Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Глава 12 Неподатливые кости

Вытяжки из костей Йоханнес Краузе начал готовить давно, еще до выхода статьи в Nature. Эти кости собирались годами — тут были образцы и из хорватских коллекций, и из других стран по всей Европе, — мы давно искали костный материал неандертальцев со столь же высоким содержанием ДНК, как и Vi-80. Высокий блондин Йоханнес внешне типичный немец. И очень умный. Он родился и вырос в Лайнефельде, в том самом городе, где в 1803 году родился Иоганн Карл Фульрот. Фульрот — это ученый, который еще в 1857-м, за два года до выхода в свет дарвиновского “Происхождения видов”, предположил, что кости из долины Неандерталь принадлежат доисторическим формам людей. Так впервые была высказана идея, что на свете до нас существовали другие формы людей, за что общественное мнение публично осмеяло Фульрота, но в результате он оказался прав — это доказали последующие находки неандертальцев. Фульрот стал профессором в университете в Тюбингене, где сейчас — очень символично — профессорствует Йоханнес.

Йоханнес пришел к нам в лабораторию студентом-биохимиком. Очень быстро стало ясно, что он не только прекрасно справляется с ежедневной работой с реактивами, но и глубоко понимает наши сложнейшие эксперименты. Я всегда получал удовольствие от разговоров с ним, но проходили месяцы, и наши разговоры становились все мрачнее. Ни один из приготовленных им экстрактов из неандертальских костей не содержал столь же обнадеживающего количества ДНК, как в Vi-80. В основном в костях вообще не было неандертальской ДНК, или же нам доставался такой мизер, что даже с помощью ПЦР мы с трудом определяли следы мтДНК. Нам срочно нужны были кости, много и хорошего качества.

Понятно, что обращаться следовало в Загреб, в Институт четвертичной палеонтологии и геологии, где вместе со знаменитой костью Vi-80 хранилась вся коллекция из Виндии. В апреле 2006 года я написал в Загреб. Я объяснил, что хотел бы еще раз взять образцы кости Vi-80^[51] и, если возможно, образцы других костей, найденных там же в 1974–1986 годах Мирко Малезом. Я узнал, что Майя Паунович, с которой я работал в 1999-м, умерла. Теперь у коллекции не было куратора-палеонтолога. Управлял институтом Милан Херак, заслуженный профессор геологии Загребского университета. Профессору исполнилось восемьдесят девять лет, и в институте он если и появлялся, то крайне редко. Пожилая дама по имени Деяна Брайкович занималась рутинным администрированием, помогала ей молодая сотрудница Ядранка Ленардич. Я написал письмо, адресованное обеим дамам, где предложил продолжать успешное сотрудничество с институтом по материалам коллекции из Виндии и напомнил, что это сотрудничество уже выразилось в нескольких резонансных публикациях. Я вызвался к ним приехать и обсудить все лично и, может быть, взять образцы от других костей. Мы договорились, что я приеду и прочитаю в университете лекцию о нашей работе. Но в мае 2006 года, за четыре дня до отъезда, я получил имейл из Загреба, в котором говорилось, что в образцах костей нам отказано. Там было написано, что кости необходимо “зарегистрировать” и только после этого, когда-нибудь в неопределенном будущем, нам разрешат работать с образцами. Может быть, разрешат. У меня создалось впечатление, что за этим странным сюжетным поворотом кто-то стоит. В письме упоминалось имя Якова Радовчича, известного палеонтолога, куратора огромной коллекции очень древних неандертальских остатков из Крапины, хранящихся в Хорватском музее естественной истории в Загребе. И хотя он не был официальным распорядителем коллекции из Виндии, формально приписанной к Хорватской академии наук и искусства, я подозревал, что его авторитет распространяется и на территорию двух дам, и допускал его закулисное вмешательство. Тем не менее я решил не отступать и не отменять поездку. Мне казалось, сам проект настолько убедителен в научном отношении, что в Загребе не могут просто так от него отказаться.

