Расшифрованный код Ледового человека: От кого мы произошли, или Семь дочерей Евы
Шрифт:
Мне стало ясно, что необходимо сделать: провести развернутое исследование структуры ДНК, охватив им как можно больше современников. Я хотел сопоставить ДНК ныне живущих людей с ископаемым материалом, но моих тогдашних знаний не хватило бы для того, чтобы понять, сравнить и интерпретировать результаты. Поэтому на первых порах я поставил перед собой другую задачу: подробнейшим образом исследовать ДНК современных европейцев и жителей других частей света. Я был уверен: любая полученная в ходе исследования информация о современной ДНК — это наследство, полученное людьми от их предков. Прошлое находится внутри нас.
Исследования, проведенные за последние десять лет, показали, что почти для каждого европейца можно проследить неразрывную генетическую связь с предками, такую же, как у Мэри с Ледовым человеком, причем эта цепочка длиной в десятки тысяч лет приводит к одной из семи (всего семи!) женщин. Эти семь женщин приходятся прямыми матрилинеарными(то есть по материнской линии) предками примерно 650 миллионам современных европейцев. Я дал им имена — Урсула,
О себе мне стало известно, что я потомок Тары, и у меня возникло желание узнать побольше о ней и о ее жизни. Я чувствую родственные узы, связывающие нас, она ближе мне, чем остальные шесть женщин. С помощью методов, о которых я расскажу вам, мне удалось определить, в какую эпоху и где именно жила каждая из семи женщин. Я узнал, что Тара жила в Северной Италии около семнадцати тысяч лет назад. Европу тогда сжимали тиски последнего ледникового периода, так что люди могли жить только на небольшой территории на самом юге материка. Тогдашняя Тоскана выглядела совсем не так, как в наши дни. Не было ни виноградников, ни гроздей бугенвиллии, вьющейся по стенам деревенских домиков; не было и самих домиков. Склоны холмов покрывали густые заросли сосны и березы. В речке была рыба, водились раки, так что Тара могла подкармливать семью в дни неудач, когда мужчины не приносили с охоты ни оленя, ни кабана. Когда ледниковый период сменился некоторым потеплением, потомки Тары, двигаясь вдоль побережья, переселились во Францию и присоединились к большой группе охотников на крупных животных, обитавших в тайге северной Европы. В конечном итоге потомки Тары пересекли посуху будущий пролив Ла-Манш и оказались прямо в Ирландии, и имя клану Тары дано мною по названию древнего кельтского государства.
Вскоре после того, как результаты моего исследования были опубликованы в газетах и на телевидении, по всему свету стали появляться разные истории о семи женщинах — праматерях европейцев. Журналисты и художники изощрялись в фантазиях, пытаясь придать им сходство с кем-то из наших прославленных современниц: Брижит Бардо провозгласили воплощением Елены; Мария Каллас стала Урсулой; на роль Жасмин выбрали, не мудрствуя лукаво, известную фотомодель Жасмин ле Бон; Дженнифер Лопес сделали Вельдой. Нам в лабораторию без конца звонили люди, желающие выяснить свое происхождение, в конце концов пришлось открыть сайт в Интернете, чтобы справиться со всеми запросами. Стало ясно, что мы натолкнулись на что-то весьма фундаментальное и сами еще только начинаем в полной мере осознавать значение происшедшего.
