Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов (элементы)

Глава 2

Мумии и молекулы

Началось все вовсе не с неандертальцев, а с египетских мумий. Когда мне было тринадцать, мама взяла меня в Египет, и с тех пор история Древнего Египта приводила меня в живейший трепет. Но когда я начал заниматься ею всерьез в Университете Упсалы в моей родной Швеции, то стало совершенно ясно, что все эти фараоны, пирамиды и мумии не более чем юношеское романтическое увлечение. Я делал домашние работы, я учил иероглифы, я зубрил исторические даты и факты, я даже два лета подряд корпел над каталогами глиняных черепков в Музее истории Средиземноморья в Стокгольме и мог бы вполне остаться там работать, будь у меня и вправду желание стать шведским египтологом. В музее я заметил, что и в первое лето, и во второе одни и те же люди делали одну и ту же работу… И даже больше – они ходили обедать в один и тот же ресторан, всегда в одно время; заказывали всегда одну и ту же еду, за обедом неизменно обмусоливали давно известные египтологические загадки и одни и те же приевшиеся академические сплетни. И я решил, что египтология слишком для меня неповоротлива. Не так я представлял свою профессиональную жизнь. Мне хотелось чего-то восхитительного, созвучного с миром, который я видел вокруг.

Разочарование ввергло меня в душевный кризис. И потому я, следуя к тому же совету моего отца, получившего диплом биохимика, решил уйти в медицину с расчетом заняться фундаментальными исследованиями. Я поступил в медицинскую школу при Университете Упсалы и через несколько лет с удивлением обнаружил, что мне очень нравится наблюдать пациентов. Казалось, что это одна из немногих профессий, позволяющих не только встречаться с самыми разными людьми, но еще и немного улучшать их жизнь. Неожиданно во мне открылся талант ладить с людьми. Из-за этого после четырех лет обучения я снова попал в ловушку, не понимая, чего хочу дальше: оставаться врачом-практиком или все же перейти на фундаментальные исследования, как и планировал вначале. Последнее перевесило, я рассудил так: если захочу (а скорее всего, так и будет), то после защиты диссертации всегда смогу вернуться в больницу. Меня взяли в лабораторию Пера Петтерссона, одного из известнейших тогда ученых в Упсале. Незадолго до того его группа впервые расшифровала и клонировала последовательность одного из антигенов, важнейших белков главного комплекса гистосовместимости (ГКГС), одного из тех, что сидят на поверхности иммунной клетки и узнают чужеродные вирусные или бактериальные белки. Так что Петтерссон не только углубил биологическое знание, да еще с выходом в клиническое применение, но и использовал новейший на тот момент метод клонирования и трансформации ДНК: в его лаборатории практиковали клонирование ДНК, внедряя ее в бактерий.

Петтерссон пригласил меня присоединиться к исследованиям одного из белков аденовируса, того самого вируса, который вызывает понос, насморк и другие простудные проявления, не самые приятные в жизни. Предполагалось, что этот вирусный белок, попав в клетку, связывается с антигеном. Эта связка специально выставляется на поверхность клетки, и тогда ее могут узнать клетки иммунной защиты; в результате иммунные силы активизируются и уничтожают инфицированные вирусом клетки. С этим белком мы работали три года. За это время мы постепенно пришли к пониманию, что исходная гипотеза полностью неверна. Выходило, что данный белок, вместо того чтобы выступить беспомощной мишенью иммунной системы, нарочно ищет антигены внутри клетки. А найдя, соединяется с ними, блокируя их транспорт на поверхность клетки. Из-за этого инфицированная клетка не может отправить на поверхность сигнальную ракету – антиген, и иммунная система не распознает заразу вовремя, в результате клетка умирает. Этот белок, образно говоря, прячет аденовирус. Фактически клетка превращается в долговременного производителя аденовируса и может работать в этом режиме, пока живет сам инфицированный носитель. То, что вирусы способны таким способом обманывать иммунную систему хозяев, было настоящим откровением, и в результате мы опубликовали целый ряд высокопрофильных статей в лучших журналах. На деле выяснилось, что таким же путем с иммунной защитой хозяев справляются и другие аденовирусы.