Мы с Йоханнесом приехали в Загреб в начале июля и отправились прямо в институт, где несколько лет назад я столько времени провел с покойной Майей Паунович. Там царило все то же пыльное запустение, и не то чтобы была заметна кипучая деятельность. Деяна Брайкович с помощницей явно нервничали. Они отказались показать нам коллекцию, не говоря уже об образцах костей: для этого нам предписали вначале получить разрешение и консультацию от Академии наук и искусства. Но совместное чаепитие и разговор как-то расположили их к нам, и нам в конце концов разрешили посмотреть на кости. Некоторая часть коллекции пребывала в крайнем беспорядке — может быть, в том числе и из-за этого нас с такой неохотой к ней допустили. (Коллекция, конечно же, нуждалась в хорошем каталоге.) Меня особенно привлекла коробка, в которую отложил некоторые образцы Тим Уайт, палеонтолог из Беркли, работавший здесь несколькими годами раньше. В коробке хранились фрагменты костей, добытых при раскопках Мирко Малезом: Мирко считал, что это кости пещерных медведей, но Тим не исключал, что они принадлежали неандертальцам.

Коробка с костными фрагментами напомнила мне о разговоре с Тимом, когда мы встречались в Беркли год назад. Все кости из Виндии представляли собой россыпь мелких осколков. В таком виде их находят почти во всех неандертальских раскопах. И это вполне естественно, ведь трудно ожидать приличной сохранности от костей возрастом в десятки тысяч лет. Но на осколках в тех местах, где к костям прикреплялись мышцы и связки, хорошо заметны царапины, и такие же царапины имеются на черепах. Другими словами, следы с очевидностью показывают, что плоть специально отделяли от костей, а кости, содержавшие костный мозг, разбивали. Это делали, скорее всего, чтобы добраться до их питательного содержимого. Тим тогда упомянул, что царапины на неандертальских костях похожи на те, что обнаружили при раскопках культуры анасази на юго-западе Америки: в 1100 году примерно 30 мужчин, женщин и детей были убиты и — ужасное открытие! — съедены. Еще он рассказал, что неандертальцы имели обыкновение разбивать кости убитых ими животных, оленей, например, и что кости животных разбиты тем же образом, что и найденные кости самих неандертальцев (рис. 12.1). Мы, скорее всего, никогда не узнаем, насколько распространено было людоедство среди неандертальцев и было ли поедание сородичей частью какого-то погребального ритуала. Но если вспомнить, что скелеты неандертальцев в других раскопах не повреждены и даже носят следы спланированного захоронения, то, похоже, в Виндии неандертальцам просто не повезло, и они наткнулись на голодных соседей.

Парадоксально, но именно тот факт, что неандертальцев в Виндии съели, ну или, по крайней мере, отделили плоть от костей, может объяснить присутствие относительно большого количества ДНК в некоторых костях по сравнению с бактериальной ДНК. Если бы тело неандертальца просто похоронили, то прошли бы месяцы, прежде чем бактерии и другие микроорганизмы справились бы с мягкими тканями. За это время бактерии успели бы проникнуть и в кости, разрушить клетки и молекулы ДНК, размножиться и потом умереть. Из таких костей можно выделить только ДНК микроорганизмов. Но если неандертальца убили, кости раздробили, отделили плоть и костный мозг, обглодали и выбросили, то какие-то фрагменты кости могли быстро высохнуть, так что бактерии не успели в них размножиться. Получается, нужно благодарить каннибализм за сохранность неандертальской ДНК в пещере Виндии.

^{Рис. 12.1. Кость Vi-33.16 из Виндии, которую использовали для секвенирования генома неандертальцев. Она была разбита — вероятно, чтобы извлечь костный мозг. Фото: Кристин Верна, MPI-EVA}

Все это крутилось у меня в голове, когда я рассматривал коробку с осколками костей — осколками настолько маленькими, что невозможно было определить, принадлежат ли они неандертальцам или животным. Я повернулся к Деяне Брайкович и спросил, нельзя ли взять на анализ хотя бы несколько из этих осколков. Я убеждал ее, что с помощью анализа ДНК — если что-то сохранилось, конечно — мы смогли бы определить, кому кости принадлежат. Но нет, Брайкович осталась непоколебима, и — нет — кости трогать нельзя. Она сказала, что, по ее сведениям, скоро, через несколько лет, нужно будет только поднести специальный сенсор к кости, и сенсор живо определит геном целиком. Поэтому на сегодняшний момент она не имеет права жертвовать даже мельчайшим фрагментом ценного материала. Я согласился, что техника, безусловно, в будущем шагнет вперед, но вежливо выразил сомнение, что нам при жизни посчастливится стать свидетелями такого прогресса. К тому же я подозревал, что она ничего не решает и что за проволочками стоит кто-то более влиятельный.