Из книги вы узнаете и о том, как были сделаны открытия, и об их последствиях для всех нас, где бы мы ни жили: в Европе или в самых отдаленных уголках нашей планеты. Это история единого прошлого для всех людей, общего для всех родословия. Мы побываем на Балканах во времена Первой мировой войны и на далеких островах Тихого океана. Из нашего времени мы перенесемся в те давние времена, когда лишь зарождалось земледелие, и еще дальше: в глубины прошлого, к тем нашим предкам, которые охотились рядом с неандертальцами. Не удивительно ли, что мы храним собственную историю в своих генах, фрагментах ДНК, которые, практически не изменившись, дошли до нас с тех древних времен, от далеких предков — предков, которые отныне перестали быть отвлеченным понятием и обрели реальные человеческие черты; предков, чья жизнь не имела ничего общего с современной жизнью, которым приходилось бороться за выживание и продолжение рода. Наши гены присутствовали при этом. Они дошли до нас спустя тысячелетия. Им выпало постранствовать по суше и морю, переваливать через горы и пробираться сквозь леса. Все мы, от самого сильного до слабейшего, от сказочно богатых до нищих, несем в своих клетках гены, которым удалось пережить все эти невероятные приключения. Нам есть чем гордиться.
А в общем началась эта история, по крайней мере, для меня, в Институте медицинской генетики в Оксфорде, где я работаю в должности профессора генетики. Институт — это часть Оксфордского университета, хотя расположен отдельно, да и по своему складу не слишком близок таинственному затворническому миру университетских колледжей. Сотрудники института — врачи и ученые, в своем труде применяют современные технологии генетики и молекулярной биологии для медицинских исследований. Среди них есть: иммунологи, занятые поиском вакцины против СПИДа; онкологи, которые воздействуют на опухоли и пытаются «убивать» их, прекращая доступ крови к опухолевым клеткам; гематологи, изучающие природу генетически наследуемой анемии, заболевания, из-за которого ежегодно становятся инвалидами и даже погибают миллионы людей в развивающихся странах; микробиологи, старающиеся проникнуть в тайны менингита, и много других специалистов. Работать в этом замечательном месте почетно и невероятно интересно. Я занимаюсь в нем проблемой наследственных заболеваний костей, в частности ужасного недуга osteogenesis imperfecta(несовершенный остеогенез) — наследственного заболевания, обусловленного нарушением синтеза коллагена в костной ткани. В тяжелых случаях болезнь приводит к трагическим последствиям в самом начале жизни: кости новорожденного настолько хрупки, что он не может сделать первый вдох — все ребра ломаются, ребенок задыхается и гибнет. Изучая причины возникновения этой страшной болезни, мы добрались до совсем, казалось бы, незначительных изменений в структуре генов, ответственных за формирование коллагена. Коллаген — очень важный белок, который в большом количестве содержится в костях, укрепляя их примерно настолько, насколько каркас из стальных прутьев укрепляет железобетонные конструкции. Логично было предположить, что отклонения в гене, отвечающем за коллаген, могут приводить к ломкости костей. Нам было необходимо подробнейшим образом изучить, как видоизменяется структура коллагена и его генов не только у больных, но и у здоровых — у возможно большего количества самых разных людей. Именно во время этого исследования я и познакомился в 1986 году с Робертом Хеджесом.
Роберт руководит лабораторией радиоуглеродного анализа археологического материала в Оксфорде. Он горит желанием извлекать побольше информации из тех костей, что проходят через его лабораторию, применяя для этого наряду с радиоуглеродным методом все мыслимые средства. Этот основной белок костей (коллаген) существует не только при жизни, он сохраняется в костях и после смерти. Поэтому нет ничего удивительного, что коллаген широко исследуется в изучении костей. Вот Роберт и подумал, не может ли какая-то генетическая информация содержаться в этих сохранившихся до наших дней фрагментах древнего белка. Мы решили провести совместное исследование, чтобы это проверить. Коллаген — белок, а значит, как и все белки, он построен из базовых элементов, которые называются аминокислотами. Как мы с вами увидим в следующей главе, последовательность аминокислот в коллагене — да и в других белках — диктуется последовательностью ДНК и генов. Мы задумали расшифровать последовательность ДНК древних генов коллагена не прямо, а косвенным путем, определяя порядок аминокислот в фрагментах белка, сохранившегося в старых костях, имевшихся в лаборатории Роберта. Несколько раз мы давали объявления, приглашая сотрудников для участия в этом проекте, но охотников не находилось. Мы и не ожидали потока заявлений на должность научного сотрудника по генетике, а полное отсутствие интереса к этой должности объяснили необычностью идеи. Мало, очень мало молодых ученых, которые бы хотели в самом начале пути удаляться от общепринятого направления исследований и пускаться в сомнительные предприятия. То, что никто не откликнулся на призыв поработать с нами, означало, что начало работы придется отложить на год. Разочарование, что и говорить; однако оказалось, что отсрочка была к лучшему потому, что мы, еще не успев начать работу, узнали о новом открытии. Американский ученый из Калифорнии по имени Кэри Маллис изобрел способ амплифицирования, то есть многократного приумножения самых мизерных количеств ДНК (в идеальном случае достаточно даже единственной молекулы) в лабораторной пробирке.
