Нобелевскую премию по физиологии и медицине дали за гены древних людей
Образно говоря, Нобелевскую премию сейчас получили человек денисовский и человек неандертальский. Но это будет уж слишком образно — всё-таки сами по себе денисовцы и неандертальцы никакими научными достижениями не славятся, да и вымерли они давным-давно. Зато они позволяют многое узнать об эволюции человека, и премию дали одному из самых выдающихся исследователей в этой области Сванте Пеэбо (Svante Pääbo) — именно благодаря его работам удалось прочитать геном неандертальца, а список видов Homo пополнился человеком денисовским. Нобелевским лауреатом Пеэбо стал за то, что сумел найти подход к доисторической ДНК, создав тем самым отдельную научную дисциплину — палеогеномику.
Неандертальцы, денисовцы и другие виды людей дошли до нас в виде разрозненных останков. Возраст останков определять давно научились, и, сравнивая их между собой, можно восстановить какие-то этапы человеческой эволюции. Достаточно давно удалось установить, что человек разумный сформировался в Африке около 300 тыс. лет назад, а человек неандертальский появился около 400 тыс. лет назад в Европе и Передней Азии, и что около 70 тыс. лет назад человек разумный начал расселяться из Африки по другим частым света, встретил неандертальца, и какое-то время оба вида существовали бок о бок. Какие-то подробности об их сосуществовании оставались неизвестны, хотя гипотезы были разные. Оба человека могли на дух не переносить друг друга, а могли спариваться и давать гибридное и вполне плодовитое потомство — не такое уж редкое явление в дикой природе.
Как мы знаем, человек разумный и человек неандертальский действительно скрещивались, и генетические последствия этого скрещивания достались нам, современным людям. Чтобы найти у нас следы неандертальского генома, нужно было бы проанализировать ДНК из костей неандертальцев. ДНК довольно стойкая молекула, но стойкость её относительна, и если в костях возрастом несколько десятков тысяч лет мы обнаруживаем ДНК, она часто оказывается сильно фрагментированной и модифицированной. Кроме того, её там мало, и она смешана с ДНК бактерий, растений, животных, грибов и т. д.
То есть кусочки доисторической ДНК людей нужно так прочитать (или просеквенировать), чтобы не спутать её с ДНК других живых существ и чтобы на выходе у нас получился более или менее связный генетический текст, который можно сравнить с геномом современных людей. Именно это и удалось сделать Сванте Пяабо и его коллегам. Поначалу всё начиналось с ДНК митохондрий. Она содержит намного меньше генов, чем главная ДНК в клеточном ядре, но зато митохондрий в клетке очень много, и митохондриальная ДНК, соответственно, есть во многих копиях. По митохондриальной ДНК из сорокатысячелетних неандертальских останков удалось понять, что неандертальцы отличаются генетически как от современных людей, так и от шимпанзе.
Зуб денисовского человека. (Фото: Thilo Parg / Wikimedia)
Дальнейшее усовершенствование методов чтения древней ДНК позволило перейти от митохондриальной ДНК к ядерной. К 2010 году Пеэбо с коллегами сумели прочитать неандертальский геном — настолько, чтобы стало возможным подробнее оценить взаимоотношения человека неандертальского и человека разумного. Одним из главных открытий стали те самые следы неандертальской ДНК в геноме современных людей. Её долю оценивают по-разному, но в целом считается, что неандертальской ДНК у нас 1–4% (хотя кто-то говорит и о 20%).
Если от неандертальцев до нас дошли многочисленные и порой весьма сохранные останки, то денисовского человека определили всего лишь по одной фаланге пальца, которую нашли в 2008 г. в Денисовой пещере на Алтае. (Сейчас останков денисовцев из разных частей света прибавилось, но они пока всё так же немногочисленны.) ДНК в фаланге пальца оказалась на удивление сохранной, и, прочтя её, исследователи (то есть тот же Пяабо с коллегами) поняли, что перед ними новый вид Homo. Денисовцы, как и неандертальцы, тоже «наследили» в геноме современных людей: у выходцев из Меланезии и Юго-Восточной Азии можно найти до 6% денисовской ДНК. Получается, что человек разумный, выйдя из Африки, столкнулся с двумя кузенами: человеком неандертальским в западной части Евразии и человеком денисовским в восточной части Евразии.
Сванте Пеэбо. (Фото: Jonathunder / Wikipedia)
Об исследованиях Сванте Пеэбо мы неоднократно писали, многие из его работ выполнены в теснейшем сотрудничестве с Российской академией наук. Но хотя премию ему вручили за открытия в области эволюции человека, нетрудно понять, что умение целенаправленно анализировать древнюю ДНК может пригодиться в самых разных научных областях. И речь тут не обязательно о какой-то совсем уж незапамятной неандертальской древности: буквально в конце лета мы писали о масштабном исследовании, авторы которого, читая древнюю ДНК, сумели уточнить некоторые важные вопросы, касающиеся возникновения у людей сельского хозяйства.
По материалам Нобелевского комитета