Жизнь, которую мы создали. Как пятьдесят тысяч лет рукотворных инноваций усовершенствовали и преобразили природу - Бет Шапиро

пользу того, что наш вариант NOVA1 ведет себя иначе, чем аналогичный ген у наших архаических родственников. Чтобы понять, что же делает эта мутация, мы с Эдом Грином объединились с лабораторией Элиссона Муотри в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Клебер Трухильо, постдок, работающий у Элиссона, отредактировал клетки человека так, чтобы их геномы включали архаический вариант NOVA1, а затем преобразовал эти клетки в мозгоподобные органоиды, которые выросли в чашках Петри в его лаборатории. По мере роста органоидов Клебер отслеживал изменения в размерах, форме и мобильности клеток и отправлял эти данные нам, чтобы мы могли анализировать, какие белки при этом вырабатываются. Клебер обнаружил, что органоиды с архаическим вариантом NOVA1 росли медленнее, чем нередактированные. Поверхность органоидов с архаическим вариантом была необычно пухлой по сравнению с гораздо более ровной поверхностью органоидов, выращенных из клеток с человеческим вариантом NOVA1. Когда студенты Эдвард Райс и Натан Шефер, работавшие в наших с Эдом лабораториях, проанализировали эти данные, оказалось, что вариант NOVA1 в том или ином органоиде влиял на разрезание и сшивание продуктов сотен генов. Причем многие гены, прошедшие этот процесс, влияют на важнейшие функции в процессе развития мозга, в частности, на рост и размножение нервных клеток и на формирование синаптических связей. Это, безусловно, интересный, но все же лишь первый завершенный эксперимент в данной области, и пока мы больше ничего не узнали. А дальнейшие исследования, в том числе и наши, должны выявить, насколько распространены эти различия в разных человеческих клеточных линиях и какую, собственно, роль они играют в физическом и когнитивном развитии человека. Хотя это и не дает ответа на вопрос, что делает нас людьми, но все же сулит многообещающие перспективы.

Полтора процента наших геномов, которые принадлежат нам и только нам, вероятно, содержат много интересных и важных указаний на то, чем мы отличаемся от архаических родственников. Очень многие гены в специфически-человеческих областях генома так или иначе участвуют в развитии мозга. Есть и такие, которые влияют на наш рацион и пищеварение, иммунную систему, циркадные ритмы и десятки других жизненно важных функций. Но вернемся ненадолго к тем 93 % нашего генома, которые люди вполне могли унаследовать не только от других людей, но и от наших архаических родственников. Об этой части генома нужно сказать две важные вещи.

Во-первых, при изучении закономерностей наследования ДНК в популяциях по всему миру становится очевидно, что иногда людям полезнее наследовать именно архаический вариант того или иного гена. Например, современные жители высокогорного Тибета гораздо чаще тех, кто живет не так высоко, обладают вариантом гена под названием «эндотелиальный белок домена PAS1» – EPAS1, – который возник в ходе эволюции у архаических людей, родственных денисовцам. Архаический вариант EPAS1 влияет на выработку красных кровяных клеток таким образом, что это помогает жить в условиях, когда воздух беден кислородом. То есть предки ныне живущих тибетцев, унаследовавшие архаическую версию EPAS1, лучше выживали в своей высокогорной среде, чем те, кто наследовал человеческую версию.

Ген EPAS1 – далеко не единственный пример того, как полезна бывает современному человеку архаическая ДНК. В нескольких популяциях современных людей распространены архаические варианты генов, связанные с иммунитетом, – предположительно потому, что архаические варианты этих генов давали своим носителям преимущество при контакте с местными патогенами. В некоторых популяциях часто встречаются и архаические варианты генов, связанных с метаболизмом, а также с пигментацией кожи и волос. Скажем, частотность голубых глаз в некоторых европейских популяциях приписывают ДНК, которую человеческая популяция получила от неандертальцев.

Во-вторых, не может не удивлять то обстоятельство, что от геномов наших архаических родственников сохранилось так много, причем сохранились и мутации, возникшие в ходе эволюции у неандертальцев и денисовцев, когда они приспосабливались к своим условиям обитания. Палеонтологи частенько твердят, будто неандертальцы были одним из первых видов, которые вымерли из-за нас, людей, после того, как мы превратились в Homo sapiens с его поведенческой сложностью. Однако наши геномы говорят, что это слишком упрощенное представление. Наши предки не просто победили неандертальцев в конкуренции, но еще и использовали их, чтобы усовершенствоваться. И исчезновение неандертальцев стало лишь предвестником грядущих событий.

Глава третья

Блицкриг

Летом 2007 года я приехала в Москву и там во время посещения одного потрясающего музея совершила недостойный поступок. Не слушая предостережений коллег, я протянула руку и взяла окаменелость возрастом полсотни тысяч лет – рог, принадлежавший некогда сибирскому шерстистому носорогу. В этот миг меня переполнил благоговейный восторг. Еще бы! Ведь я держала в руке часть тела давно умершего, одного из последних в своем роду животного, которое появилось на свет после десятков миллионов лет эволюционных инноваций и находилось в родстве с несколькими редчайшими современными видами. Я понимала, что гибель этого носорога – как и гибель всего его вида, если уж на то пошло, – вероятно, на совести наших предков. И вот его рог лежит себе на нижней полке в многолюдном музее, где кругом скелеты пещерных львов, собранные из разрозненных костей и снабженные механизмами, чтобы двигаться на потеху публике, и безвкусные поделки из кости на продажу, и все это залито ярким светом искусственного заката. Такая обстановка была одновременно и самой подходящей, и донельзя оскорбительной – грубое напоминание о том, что сталось с биоразнообразием, среди которого жили наши предки, из-за нашей же алчности. Прошло больше десяти лет, но мой внезапный и достойный осуждения порыв взять в руку этот рог до сих пор будит во мне неприятное чувство неловкости и сожаления.

Вообще-то наш поход в музей должен был пройти безо всяких осложнений. Я была в Москве проездом в составе небольшой группы ученых, интересовавшихся различными аспектами эволюции мамонта. Мы собирались на IV Международную мамонтовую конференцию в Якутск. Но до нее оставалась еще неделя, и наша маленькая коалиция из Африки, Северной Америки и Европы решила принять приглашение Андрея Шера, русского палеонтолога, который посвятил свою профессиональную жизнь изучению животных ледникового периода, и его коллеги, предпринимателя и большого любителя мамонтов Федора Шидловского.

Эта московская неделя запомнилась мне вихрем нежданных приключений. В первый же день нас, туристов, остановила милиция за то, что мы заехали на тротуар в попытке пробраться сквозь пробки, чтобы полюбоваться собором Василия Блаженного. Назавтра, едучи по пешеходно-парковой зоне (как видите, жизнь ничему нас не научила), мы миновали слона, который прогуливался возле муляжа ракеты «Восток». Мы сообщили об этом курьезе члену нашей группы Хези Шошани, специалисту по слонам и защитнику природы, которого в тот день с нами не было, но он, не выказав