Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Восьмого мая 2007 года, за день до конференции в Колд-Спринг-Харбор, все члены нашей бригады – а у нее теперь было официальное название, Консорциум по исследованию неандертальского генома, – первый раз собрались вместе. Начал я нашу встречу с того, что познакомил всех с новой методикой специальных меток, которую мы ввели для последующего выявления загрязнений вне “чистой комнаты”. Потом рассказал о трех археологических местонахождениях и о костях, из которых нам предстояло получить ДНК.

У нас имелись 1,2 миллиона нуклеотидов из костей Виндии, и мы уже стали метить эти фрагменты. Еще у нас имелись в запасе 400 тысяч нуклеотидов из костей типового неандертальца из долины Неандерталь, тех самых, что послужили для реконструирования митохондриального генома в 1997- м. И наконец, у нас были кости из пещеры Эль-Сидрон в Испании, и из них мы выделили в общей сложности 300 тысяч нуклеотидов; в этом местонахождении Хавьер Фортеа специально для нас поднимал кости в стерильных условиях.

Слушать о неандертальских местонахождениях с костями было несказанно спокойнее, чем вести мудреные споры о технических трудностях выделения и секвенирования ДНК из этих костей. А тот факт, что неандертальцы отстоят и от европейцев, и от африканцев на примерно одинаковое нуклеотидное расстояние, впечатлил всех. Но Дэвид Рейх при этом здраво отметил, что у нас всего лишь 269 СНИПов и на основе этой небольшой выборки мы можем лишь исключить большой генетический вклад в европейский геном. На самом деле 90- процентный доверительный интервал для полученного 49,8- процентного сходства неандертальцев с европейцами составлял диапазон 45–55 процентов. Это означало, что с вероятностью 90 процентов неандертальский вклад в современный европейский геном не превышает пяти процентов. А с вероятностью 10 процентов неандертальцы оставили нам в наследство больше пяти процентов своих генов. С подобным вероятностным подходом я чувствовал себя на своем поле. Ведь если начать спорить относительно костных форм, отверстий, гребней и т. п., то как реально оценить собственную уверенность в выводах?

Никак не оценишь. И даже если собрать больше данных, это все равно не исправит ситуацию. А ДНК исправит.

Дэвид тем временем на основе тех же СНИПов, определенных Джимом, проводил собственное исследование. Он сравнивал все характерные для современного человека СНИПы с соответствующими участками ДНК у шимпанзе. Сравнив, он мог определить, какие из вариантов или аллелей предковые, а какие получены уже в человеческой линии.

Чем дальше расходятся во времени неандертальская и человеческая линии, тем меньше должно быть у неандертальцев СНИПов, выявленных у современных людей. Когда у Дэвида набрался 951 вариант современных “африканских” полиморфизмов, он высчитал, какая доля из них присутствует у современных европейцев: 31,9 процента. А в наших неандертальских последовательностях нашлось 17,1 процента этих СНИПов, то есть примерно в два раза меньше, чем у европейцев. Если принять, что размер популяций оставался более или менее постоянным, это давало оценки времени отделения неандертальцев от африканцев в 300 тысяч лет (а мы помним возраст разъединения африканской и европейской популяций – 100–200 тысяч лет). Пока все сходилось, и результат меня радовал. У нас со всей определенностью сложилась последовательность ДНК, принадлежавшая некоему существу со своей отдельной генетической историей. Но Дэвид все время охлаждал мой пыл – мол, данных пока маловато. И правда, 90- процентный доверительный интервал давал долю продвинутых аллелей у неандертальцев от 11 до 26 процентов. И все же мы были на верном пути.

Но вот мы перешли на секвенирование с помощью Illumina, и данные стали поступать все быстрее и быстрее. Наши телефонные совещания два раза в месяц тянулись все дольше, и мы решили устраивать их раз в неделю. В январе 2009 года, незадолго до конференции AAAS, я попросил Ника и Дэвида провести быстрый анализ данных 454. Все же они составляли 20 процентов всего массива. Мне хотелось прикинуть, если скрещивание с неандертальцами все же было (хотя я в это и не верил), то какой наибольший процент неандертальской ДНК теоретически может присутствовать в человеческом геноме так, чтобы мы с известной вероятностью не видели ее, не натыкались на нее в своих поисках.

Иными словами, насколько большой вклад неандертальцев мы можем пропустить. Эти оценки я предполагал представить на конференции AAAS.