Так я впервые попробовал науку переднего фронта, и она оказалась пленительной. Впервые (и потом еще не раз) мне пришлось столкнуться с болезненным осознанием собственных ошибок, ошибок коллег, мучительным процессом убеждения ближайших соратников и всего мира в том, что правда за тобой, что новая идея истинна. Все это, как я увидел, неизменно размечает путь научного прогресса.

Но каким-то удивительным образом, посреди всего этого биологического волшебства, я не мог до конца изгнать из головы романтическую привязанность к Древнему Египту. Как только выдавался свободный час, я бежал слушать лекции в Институт египтологии, не бросил и курс коптского языка, на котором говорили египтяне в раннехристианское время. Я подружился с Ростиславом Гольтгоером, веселым финским египтологом, обладающим феноменальной способностью дружить со всеми без всяких социальных, политических и культурных ограничений. Часто в конце семидесятых и начале восьмидесятых за долгими вечерними посиделками у него дома я жаловался, что обожаю египтологию, но не вижу для нее особенного будущего, и при этом молекулярную биологию тоже обожаю, потому что у этой науки практически безграничные перспективы для улучшения человеческого благосостояния. Я разрывался между двумя этими равно заманчивыми возможностями, а мне никто не сочувствовал: действительно, чего жалеть молодого парня, который страдает, что встретился сразу с двумя прекрасными предложениями.

Но Ростислав терпел меня. Он внимательно выслушивал мои рассказы, как ученые научились извлекать ДНК из любого организма (без разницы, гриб ли это, бактерия, вирус, растение или человек), присоединять ее к плазмиде (транспортер, состоящий из небольшой циклической ДНК), а затем запускать в бактерию, где плазмида размножится тысячекратно вместе с остальными хозяйскими генами. А еще я объяснял, как мы умеем теперь определять нуклеотидную последовательность этой чужеродной ДНК и находить разницу между последовательностями двух индивидов или двух видов. Чем больше похожи две последовательности (то есть чем меньше число различий между ними), тем они ближе, родственнее друг другу. На самом деле по числу общих мутаций можно определить не только долгий эволюционный маршрут двух наборов ДНК, так или иначе изменившихся, стартовав от общей предковой последовательности, но и прикинуть, сколько именно времени назад существовала эта предковая ДНК. Так, в 1981 году британский биолог Алек Джеффрис проанализировал нуклеотидные последовательности гена красного пигмента крови у человека и человекообразных обезьян и определил, когда началась независимая эволюция этих генов. Очень скоро, говорил я тогда, то же самое можно будет проделать со многими генами и многими особями и видами. Работая в этом ключе, ученые смогут сказать, насколько разные виды связаны родством друг с другом и когда разошлась их история; ни морфология, ни окаменелости не дадут той точности, какая возможна при молекулярных сравнениях.

Я рассказывал и рассказывал обо всем этом Ростиславу, и в моей голове зрел вопрос. Может, не стоит ограничиваться исследованиями образцов крови и тканей живых организмов? Что, если взять, к примеру, египетские мумии? Могут ли в них сохраниться молекулы ДНК? И что будет, если их взять (если они, конечно, найдутся) и присоединить к плазмиде, а потом заставить бактерии их реплицировать? Возможно ли изучить древнюю последовательность ДНК и вывести, в каком родстве фараоны состояли друг с другом и с современными людьми?.. И если все это получится, то нам откроются тайны, которые не может разрешить классическая египтология. Например, как связаны современные египтяне с тем народом, которым правили фараоны 2000–5000 лет назад. Или как крупные политические и культурные события – скажем, завоевания Александра Македонского в IV веке до н. э. или Арабские завоевания в VII веке н. э. – повлияли на народонаселение Египта, произошло ли замещение большой части популяции или нет. Или вот еще: что заставляло народ перенимать новый язык, религию, жизненный уклад – военные либо политические события или нечто другое? В общем, кем были те люди, которые строили пирамиды, осталось ли от них хоть что-то в сегодняшних египтянах или они настолько перемешались с народами-завоевателями, что ничего не оставили в наследство современному населению Египта. От этих тайн захватывало дух. И наверняка ведь подобные идеи приходили в голову не мне одному.

