюционного развития, стремительно катилась под откос. Вся эта история не была секретом и для университетских студентов. В 1999 году на выпускных экзаменах по биологической антропологии в Оксфорде в ответах многих студентов чувствовалось, что митохондрию уже похоронили. На кафедре зоологии состоялся семинар, на котором один из сотрудников Мэйнарда Смита делал сообщение о его новой работе. После доклада я оказался в неловкой и неприятной ситуации, когда мне пришлось выступить и отстаивать репутацию митохондрий перед прославленными и выдающимися эволюционными биологами, на лицах которых была написана готовность поскорее списать ее со счетов.

К тому времени у меня не оставалось сомнений в том, что с данными Эрики что-то не в порядке. Но я не позволял себе думать о ней плохо. Как быть? Опубликовать свои собственные результаты по тому же островку? Это не принесло бы пользы — все равно ситуация оставалась бы неопределенной, ведь наши данные не могли служить опровержением оригинальной статьи. Если Эрика была неправа, сама должна была сделать заявление в научной печати, признав, что ошибалась. Тем временем я вышел и на других соавторов статьи, они всячески выказывали готовность к сотрудничеству; но образцов по-прежнему не было и в помине.

В сентябре 1999 года в Кембридже проходила конференция, на которой и Эрика, и я должны были выступать. Конференция была посвящена Европе, я заблаговременно подал заявку и собрался сделать сообщение о нашем европейском исследовании. Эрику пригласили с докладом об островах Тихого океана и, как мы предполагали, о митохондриальной рекомбинации. Как правило, научные конференции проходят в обстановке подчеркнутой вежливости и миролюбия. Председатель заседания кратко представляет следующую тему; докладчик выходит и делает свое сообщение, обычно иллюстрируя его несколькими слайдами; раздаются вежливые аплодисменты; из зала задают несколько вопросов; в этом месте могут еще немного поаплодировать. Председатель переходит к представлению следующего доклада. Когда подошла очередь Эрики выступать, в воздухе повисла ощутимая атмосфера ожидания, предвкушения развязки. Зал совершенно затих, не желая упустить ни слова.