Во второй половине дня, отправившись в Музей естественной истории, мы нанесли визит Якову Радовчичу. Он, казалось, поддерживал наш проект, но выразил серьезные сомнения по поводу образцов как из коллекции из Крапины, так и из Виндии. Я не понимал, что происходит, и в мрачном настроении мы вернулись в нашу обшарпанную гостиницу. Я лежал на кровати, смотрел на облупившиеся стены и трясся от ярости. Насколько я знал, рядом с нами находились кости неандертальцев с самым большим содержанием ДНК. Никакой морфологической ценности они не представляли — они ведь разбиты на такие мелкие осколки, что и не скажешь, неандертальцам они принадлежат, пещерным медведям или другим животным. И какая-то личность, достаточно влиятельная, определенно не желает допускать нас до работы с костями. Я будто превратился в ребенка, которому показывают и не дают любимую конфету; мне хотелось кричать и измолотить всех подряд, но шведское воспитание не позволило выразить эмоции таким естественным образом. Вместо этого мы с Йоханнесом отправились в отвратительный ресторан за углом, чтобы вдоволь наговориться о нашем неведомом враге.

На следующий день я прочел лекцию на медицинском факультете в Загребском университете об ископаемых ДНК вообще и о работе с неандертальской ДНК в частности. Пришло много студентов, задавали вопросы. Молодежь в Загребе явно интересовалась наукой, и это немного приободрило меня. Вечером нас пригласил на ужин университетский профессор антропологии Павао Рудан. Он происходил из семьи крупных землевладельцев с красивейшего острова Хвар в Адриатическом море. Он предложил нам и группе коллег пойти в ресторан под названием Gallo, который на поверку оказался лучшим рестораном, в каком мне когда-либо доводилось бывать. Нам приносили блюдо за блюдом с дарами моря, изумительно приготовленными в средиземноморском стиле. Мы пили прекрасное вино. Пиршество завершилось необыкновенно освежающим напитком из фруктового сока, шампанского и чего-то еще неуловимого. Я немного воспрял духом. И тут Павао заговорил о науке. Так уж случилось, что тот разговор исправил настроение более капитально, чем великолепный ужин.

Сначала разговор затронул исследование небольшой народности на хорватских островах. Павао хотел определить те гены и черты жизненного уклада, которые влияют на распространение обычных болезней, например гипертонии и болезней сердца. Много лет он получал гранты из Америки, Франции и Великобритании на этот проект, что говорило о научном доверии к нему. Я подумал, что, доведись ему услышать о мощном проекте, он сразу же увидит его потенциал. Подумал — и выложил ему все о наших планах и проблемах. Говорил я долго, а Павао слушал внимательно, с пониманием, с желанием помочь. И что самое главное, он умел плавать в водах непростой академической политики своей страны. Его только что выбрали в Хорватскую академию наук и искусства, и вот-вот ему предстояло сделаться ее полноправным членом. Павао предложил представить проект не как сотрудничество между нашей исследовательской группой и институтом в Загребе, где хранится коллекция из Виндии, а как совместную работу двух академий, Хорватской и той, к которой принадлежал я.

Я и вправду являлся членом нескольких научных академий. Это, конечно, почетное звание, но до сих пор академии никакого отношения к моей научной деятельности не имели. Я ни разу не присутствовал на собраниях, где, по моим представлениям, вечно заседали высокочтимые ученые и вели высоколобые споры — пока не отходили в мир иной. И вот неожиданно членство в академиях вышло на первый план. В какую академию обратиться? Я предложил Национальную академию наук США, самую престижную с моей точки зрения, но Павао отсоветовал этот вариант. Мы остановились на Берлинско-Бранденбургской академии естественных и гуманитарных наук, членом которой я состоял с 1999 года. Павао считал, что лучше всего будет, если президент Берлинской академии напишет президенту Хорватской академии и сам предложит наш проект в рамках “сотрудничества на высшем уровне”. Павао предложил подождать несколько недель, пока он сам формально не вступит в ряды академиков. Тогда он вместе с несколькими коллегами сможет замолвить слово за проект лично перед президентом.

