Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Решение пришло с неожиданной стороны, совсем не от участников нашего консорциума. На конференции в Колд-Спринг-Харбор в мае 2009 года Дэвид встретил Расмуса Нильсена, который в 1998- м защитил кандидатскую диссертацию по популяционной генетике у Монти Слаткина. Он стал профессором в Беркли и занимался все той же популяционной генетикой. И вот Расмус рассказал Дэвиду, что он со своим аспирантом Вэйвэем Чжаем изучал в современных геномах те области, где вариабельность (число полиморфизмов) больше у неафриканцев по сравнению с

африканцами. Казалось бы, подобное соотношение хоть и допустимо, но маловероятно – ведь очевидно, что при выборе из большой популяции какой-то части в нее попадет лишь малое количество начальных вариантов, так что вообще в неафриканской части предполагается меньшая вариабельность полиморфизмов, чем в африканской. Но если все же найдутся такие участки с перевернутым соотношением вариабельности, тому может быть несколько объяснений, и одно из них для нас весьма и весьма привлекательно. Неандертальцы жили отдельно от ранних африканских людей несколько сотен тысяч лет и успели за это время получить некоторые генетические варианты, которых у ранних африканцев не было. И если потом они передали свои новые варианты людям, оказавшимся за пределами Африки, тогда метод Расмуса именно их и выявит. Это будут как раз те, у кого вариабельность вне Африки выше, чем внутри Африки. А мы с нашим неандертальским геномом сможем проверить, есть ли среди этих вариантов хоть несколько совпадений с неандертальскими – ведь вполне возможно, что Расмусовы участки с высоким неафриканским полиморфизмом унаследованы именно оттуда. В июне 2009 года я предложил Расмусу и Вэйвэю присоединиться к нашему консорциуму по анализу неандертальского генома.

Расмус занялся этими необычными участками генома – теми, где изменчивость у неафриканского населения получалась выше, чем у африканского. Всего нашлось 17 таких участков. Эд переслал Расмусу прочитанные неандертальские последовательности, соответствующие этим участкам. Их оказалось 15 из 17. И в июле я получил от Расмуса фантастические результаты. В 13 из 15 участков неандертальцы и вправду несли те варианты последовательностей ДНК, которые встречались в Европе, но не в Африке.

Сосредоточившись позже на 12 самых длинных участках, больше 100 тысяч нуклеотидов, Расмус провел более тщательный анализ и выявил неандертальские варианты в 10 из них.

Замечательно! Прекрасный результат! Теперь у меня не осталось никакого другого логичного объяснения, кроме неандертальской добавки в геноме европейцев, оказавшихся за пределами Африки. И хотя таким образом невозможно было точно подсчитать, каков был вклад в геномы европейцев и азиатов, то есть то, что в науке называется качественным, а не количественным результатом, но все равно это живо демонстрировало, что такая добавка была. И получен такой результат независимо от расчетов Дэвида и Ника, применивших количественный подход и пришедших к сходному заключению.

Обсуждение продолжалось, люди предлагали все новые методы проверки результатов. Как всегда, Дэвид фонтанировал блестящими идеями. Вот, например, такая. Если в человеческом геноме нашелся сходный с неандертальцами участок ДНК, то это означает, что либо в этом месте скорость мутаций низкая, либо мутации на данном участке оказываются смертельными, то есть носители мутации умирают, не оставив потомства.

Следовательно, мой неандерталоподобный участок не должен отличаться от аналогичного участка у любого другого человека просто в силу его низкой скорости мутирования. Если не так, значит, мой и неандертальский участки сходны в силу другой причины: потому что мои предки унаследовали этот участок от неандертальцев. Другие люди ведь не обязаны нести следы моих предков, так что сходство генетических участков для нас необязательно.

И вообще, если мои отдаленные предки неандертальцы, то я, спасибо их обособленной эволюционной истории, могу оказаться дальше от всего остального человечества.

Дэвид воплотил свои идеи в жизнь. Он использовал европейскую часть референсного генома (собранного из геномов разных людей) и разделил ее на сегменты. Затем взял другой европейский геном (Крейга Вентера[61]) и подсчитал различия между сегментами неандертальского генома и эталонного, с одной стороны, и между сегментами вентеровского и эталонного – с другой. И отложил на графике по двум осям эти различия.