ДНК и её человек. Краткая история ДНК-идентификации

Частью мифа стали и отрубленные головы, заспиртованные по приказу Кремля. Те, кто пытается примирить старую и современную версии, придумывают замысловатые объяснения: головы были отрублены и позднее возвращены в могилу, или же только черепа там принадлежат царской семье, а прочие останки – совсем другим людям, или, наоборот, найдены тела Романовых, а неизвестно чьи черепа добавлены агентами КГБ… Ни одна из этих версий не выдерживает критики хотя бы потому, что шейные позвонки сохранились неповрежденными.

Можно было понять и ныне живущих родственников царской семьи, и церковных иерархов – цена ошибки высока. И когда были найдены останки последних двух тел, ДНК-идентификацию решили провести повторно, на новом уровне, благо за десятилетие методы получения и анализа ДНК заметно усовершенствовались.

Ископаемые молекулы

К работе привлекли ведущего специалиста в этой области, Е. И. Рогаева (Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, Медицинская школа университета Массачусетса). Генетической экспертизой екатеринбургских останков занимались параллельно в Идентификационной лаборатории ДНК вооруженных сил США, в Инсбрукском медицинском университете (Австрия)[79], а также в Свердловском областном бюро судмедэкспертиз.

– Я сказал Евгению Ивановичу: важно, чтобы экспертиза была на уровне, характерном для международной юридической практики. Результаты должны быть как минимум настолько достоверны, чтобы на их основании в цивилизованной стране человека могли осудить за уголовное преступление, – рассказывал прокурор-криминалист Генпрокураторы В. Н. Соловьев.

Итак, образцы из второго захоронения с соблюдением всех формальностей передали исследовательской группе, которую возглавлял Евгений Рогаев. Здесь важен был опыт этой группы в работе с древней ДНК – извлеченной из образцов, которые пролежали в земле многие годы.

Это не всегда криминалистика – иногда это археология и палеонтология. Сейчас уже становятся привычными термин “палеогенетика” и сокращение aDNA – ancient DNA, то есть древняя. Все наслышаны о геномах неандертальцев и денисовцев, регулярно появляются результаты все новых исторических изысканий с участием генетиков, в которых изучают не ДНК современных потомков давно умерших людей, а ДНК, извлеченную непосредственно из ископаемых образцов. Читают геномы древних жителей Британских островов и Скандинавского полуострова, древних славян и доколумбовых индейцев. Палеонтологи активно работают с митохондриальными ДНК древних и современных животных – сравнивая их, строят филогенетические древа, определяют, кто от кого произошел.

Последовательность действий при изучении древней ДНК на первый взгляд проста. ДНК выделяют из образцов, проводят амплификацию методом ПЦР (поскольку материала обычно бывает мало, и другого случая исследовать тот же объект, возможно, не будет, часто стараются амплифицировать не только участки, интересующие в данный момент), а затем секвенирование. До появления методов NGS могли секвенировать отдельные гены, которые “вытаскивали” из образца методом гибридизации, либо использовали метод дробовика (shotgun sequencing): ДНК случайным образом расщепляют на фрагменты, потом секвенируют их и состыковывают с помощью компьютерной программы.

Метод дробовика (шотган-секвенирование) сделала популярным компания Крейга Вентера Celera Genomics, использовавшая его в проекте “Геном человека”. Именно с его помощью были прочтены первые геномы организмов. Суть его в получении множества сравнительно коротких фрагментов исследуемой ДНК (метод Сенгера не мог читать более 1000 нуклеотидов за один раз), секвенировании и состыковке с помощью мощного программного обеспечения. Важным преимуществом шотган-секвенирования (по сравнению с методичным клонированием крупных фрагментов, положение которых в геноме и друг относительно друга было известно) стала возможность автоматизации.