На следующее утро мы вернулись в Лейпциг. Оптимизма немного прибавилось. Надежда привезти костей не сбылась, и нам еще предстояло, не очень понятно как, убедить Хорватскую академию, что в их же интересах поддерживать проект. Но благодаря Павао у нас появилась надежда.

По приезде я тотчас позвонил президенту Берлинской академии Гюнтеру Штоку. Он внимательно выслушал и выразил готовность помочь; он считал, что необходимо укреплять научные связи с Хорватией. Он прислал своего ассистента по внешним связям, и вдвоем мы вчерне составили письмо президенту Хорватской академии, предложив проект “Неандертальский геном” в качестве поля для сотрудничества между двумя академиями. Мы отметили, что готовы поддерживать составление каталога по коллекции из Виндии и что для этого могли бы передать компьютеры и предоставить сотрудников.

Но на этом я не остановился. Я должен был сделать все возможное, чтобы преодолеть противодействие неведомых сил из Загреба. Для начала я решил вовлечь в проект всех лиц, имеющих отношение к нашей истории. Я написал Якову Радовчичу и пригласил его на июльскую пресс-конференцию с 454. Там он, как я ему расписывал, мог бы представлять для прессы палеонтологический аспект работы с неандертальцами. Он ответил, что занят в эти даты и приехать не сможет. Затем я связался с Фрэнком Гэнноном, директором EMBO, Европейской организации молекулярной биологии (я имел членство и там). Его я попросил связаться с министром науки, образования и спорта Хорватии Драганом Приморацем. Драган Приморац был необычным политиком, так как занимал еще и должность профессора криминалистики в Университете Сплита и адъюнкт-профессора в Пенсильванском университете в Америке. Драган, с которым мы вскоре подружились, пообещал способствовать продвижению проекта. Я понятия не имел, помогут ли все эти письма и разговоры, но хотел сделать все, что в моих силах.

Тем временем в Загреб пришло письмо о сотрудничестве, подписанное профессором Штоком от имени Берлинской академии наук, — это было официальное выдвижение неандертальского проекта. К формальному письму прилагалось письмо и от меня. Павао Рудан, к которому обратилась за консультацией хорватская сторона, предложил несколько условий сотрудничества: по крайней мере один хорватский соавтор должен участвовать в каждой публикации по коллекции из Виндии; Хорватская академия должна быть поименована в разделе “Благодарности”; нам надлежит приглашать двух хорватских ученых в Лейпциг каждый год до тех пор, пока проект не закроется. Я согласился со всеми положениями и добавил, что мы, от лица Берлинской академии, поддержим составление каталога коллекции из Виндии.

На все эти переговоры ушло время. Лето перешло в осень, осень превратилась в зиму. Я запрашивал образцы из других неандертальских местонахождений, особенно из тех, где по результатам предыдущих исследований в костях сохранилась ДНК. Начать, естественно, следовало с самой долины Неандерталь, где нашли первого неандертальца в 1856 году. Ту пещеру раскопали не ученые, а рабочие каменоломни, которые просто складывали кости по мере того, как находили их. С тех пор и пещеру, и холм, в котором была пещера, срыли при выработке известняка. Множество костей из того местонахождения затерялось в отвалах. Но за несколько лет до описываемых событий у Ральфа Шмитца, с которым мы занимались изучением первого, “типового”, образца, появилась сумасшедшая, но восхитительная идея: поискать потерянные кости. Тщательно изучив старые карты и исходив пешком всю долину Неандерталь — и в изрядной мере прислушиваясь к интуиции, — он таки нашел то место, куда 150 лет назад свозили пустую породу и всякий мусор из каменных разработок. Теперь эту площадку частично занимали гараж и автомастерская. Ральф начал раскопки, и его усилия увенчались успехом: он не только нашел кости, принадлежавшие тому “типовому” индивиду, но и отыскал остатки второго индивида. В 2002 году мы выделили мтДНК из этого второго индивида и опубликовали результаты в соавторстве с Ральфом^[52]. Йоханнес достал с дальней полки остатки костной ткани от тех опытов и сделал новые вытяжки. Затем проанализировал их более современными методами, пытаясь выделить ядерную ДНК вдобавок к митохондриальной. Результаты оказались неутешительными. Экстракты содержали 0,2–0,5 процента неандертальской ДНК — недостаточно для составления генома.