Я отправился в университетскую библиотеку и поискал информацию в журналах и книгах. О выделении ДНК из древних материалов ничего не нашлось. Похоже, никто даже не пытался это сделать. Или пытались, но ничего не получилось, потому что, если бы получилось хоть что-то, публикация бы, конечно, была. Я поговорил кое с кем из более опытных аспирантов и коллег в лаборатории. Мне возразили, что, мол, ДНК очень неустойчива, потому откуда я взял, что она может сохраняться тысячи лет. Такие разговоры не обнадеживали, но я все равно не терял надежды. В своих литературных поисках я нашел статьи, в которых авторы сообщали об обнаружении белков в музейном экспонате, простоявшем там триста лет; и эти белки все еще реагировали с антителами. Мне также попались статьи, где заявлялось, что у египетских мумий под микроскопом можно увидеть очертания клеток. Так что кое-что все же сохранялось, по крайней мере иногда. И я решил провести несколько экспериментов.

Для начала нужно было решить, может ли ДНК сохраняться хоть сколько-нибудь долго после смерти. Мне казалось, что по крайней мере в обезвоженных тканях может. Ведь ферменты, разлагающие ДНК, активны лишь в присутствии воды. А бальзамирование мумий в Древнем Египте представляет собой именно процесс обезвоживания. Это предположение нужно было проверить в первую очередь. Поэтому летом 1981 года – а летом в лаборатории остается не очень много людей – я пошел в магазин и купил кусок телячьей печени. Чек из магазина я приклеил на первую страницу нового рабочего дневника, где собирался вести записи эксперимента. А на обложке написал только свое имя, потому что решил держать свои опыты в тайне сколько будет возможно. Петтерссон мог запретить мне своевольничать: он мог подумать, что эксперименты лишний раз отвлекают меня от высокорейтингового исследования молекулярных механизмов иммунной системы, над которым я, по идее, должен без устали трудиться. В любом случае мне хотелось как-то обезопасить себя от насмешек коллег, если – что очень вероятно – эксперименты провалятся.

Чтобы как-то сымитировать египетскую мумификацию, я решил подержать телячью печень в духовке при температуре 50 оС. В лаборатории. В результате мой секрет был немедленно раскрыт. На второй день из-за невыносимого запаха я вынужден был объясниться, и мне пришлось подробно рассказать о проекте, пока кто-нибудь не нашел печень и не выбросил ее. К счастью, по мере усыхания запах слабел, так что до моего профессора не дошли ни толика смрада и ни единого словечка о протухшей в его лаборатории телячьей печени.

Через несколько дней печенка высохла и стала черно-коричневой, совсем как египетские мумии. Я выделил из нее ДНК, и все прекрасно получилось. Она, ДНК, рассыпалась на кусочки по нескольку сотен пар нуклеотидов; это, конечно меньше, чем последовательности из тысяч пар нуклеотидов из свежей ткани, но все же неплохо. Я чувствовал, что правда за мной. И в мертвых тканях может сохраняться ДНК, хотя бы в течение дней или недель, и это не так уж нелепо, как кажется на первый взгляд. Но если говорить о тысячах лет? Очевидно, следующий шаг – провести тот же фокус с египетской мумией. И тут пригодилась дружба с Ростиславом.

