Неисчерпаемый источник

Ученые узнали о древнем человеке все, используя только расческу

Реконструкция внешности сакканца. Изображение, переданное (c)AFP

Как можно узнать внешность человека, которого вы никогда не видели и с которым у вас нет общих знакомых? А если этот человек умер несколько тысяч лет назад? До недавнего времени единственной надеждой ученых, решавших подобные задачи, были останки, чудом пережившие столетия дождя, снега и прочих превратностей погоды. Но в последние годы ситуация изменилась. Теперь палеонтологам не нужно отыскивать целые скелеты - достаточно клочка волос или фрагмента кости. Все остальное ученым расскажет ДНК - ее анализ позволяет узнать цвет волос, глаз, рост и даже состав ушной серы. В четверг в научном журнале Nature появилась работа, которая очень убедительно доказывает, насколько совершенны технологии современной молекулярной биологии.

В 1986 году группа датских ученых обнаружила на стоянке Кекетасуссук (Qeqertasussuk) расческу с застрявшим в ней клоком волос. Находку отнесли к произведениям культуры Саккак. Считается, что представители этой культуры одними из первых заселили "Зеленый континент" (так переводится с английского название Гренландия). Исследователи заключили, что расческа была потеряна около четырех тысяч лет назад. На тот момент больше никаких ценных сведений палеонтологи извлечь из расчески не смогли, и она на 20 лет превратилась в экспонат Национального музея Дании.

В 2008 году расческу с изрядным количеством волос заметил Эске Виллерслев (Eske Willerslev), который только что вернулся из Гренландии, где безуспешно пытался отыскать останки ее древних жителей. После недолгих переговоров с администрацией музея Виллерслев заполучил в свое распоряжение несколько волосков и, собрав команду из нескольких десятков исследователей, принялся за работу.

Энтузиазм Виллерслева можно понять. Волосы являются богатым источником ДНК: их лишенная пор структура обеспечивает хорошую сохранность генетического материала и к тому же препятствует загрязнению образца чужеродной нуклеиновой кислотой. Кость, например, за годы хранения в далеко не стерильных условиях прорастает колониями бактерий и грибков. Кроме того, кость "собирает" ДНК ученых, выкапывающих ее из грунта и работающих с ней в лаборатории. Избавиться от таких загрязнений бывает очень сложно. В случае с волосами достаточно просто тщательно очистить их поверхность. Внутри образец останется чистым.

Виллерслеву и его команде удалось не только выделить из образцов волос ДНК, но также определить последовательность 79 процентов генома древнего гренландца. Ученые "прочитали" каждую букву генома 20 раз. "Золотой стандарт" для современных исследований - 10 раз. Эти цифры обозначают, сколько раз ученые расшифровывают последовательность ДНК. Чем больше число "прочтений", тем надежнее результат.

Самой легкой задачей было определение пола сакканца - наличие в геноме Y-хромосомы однозначно свидетельствовало, что хозяин волос был мужчиной. Для того чтобы выяснить другие особенности гренландца, ученые проанализировали его однонуклеотидные полиморфизмы (single nucleotide polymorphism - SNP; в русскоязычной литературе употребляется сокращение "снип"). Снипами называют мутации генома, затрагивающие только одну его букву. Например, слова "корова" и "карова" отличаются как раз на одну букву. Замена "о" на "а" и является однонуклеотидным полиморфизмом.

Приблизительно так выглядят чукчи, далекие предки которых отправились покорять Новый Свет. Рисунок Луиса Чориса (Louis Choris) 1816 года
Приблизительно так выглядят чукчи, далекие предки которых отправились покорять Новый Свет. Рисунок Луиса Чориса (Louis Choris) 1816 года

Снипы могут прямо влиять на функциональность гена (в примере с коровой замена делает слово неправильным), но могут никак не изменять их работоспособность. Изучение полиморфизмов показало, что очень часто определенный снип как бы сцеплен с тем или иным вариантом гена. Например, если в предложении есть слово "карова", то где-то неподалеку должно быть слово "молоко". А присутствие "коровы" указывает на "малоко". Или даже на "сено". Исследователи составили огромные таблицы, в которых собраны известные соответствия между снипами и генами. Таким образом, для определения того, какие гены присутствуют у организма, достаточно просто проверить, что за снипы находятся в "нужных" местах.

Всего исследователи перебрали 353 тысячи снипов. В числе прочего они определили, что сакканец был сыном близких родственников, скорее всего двоюродных брата и сестры. Кроме того, ученые выяснили, что у него была вторая группа крови и положительный резус, сухая ушная сера, лопатообразные зубы. Обмен веществ древнего жителя Гренландии был "настроен" так, чтобы запасать как можно больше полученной энергии в виде жировых отложений. Из снипов специалисты также "вытянули", что мужчина был склонен к облысению.

Сравнивая снипы сакканца со снипами представителей различных этносов, ученые смогли определить его ближайших родственников. Оказалось, что генетически первые гренландцы ближе всего к чукчам, корякам и нганасанам - народам, обитающим в Сибири. Исследователи убедительно показали, что современные жители американского крайнего севера и гренландские эскимосы произошли не от сакканцев. Другими словами, жители Сибири колонизировали Новый Свет независимо от предков его теперешних обитателей. Как именно сакканцы перебрались через Берингов пролив, ученые пока не знают, но не исключено, что они передвигались по льду. На территории современной Аляски сибиряки оказались около 5,5 тысячи лет назад. Еще через 1,5 тысячелетия сакканцы заселили берега Гренландии.