На Кавказе в пещере Мезмайская вели раскопки два археолога из Санкт-Петербурга, Любовь Голованова и Владимир Дороничев. Им попался скелет неандертальского ребенка. Ребенка, по-видимому, специально похоронили, так как все кости были в целости и не сдвинуты. Этот скелет отличало от остальных находок кое-что еще: возраст большинства неандертальских костей, которые попадают к нам на анализ, примерно 40 тысяч лет, а этому было от 60 до 70 тысяч. Любовь и Владимир приехали к нам и привезли часть ребра на анализ, и еще они привезли фрагмент черепа неандертальца, найденного в верхних слоях раскопа. Йоханнес приготовил экстракты и получил по содержанию 1,5 процента неандертальской ДНК из экстракта ребра. Мы, конечно, рассчитывали на большее; к тому же ребро было таким крошечным, что нечего было даже надеяться выделить достаточное количество ДНК для составления генома. Но тем не менее кое-какую информацию опыты с ребром принесли.

Третье интересное для нас местонахождение находилось на северо-западе Испании, в Астурии, и называлось Эль-Сидрон. Я съездил туда в 2007 году. Если в детстве мечтаешь стать палеонтологом, то в воображении рисуешь именно такое место. Вокруг Эль-Сидрона великолепные пейзажи, а вот и сама пещера — с таинственным маленьким незаметным входом. В ней веками люди укрывались от всяких напастей. Таков Эль-Сидрон. Перед входом стоит памятник испанскому солдату, который прятался здесь и был убит фашистами во время гражданской войны. Если на четвереньках протиснуться через этот узкий вход и пройти две сотни метров вглубь и вправо, то попадаешь в обширную — двадцать четыре на двенадцать метров — боковую галерею. Именно там каждое лето проводят раскопки профессор Марко де ла Расийя и его коллеги и студенты из Университета Овьедо. Им посчастливилось найти кости нескольких неандертальцев — младенца, ребенка, двух подростков и четырех молодых людей. Длинные кости были раздроблены и с многочисленными царапинами. Только кости рук располагались в ожидаемом порядке, будто бы отделенные от тела и отброшенные в сторону. Марко де ла Расийя считает, что кости выбросили в пруд где-то в стороне от пещеры — это произошло примерно 43 тысячи лет назад — и потом вода смыла кости в пещеру.

Каждое лето на этом месте находят новые кости, и мы договорились, что поднимать из земли их будут таким образом, чтобы по возможности не заносить современную ДНК и максимально сохранить ДНК неандертальцев. Под руководством Карлеса Лалуеса-Фокса, молекулярного биолога из Барселоны, и Антонио Росаса, антрополога из Музея естественных наук в Мадриде, рабочие на раскопе обрядились в стерильные перчатки, стерильные балахоны, надели маски на лицо — в общем, оделись так, как мы у себя в “чистой комнате”. Подняв кости, подходящие для экстрагирования, они складывали их в ящик со льдом. В лаборатории Антонио в Мадриде все кости снимали на томографе, чтобы задокументировать их морфологические особенности. Затем в том же замороженном состоянии их отсылали в Лейпциг. Практически никто не прикасался к ним с момента находки, развитие бактерий на них тоже должно было быть минимальным. Я возлагал большие надежды на эти кости, но когда Йоханнес провел все эксперименты, оказалось, что они содержат только 0,1–0,4 процента ДНК неандертальцев. Ни в одном местонахождении — а я, кроме вышеописанных, связался со многими другими, и результат был еще хуже — не нашлось достаточно ДНК, чтобы составить геном неандертальца. Похоже, подходящая кость есть только в Виндии, только в ней сохранилось более или менее адекватное количество ДНК. А в Загребе дела двигались со скоростью черепахи, если вообще двигались.