Ростислав был уже подготовлен моими стенаниями о египтологии и биологии и с радостью согласился посодействовать продвижению египтологии в молекулярную эру. В том музейчике, которым он заведовал, было несколько мумий, и он разрешил взять от них несколько образцов. Конечно, речь не шла о том, чтобы распотрошить мумию и вытащить из нее печень. Но если уж мумию все равно развернули и ноги или руки у нее были оторваны, то из поврежденных мест можно было взять кусочек кожи или мышц. И попробовать выделить из них ДНК. Всего нашлось три таких мумии. Но как только я сделал скальпелем первый надрез, сразу почувствовал, что по текстуре эти ткани совершенно не похожи на высушенную в духовке печень. Печень была твердой, и резать ее было трудно, а ткани мумий оказались хрупкими и под скальпелем крошились в коричневый порошок. Но это не остановило меня, я отнес образцы в лабораторию и проделал все необходимые манипуляции для выделения ДНК. Вытяжки из тканей мумий отличались от вытяжек из печени, как и сами ткани: мумии дали коричневую жидкость, а печень – прозрачную, как вода. Далее вытяжка из мумий должна была разойтись в геле под действием электрического поля, ее нужно было окрасить специальным красителем, который, связавшись с ДНК, светится в ультрафиолетовом свете розовым цветом; в результате с вытяжкой из мумий гель получился коричневым, а свечение в ультрафиолете вместо розового оказалось синим. Не то, что должно было указать на присутствие ДНК. Я повторил процесс для двух других мумий. И снова никакой ДНК. Ничего, кроме непонятной коричневой субстанции, которая составляла конечный продукт вытяжки и которая, по моим расчетам, должна была бы содержать ДНК. Похоже, мои коллеги были правы: неустойчивой ДНК не пережить тысячи лет захоронения, ведь даже в живой клетке она нуждается в постоянном ремонтном присмотре.

Я спрятал свой секретный рабочий дневник на самое дно ящика и вернулся к вирусам, которые мошенничали с иммунной системой с помощью хитрых маленьких белков, но все равно мумии не шли у меня из головы. Ведь другие видели нечто похожее на остатки клеток… И что это за коричневая субстанция? Может, это ДНК, но трансформированная в какую-то химическую форму, которая становится коричневой и светится синим в ультрафиолете… а может, ДНК сохраняется далеко не в каждой мумии… и вообще, наивно ожидать, что эта ДНК объявится с первого раза, нужно проверить много образцов, чтобы найти хотя бы один достойный. В этом случае оставалось единственное – убедить музейное руководство дать мне образцы от других мумий в надежде на исчезающе малый шанс найти древнюю ДНК. И я не представлял себе, как это сделать. Нужно было, по-видимому, найти способ быстро и наиболее щадящим образом анализировать мумии. И тут подсказку дало мое медицинское образование. Можно ведь использовать иглы, которыми берут образцы на биопсию из раковых опухолей, затем образцы фиксируют, окрашивают и исследуют под микроскопом. При этом образцы сохраняют замечательную детальность, опытный патолог может увидеть и нормальные клетки, к примеру, в эпителии кишечника, простате или молочных железах, и измененные раковые, различая их даже на ранних стадиях рака. И даже больше того, есть специальные красители, которые окрашивают ДНК прямо на предметных стеклах, и потом на них под микроскопом видно, есть ли в образце ДНК. Значит, я должен был взять мельчайшие пробы от множества мумий, окрасить их на предметных стеклах и исследовать под микроскопом. Больше всего мумий, естественно, в больших музеях. Но скорее всего, музейное руководство отнесется весьма скептически к просьбе некоего сверхвосторженного студента крошить их мумии ради какого-то утопического проекта.

И опять же Ростислав оказался на высоте. Он указал на один немецкий музей, где была богатая коллекция мумий и который в принципе благосклонно относился к сотрудничеству. Речь шла об Объединенном музейном фонде Берлина (Staatliche Museen zu Berlin), музейной ассоциации Восточного Берлина, столицы ГДР. Ростислав провел там довольно времени, разбираясь с коллекцией египетской керамики. Ему, профессору, разрешили работать в ГДР, вероятно из-за того, что он представлял Швецию, страну, которая пыталась найти “третий” путь развития, промежуточный между капитализмом и коммунизмом. Но скорее всего, первейшую роль сыграла его способность искренне дружить со всеми, без оглядки на любые границы – несколько руководителей музея стали его близкими друзьями. И вот летом 1981 года я сел в поезд, который привез меня к парому в Южной Швеции, а тот на следующее утро доставил меня в коммунистическую Восточную Германию.

В Берлине я пробыл две недели. Каждое утро я должен был проходить несколько пропускных пунктов и только после этого попадал в фондовые помещения музея Боде, расположенного на острове на реке Шпрее, почти в самом центре Берлина. На здании музея все еще оставались метины Второй мировой войны, хотя с тех пор прошло уже сорок лет. На нескольких фасадах вокруг окон, куда целились советские автоматы в дни взятия Берлина, были явственно видны дырки от пуль. В первый день, когда меня повели смотреть довоенную коллекцию по Древнему Египту, мне была выдана специальная каска наподобие строительной. Причина скоро стала ясна. В крыше главного зала зияли дыры, оставленные дальнобойными снарядами и бомбами. Туда свободно залетали птицы, устраивая гнезда в саркофагах фараонов. Все, что состояло из более податливых материалов, чем камни, благоразумно унесли. На следующий день куратор египетской коллекции показал мне все свои мумии. Потом, в оставшиеся до обеда несколько часов, сидя в его пыльном неубранном кабинете, я брал образцы тех мумий, которые уже были развернуты и попорчены. Обед был долгим мероприятием, начиная с того, что на выходе мне снова нужно было пройти несколько проверок, а затем добраться через реку до ресторана. И там нас кормили жирной едой, которую приходилось заливать изрядным количеством пива и шнапса. Потом обратно в музей, и там возлияния опять продолжались под жалобы куратора, что он, мол, почти не бывал за границей, только один раз в Ленинграде. Скоро стало понятно, что мой хозяин мечтает поехать в какую-нибудь западную капиталистическую страну, и будь у него такой шанс, он бы там и остался. Я со всей возможной дипломатичностью дал ему понять, обрисовав потенциальные рабочие будни, что если бы он стал там, в западной стране, выпивать на работе, то немедленно был бы уволен: положение, неизвестное социализму. Но подобные печальные перспективы, кажется, не смогли очернить соблазнительные возможности капитализма, укоренившиеся в его воображении. Несмотря на все эти тянувшиеся часами теоретические дискуссии, я все же смог взять более тридцати образцов тканей мумий. Их я повез в Швецию.

 

Рис. 2.1. Хрящевая ткань египетской мумии из берлинского музея. В некоторых лакунах остатки клеток светятся (на фото – темные области) предположительно из-за присутствия сохранившейся ДНК. Фото: Сванте Пэабо, Университет Упсалы

 

Уже в Упсале я изготовил препараты для микроскопирования: вымочил образцы в солевом растворе, положил на предметные стекла и прокрасил, чтобы стали видны клетки в тканях. И стал смотреть. Я делал эту работу по выходным и вечерами, чтобы публика поменьше знала о моих занятиях. Но то, что можно было рассмотреть под микроскопом, расстроило меня. В мышечных тканях с трудом различались фибриллы, не говоря уже о каких бы то ни было следах клеточных ядер с ДНК. Я уже почти сдался. Но вот как-то вечером я рассматривал под микроскопом срез хряща из ушной раковины мумии. В плотной хрящевой ткани, как и в костной ткани, клетки помещаются в крохотных дырочках, или лакунах. Именно в этой плотной ткани хряща внутри лакун я увидел остатки клеток. В возбуждении я окрасил срез на ДНК. Руки мои тряслись, когда я устраивал стекло на предметном столике под микроскопом. Ого! Внутри хрящевых клеток видно было нечто, окрашенное правильным образом. В этих клетках действительно сохранилась ДНК!

С новыми силами я продолжил обработку берлинских образцов. Некоторые выглядели многообещающе. Особенно кусочек кожи с левой ноги детской мумии. Когда я окрасил этот образец на ДНК, то в клетках четко засветились ядра. Это и понятно, ДНК находится в ядрах клеток; вряд ли это светились бактериальные или грибные ДНК, потому что в таком случае они были бы распределены в образце неравномерно, там, где максимален их рост. Так что в моем образце сохранилась ДНК того самого ребенка, древнеегипетского. Я сделал миллион фотографий этого образца под микроскопом.

Среди моих образцов нашлось три со следами ДНК. В тканях того ребенка клетки сохранились лучше всего.

Тут меня стали мучить сомнения: вдруг эта мумия не из древних веков, а современная? Иногда появляются фальсификации – препараторы не прочь изготовить фальшивую мумию из трупа, чтобы заработать несколько долларов на туристах и коллекционерах. Какие-то из подделок могли быть впоследствии переданы музею. Музейные смотрители в Берлине не смогли найти для меня записей об этих конкретных мумиях, потому что каталоги были уничтожены во время войны. Так что датировки можно будет получить только с помощью радиоуглеродного анализа. К счастью, в Университете Упсалы я знал специалиста по углеродному датированию – Йорана Посснерта. Он работал на ускорительном масс-спектрометре, с помощью которого определяют соотношение изотопов в крошечных кусочках вещества и по этому соотношению оценивают возраст образца. Я спросил у него, сколько будет стоить один такой анализ, поскольку боялся, что мне просто не хватит на это моей мизерной аспирантской стипендии. Он меня пожалел, даже не стал называть цену – стоимость явно превышала мои возможности – и предложил провести анализ бесплатно. Я отнес образец Йорану и стал ждать. По мне, это самое в науке трудное – когда твоя работа зависит от других и совершенно невозможно повлиять на ход дела, остается только сидеть сложа руки и ждать результатов. Наконец я дождался новостей – и хороших. Возраст мумии был около 2400 лет, то есть относилась она примерно ко времени завоеваний Александра Македонского. Я выдохнул. Сначала я пошел и купил коробку шоколадных конфет для Йорана. Потом стал думать, как бы мне опубликовать результаты.

Когда я был в Германии, мне стали немного понятны чувства людей, живущих при социализме. Если я опубликую статью с простыми формальными благодарностями в их адрес, они ужасно огорчатся. А мне хотелось, чтобы все было сделано как следует. Поэтому, посоветовавшись с Ростиславом и со Штефаном Грюнертом, молодым и активным немецким египтологом, с которым подружился во время поездки в Берлин, я решил готовить эту первую статью по ДНК из мумий для восточногерманского научного журнала. С трудом вспоминая школьный немецкий, я описал свои открытия, включил фотографии мумии и гистологических образцов, окрашенных на ДНК. А между тем я сделал вытяжку ДНК из этого образца. И на сей раз смог показать, что ДНК действительно присутствовала в тестовом геле. И я включил картинку с гелем в свою статью. Большая часть ДНК разложилась, но все равно остались немногочисленные кусочки по несколько тысяч нуклеотидов; фрагменты примерно такой длины можно получить и из образцов свежей крови. А это означало, как я написал тогда, что по молекулам ДНК из древних тканей можно изучать отдельные гены – размер остатков это вполне допускает. Я рассуждал, какие широкие перспективы открылись бы при систематическом изучении ДНК египетских мумий. Статья заканчивалась обнадеживающей фразой: “Работы следующих нескольких лет покажут, насколько оправданы эти ожидания”. Я отослал рукопись Штефану в Берлин. Он поправил мой немецкий, и в 1984 году статья появилась в журнале Das Altertum, который подчинялся восточногерманской Академии наук. И никакого эффекта. Никто не написал мне, ни один человек не попросил оттиск… Меня-то результат воодушевил, но кроме меня, кажется, никого…

 

Пришлось параллельно написать еще одну статью в западный журнал – Journal of Archaeological Science, – потому что я понимал, что в восточногерманские журналы мало кто заглядывает. В этой статье я описал те же результаты, только полученные на базе анализа мумифицированной головы мужчины. Но теперь меня настигло отчаяние из-за невероятной медлительности издательства – отсрочки получились даже больше, чем в восточногерманском журнале, где пришлось править язык и тщательно согласовывать с политической цензурой. Наверное, столь изумительная неторопливость отражает ту медлительность поступи, с которой движутся все науки о древностях. Journal of Archaeological Science опубликовал мою статью в конце 1985 года – к тому моменту все ее результаты были сметены ураганом событий.

