Физика будущего

Однажды мне довелось обедать с Ричардом Докинзом из Оксфордского университета, автором книги «Эгоистичный ген». Так вот, Докинз заходит еще дальше. Он рассуждает о том, что когда-нибудь человек сможет воскресить множество форм жизни, которые не просто находятся в опасности, а давно вымерли. Для начала он отмечает, что каждые 27 месяцев общее число секвенированных генов удваивается. Затем подсчитывает, что в ближайшие десятилетия стоимость секвенирования любого генома упадет до 160 долларов. Он предвидит время, когда биологи будут носить с собой портативные аппараты, способные за несколько минут считать полный геном любой встреченной формы жизни.

Докинз идет еще дальше и говорит о том, что к 2050 г. человек сможет выстроить организм просто по записи генома. Он пишет в своей книге: «Я считаю, что к 2050 г. мы научимся читать на языке [жизни]. Мы будем загружать геном неизвестного животного в компьютер, который восстановит по генной записи не только внешний облик животного, но и — в подробностях — мир, в котором его предки… жили, включая тех, кто на них охотился или на кого охотились они, тех, кто на них паразитировал или на ком паразитировали они сами, места, где они устраивали логова, даже их надежды и страхи». Цитируя работу Сидни Бреннера (Sydney Brenner), Докинз выражает надежду, что когда-нибудь нам удастся реконструировать геном «недостающего звена» между обезьяной и человеком.

Это стало бы поистине замечательным достижением. Судя по ископаемым останкам и ДНК, мы отделились от других высших приматов около 6 млн лет назад.

ДНК человека отличает от ДНК шимпанзе всего лишь 1,5% генов. В будущем компьютерная программа сможет, вероятно, проанализировать ДНК человека и шимпанзе и восстановить методами математической аппроксимации состав ДНК общего предка, давшего начало обоим видам. Как только гипотетический геном нашего с обезьянами общего предка будет реконструирован методами математики, компьютерная программа сможет провести визуальную реконструкцию облика этого существа и его характеристик. Докинз называет этот проект «Геном Люси» в честь знаменитых останков самки вида Australopithecus.

Он даже говорит о том, что, как только компьютер воссоздаст математически геном недостающего звена, можно будет по кирпичику сложить молекулы ДНК этого существа, внедрить их в человеческую яйцеклетку и подсадить в матку женщины, которая затем родит нашего предка.

Всего несколько лет назад подобный сценарий был бы отвергнут как совершенно абсурдный, но уже сегодня существуют некоторые факты, указывающие на то, что его реализация вполне возможна.

Во-первых, немногие гены, что отделяют нас от шимпанзе, сегодня подвергаются тщательному и очень подробному изучению. Один из интереснейших примеров — ген ASPM, отвечающий за размеры мозга. Несколько миллионов лет назад человеческий мозг по непонятным причинам резко увеличился в размерах. Мутация этого гена вызывает микроцефалию — генетическое нарушение, при котором человек рождается с маленьким черепом и мозгом на 70% меньше среднего — примерно таким, каким обладали наши предки миллионы лет назад. Компьютерный анализ истории этого гена показывает, что за последние 5 или 6 миллионов лет — с момента разделения человека и шимпанзе — он мутировал 15 раз, что совпадает с историей увеличения размеров мозга в этот период. Интересно также, что по сравнению с родственниками среди высших приматов у человека этот ключевой ген менялся быстрее всех.

Еще интереснее так называемая область HAR, генома, содержащая всего 118 «букв» генетического алфавита. В 2004 г. ученые обнаружили, что важнейшее различие между человеком и шимпанзе в этом сегменте включает всего 18 букв, или нуклеиновых кислот. Шимпанзе и куры разошлись 300 млн лет назад, но состав оснований в сегменте HAR, у них различается всего на две буквы. Это означает, что на протяжении многих миллионов лет эволюции участок HAR, оставался замечательно стабильным, — но лишь до тех пор, пока не появился человек. Так что вполне может оказаться, что гены, делающие нас людьми, находятся именно здесь.

Но существует один наглядный фактор, который делает предложение Докинза еще более реальным. Уже восстановлен полный геном нашего ближайшего генетического соседа, давно вымершего неандертальца. Возможно, компьютерный анализ этих трех геномов — человека, шимпанзе и неандертальца — позволит при помощи чистой математики реконструировать геном недостающего звена.

Стоит ли возвращать неандертальца?

Вероятно, современный человек и неандерталец разошлись около 300 000 лет назад. В Европе эти существа вымерли около 30 000 лет назад, и долгое время считалось, что извлечь пригодную к использованию ДНК неандертальца из таких древних останков невозможно.