Одно событие все-таки нас порадовало. К концу лета 2006 года в лабораторию прибыл талантливый хорватский аспирант Томислав Маричич. Томи сопровождал нас в прошлый наш визит в Институт четвертичной палеонтологии и геологии; его местные связи очень нам помогли во время переговоров. Наш проект стал темой публичного обсуждения — хорошо, что Томи переводил мне газетные статьи, так что я был в курсе дела. В июле, после пресс-конференции в Лейпциге, на которой проект “Неандертальский геном” был официально объявлен, большая газета Jutarnji List взяла интервью у Якова Радовчича. В газете он изображался как “человек, без которого невозможно представить исследование неандертальцев”. Вот его слова: “Следует спросить: а в чем же все-таки цель исследования? Кроме того, неясно, можно ли в принципе прочитать геном неандертальца… Ведь они используют химически агрессивные методы, разрушающие материал, а материал слишком ценен, чтобы просто так им пожертвовать”. В ноябре та же газета опять его процитировала: “Три с половиной месяца назад Сванте Пэабо приезжал в Загреб в поисках образцов для молекулярного генетического анализа… Я, однако, считаю, что мы должны бережно относиться к образцам и сохранить их для будущих поколений исследователей”.

Все эти замечания заставили меня послать Якову длинный вежливый имейл, в котором я еще раз подробно разъяснил проект. Он ответил, что, уладив некоторые формальности с коллекцией, которые могут занять “от нескольких недель до нескольких месяцев”, он намерен оказать нам “полную поддержку”. В Загребе вокруг проекта ходили всякие слухи. Я раздражался, так как не мог понять, кто нас поддерживает, кто воюет против, кто что кому сказал, должен ли я верить тому, что мне говорят в лицо. Положиться без раздумий я мог только на Павао Рудана и двух его друзей из Академии наук и искусства. Одного звали Желько Кучан. Он был ученым государственного масштаба; пятьдесят лет назад он запустил науку об исследовании ДНК в университете Загреба. Другой — геолог Иван Гушич, Джонни для друзей. Веселый, оптимистичный, всегда дружелюбный, он вскоре встал во главе Института четвертичной палеонтологии и геологии (рис. 12.2).

В конце ноября, воспользовавшись выходом в свет наших статей в Nature и в Science, Павао решил поддержать проект публично. Он написал статью в воскресный выпуск крупной хорватской газеты Vjesnik. В статье говорилось, что исследования ДНК могут поведать много нового об эволюции человека и что материал из Виндии является существенным звеном исследований. “Таким образом, сотрудничество с коллегами из Общества Макса Планка необходимо продолжать и всемерно укреплять, — гласила статья. И далее: — Именно с помощью образцов из Виндии, хранящихся в нашей академии, можно впервые в истории получить геном гоминида эпохи плейстоцена… Будущее сотрудничество между нашей академией и Берлинской, особенно с группой Сванте Пэабо, значительно продвинет вперед палеоантропологию, молекулярную генетику и антропологию”. Я очень надеялся, что наши труды со временем докажут, что Павао верил в нас не напрасно.

Медленно-медленно колесо хорватской бюрократии поворачивалось в нашу пользу. Восьмого декабря 2006 года после множества проволочек, для меня в основном непостижимых, был подписан меморандум о соглашении между Хорватской и Берлинской академией наук. Я прямо не верил! Наконец-то дорога к вожделенным костям расчищена! При первой же возможности я организовал поездку в Загреб. Поехали мы с Йоханнесом и Кристин Верна, молодой француженкой, палеонтологом из отдела эволюции человека в нашем институте в Лейпциге. Ей предстояло провести в Институте четвертичной палеонтологии и геологии десять дней и составить предварительный каталог костей неандертальцев из коллекции Виндии.

^{Рис. 12.2. Павао Рудан, Желько Кучан и Иван “Джонни” Гушич, трое членов Хорватской академии наук, которые помогли нам с образцами неандертальских костей из пещеры Виндия. Фото: Павао Рудан, HAZU}

Мы с Йоханнесом пробыли в Загребе четыре дня и вернулись в компании Павао, Желько и Джонни, а у Джонни в чемоданчике лежали стерильные упаковки с восемью вожделенными костями, и среди них знаменитая Vi-80, теперь официально переименованная Vi-33.16 (рис. 12.1).

