Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Пока я занимался устройством нового института, а Матиас Крингс изо всех сил пытался прочитать мтДНК из пары-тройки дополнительных неандертальцев, в научном сообществе разгорелась битва вокруг наших результатов по типовому неандертальцу из долины Неандерталь. Адепты так называемой мультирегиональной эволюции наши результаты приняли в штыки; эта гипотеза, в частности, утверждала, что неандертальцы среди прочего являются предками современных европейцев. Напрасно мультирегионалисты так разволновались. Ведь в статье 1997 года мы специально отметили, что, несмотря на очевидные различия митохондриальной ДНК неандертальца и современных людей, неандертальцы могли все же оставить свои гены в наследство современным европейцам — но только ядерные гены. Складывалось такое ощущение, будто критика наших исследований мультирегионалистами — это безнадежное сопротивление загнанного в угол: все наши результаты сходились на том, что, по крайней мере для митохондриального генома, подтверждалась модель “из Африки”, а не модель мультирегиональной эволюции.Да и другие лаборатории, изучающие паттерны генетической вариабельности современного человека, также склонялись в сторону африканского сценария, а не мультирегионального. Например, группа Алана Уилсона с Линдой Виджилант и Марком Стоункингом в 1980-х работала с митохондриальным геномом, и наши заключения прекрасно соотносились с их результатами, так что мы оказались в превосходной компании. И даже больше: с начала работы в Германии они расширили свои исследования и на ядерный геном, и выводы из этих исследований были совершенно очевидны.

Изучение ядерного генома современных людей вел Хенрик Кессманн — наверное, самый талантливый аспирант из всех, кого я знал. Хенрик поступил к нам в лабораторию в 1997-м. Высокий, атлетически сложенный блондин, он очень серьезно относился к работе.Мы оба с удовольствием занимались бегом; бегали в Альпах в районе Мюнхена и особенно любили Хиршберг. (Похоже, этому месту отводилась какая-то особая роль в моей жизни.)После тяжелого подъема бегом по причудливым изгибам горной дороги и неторопливого спуска мы часто подолгу обсуждали научные темы, в особенности генетическую изменчивость у человека. Из работ Алана Уилсона и других мы знали, что изменчивость мтДНК у людей ниже, чем у человекообразных обезьян. Это показывает, что современные люди стартовали от небольшой популяции и тем отличны от обезьян. Но одновременно мы ясно понимали, что небольшой размер мтДНК и ее простое, прямолинейное наследование в материнской линии могут исказить реальную картину генетической истории человека и обезьян. Однако когда Хенрик пришел к нам в лабораторию, новые и быстрые способы секвенирования ДНК уже позволяли изучать куски ядерного генома, а не только митохондриального. Хенрика это заинтересовало — он решил исследовать вариабельность ядерной ДНК обезьян и человека. Встал вопрос, какой фрагмент генома взять в работу.

Нам известны функции только десяти процентов ядерного генома. Эти 10 процентов в основном кодируют белки. Тут индивидуальная вариабельность крайне невысока: подавляющее большинство мутаций в этих генах вредны. А если, положим, ген в прошлом изменился и изменил свою функцию и носитель новой вариации оказался лучше приспособлен и имел больше детей, то такой ген должен распространиться в популяции; в результате разница в геномах так или иначе отразит подобный процесс. Оставшиеся 90 процентов генома не так бдительно охраняются естественным отбором — скорее всего, именно из-за того, что их функции не столь существенны для выживания. А нас интересовали как раз случайные мутации и процесс их накопления по ходу эволюционного времени. Поэтому выбрать предстояло из этих 90 процентов. Мы решили сосредоточиться на определенном участке в 10 тысяч нуклеотидов в Х-хромосоме. В нем, насколько было известно, не содержалось генов белков или чем-то примечательных фрагментов ДНК.

Определив, что мы будем секвенировать, теперь предстояло выбрать кого секвенировать, то есть чьи исследовать гены. Понятно, что выбирать нужно из мужчин, так как у них только одна Х-хромосома, а у женщин две — иными словами, задача сразу облегчается в два раза. Но из каких мужчин, вот ведь вопрос! Многие просто работали с наиболее доступным материалом. Например, множество исследований, особенно в медицине, выполнялись на выборках европейцев. Какой-нибудь наивный пользователь базы данных генетической изменчивости человека может утвердиться во мнении, что у европейцев генетическая вариабельность выше, чем у других групп населения. А на самом-то деле их высокая вариабельность отражает лишь относительно бедную представленность других групп.