 

Итак, ДНК в мумиях есть, и следующий шаг очевиден – нужно клонировать ее в бактериях. Я обработал кусочки ДНК ферментами, которые увеличивают восприимчивость свободных концов нитей, смешал с бактериальными плазмидами, затем добавил ферменты, которые сшивают вместе концы ДНК. Если все сделано правильно, то получается гибридная молекула, в которой соединены ДНК мумии и бактериальной плазмиды. Когда такую плазмиду внедряют в бактерию, то вся плазмидная ДНК реплицируется, давая множество копий, в том числе и встроенных участков. Но более того, если в плазмиде присутствует ген устойчивости к антибиотику, то я могу, добавив в среду этот антибиотик, отобрать бактерий с успешно внедренными плазмидами. Если на среде с антибиотиком вырастут колонии бактерий, то это будет означать, что операция по добавлению чужеродного фрагмента к бактериальной последовательности прошла успешно. Каждая такая колония берет начало от бактериальной клетки, несущей кусочек ДНК из мумии. Результат нужно было проверить – и я проделал контрольные эксперименты, это наиважнейший элемент любой лабораторной работы. Я сделал все то же самое, но не добавил к плазмидам ДНК мумии, а в другом контрольном варианте добавил к плазмидам современную человеческую ДНК. Когда бактерии вобрали в себя раствор с плазмидами, я высадил их на агар (это обычная микробиологическая питательная среда) с антибиотиком и отправил на ночь в инкубатор с температурой 37 оС. Наутро я открыл дверцу инкубатора и в предвкушении вдохнул густой влажный запах питательной среды. На чашке с современной ДНК выросли тысячи колоний, они покрывали почти всю поверхность. Это значит, что плазмиды сработали – бактерии выжили, потому что захватили плазмиды внутрь клеток и стали их реплицировать. Чашка, где к плазмидам не было добавлено никаких ДНК, оказалась безжизненной – колоний на ней не было. Отсюда можно заключить, что в моем эксперименте не было никаких дополнительных источников ДНК. А в самой главной чашке, той, куда добавлены были ДНК берлинской мумии, выросло около сотни колоний. Я был совершенно счастлив – я со всей очевидностью реплицировал ДНК 2400- летней мумии! Но только вдруг это ДНК бактерий из образца мумии, а не из самой мумии? Как доказать, что хотя бы часть этой ДНК принадлежит человеку?

Мне нужно было так или иначе определить последовательность этой ДНК, показав, что она человеческая, а не бактериальная. Если я возьму случайный клон, то может попасться и человеческий, и бактериальный фрагмент, а я потрачу на определение его последовательности, секвенирование, огромный труд; ведь тогда, в 1984 году, человеческий геном за исключением небольших участков еще не расшифровали, не говоря уже о сотнях геномов микроорганизмов. Поэтому меня не воодушевляла идея секвенировать случайный клон, нужно было выбрать строго определенный. Тут очень пригодилась методика, позволяющая идентифицировать клон, в котором присутствует последовательность нуклеотидов, похожая на некую заранее известную. Нужно взять некоторое количество бактерий из каждой колонии, поместить их на особый бумажный фильтр, где бактерии будут разрушены и их ДНК свяжется с веществом фильтра. Затем можно взять раствор с кусочками одноцепочечных ДНК, в которых присутствуют радиоактивные изотопы; эти “пробные” цепочки представляют ту последовательность, которую нужно выявить. Они будут гибридизоваться с комплементарными цепочками ДНК, присутствующими на фильтре. Я выбрал участок ДНК с характерным элементом человеческого генома – повтором Alu. Эта последовательность примерно из трехсот нуклеотидов встречается в геноме человека почти миллион раз, еще она имеется у обезьян. Этот повтор настолько распространен в человеческом геноме, что составляет более 10 процентов от его объема. Если бы такой повтор нашелся в бактериальных клонах, то это бы означало, что хотя бы в некоторых из них содержится ДНК человеческой природы.