Мы прибыли в Лейпциг поздно вечером. А с утра первым делом отнесли кости к нам в отдел эволюции человека, где их, не вынимая из упаковок, просканировали на томографе — теперь их морфологическое строение навечно зафиксировано в электронном виде. А потом в игру вступил Йоханнес и забрал кости в “чистую комнату”.

^{Рис. 12.3. Отбор проб из неандертальской кости стерильным буром. Фото: MPI-EVA}

С помощью стерильного зубоврачебного сверла он удалял два-три миллиметра поверхности с каждой из костей. Затем сверлил маленькую дырочку до плотной внутренней части кости. Ему приходилось часто останавливаться, чтобы сверло не нагрелось и чтобы из-за нагрева не потерять потенциальную ДНК (рис. 12.3). Ему требовалось примерно 0,2 грамма костного материала; этот материал опускался в раствор, который в течение нескольких часов растворял и связывал костный кальций. От кости оставались комочки белков и других неминеральных компонентов, ДНК же попадали в раствор, то есть в жидкую часть смеси. Йоханнес изолировал молекулы ДНК, соединяя их с кремнием — этот метод четырнадцать лет назад с успехом применял Матиас Хёсс для выделения ДНК из древних костей.

Чтобы подготовить молекулы ДНК для секвенирования по методу 454, Йоханнесу нужно было с помощью определенных ферментов убрать раскрученные и одиночные кусочки нитей ДНК на концах. Потом, используя следующий фермент, он пришивал к концам древних фрагментов специально синтезированные короткие отрезки современной ДНК, так называемые адаптеры. С присоединенными адаптерами отдельные фрагменты ДНК можно было “читать” на секвенаторе, как книгу; коллекция таких прочтенных “книг” складывалась в библиотеку. Адаптеры специально синтезировали для нашего проекта: они содержали короткую последовательность из четырех оснований, ТГАЦ, и эта цепочка должна была оказаться на стыке синтезированной и древней ДНК и служить своеобразным маркером искомых фрагментов. Это была одна из тех незаметных технических мелочей, которые часто играют огромную роль в продвижении молекулярной биологии в целом и в области исследования палео-ДНК в частности. Мы применили эти маркеры, так как наши библиотеки древних ДНК должны в какой-то момент покинуть чистые помещения и отправиться на секвенаторы 454. Чтобы наверняка быть уверенными, что ДНК из других библиотек, с которыми мы работаем в лаборатории, не попали в неандертальские библиотеки, мы будем обращать внимание только на те последовательности, которые начинаются с ТГАЦ. Идею адаптеров мы разработали и опубликовали в 2007 году^[53].

Проведя все эти процедуры, Йоханнес приготовил вытяжки из восьми новых костей из Виндии. Затем он прогнал экстракты через ПЦР, чтобы проверить содержание неандертальской мтДНК и уровень зараженности современной ДНК. Почти во всех костях он нашел неандертальскую мтДНК. Это вдохновляло, но после всех разочарований с костями из России, Германии и Испании я придерживал свой энтузиазм. Мы немедленно отсеквенировали случайную выборку фрагментов ДНК из каждой библиотеки, чтобы оценить долю ядерной неандертальской ДНК. Процесс этот занял несколько дней, и пока мы ждали результата, я едва мог сосредоточиться на чем-то другом и заниматься остальными проектами. Мы же сказали во всеуслышание по всему миру, что составим неандертальский геном. И если в костях из Виндии недостаточно ядерной ДНК, то придется столь же громко объявлять о неудаче. Я не знал, где еще искать кости, лучших не было.

И вот перед нами результаты. Некоторые кости содержали от 0,06 до 0,2 процента ядерной ДНК, так же как и в остальных местонахождениях. Но в трех костях мы нашли 1 процент, а в одной почти 3 процента ядерной ДНК! Эта одна и есть знаменитая Vi-33.16, бывшая Vi-80. Мы не отыскали “волшебную косточку” с сохранной ядерной ДНК, но с тем, что у нас есть, можно было работать.

Итак, не все потеряно!