Тайное становится явным
Генетический код — свойственная всем живым организмам единая система «записи» наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Проще говоря — этакая расширенная карта-схема, содержащая абсолютно всю подноготную, касающуюся внешнего вида нас самих, наших родителей и пращуров (причем гораздо старше, чем до пресловутого седьмого колена), а также способностей, болезней и многого другого. Все это каким-то невероятным образом заключено в молекулы. Эти частицы скрыты в каждой клетке нашего организма, как маленькие матрешки в большой. Визуально ДНК имеет форму двойной спирали и напоминает сильно перекрученную веревочную лестницу. Каждая ступень на этой лестнице состоит из пары нуклеотидов. Когда ДНК копируется (а она это делает постоянно), иногда возникают ошибки — мутации.На данный момент процесс исследования ДНК состоит из шести этапов, каждый из которых по-своему интересен. От экстракции, когда в стерильной лаборатории кости и другие уцелевшие ткани очищаются, измельчаются в порошок и растворяются химическими веществами, до конечного результата — выравнивания. Именно его в виде четко выстроенной программным обеспечением картинки мы видим в кино или научно-популярных передачах. Но для чего это все нужно?
С помощью исследований древних и не очень ДНК можно сделать очень многое. Например, установить личность умершего человека, использовав в качестве эталона сравнения образцы генома его потомков. Таким образом были идентифицированы члены семьи Николая II, личность английского короля Ричарда III (в 2013 году эти исследования стали настоящей научной сенсацией). И таких примеров немало.
Тираннозавр Франкенштейна
Современной наукой допускается возможность воспроизведения умершего организма при условии сохранения генетического материала — так называемое репродуктивное клонирование. Кроме научных целей, оно может применяться для восстановления исчезнувших или сохранения редких видов. Правда, о клонах динозавров и других доисторических животных можно забыть, как бы нас ни убеждала в реальности подобного варианта желтая пресса. Даже если бы и сохранилась такая древняя ДНК (что маловероятно), она имела бы огромное количество повреждений. К тому же за годы, проведенные в почве (воде, болоте и так далее — не важно где), к любой ДНК «паровозом» цепляются различные посторонние элементы. То есть клонированный организм либо не получится вовсе, либо может стать эдаким аналогом монстра Франкенштейна. И это напрочь убивает чистоту научного эксперимента.Кстати, в 1990-х годах поднялось много шума по поводу выделения ДНК динозавров, но впоследствии образцы были забракованы, так как на поверку представляли собой некий неопределенный «суп» из загрязненного материала (в основном микробов). Так что возрождение монстров — это из разряда фантастики для любителей «Парка Юрского периода». Динозавры исчезли примерно 65 миллионов дет назад. На данный момент считается, что даже при идеальных условиях ДНК может сохраниться максимум в течение 1,5 миллиона лет. Но от нее останется только каркас, который мало что даст для изучения, — уцелевшие участки нуклеотидов будут слишком короткими для предоставления какой-либо информации.
Вообще говоря, когда организмы умирают, их ДНК разлагается — это естественный процесс. А вот сколько времени это займет, зависит от многих факторов, таких как температура, условия захоронения и количество микроорганизмов, которые этот организм «разбирают по запчастям». Лучше всего (теоретически — до 1 миллиона лет) ДНК сохраняется в холоде. Сегодня титул самого старого (780 тысяч лет) полного генома принадлежит лошади, обнаруженной в мерзлой земле канадского Юкона. Самая старая ДНК представителя рода Homo — фрагмент генетического кода предка неандертальцев (гейдельбергского человека) возрастом 400 тысяч лет. Его обнаружили в испанской пещере Сима-де-лос-Уэсос (там внизу тоже очень холодно).
Главное и основное условие при работе с древней ДНК — приемлемая сохранность материала. Этому критерию соответствуют в основном образцы, возраст которых не превышает 50 тысяч лет. Хотя, как говорится, с какой стороны посмотреть. Ученые определили, что период полураспада ДНК составляет 521 год. То есть образцы старше этого срока уже не идеальны, а изрядно потрепаны.
Запретная тема
После выделения из доисторических артефактов — костей, зубов (это самое идеальное место поиска), волосяных фолликулов и других сохранившихся тканей — ДНК должна храниться просто в стерильных условиях при минимальной температуре и влажности. Тогда с ней можно работать. Что ученые и делают. Например, сегодня клонированием животных уже никого не удивишь. В принципе, нет существенных препятствий и для подобных опытов с людьми, но тут вопрос гораздо серьезнее «воспроизведения» овцы Долли (первое клонированное млекопитающее, которое было получено путем пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки в 1996 году). Это сопряжено с огромным количеством этических, религиозных, юридических и прочих проблем, которые сегодня не имеют однозначного решения. Поэтому во многих государствах работы по репродуктивному клонированию предусматривают уголовную ответственность. А в 1998-м был принят дополнительный протокол Конвенции Совета Европы о правах человека, предусматривающий запрет клонирования людей. Под запретом и генетическое редактирование человеческой ДНК, поскольку все это, так сказать, близкородственные проблемы. В 2018 году в КНР появились первые генетически «отредактированные» дети, однако автор этого научного открытия биолог и биофизик Хэ Цзянькуй получил крупный штраф и сел в тюрьму. Но это уже совсем другая история.
КСТАТИ
В истории человечества отмечены три пандемии чумы, унесшие миллионы жизней и оставшиеся в памяти как годы безмерного ужаса. Первая — Юстинианова чума, она началась в Египте и охватила практически все страны Средиземноморья. До недавнего времени «точкой отсчета» считался 540 год — когда болезнь, свойственная пустынным и степным грызунам, каким-то образом нашла дорогу к людям. Однако все оказалось гораздо сложнее и древнее. В 2015 году генетики обнаружили ДНК вызывающих бубонную чуму бактерий Yersina pestis в зубах жителей Евразии бронзового века. Это дало основания считать, что штаммы болезни, только, очевидно, менее заразные, поражали людей за тысячелетия до исторически задокументированных катастрофических пандемий. А еще наукой установлено, что около 8 % нашей ДНК состоит из древних вирусов, которые когда-то инфицировали людей. Собираем, так сказать, коллекцию на память.