Я взял кусочек гена, с которым занимался в лаборатории – там, как я знал, имелся повтор Alu, – внедрил в него радиоактивную метку. А потом обработал фильтр с теми самыми клонами. Некоторые из них гибридизовались с радиоактивной цепочкой – что и следовало ожидать от ДНК с человеческими свойствами. Я выбрал клон с самыми явными признаками гибридизации. Он содержал фрагмент ДНК, состоящий из примерно 3400 нуклеотидов. Взяв в помощники Дана Лархаммара, дипломника, который слыл у нас специалистом по секвенированию ДНК, я определил часть последовательности ДНК клона. И там действительно нашелся элемент Alu. Я очень обрадовался. В моих клонах присутствовала человеческая ДНК, она была получена именно с помощью бактериального клонирования.

Пока я возился с гелем и секвенированием в ноябре 1984 года, в журнале Nature появилась статья, имевшая ко мне самое непосредственное отношение. Расселу Хигучи, работавшему в лаборатории Алана Уилсона, автора гипотезы “из Африки” и одного из самых сильных эволюционных биологов своего времени, удалось выделить и клонировать ДНК из столетней шкуры квагги, родственника зебры, обитавшего еще сто лет назад в Южной Африке. Рассел Хигучи выделил два фрагмента митохондриальной ДНК и показал, что, как и ожидалось, квагга ближе к зебрам, чем к лошадям. Эта работа вдохновила меня несказанно. Если уж Алан Уилсон взялся за древнюю ДНК и если Nature счел исследование 120- летней ДНК стоящим, то уж мои занятия не были ни дикими, ни тривиальными.

Впервые я сел за статью, которая, как мне виделось, должна заинтересовать многих. Подбодренный примером Алана Уилсона, я решил готовить ее для Nature. Я описал, как я работал с мумией из Берлина. И я, конечно же, сослался на ту статью, которая появилась в восточногерманском журнале. Но перед тем как отослать рукопись в Лондон, в издательство Nature, мне нужно было кое-что сделать. Я обязан был поговорить с моим руководителем, Пером Петтерссоном, показать ему рукопись, которую подготовил для публикации. К нему в кабинет я вошел с некоторым трепетом. Рассказал о том, чем занимался все это время, и о своих достижениях. Также предложил присоединиться к статье и быть соавтором, ведь он мой руководитель. Как же я недооценивал этого человека! Вместо того чтобы пенять мне на внеплановую трату фондов и драгоценного рабочего времени, он восхитился. Он обещал прочитать рукопись и сказал, что, естественно, не собирается быть соавтором работы, о которой только что узнал.

Несколькими неделями позже я получил из редакции Nature сообщение: они обещали опубликовать статью, если я отвечу на несколько небольших замечаний рецензентов. И вскоре я получил корректуру. Тут я стал подумывать, как бы мне подступиться к Алану Уилсону – в моем представлении полубогу – и после защиты диссертации напроситься к нему в лабораторию в Беркли. Не найдя ничего лучшего, я отправил ему корректуру без всяких комментариев, решив, что такому человеку будет приятно увидеть статью первым, до того как другие смогут прочесть ее в Nature. А потом напишу и спрошу насчет возможности поработать под его началом. В Nature с удивительной расторопностью управились с рукописью и даже нарисовали иллюстрацию на обложку к этому выпуску – мумия, обернутая спиралью ДНК. Но еще быстрее я получил ответ от Алана Уилсона, адресованный “профессору Пэабо”, – тогда, в доинтернетный и догугловый век, узнать наверняка, кто я такой, было очень трудно. Само письмо тоже было примечательно. Он спрашивал, не мог бы он провести свой грядущий преподавательский отпуск в МОЕЙ лаборатории! Такая вот забавная оплошность, случившаяся только из-за того, что я не знал, как написать письмо. Мы с товарищами в лаборатории шутили, что нельзя упустить возможность заставить Алана Уилсона, великого эволюционного биолога, мыть для меня пробирки целый год. Я сел отвечать ему – что я не профессор и даже еще не защитил диссертацию и что лаборатории у меня никакой нет, поэтому приезжать в свой отпуск ему некуда. Зато я поинтересовался, нельзя ли мне после аспирантуры приехать к нему в Беркли поработать.

Показать оглавление

Комментариев: 0

Оставить комментарий