В один прекрасный, теплый вечер в 1983 году Маллис вел машину вдоль океана по Сто первой автостраде. Как он вспоминал впоследствии, ночь была напоена влагой и ароматом цветущих каштанов, он рулил и рассказывал подружке, сидевшей рядом, о работе, которую выполнял для местной биотехнологической фирмы. Маллис работал в области генной инженерии, а следовательно, ему приходилось заниматься воспроизведением ДНК в пробирках. Этот процесс протекал мучительно медленно, потому что молекулы приходилось копировать по одной. ДНК напоминает длинный кусок веревки, и копирование идет с одного конца до другого, затем все опять начинается сначала, и получается еще одна копия. Об этом громко и увлеченно рассказывал Маллис, и тут его внезапно осенило: а если вместо того, чтобы начинать копирование с одного конца, начать сразу с обоихконцов — это дало бы устойчивую цепную реакцию. В этом случае можно делать не по одной копии за раз с оригинала, а копии с копий, удваивая число в каждом цикле. Теперь вместо двух копий после двух циклов и, соответственно, трех копий после трех циклов, появлялась возможность удваивать количество копий с каждым циклом, получая две, четыре, восемь, шестнадцать, тридцать две, шестьдесят четыре копии за шесть циклов вместо одной, двух, трех, четырех, пяти и шести. После двадцати циклов, таким образом, можно было получить не двадцать молекул, а миллион. Это было истинное прозрение ученого, подобное «Эврике» Архимеда. Он повернулся к подружке, чтобы разделить с ней радость открытия,— девушка сладко спала.
За это открытие в 1993 году Кэри Маллису была заслуженно присуждена Нобелевская премия в области химии. Благодаря этому открытию произошли революционные изменения в области практической генетики. Это означало, что теперь генетики располагают неограниченными количествами ДНК для проведения исследований, даже при ничтожно малых количествах исходной ткани. Одного волоска, да что там — единственной клетки отныне достаточно, чтобы получить столько молекул ДНК, сколько потребуется. Что же касается нашего проекта, то в результате счастливого прозрения Маллиса я решил отказаться от восстановления структуры генов по коллагеновым белкам (эта методика оказалась неподъемно сложной и трудоемкой) и решил применить вновь открытую цепную реакцию для амплификации остатков ДНК в древних ископаемых костях. В случае удачи мы могли получить по ДНК массу информации — добиться же такого, исследуя коллаген, было просто невозможно ни при каких обстоятельствах.
Наконец пришел отклик на объявление, и к нашей группе присоединилась Эрика Хагельберг. Мы, понятно, не рассчитывали на появление в команде специалиста по изучению ископаемых ДНК, прежде всего потому, что до нас этим просто никто не занимался. Однако Эрика имела ученую степень по биохимии и опыт исследовательской работы в области гомеопатии и истории медицины — такой послужной список свидетельствовал о солидной научной подготовке и разносторонних интересах, словом, мы сразу же поняли, что Эрика нам подходит, тем более что она была единственным кандидатом на вакантное место. Теперь нам не хватало только одного — образчиков древних костей.