Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Дженет и Мартин сравнили человеческий эталонный геном с геномами шимпанзе, орангутана и макаки и, таким образом, зафиксировали все позиции, по которым человек отличался от обезьян. Потом сделали новое сравнение, теперь уже человека и трех видов обезьян с неандертальским геномом. Но при этом позаботились учесть только те позиции, для которых место в геноме определялось совершенно надежно. В результате получили 3 202 190 нуклеотидных позиций, отличающих неандертальцев и людей (человеческую линию) от обезьян. По большинству этих позиций неандертальцы были схожи с людьми. Оно и понятно — ведь неандертальцы существенно ближе к нам, чем к обезьянам. Но все же 12,1 процента позиций, схожих с обезьяньими, отличали неандертальцев от людей. На следующем шаге Дженет и Мартин посмотрели, найдутся ли позиции, где предковые (обезьяньи) варианты, обнаруженные у неандертальцев, все еще присутствуют и у современных людей. В большинстве подобных случаев у людей присутствовали и предковые, и продвинутые аллели, то есть у некоторых людей оказывались предковые аллели, а у других — продвинутые. Так и должно быть, потому что мутации в этих позициях произошли совсем недавно. Но некоторые из новых вариантов имели все люди без исключения (насколько мы могли судить по доступным данным). И именно они представляли для нас особый интерес.

А еще пристальнее следовало присмотреться к тем мутациям, которые могли иметь функциональные последствия. Перво-наперво это модификации цепочек аминокислот в белках. Как мы, конечно, знаем, белки закодированы последовательностями ДНК, называемыми генами. В генах определены аминокислотные последовательности, в них в тех или иных сочетаниях чередуются двадцать разных аминокислот. Белки выполняют в организме самую разную работу: это и регуляция активности генов, и построение тканей, и контроль метаболизма. И скорее именно модификации в белках будут иметь какие-то последствия для организма, чем любые другие мутации. Подобные потенциально небессмысленные мутации — заменяющие одну аминокислоту на другую в белке или изменяющие длину белковой последовательности — встречаются гораздо реже других, не играющих столь драматической роли. Мартин в конце концов выдал мне их список — 78 мутаций, затрагивающих аминокислотные цепочки, по которым все люди отличаются от обезьян и неандертальцев. К этому списку по мере продвижения наших дел и проекта 1000 Genomes

некоторые позиции будут добавляться, ну а другие вычеркиваться. Так что можно вполне обоснованно предположить, что с момента разделения неандертальской и человеческой линий у людей закрепилось не больше двух сотен аминокислотных мутаций.

В будущем, когда сформируется более полное понимание работы каждого белка в организме и в мозге в том числе, биологи смогут порассуждать, как влияет каждая отдельная аминокислота на функционирование белка и насколько проявлялось это влияние у неандертальцев. К сожалению, столь внушительный объем информации будет собран нескоро, когда я сам уже присоединюсь к неандертальцам на том свете. Но мне приятно думать, что прочтенный нами неандертальский геном (и его улучшенная версия, которая появится стараниями других ученых, сегодняшних и будущих) станет заметной вехой на этом пути.

Но на тот момент эти 78 позиций могли дать лишь очень приблизительный намек. Имея только нуклеотидную запись этих новоприобретений, трудно представить, что за изменения в организме за ними стояли. Среди них мы, однако, приметили пять таких белков, где заменилась не одна аминокислота, а две. Вряд ли это можно считать случайностью, если 78 мутаций распределяются случайным образом по 20 тысячам наших белков. Так что эти пять белков, скорее всего, изменились сравнительно недавно в человеческой истории. Вполне возможно, что они потеряли свое былое значение и теперь могут накапливать мутации без всяких осложнений. В любом случае к этой пятерке стоило присмотреться получше.