Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Мы получили карты первых партий последовательностей ДНК из Брэнфорда. И тут Эд сразу же наткнулся на нечто чрезвычайно тревожное. У меня упало сердце, группа заволновалась: в коротких фрагментах обнаруживалось все больше отличий от человеческого генома, чем в длинных. Нечто похожее уже обсуждали Грэм Куп, Эдди Рубин и Джефф Уолл после нашей публикации в Nature. Они считали, что данная закономерность отражает появление загрязнений, и полагали, что длинные фрагменты на самом деле являются не чем иным, как занесенными в библиотеки современными ДНК. И именно поэтому в длинных фрагментах наблюдается меньше отличий. А мы-то надеялись, что “чистые комнаты” и специальные ДНК-метки избавят нас от этого ужасного бедствия — загрязнений! Эд как сумасшедший бросился снова перетряхивать данные: занесли мы загрязнения или нет.

И выяснил, что, к счастью, нет, не занесли. Он очень быстро увидел, что если установить более строгие критерии совпадения фрагментов, то распределение отличий от эталонного генома будет одинаковым и для коротких, и для длинных. И он наглядно показал, что если использовать обычные, принятые в генетике критерии сходства, то короткие фрагменты бактериальной ДНК оказываются близки к человеческой ДНК, и тогда исследователи (и мы, и Уолл, и все другие) ошибочно включают их в анализ. В этом случае в среднем на выборку получалось, что короткие фрагменты сильнее отличаются от человеческого генома, чем длинные. Стоило Эду ужесточить критерии сходства и отсева лишних фрагментов, как проблема исчезла. Я мысленно похвалил себя за то, что, несмотря на очевидную разницу в коротких и длинных фрагментах, не верил в гипотезу загрязнений.

Вскоре группа опять столкнулась с препятствием. На сей раз вопрос стоял еще более запутанный, и мне потребовалось некоторое время, чтобы вообще понять, в чем дело, — так что наберитесь терпения, и я попробую объяснить. Для человеческого генома нормой является некоторая вариабельность: в одной и той же хромосоме на тысячу нуклеотидов в среднем бывает одно отличие. И это результат мутаций в предыдущих поколениях. Так что когда нам при сравнении двух хромосом встречаются в определенной позиции два разных нуклеотида (или два разных аллеля, как сказали бы генетики), мы вправе спросить, который из аллелей старше (какой будет считаться “предковым аллелем”, а какой более поздним “продвинутым аллелем”). Это, по счастью, проверить не так трудно — посмотреть, который из нуклеотидов в данной конкретной позиции найдется в геномах шимпанзе и других человекообразных обезьян. Тот аллель, который у них обнаружится, и является предковым: скорее всего, он-то и был у общего предка шимпанзе и человека.

Нам важно было выяснить, насколько часто у неандертальца появляются продвинутые аллели, общие с современными людьми. Чем больше их найдется, тем, значит, позже разделились эволюционные ветви неандертальцев и людей. Взявшись за анализ новой информации из 454 летом 2007-го, Эд забил тревогу. Он подтвердил более раннее наблюдение, сделанное на небольшой выборке, — его опубликовали Уолл с группой ученых в 2006 году. По сути, они написали, что длинные фрагменты неандертальской ДНК — а речь идет о фрагментах в 50 нуклеотидов и более — содержат больше продвинутых аллелей, чем короткие. Таким образом, получалось, что длинные фрагменты связаны более тесным родством с современным человеком, чем короткие, — наблюдение парадоксальное, но, вполне возможно, опять-таки являющееся результатом все тех же загрязнений.

На пятничных собраниях мы ни о чем другом и не говорили, только об этом вопросе. Одно предположение следовало за другим, и все безрезультатно. В какой-то момент у меня кончилось терпение, и я приготовился к ужасному поражению: может, действительно виной всему чужеродные ДНК и пришло время сдаться. Признать, что составить сколько-нибудь правдоподобный неандертальский геном невозможно. Мыслей больше не было ни одной, хотелось рыдать. Я, конечно, себе этого не позволил, но все равно многие в группе почувствовали, что мы по-настоящему близки к провалу. Может быть, именно это и подстегнуло группу, придало участникам куражу. Я заметил, что у Эда появились круги под глазами, будто он не спал несколько недель. Он-то и решил головоломку.