Ученые смогли добыть информацию из вырванных расческой волос сакканца сразу несколькими способами. Изотопный анализ волосков показал, что рыба составляла важнейшую часть рациона древних обитателей Гренландии.

Стоит особо подчеркнуть, что все выводы ученых относятся к одному конкретному сакканцу, чьи волосы застряли в так удачно потерянной расческе. Исследователи не знают, был ли он членом крупного племени или же одиноко путешествовал по Гренландии, самостоятельно добравшись туда из Сибири. Впрочем, вероятность последнего варианта не очень высока, так как для его осуществления необходимо выполнение целых двух маловероятных событий. Во-первых, сакканец должен был пережить одиночное путешествие, а во-вторых, именно его останки должны были сохраниться в течение четырех тысяч лет.

В новой работе впечатляют прежде всего чувствительность и почти фантастические возможности генетического анализа. Правда, стоит сделать скидку на то, что образец волос хранился в условиях вечной мерзлоты. Современные технологии пока не позволяют получить достаточное для столь исчерпывающего анализа количество ДНК из образцов, найденных в теплых странах. Но потрясающий прогресс в области молекулярно-биологических методов позволяет надеяться, что в скором будущем ученые смогут выполнять такие исследования.

Вспомним некоторые цифры. Сотням специалистов со всего мира потребовалось одиннадцать лет для расшифровки генома человека, завершенной в 2001 году. На черновую расшифровку генома неандертальца ушло почти два года, и исследователи смогли "прочесть" только 63 процента его генома. На определение последовательности ДНК сакканца потребовался год с небольшим. Так что основания для надежды есть.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 22 февраля 2017
Допрос обвиняемого - митрополита Петроградского Вениамина на судебном процессе по делу об изъятии церковных ценностей, проходившем в зале филармонии

Сидеть!

Как молодая советская власть карала своих граждан
Наука и техника
 — 
00:00 24 февраля 2017

Стрелять, Карл!

Подстреленный Гитлер и отпуск в фашистской Италии: обзор Sniper Elite 4
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
«У молодых вообще нет собственной позиции»
Почему современные студенты инфантильны, аполитичны и боятся протестов
Валентина ТерешковаПо космическим законам
Как Терешкова принесла соревнование с американцами из космоса в политику
Казус Чудновец
Чем закончится дело жительницы Катайска, осужденной за репост. Репортаж
Тень независимости
Может ли Россия признать ДНР и ЛНР
Желтую расу — в лагеря
Жизнь японцев, интернированных в США во время войны
Real estate magnate Donald Trump waves as he leaves a Greater Nashua Chamber of Commerce business expo at the Radisson Hotel in Nashua, New Hampshire, May 11, 2011. Trump suggested Wednesday it's not much fun flirting with the idea of running for president in the face of relentless attacks and ridicule. REUTERS/Don Himsel/Pool (UNITED STATES - Tags: POLITICS)Прощание с иллюзией
Почему Трамп не мог оправдать надежд на нормализацию отношений с Россией
Самый лучший президент
Американские историки составили список наиболее успешных руководителей страны
Виталий ЧуркинМаэстро дипломатии
Накануне своего дня рождения скончался постпред России при ООН Виталий Чуркин
Мило ДжукановичИнтриги Черной Горы
Зачем Подгорица обвиняет Москву в попытке переворота
Без ствола
Российские власти сокращают число владельцев гражданского оружия
Мне хардбольно
Как играют в самую травмоопасную военно-спортивную игру
Недостаток ресурсов при избытке амбиций
Что не так с индийской системой закупок оружия
Тир во время чумы
Как тренировка в стрелковом клубе обернулась смертью инструктора и ученика
Допрос обвиняемого - митрополита Петроградского Вениамина на судебном процессе по делу об изъятии церковных ценностей, проходившем в зале филармонииСидеть!
Как молодая советская власть карала своих граждан
Стрелять, Карл!
Подстреленный Гитлер и отпуск в фашистской Италии: обзор Sniper Elite 4
Ястреб сбит, ястреб сбит!
Пушка-ловушка, орлы и другие неожиданные способы уничтожить беспилотник
twen, Nr. 6, 1969, Фотография: Гвидо Мангольд, графика: Вилли Флекхаус«Опаснее тысячи порножурналов»
Король книжного и журнального дизайна Вилли Флекхаус
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Белая вдова
Кино недели с Денисом Рузаевым: от «Джеки» до «Тони Эрдманна»
Орхан Памук«Ни одна жизнь не достойна романа»
Орхан Памук о современной Турции и противостоянии Востока и Запада
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Летают, но низенько-низенько
11 машин, способные ехать по любой поверхности. Точнее, даже не ехать
20 роскошных авто. В камуфляже
Маскировка, которая нужна, чтобы стать заметным
Лучшее от Italdesign за 10 лет
Девять проектов Italdesign Giugiaro, которые не оставят равнодушными
6 самых необычных военных машин
Военная техника, от которой волосы встают дыбом
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды