Сьогодні у нобелівського лауреата народився нобелівський лауреат. Ну, як народився – народився Сванте Паабо ще минулого століття, 1955 року, а його біологічний батько, шведський біолог Суне Берґстром, тоді ще не став нобелівським лауреатом з фізіології або медицини за відкриття сигнальних молекул простагландинів (більше про його дослідження можна прочитати тут – прим. ред.). Понад те, Берґстром і не знав, що в нього є позашлюбна дитина від короткого зв’язку із втікачкою з окупованої радянськими військами Естонії Карін Паабо. Ці генеалогічні деталі можуть здатися зайвими, але сам Сванте приділяє їм чимало уваги в своїй книзі «Неандертальська людина. У пошуках втрачених геномів». І це не дивно, бо дослідник присвятив своє життя генеалогії людства – дослідженню походження сучасної людини та її найближчих родичів. За що його й нагородили Нобелівською премію з фізіології або медицини за 2022 рік.
Родинний зв’язок між людьми вже пів століття вміють визначати за допомогою генетичного аналізу: порівнюють послідовності елементів ДНК – нуклеотидів – у геномі різних людей. ДНК виділяють з крові або зі слизової оболонки рота чи носа: багатьом довелося пройти за останні два роки подібну процедуру збирання генетичного матеріалу для визначення вірусу SARS-CoV-2. Але Паабо цікавило інше: чи можна вивчити родинні зв’язки між давно померлими й сучасними людьми?
Для цього потрібно якось виділити ДНК із рештків тіл людей з далекого минулого. Паабо почав з єгипетських мумій, фрагменти з яких роздобув у музеї в Східному Берліні. Йому дійсно вдалося виділити непогано збережену ДНК з муміфікованої тканини віком у кілька тисяч років!
Добре, а як щодо генів більш давніх родичів? Останні неандертальці, представники іншого виду людей, вимерли приблизно 30 тисяч років тому. Паабо зацікавився питанням, чи можна виділити ДНК з кісток віком у десятки тисяч років. Виявилося, що можна, але постає дві проблеми: цілісність і забруднення. ДНК – дуже довга молекула, і з часом навіть за відсутності пошкоджувальних факторів ламається на дедалі менші шматочки. Що вони менші, то важче їх зібрати знову докупи, щоб прочитати генетичну інформацію, адже фрагменти перемішані. Крім того, стародавні кістки тримають у руках дослідники, а з рук на зразки потрапляє ДНК сучасної людини. Потрібно якось не переплутати старі й нові фрагменти.
На вдосконалення методик пішли роки. Щоб з чогось почати, Паабо з колегами звернули увагу на ДНК мітохондрій – невеликих автономних структур клітини, які допомагають клітинам запасати енергію, а також на світанку еволюції життя на Землі були окремими бактеріальними клітинами. Геном мітохондрії невеликий, лише 16 тисяч літер-нуклеотидів проти мільйонів у молекул з ядра. А головне – ця молекула ДНК кільцева, тобто більш стабільна, ніж довга нитка. Спочатку дослідники вивчили різноманіття мітохондріальної ДНК сучасних людей, і виявили, що спільний предок сучасних людей, в яких зібрали мітохондрії, жив у Африці приблизно 200 тисяч років тому. Тобто жила – адже мітохондрії дістаються нам майже винятково від материнської яйцеклітини. Цю умовну жінку-предка назвали трохи іронічно «мітохондріальною Євою», хоча це надалі внесло багато плутанини: любителі науки почали думати, що йдеться про реальну першу людину на Землі, тоді як поруч з нею жили принаймні десятки тисяч інших прадавніх жінок, просто їхні нащадки не дожили до наших часів.
Коли вже Паабо описав різноманіття сучасних ДНК мітохондрій, то він зміг взятися за збирання шматочків генетичної інформації неандертальця. Це дало можливість охопити різноманіття сучасних ДНК, тобто порівняти давню ДНК з ДНК сотень сучасних людей.
Довга робота – і кільцева ДНК була реконструйована! Це дало більше підстав для твердження, що неандерталець – окремий вид людини, як і передбачали деякі палеонтологи за будовою кісток (інші, як це часто буває, не погоджувалися). Адже коли маєш лише морфологію кісток, генетичний критерій додає надійності. Далі щораз кращі методи аналізу генетичних послідовностей і прочитаний геном сучасної людини дозволили Паабо зібрати й повний геном неандертальця, щоб остаточно довести окреме походження цього виду (неандертальці розвинулися паралельно з Homo sapiens від спільного предка – прим. ред.).
Проте найбільш цікавою знахідкою стало те, що частина сучасних людей має фрагменти генів, більш подібні до неандертальських, ніж до спільного предка. Це означало, що принаймні певний час окремі неандертальці й предки людини могли паруватися й мати плодюче потомство. Отакі родинні історії випливли за допомогою палеогенетики – нового напряму науки, в основі якої лежать праці Сванте Паабо.
А потім він приголомшив світ ще більше, описавши за давньою ДНК з фаланги пальця з печери на Алтаї третій вид давньої людини – денисівську. І знову виявилося, що частина сучасних людей має варіанти генів, що походять від статевого зв’язку їхніх предків з денисівцями.
В останні роки група Паабо звертає увагу на медичні аспекти прояву функцій тих варіантів генів, що дісталися нам у спадок від неандертальців та денисівців. Так, один з (за відкриття подібних молекул дали Нобелівську премію минулої осені) з характерними для неандертальського геному мутаціями приводить до більшої чутливості до болю в його носіїв. А «неандертальський» варіант одного мембранного білка полегшує проникнення коронавірусів до наших клітин.
Детальніше про іонні канали читайте тут.
Оскільки тема праць Паабо лежить далеченько від фізіології, то певен, що в наступні тижні чимало буде сказано про дотичність і користь його досліджень саме для медицини.
Проте цінність відкриттів Сванте Паабо, на мою думку, є значно більшою, ніж розуміння генетичних основ хвороб. Вони відповідають нам на центральні питання, які ставить собі кожна людина з самого дитинства: «хто я?», «звідки я?», «хто мої предки?» Чудово, що завдяки новому нобелівському лауреату відповіді на ці питання стали за останні 30 років більш осмисленими та науково обґрунтованими.
Ця публікація створена за підтримки Європейського фонду підтримки демократії (EED). Її зміст не обов'язково відображає офіційну думку EED. Відповідальність за інформацію та погляди, висловлені в цій публікації, повністю несе автор(и).
